天津北方网讯：近日，在天津大学计算机科学与技术学院的实验室中，记者在这里看到了各种文物，天津大学计算机科学与技术学院党委书记、院长冯伟带领团队经过13年的科研攻关，实现了文物本体状态的时空精细感知、文物数据的智能分析与活化利用。眼下，冯伟教授正在与湖南省博物馆进行洽谈，很快，他们最新的研究成果将用于其馆内文物的监测与保护。

冯伟教授与学生在进行项目科研

　　历经13载 从无到有实现文物感知

　　自“十二五”以来，在国家科技支撑计划、国家重点研发计划、国家和天津市自然科学基金等项目支持下，冯伟教授带领团队聚焦在复杂多样赋存环境中精准感知文物状态这一行业难题，历经13年联合攻关，创新性地提出基于物理复现成像条件的原位视觉感知和比对分析方法，发明了以长时成像条件复现、广域时空坐标对齐为核心的文物时空智能视觉感知关键技术，研制了具有自主知识产权的系统装备，形成了覆盖文物状态感知-智能分析-活化利用全链条业务需求的一体化服务云平台，在场景通用性、功能完整性、关键性能指标方面全面领先国内外同类技术和产品。

　　天津大学计算机科学与技术学院副研究员张乾是一名“90后”，他是冯伟教授的团队成员，在硕士研究生入学之初，他就参与到这项科研项目中，如今他也成为该学院的一名教师。他告诉记者：“千年文物的变化往往极其缓慢，一年也许只有几毫米的变化，甚至仅有微米级的细微演变，肉眼并不容易观察到，这样的变化却可能是文物病害发生、发展最早的信号。”

冯伟教授团队的实验室

　　如今，这些过去“看不见、说不清、难追踪”的细微变化，正在被逐一捕捉。2025年3月，天津大学视觉智能（ViL）团队利用自主研发的文物本体微变监测系统，现场监测敦煌莫高窟的一座洞窟，团队基于一幅历史图像，将系统相机和光源自动地逐步调整至历史图像的拍摄状态，这时，壁画上的一处细微脱落清晰出现在屏幕上。借助这一前沿技术，文物保护正式从经验判断迈向可量化、可追溯的科学监测。

　　115年回响 敦煌壁画的细微显现

　　团队针对文物长周期微变化无法量化感知的难题，构建了精准复现成像条件（相机和光照）的理论基础，发明了历史图像引导的同/跨相机位姿物理复现、光照条件物理重现与算法补偿的原位感知技术，首次实现了对复杂赋存环境中文物缓慢演变的精准量化感知。

　　“敦煌研究院其实每年也组织大量人手开展壁画的现状调查工作，采用拍摄的手段，尽量保障用同一拍摄条件与往年做比对，但是由于很难精准复现相机的拍摄姿态与光照参数，往往只能发现较为明显的病害变化。应用上我们的技术以后，以往一些极难发现的细微变化也无从遁形。”张乾说。

　　项目攻克了文物态势“跨时间不可感”的理论难题。法国的保罗·伯希和在1908年拍摄了敦煌莫高窟壁画，但直到2023年，应用冯伟教授团队的成像复现技术后，历经115年时间，同一位置的壁画，肉眼看不到的细微变化立刻显现出来，使文物本体状态和变化可感可测。张乾介绍说：“我们拿过去海量的历史图像和现在相机拍到的图像之间进行AI学习，学出来一个虚拟镜头，弥补了现在的相机和过去未知的相机之间的镜头差异。”

　　张乾进一步阐释道：“游客在参观洞窟时会呼出二氧化碳，包括对洞窟温度、湿度的影响，会加速壁画的演变速率，但是这个过程到底影响有多大？影响到什么程度？之前是没有一种手段可以去统计的，那么就导致一个问题，洞窟现在适不适合开放？哪些洞窟适合开放？敦煌研究院之前是没有一个好的判断依据，完全靠人的经验去判断，那么我们现在有了这样一个技术，可以针对这种开放的洞窟和非开放的洞窟去分别进行细微变化的统计。”

　　持续深耕 技术已用于71家文博场馆

　　基于时空一致性原理，冯伟教授团队还提出目标空间分布新特征，建立多相机自由协同新路径，大幅降低时空三维辐射场的同光照与高算力约束，技术突破了感知能力从“弱”到“强”的约束难题。张乾介绍说：“这项技术针对大型文物遗址或是在野外复杂环境下，比如当时在兵马俑的坑里，要对整个兵马俑的坑做一个特别高精度的扫描，我们首先把它完整的给建模出来，之前用这种三维重建或者就是激光扫描这种方式，大概一立方米可能得花费三个小时，那么我们的技术一立方米大概十几分钟就可以完成，既提高效率又节约费用。”

　　针对文物数字化保护与传承中的多样化业务需求，冯伟教授团队还发明了全面覆盖微观到宏观尺度的文物本体态势量化感知装备体系和时空智能分析技术，研制了面向复杂文物场景的时空智能一体化服务云平台。“我们自主研发的系统可以在手机、无人机以及摄像头上进行装置，对于一些文博数据我们建立了数据库，为行业提供开放的数据集。”张乾说。

　　据了解，目前项目成果已服务于天津、北京、甘肃、陕西、湖南等21省71家文化遗产地和博物馆，成功应用于文物本体量化监测、考古发掘现场时空记录与回溯、文物修复量化评估等核心业务场景，对于大幅提升不可再生、不可替代的文化遗产的科学保护与可持续利用水平意义重大。

　　“目前已有71家博物馆应用我们的技术，其中有17家是世界文化遗产地，还有与我们一同合作的企业，例如天津恒达文博科技股份有限公司，他们的产品已经在全国包括国外都进行了售卖。”张乾说。

　　文物无言，但岁月有痕，冯伟教授团队以技术为桥梁，窥见文物静默无声的岁月演变。未来，他们将持续聚焦在文物领域，做到可移动的文物身份鉴别，同时还将在医学影像上为医生做精准辅助判断。

　　（津云新闻记者苑美丽 照片由受访单位提供）