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CN112806780B - 一种文物展示保护系统 - Google Patents

一种文物展示保护系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种文物展示保护系统。采用开普勒望远镜的结构，结合反射镜原理，将文物的各个角度通过望远镜的方式呈现给外界，有利于外界对于文物细节的观察，同时由于观察者和文物之间存在较大的距离，提高的外界对于文物的影响；二向色镜的设置使得外界的低波长的光被阻止，降低蓝紫光对于文物的伤害；配套使用了摄像头和光传感器，与照相机的闪光灯和对焦辅助灯进行检测，由于使用观察窗口，有效避免了摄像头采集范围过大导致的图像不清晰的问题，并且由于图像相对固定，可以很好的进行快速图像处理，提高检测速度。

Description

一种文物展示保护系统
技术领域
本发明涉及文物展示系统，尤其涉及一种文物展示保护系统。
背景技术
档案管和博物馆的一些文物是会受到外界光线的损伤的，尤其是一些已经风化腐蚀的木、布、纸、漆等材料的文物，在受到外界的强光照射后，会大大加速其褪色，导致时间长了以后原本的颜色难以保存；因此博物馆这些文物对应的位置一般光线都设置的很昏暗，而且均采用长波长光照明；并且严格禁止闪光灯拍照。
但是检查游客的照相机或者设置专人进行巡逻一方面不方便游客浏览，另一方面也会增大博物馆负担，因此设置自动降低强光损伤的文物展示保护系统尤为重要。
发明内容
针对上述内容，为解决上述问题，提供一种文物展示保护系统，包括控制中心、文物展示柜、监控系统和视觉识别模块；
控制中心连接文物展示柜、监控系统和视觉识别模块，监控系统内设置有第一光传感器和摄像头，文物展示柜内设置有第二光传感器，第一光传感器和第二光传感器用于检测闪光灯和对焦辅助灯；文物展示柜内设置门模块，当第一光传感器或者第二光传感器检测到闪光灯亮或者对焦辅助灯亮时，门模块关闭，从而将文物对外展示窗口关闭，降低闪光灯对文物的损伤；监控系统的摄像头用于进行红外图像采集，并将图像发送给控制中心，控制中心将图像处理后发送给视觉识别模块，视觉识别模块用于识别图像中是否存在照相机，当检测到图像中存在照相机时视觉识别模块控制警示灯亮；
照明模块用于为文物提供照明，照明模块的照明波长范围为文物的吸收最低的波长范围；
控制中心还可以控制文物展示柜内的门模块的开闭。
文物展示柜整体呈长方体行，包括底部柜和顶部柜；底部柜内中心设置有水平设置的文物摆放座，文物摆放座用于摆放文物；文物摆放座的四周设置有四个反射镜；反射镜竖直设置，使得文物的侧面在反射镜内成像；
底部柜内位于反射镜外侧的空间内设置温度湿度控制模块，温度湿度控制模块用于控制底部柜内的温度和湿度，保证温度摆放座处的温度和湿度处于温度保存的最佳温度湿度范围内；
顶部柜设置在底部柜的上方，顶部柜和底部柜连接的中心位置设置第一透镜，第一透镜上方设置多个第二透镜，每一个第二透镜的上方设置有一个观察窗口；门模块设置在观察窗口的上方；
第一透镜在其上方形成一个焦平面，且第一透镜和每一个第二透镜均组成一个开普勒望远镜系统，第一透镜与每一个第二透镜之间的焦点处设置有二向色镜，二向色镜使得波长420nm~485nm的光被反射，波长大于485nm 的光被透射；
二向色镜上表面涂覆有一层易损膜，当从第二透镜入射的光聚焦到易损膜后强度超过一定阈值时，易损膜损坏，透过性降低，使外界的光无法从易损膜进一步传递至二向色镜。
第二透镜和观察窗口的数量都是5个，成“十”字型排列，文物表面的光经第一透镜和第一透镜正上方的第二透镜后向正上方传输，从第一透镜正上方的观察窗口出射；从反射镜反射的文物表面的光经第一透镜和第一透镜斜上方的第二透镜后，从对应的第二透镜斜上方的观察窗口出射。
第一透镜的下方设置有环形照明灯，用于为文物提供照明光。
第一光传感器和第二光传感器选择为亮度阈值传感器，当其接收的光强度超过一定的阈值时其向门模块发送关闭信号。
警示灯的照明亮度高于第一光传感器和第二光传感器的阈值，且警示灯的照明波长为二向色镜反射波长。
摄像头的红外图像采集范围为观察窗口附近2m内的范围。
控制中心将摄像头采集的红外图像进行压缩和降噪后，进行背景切割，将背景部分的图像去除后再将红外图像以多张静态图的形式发送给视觉识别模块；视觉识别模块将控制中心发送的图像进行特征匹配，即预先存储的多种照相机的外观特征与收到的图像进行特征匹配，从而在图像中识别出照相机。
