本发明涉及书画鉴定评估领域，主要应用于书画交易流通领域，特别是涉及一种书画笔锋的高光谱鉴定方法。
背景技术：
书画鉴定指在欣赏一幅书画艺术品的同时，对作品的真伪及艺术价值做出合理的正确判断。对书画保存、研究及交易流通等具有十分重要的意义。其特点是真伪判断第一，优劣判断第二。在鉴定方法上，可以从书画的用笔(笔锋)、用墨或色(颜料)、章法(构图)等基本信息入手，并利用丰富的书画作品及作家背景知识进行分析判断。
书画鉴定的具体方法主要分两方面：一是目鉴(专家鉴定)，二是机鉴(计算机等专业手段鉴定)。目前，以目鉴为主，机鉴为辅。在目鉴方面，主要是书画鉴定专家通过师承渊源、笔墨特性、艺术特色、时代风格等艺术特征的分析，达到辩真伪、明是非、断时代、评价值的目的。在机鉴方面，主要是通过计算机、化学、光电等手段，对作品特征进行分析处理，并与客观历史及作品先验特征进行对比，若与此作者或作品的历史客观特征相符则为真，不相符可能为假。由于目前机鉴手段所使用的客观历史先验信息大多未知且非全面，因此，机鉴法只作为一种辅助于专家鉴定的书画鉴定方法。
作为一种重要的书画特征，书画笔法(笔锋)的表达对于书画的价值体现十分重要。书画的物象，如形图、质感，大都由不同笔法来体现。不仅如此，笔法还蕴含着画家创作书画时的心态、情趣，以表达一定的意境。不论工笔还是写意，传统的书画总离不开一些基本的技法，如，钩与勒，一个顺势而行，一个逆势而行，单笔为钩，复笔为勒，左行为钩，右行为勒。再如皴法，可以表现山水画的形质和纹理特征。
此外，笔法也是书画鉴定的核心依据，因为一幅书画作品，无论其表现的是怎样的主题或意境，作者总是通过笔和墨的运用来进行创作。个人风格与时代气息不同，最终落实到作品的笔法上的不同。而且书画中的每个字，每块图，其笔画的疏密分布，往往失之毫厘，差之千里，因此，对书画笔法(笔锋)的分析，对书画鉴定至关重要。
传统的基于专家鉴定或基于全色相机采集的笔法分析方法，主要还是利用笔墨在可见光波段的信息进行分析，且由于人眼或全色相机获取的是可见光信息的积分累加信息，而不具备谱分辨能力，因此，对它的分析通常只能反映笔法的空间信息，而这种空间信息的真伪却很难被判断，例如，在高精度模仿下，其笔锋信息在人眼或直观空间感知下可以做到一致，但真伪却很难分辨，这会影响书画鉴定的准确性。
技术实现要素：
为了弥补上述现有技术的不足，本发明提供一种书画笔锋的高光谱鉴定方法。
本发明采用以下技术方案:
步骤1、高光谱成像
对原始书画和流通中或流通后的待检书画，利用高光谱成像仪进行高光谱成像，获取书画高光谱成像数据；
步骤2、高光谱图像预处理
对获取的原始书画高光谱图像数据和待检书画高光谱图像数据进行配准、校正、定标处理，得到预处理书画高光谱图像数据；
步骤3、高光谱图像融合变换
对原始预处理书画高光谱图像数据和待检预处理书画高光谱图像数据进行高光谱图像融合变换，得到书画高光谱融合变换图像；
步骤4、笔锋特征提取与度量
对原始书画高光谱融合变换图像和待检书画高光谱融合变换图像进行典型笔锋的提取与度量，得到书画典型笔锋的特征；
步骤5、笔锋特征相似度判别
比对原始书画数据的笔锋特征和待检书画数据的笔锋特征，通过计算二者的相似度判别值，完成笔锋鉴定，相似度高于阈值，则待检书画和原始书画笔锋相同，是同一书画；相似度低于阈值，则待检书画和原始书画笔锋不同，不是同一书画。
作为本案发明进一步方案，所述高光谱成像是在相同环境，包括光照、距离、角度，及相同成像仪器参数下，获取原始书画和待检书画的可见光-近红外450-2500nm高光谱成像数据。
