基于线描图智能化生成的计算机辅助壁画修复

作     者：周宇 

作者单位：浙江大学 

学位级别：硕士

导师姓名：鲁东明

授予年度：2003年

学科分类：081203[工学-计算机应用技术] 08[工学] 0835[工学-软件工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

主      题：敦煌壁画 修复 线描图 元素 知识表达 图像分割 边缘检测 纹理合成 

摘      要：敦煌壁画是我国的珍贵历史文化遗产之一，敦煌壁画艺术是中国古典艺术文 明中的杰出代表。然而，由于自然风化的破坏以及重大自然灾害的威胁，这个人 类艺术的宝库变得非常脆弱。因此，保护敦煌壁画已经成为一个刻不容缓的任务。 数字化壁画保护修复工作能够将壁画信息永久保存，并能够利用计算机对壁画进 行虚拟修复、辅助进行壁画保护、辅助进行壁画临摹、对壁画病害过程进行虚拟 演变、实现壁画真实感虚拟展示等丁作。数字化壁画保护修复为壁画的物理保护 修复过程提供了充足的科学依据和测试环境，将保护工作的危险性降至最低。 本文提出了壁画数字化保护与虚拟修复的一种新方法。根据敦煌艺术家对壁 画修复过程的研究、颜料成分的研究、艺术家积累的经验知识以及保存得比较完 好的一些壁画，综合利用数字图像处理、计算机图形学、人工智能等技术，实现 壁画虚拟修复。计算机辅助壁画修复是在计算机上把一些脱落、变色、褪色的数 字化敦煌壁画修复成符合敦煌艺术家认同的没有受到侵害时的图像。 虽然传统的图像处理技术提出了很多经典的图像复原的方法，但是我们也发 现这些方法用在壁画虚拟修复领域有一定的局限性。本文根据艺术家对敦煌壁画 修复性临摹过程和计算机图形图像技术，提出了一套针对壁画的计算机辅助修复 性临摹方法。首先我们根据图像分割和边沿提取算法对输入的壁画图像进行区域 的提取和分割处理。然后我们根据敦煌壁画内容的层次化组织，建立了基于特征 点的图像元素样本库。在建立的样本库的基础上，我们根据专家知识对壁画边沿 缺失严重的部分进行替换。之后再交互的对替换后的图像边沿轮廓线进行精细的 调整得到线描图。最后，我们采用具有特定风格的笔刷模型和纹理合成技术在线 描图上进行着色修复，得到计算机辅助生成的壁画修复图。 目前本文提出的基于线描图智能化生成的图像处理方法，已经应用于计算机 辅助敦煌壁画虚拟修复领域，成功地开发了原形系统。研究论文在国内外各种期 刊、会议中发表。对于目前研究中的一些不完善的地方，有待以后进一步的探索。