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古壁画病害数字化修复系统的设计与实现

古壁画病害数字化修复系统的设计与实现

作者：张杰西安工业大学

学位级别：硕士

古代壁画在宗教和信仰方面扮演了重要角色,是文化历史的珍贵载体,为我们提供了宝贵的历史资料。永乐宫壁画位于山西省芮城的永乐宫,它不仅是我国绘画史上的重要杰作,而且是我国古代绘画艺术的瑰宝。但由于年代久远,以及受到气候变化、... 详细信息

古代壁画在宗教和信仰方面扮演了重要角色,是文化历史的珍贵载体,为我们提供了宝贵的历史资料。永乐宫壁画位于山西省芮城的永乐宫,它不仅是我国绘画史上的重要杰作,而且是我国古代绘画艺术的瑰宝。但由于年代久远,以及受到气候变化、环境因素等多重影响,壁画出现了起甲、脱落及裂痕等类型的病害现象。利用人工修复,存在高风险、耗时长以及修复过程不可逆等缺点。而采用数字化修复技术,不仅避免了人为修复过程中可能出现的不可逆性伤害,修复结果还能为专家提供宝贵的参考信息。因此针对永乐宫壁画中普遍存在的脱落以及裂痕病害,本文利用图像处理技术进行提取与修复。主要研究和贡献如下:(1)针对永乐宫壁画中常见的脱落及裂痕病害进行提取方法研究。通过分析脱落区域的表现特征,利用直方图均衡化提升图像对比度,结合阈值分割识别病害区域,最后利用区域生长算法准确标定待修复区域。通过分析裂痕区域的表现特征,利用高低帽变换突出裂痕信息,结合最大熵阈值分割及图像形态学运算识别病害区域,最后利用连通域标记算法去除虚假目标,准确标定待修复区域。(2)针对基于样本块匹配的Criminisi图像修复算法在修复过程中存在优先权函数归零、样本块匹配准则单一且搜索策略具有盲目性的问题,提出一种改进的自适应样本块Criminisi图像修复算法。通过改进优先权计算函数,避免优先权值归零导致图像修复顺序出现错误的问题;样本块匹配准则中引入欧式距离项,解决样本块匹配过程中的误匹配问题;搜索策略由全局搜索改为局部搜索,减少了搜索最佳匹配块的时间,保证修复效果的同时提高了修复效率;修复实验证明,改进的Criminisi算法能够有效抑制原始算法在修复中出现的结构错误填充和匹配块搜索盲目的问题,修复结果更符合图像的构图特征。(3)针对永乐宫壁画裂痕形状复杂、划痕不规则,采用传统曲率驱动扩散(CDD)模型修复时间长、边缘过渡不自然且易出现阶梯效应的问题,提出一种改进的CDD模型图像修复算法。通过引入曲率自适应参数,使模型能够根据曲率信息选择不同的扩散方式,在图像边缘细节较多时使用曲率扩散模型,而在平坦区域使用TV扩散模型,提高算法效率;通过引入平滑函数克服图像边缘、角点区域扩散相互抵制的现象,有效解决修复后图像边缘模糊的问题。实验结果证明,改进的CDD算法能有效解决CDD算法修复效率低以及图像边缘模糊的问题,在修复效果和修复速度上优于传统CDD模型。(4)基于Qtcreator集成开发环境,设计并实现了古壁画病害数字化修复系统。系统由数据管理子系统和图像处理子系统组成。数据管理子系统包括用户数据管理,图像数据管理、系统管理模块。图像处理子系统包括脱落标定模块和脱落修复模块以及裂痕标定模块和裂痕修复模块。

关键词：图像处理壁画修复样本块填充 CDD模型数字化修复

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基于近景摄影测量的残缺文物数字化修复

北京测绘 2024年第6期38卷 868-873页

作者：刘晓文董广亚慕旭日山东广源岩土工程勘察有限公司山东烟台264000 建设综合勘察研究设计院有限公司北京100007

针对残缺文物数字化修复的复杂性问题,本文采用近景摄影测量技术的残缺文物数字化修复方法对其进行分析。该方法使用普通智能手机联合相对静态摄影和相对动态摄影近距离采集残缺文物的多视角影像,并对其进行三维实景模型的重建,再通过... 详细信息

针对残缺文物数字化修复的复杂性问题,本文采用近景摄影测量技术的残缺文物数字化修复方法对其进行分析。该方法使用普通智能手机联合相对静态摄影和相对动态摄影近距离采集残缺文物的多视角影像,并对其进行三维实景模型的重建,再通过专业修模软件对残缺文物三维模型分别进行局部和全局的修复,并提取虚拟现实(VR)全景图和点云数据模型,达到高精度建模和数字化修复与保护的目的。数字化修复结果为几何精度外径平均偏差-1.522 mm、内径平均偏差1.3438 mm、厚度平均偏差2.1366 mm和曲面光滑度标准偏差0.002 mm。实验结果表明:采用此方法进行数字化修复和建模精度较高、效果较好,由此衍生出的数字化产品为文物数字化保护提供了强有力的数据支撑。

