古代陶瓷产地研究是陶瓷考古的重要内容, 也是科技考古工作者研究的重点。 目前国内古代陶瓷产地研究主要依赖化学成分分析技术, 对陶瓷釉层结构特征的无损分析研究却相对缺乏, 难以对古代陶瓷进行全方位的认知。 该研究首次将光学相干层析(OCT)与X射线荧光(XRF)光谱分析技术相结合, 对南海一号沉船出水的南宋初期景德镇窑和龙泉窑青瓷瓷釉的断层结构特征和化学成分特征进行综合无损分析研究。 首先采用扫频OCT成像系统对两个窑址青瓷瓷釉断层结构及装饰工艺特征进行了研究, 分析了青瓷瓷釉类型、 釉层厚度、 釉层内气泡、 包裹体、 表面裂纹等特征及分布状况, 对比了两窑址青瓷瓷釉断层结构特征, 确定了可能采用的装饰工艺。 其次, 利用X射线荧光(XRF)光谱分析获得了两窑址青瓷胎釉的化学成分, 对比研究了两个窑址青瓷胎釉化学成分差异, 进而探讨了瓷釉断层OCT图像特征与釉层化学成分之间存在的联系。 实验结果表明, 景德镇青瓷和龙泉青瓷样品在釉层厚度、 气泡、 裂纹、 包裹体等瓷釉断层结构特征上差异明显, 在胎釉化学成分方面, 两类青瓷在胎釉着色相关元素、 釉层碱性氧化物等成分含量上也存在差异。 同时, 瓷釉断面结构特征差异与釉层化学成分差异存在紧密联系。 实验证明, 将OCT与XRF相结合是一种有效的辨别瓷器窑口的科学技术方法。

气泡是古代瓷釉中最常见的一种现象,气泡的大小与分布与胎体和釉层的配方及制作工艺密切相关.气泡表征对研究陶瓷的制作工艺、产地和时代特征等具有重要的意义.为了探讨利用光学相干层析成像技术(OCT)表征古代瓷釉中气泡及其分布特征的可行性,实验采用扫频OCT成像系统对五件不同类型的瓷釉样品进行了测试.根据实验所获得的透明釉层及胎釉结合部位的二维断面图像和三维层析图像,分别进行了瓷釉气泡二维断面和三维切片的特征研究,综合分析了釉层中的气泡特征及其可能产生的原因,认为釉层中的气泡主要是由于胎体中的气体在烧制过程中向釉层溢出所致;同时基于像素点计算了气泡的大小,并与传统光学显微镜观测到的结果进行了比较;实验还针对不透明釉层中的气泡进行了大小计算、二维断面及三维切片的特征研究.实验结果表明,不同类型的古代瓷釉釉层中的气泡特征差异明显;基于像素点计算的气泡大小与传统光学显微镜测试的结果吻合,近胎釉结合面的胎体切片能很好的反映瓷釉的气泡特征.本研究提出并验证了利用OCT技术表征瓷釉气泡特征的可行性与有效性,实现了釉层气泡特征的无损检测,特别是对不透明釉层气泡的分析,克服了以往利用传统显微镜技术对釉层气泡分布研究的局限,为古代陶瓷瓷釉的气泡特征分析提供了一种新型的、可靠的分析手段.

为了对古代瓷釉的结构特征进行量化表征，基于图像的统计直方图以及灰度共生矩阵提取出了7 个纹理特征参数，用来对4 种不同类型典型素面瓷釉样品的光学相干层析(OCT)图像进行描述。对比分析发现4 种瓷釉的7个纹理特征参数差异明显。同时利用未知样品对基于K-邻近分类和7 个纹理特征参数的瓷釉自动识别方案进行了可行性验证，得到了未知样品的正确的分类结果。实验结果表明：7个特征参数可以很好地表征瓷釉的釉层结构特征，基于K-邻近分类和纹理特征参数量化分析的瓷釉快速自动识别方案是可行的，且具有广泛的应用前景。

为了验证将光学相干层析(OCT)成像技术应用于古代陶瓷无损检测，将OCT图像表现的釉面的断面特征用于古代陶瓷类别区分的可行性，利用宽波长频域OCT成像系统对选自5个窑口的8个不同釉系、色系的瓷片进行测试，得到了样品的断面结构图像，并分析了OCT图像中的气泡大小和分布、强散射颗粒分布、釉层均匀性、透射率、釉层的分层等特征。实验结果显示8个古代瓷釉样品OCT成像特征差异明显，说明OCT成像技术能基于断层图像特征对瓷釉的釉系、窑口进行区分。