有益效果：
本发明首先采用开普勒望远镜的结构，结合反射镜原理，将文物的各个角度通过望远镜的方式呈现给外界，有利于外界对于文物细节的观察，同时由于观察者和文物之间存在较大的距离，提高的外界对于文物的影响；
二向色镜的设置使得外界的低波长的光被阻止，降低蓝紫光对于文物的伤害，由于使用开普勒结构，所有的光线都要经过焦点，焦点处设置二向色镜，可以大大降低二向色镜的尺寸，同时设置易损膜，当光强较大时，易损膜受损而透过率降低，防止外界进一步对文物造成伤害；
配套使用了摄像头和光传感器，与照相机的闪光灯和对焦辅助灯进行检测，由于使用观察窗口，有效避免了摄像头采集范围过大导致的图像不清晰的问题，并且由于图像相对固定，可以很好的进行快速图像处理，提高检测速度。
附图说明
被包括来提供对所公开主题的进一步认识的附图，将被并入此说明书并构成该说明书的一部分。附图也阐明了所公开主题的实现，以及连同详细描述一起用于解释所公开主题的实现原则。没有尝试对所公开主题的基本理解及其多种实践方式展示超过需要的结构细节。
图1为本发明系统整体结构示意图；
图2为本发明的文物展示柜的示意图；
图3为本发明文物展示柜的顶部示意图。
具体实施方式
本发明的优点、特征以及达成所述目的的方法通过附图及后续的详细说明将会明确。
实施例1：
一种文物展示保护系统，包括控制中心、文物展示柜1、监控系统和视觉识别模块；
控制中心连接文物展示柜1、监控系统和视觉识别模块，监控系统内设置有第一光传感器和摄像头，文物展示柜1内设置有第二光传感器，第一光传感器和第二光传感器用于检测闪光灯和对焦辅助灯；文物展示柜1内设置门模块，当第一光传感器或者第二光传感器检测到闪光灯亮或者对焦辅助灯亮时，门模块关闭，从而将文物对外展示窗口关闭，降低闪光灯对文物的损伤；监控系统的摄像头用于进行红外图像采集，并将图像发送给控制中心，控制中心将图像处理后发送给视觉识别模块，视觉识别模块用于识别图像中是否存在照相机，当检测到图像中存在照相机时视觉识别模块控制警示灯亮；
照明模块用于为文物提供照明，照明模块的照明波长范围为文物的吸收最低的波长范围；
控制中心还可以控制文物展示柜1内的门模块的开闭。
文物展示柜1整体呈长方体行，包括底部柜2和顶部柜3；底部柜2内中心设置有水平设置的文物摆放座4，文物摆放座4用于摆放文物；文物摆放座4的四周设置有四个反射镜5；反射镜5竖直设置，使得文物的侧面在反射镜5内成像；
底部柜2内位于反射镜5外侧的空间内设置温度湿度控制模块，温度湿度控制模块用于控制底部柜2内的温度和湿度，保证温度摆放座处的温度和湿度处于温度保存的最佳温度湿度范围内；
顶部柜3设置在底部柜2的上方，顶部柜3和底部柜2连接的中心位置设置第一透镜6，第一透镜6上方设置多个第二透镜7，每一个第二透镜7的上方设置有一个观察窗口8；门模块设置在观察窗口8的上方；
第一透镜6在其上方形成一个焦平面，且第一透镜6和每一个第二透镜7均组成一个开普勒望远镜系统，第一透镜6与每一个第二透镜7之间的焦点处设置有二向色镜9，二向色镜9使得波长420nm~485nm的光被反射，波长大于485nm 的光被透射；
二向色镜9上表面涂覆有一层易损膜，当从第二透镜7入射的光聚焦到易损膜后强度超过一定阈值时，易损膜损坏，透过性降低，使外界的光无法从易损膜进一步传递至二向色镜9。
第二透镜7和观察窗口8的数量都是5个，成“十”字型排列，文物表面的光经第一透镜6和第一透镜6正上方的第二透镜7后向正上方传输，从第一透镜6正上方的观察窗口8出射；从反射镜5反射的文物表面的光经第一透镜6和第一透镜6斜上方的第二透镜7后，从对应的第二透镜7斜上方的观察窗口8出射。
第一透镜6的下方设置有环形照明灯，用于为文物提供照明光。
第一光传感器和第二光传感器选择为亮度阈值传感器，当其接收的光强度超过一定的阈值时其向门模块发送关闭信号。
警示灯的照明亮度高于第一光传感器和第二光传感器的阈值，且警示灯的照明波长为二向色镜9反射波长。
摄像头的红外图像采集范围为观察窗口8附近2m内的范围。
控制中心将摄像头采集的红外图像进行压缩和降噪后，进行背景切割，将背景部分的图像去除后再将红外图像以多张静态图的形式发送给视觉识别模块；视觉识别模块将控制中心发送的图像进行特征匹配，即预先存储的多种照相机的外观特征与收到的图像进行特征匹配，从而在图像中识别出照相机。
其中具体的识别方法是：