作为本案发明进一步方案，所述高光谱图像预处理指对原始书画光谱图像和待检书画光谱图像进行配准、校正、定标处理，其中配准主要完成原始书画数据与待见书画数据的空间位置对准，校正主要完成书画数据空间变形修正，定标主要完成书画数据光谱信息标定。
作为本案发明进一步方案，所述高光谱图像融合变换指对原始预处理书画高光谱图像和待检预处理书画高光谱图像进行光谱维数学变换，包括但不限于主成分变换和独立成分变换。
作为本案发明进一步方案，所述笔锋特征提取与度量指对钩、勒、皴波等特征的提取与度量，具体指通过构建横、竖、撇、捺度量模型，并将其与融合变换图像进行窗口化搜索匹配，完成融合图像中上述四种典型笔锋特征的匹配搜索与特征度量。
作为本案发明进一步方案，所述书画笔锋特征相似度判别指利用光谱相似角或相关性函数计算原始书画与待检书画典型笔锋特征之间的相关性判别值，并将其做阈值判断，判别值高于阈值，则待检书画和原始书画笔锋相同，是同一书画；判别值低于阈值，则待检书画和原始书画笔锋不同，不是同一书画。
本发明的有益效果是：解决了现有的利用人眼或者可见光图像进行笔锋分析鉴定时可能存在的伪造难辨识问题；通过高光谱成像技术和图谱分析技术对笔锋信息进行获取和建模分析，并从空间和光谱两方面同时入手，而不是单一的空间信息，以更高效、全面、准确的方式完成书画笔锋的客观鉴定，从而更好地辅助于整个书画作品的鉴定。其主要应用于对书法、中国水墨画、中国彩色绘画、国外油画的笔锋笔法鉴定。
附图说明
图1为本发明的高光谱成像书画笔锋鉴定流程。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细阐述。
一种书画笔锋鉴定方法，包括以下步骤：
步骤1、高光谱成像
对原始书画和流通中或流通后的待检书画，利用高光谱成像仪进行高光谱成像，在相同环境，包括光照(卤素灯)、距离(2米)、角度(直角)，及相同成像仪器参数(3nm光谱分辨率，30nm焦距，1000*1000像素)下，获取原始书画和待检书画的可见光-近红外(450-2500nm)高光谱成像数据；
步骤2、高光谱图像预处理
对获取的原始书画高光谱图像数据和待检书画高光谱图像数据进行配准、校正、定标处理，得到预处理书画高光谱图像数据。其中配准主要完成原始书画与待见书画的空间位置对准，采用中心点与特征点对准方案；校正主要完成书画数据空间变形修正，指视场畸变校正与图像放缩匹配；定标主要完成书画数据光谱定标，包括白平衡和辐射校正等；
步骤3、高光谱图像融合变换
对原始预处理书画高光谱图像数据和待检预处理书画高光谱图像数据进行光谱维的高光谱图像融合变换，得到书画高光谱融合变换图像。这里采用主成分变换，并选取第一主成分图像为融合变换图像；
步骤4、笔锋特征提取与度量
对原始书画高光谱融合变换图像和待检书画高光谱融合变换图像进行典型笔锋的提取与度量，得到书画典型笔锋的特征。具体通过构建横、竖、撇、捺度量模型，并将其与融合变换图像进行窗口化搜索匹配，完成融合图像中上述四种典型笔锋特征的匹配搜索与特征度量，得到四种笔锋模型的匹配度向量；
步骤5、笔锋特征相似度判别
比对原始和待检书画数据的笔锋特征(匹配度向量)，通过计算二者的相似度判别值，完成笔锋鉴定。选择光谱相似角为判别值计算函数，选择固定阈值为阈值处理方式。判别值高于阈值，则待检书画和原始书画笔锋相同，是同一书画；判别值低于阈值，则待检书画和原始书画笔锋不同，不是同一书画。
以上所述为本发明较佳实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。