FLIR 热成像技术助力揭示赫库兰尼姆纸草卷中的隐藏文字
意大利研究人员正在借助 FLIR 热成像技术，逐步揭示赫库兰尼姆纸草卷中隐藏的文字内容。这些珍贵的古代文献在公元 79 年维苏威火山喷发时被碳化保存，至今仍保留着古希腊—罗马世界唯一幸存的图书馆遗存。
研究人员采用脉冲热成像技术，结合 FLIR 热像仪提供的 2.775 MHz 高速模拟锁相输入端口，成功捕捉到此前肉眼无法识别的文字。同时，该技术还揭示了纸草卷内部的结构特征。相关成果发表于《Scientific Reports》第 15 卷 34466 号（2025 年）。
这项研究由意大利国家研究委员会（CNR）下属遗产科学研究所主导，旨在探索非破坏性方法，用于研究和保护这些脆弱的古代文献。
这些纸草卷最早于 18 世纪在赫库兰尼姆的纸草别墅（Villa dei Papiri）考古发掘中被发现。火山喷发时的高温和火山物质掩埋使纸草卷碳化，从而得以保存。然而，这种保存方式也给研究人员带来了阅读和保护上的难题。
过去，许多纸草卷被机械展开并固定在支撑板上，但这一过程导致残片极为脆弱，常出现严重叠层现象，使得内容难以辨认。
传统成像技术的局限
研究人员面临的主要挑战之一是，碳化后的纸草基底与墨水均为黑色，导致在可见光范围内难以区分两者，对比度几乎为零。虽然 X 射线成像在某些情况下有效，尤其是在结合人工智能分析时，但其操作复杂、成本高昂，且需要将纸草卷运送至专业实验室。
为解决这一问题，研究人员引入了脉冲热成像技术。该方法通过短脉冲光照射纸草卷，并记录其热响应随时间的变化。由于墨水与纸草材料对光的吸收特性不同，文字在激励后的前几帧红外图像中迅速显现。随后，随着热量在材料内部传播，更深层的结构细节也逐渐显现。
先进热成像设备的应用
项目核心设备为 FLIR X 系列热像仪。该设备具备高速、高灵敏度的红外成像能力，适用于对数据精度和完整性要求极高的科研场景。
FLIR X 系列工作于中波红外波段，能够以高灵敏度捕捉快速热事件，从而在脉冲热成像分析中清晰呈现墨水与纸草之间的细微温差。其配备的高速模拟锁相输入端口支持高达 2.775 MHz 的采样率，使研究人员能够探测微弱信号和极小的温度差异。
研究团队使用双闪光灯提供可控激励，并将纸草卷的温升控制在 2–3°C 之间，远低于可能造成损害的温度范围。同时，特殊滤光系统可阻挡紫外线，并减少不必要的红外反射。
团队指出，FLIR X 系列的高灵敏度、高空间分辨率和先进记录能力在识别热对比特征和保持图像质量方面发挥了关键作用。此外，其连续传输和记录热数据的能力，也为后续使用 FLIR Research Studio 软件进行深入分析提供了支持。
值得注意的是，该方法完全采用非接触、非破坏性方式，对于无法进行物理操作或从历史支撑结构上移除的脆弱文物而言，具有重要意义。
超越文字复原
尽管项目的主要目标是揭示隐藏文字，但脉冲热成像技术同样为文物保护人员提供了结构信息。
随着热量在更长时间尺度内向纸草材料内部扩散，热数据开始呈现纤维纹理、重叠层结构以及纸草与支撑板之间的粘附点等特征。这些信息有助于研究人员更深入地了解手稿的物理状态，并识别可能劣化或剥离的区域。
利用同一套热数据同时研究文字内容和基底结构，为修复规划和长期保存策略提供了显著优势。该技术尤其适用于那些在历史展开过程中形成多层压缩结构的区域。在这些区域中，底层部分未完全分离，而是继续粘连在一起，形成复杂结构，难以通过传统成像方法分析。
研究人员还指出，部分替代技术可能需要体积更大的设备、受到更严格的安装位置限制，或在检测分层材料时提供较低的图像质量。
未来发展潜力
当前仍面临的一项挑战是识别位于纸草卷背面或深埋于多层结构内部的文字，因为激励光只能有限地穿透这些区域。尽管仍有可能探测到来自深层结构的残余热信息，但随着热量在材料中扩散，相关信号会变得越来越微弱且模糊。
为克服这些限制，CNR 团队正在探索基于人工智能的处理技术。人工智能辅助分析有望进一步增强墨水与纸草基底之间的区分能力，从而提升文本可读性，并为未来的文献解读工作提供支持。
无论未来如何发展，项目团队坚信，脉冲热成像将成为其他先进遗产科学技术的重要补充工具，并发挥越来越重要的作用。这一项目展示了 FLIR 热成像技术在科学研究与文化遗产保护领域不断提升的重要价值。通过将高速热数据采集与先进分析方法相结合，研究人员如今能够以前所未有的方式研究世界上最脆弱的历史文物。