摄像头保存的图像格式为灰度格式；由于摄像头的位置是固定的，因此先将其拍摄的纯背景图像作为背景模板保存在控制中心，然后将摄像头拍摄的图像与背景模板进行比对，并且将图像中与背景模板一致的位置的像素的数据去除，保留非背景的像素点的数据；
然后将摄像头拍摄的每一帧图像与前一帧图像进行比对，将两帧图像中相同的数据去除，仅保留变化的位置；两次比对的参数可以设置为不同的，以保证去除背景和提取变化的效果。
然后控制中心将图像发送给视觉识别模块，视觉识别模块将预先存储的具有闪光灯处于弹出状态下的照相机的图像与控制中心发送的图像进行相似度匹配，从而在控制中心发送的图像中识别出照相机的位置，并判断是否是带闪光灯的照相机，若是，则控制警示灯发光，从而使得门模块关闭。
以上所述，仅为本发明的优选实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种文物展示保护系统，包括控制中心、文物展示柜（1）、监控系统和视觉识别模块；其特征在于：
控制中心连接文物展示柜（1）、监控系统和视觉识别模块，监控系统内设置有第一光传感器和摄像头，文物展示柜（1）内设置有第二光传感器，第一光传感器和第二光传感器用于检测闪光灯和对焦辅助灯；文物展示柜（1）内设置门模块，当第一光传感器或者第二光传感器检测到闪光灯亮或者对焦辅助灯亮时，门模块关闭，从而将文物对外展示窗口关闭，降低闪光灯对文物的损伤；监控系统的摄像头用于进行红外图像采集，并将图像发送给控制中心，控制中心将图像处理后发送给视觉识别模块，视觉识别模块用于识别图像中是否存在照相机，当检测到图像中存在照相机时视觉识别模块控制警示灯亮；
照明模块用于为文物提供照明，照明模块的照明波长范围为文物的吸收最低的波长范围；
控制中心还可以控制文物展示柜（1）内的门模块的开闭；
文物展示柜（1）整体呈长方体形 ，包括底部柜（2）和顶部柜（3）；底部柜（2）内中心设置有水平设置的文物摆放座（4），文物摆放座（4）用于摆放文物；文物摆放座（4）的四周设置有四个反射镜（5）；反射镜（5）竖直设置，使得文物的侧面在反射镜（5）内成像；
底部柜（2）内位于反射镜（5）外侧的空间内设置温度湿度控制模块，温度湿度控制模块用于控制底部柜（2）内的温度和湿度，保证温度摆放座处的温度和湿度处于温度保存的最佳温度湿度范围内；
顶部柜（3）设置在底部柜（2）的上方，顶部柜（3）和底部柜（2）连接的中心位置设置第一透镜（6），第一透镜（6）上方设置多个第二透镜（7），每一个第二透镜（7）的上方设置有一个观察窗口（8）；门模块设置在观察窗口（8）的上方；
第一透镜（6）在其上方形成一个焦平面，且第一透镜（6）和每一个第二透镜（7）均组成一个开普勒望远镜系统，第一透镜（6）与每一个第二透镜（7）之间的焦点处设置有二向色镜（9），二向色镜（9）使得波长420nm~485nm的光被反射，波长大于485nm 的光被透射；
二向色镜（9）上表面涂覆有一层易损膜，当从第二透镜（7）入射的光聚焦到易损膜后强度超过一定阈值时，易损膜损坏，透过性降低，使外界的光无法从易损膜进一步传递至二向色镜（9）；
第二透镜（7）和观察窗口（8）的数量都是5个，成“十”字型排列，文物表面的光经第一透镜（6）和第一透镜（6）正上方的第二透镜（7）后向正上方传输，从第一透镜（6）正上方的观察窗口（8）出射；从反射镜（5）反射的文物表面的光经第一透镜（6）和第一透镜（6）斜上方的第二透镜（7）后，从对应的第二透镜（7）斜上方的观察窗口（8）出射；
第一透镜（6）的下方设置有环形照明灯，用于为文物提供照明光。
2.根据权利要求1所述的一种文物展示保护系统，其特征在于：
第一光传感器和第二光传感器选择为亮度阈值传感器，当其接收的光强度超过一定的阈值时其向门模块发送关闭信号。
3.根据权利要求1所述的一种文物展示保护系统，其特征在于：
警示灯的照明亮度高于第一光传感器和第二光传感器的阈值，且警示灯的照明波长为二向色镜（9）反射波长。
4.根据权利要求1所述的一种文物展示保护系统，其特征在于：摄像头的红外图像采集范围为观察窗口（8）附近2m内的范围。
5.根据权利要求1所述的一种文物展示保护系统，其特征在于：
控制中心将摄像头采集的红外图像进行压缩和降噪后，进行背景切割，将背景部分的图像去除后再将红外图像以多张静态图的形式发送给视觉识别模块；视觉识别模块将控制中心发送的图像进行特征匹配，即预先存储的多种照相机的外观特征与收到的图像进行特征匹配，从而在图像中识别出照相机。
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