关键词：近景摄影测量残缺文物数字化修复虚拟现实(VR)全景图综合分析

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AIGC“黑科技”助力敦煌遗书数字化修复

AIGC“黑科技”助力敦煌遗书数字化修复

基于门控卷积生成对抗网络的西汉漆箱纹饰图案数字化修复研究

藏书报

作者：刘晓立

本报讯 7月4日,2024年世界人工智能大会在上海举行。这场科技与创新的盛会上,一张古朴、典雅的卷轴吸引了众人的目光。这张被修复的卷轴脱胎于敦煌遗书系列古籍,在被机器拍摄扫描后,卷轴上脏污、笔画残缺、模糊的文字被准确定位,缺失的... 详细信息

本报讯 7月4日,2024年世界人工智能大会在上海举行。这场科技与创新的盛会上,一张古朴、典雅的卷轴吸引了众人的目光。这张被修复的卷轴脱胎于敦煌遗书系列古籍,在被机器拍摄扫描后,卷轴上脏污、笔画残缺、模糊的文字被准确定位,缺失的文字缓缓浮现,犹如一位隐形的书法家,在页......

关键词：古籍修复敦煌遗书数字化修复

来源： cnki报纸评论

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陕西科技大学学报 2024年第1期42卷 153-160页

作者：周强王露冯金牛王莹朱建锋罗宏杰陕西科技大学电气与控制工程学院陕西西安710021 陕西科技大学硅酸盐质文化遗产研究院陕西西安710021 上海大学材料科学与工程学院上海200444

中国历史上漆器以其精美的纹饰技法闻名于世,针对古代漆器表面破损严重、纹饰信息大面积缺失的彩绘漆箱修复难题,提出了一种门控卷积生成对抗网络(GC-GAN)的古代漆箱表面图案修复方法.该方法采用门控卷积结构改进生成对抗网络模型,以提... 详细信息

中国历史上漆器以其精美的纹饰技法闻名于世,针对古代漆器表面破损严重、纹饰信息大面积缺失的彩绘漆箱修复难题,提出了一种门控卷积生成对抗网络(GC-GAN)的古代漆箱表面图案修复方法.该方法采用门控卷积结构改进生成对抗网络模型,以提升模型对于图像中有效像素的学习能力并解决不规则大面积图像区域的高分辨率修复问题.在此基础上,首先对漆箱图案中的畸变、破损和缺失部分进行掩膜处理,然后使用GC-GAN生成掩膜区域的图案.针对漆箱纹饰图案样本数量少的问题,借助迁移学习思想,将模型在CelebA、SVHN等多种公共数据集上学习到的知识迁移到漆箱纹饰上.最终实现了“西安凤栖原西汉家族墓地”M1墓室中出土的大型木胎彩绘漆箱表面纹饰的数字化虚拟修复.

关键词：漆器西汉漆箱纹饰图案数字化修复门控卷积生成对抗网络

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西安韩森寨元代墓室壁画数字化修复方法

科学技术与工程 2020年第31期20卷 12922-12926页

作者：蒋超雷桐俞琳王园园吴天祥西安工程大学服装与艺术设计学院西安710048 西安工程大学新媒体艺术学院西安710048 西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室西安710072

为了给相关学科研究提供更为直观的壁画资料和类似壁画的修复方法参考,从图像信息损失程度及损失信息与已知信息的关联性角度,对韩森寨元代墓室壁画的损坏情况和类型进行了分析,针对性地提出了一种数字化人工和自动修复相结合的壁画数... 详细信息

为了给相关学科研究提供更为直观的壁画资料和类似壁画的修复方法参考,从图像信息损失程度及损失信息与已知信息的关联性角度,对韩森寨元代墓室壁画的损坏情况和类型进行了分析,针对性地提出了一种数字化人工和自动修复相结合的壁画数字化修复方法,并基于图像块和稀疏表示模型实现了壁画的数字化自动修复算法,最终选取韩森寨甬道西壁散乐图局部作为修复实例进行了数字化修复。验证结果表明,所提方法在修复效果、修复效率、可操作性等方面均有较好表现。

关键词：元代墓室壁画壁画修复数字化修复元代壁画

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蒙古族传统家具图案的数字化修复研究

林产工业 2015年第9期42卷 52-54页

作者：李军王喜明内蒙古农业大学材料科学与艺术设计学院

蒙古族传统家具图案的数字化研究是游牧民族传统文化研究的新课题。笔者以内蒙古乌海蒙古族家具博物馆藏品为研究样本,总结出以计算机为辅助工具,基于矢量软件的蒙古族传统家具图案的数字化修复方法。基于该方法修复后的数字化图案,可... 详细信息

蒙古族传统家具图案的数字化研究是游牧民族传统文化研究的新课题。笔者以内蒙古乌海蒙古族家具博物馆藏品为研究样本,总结出以计算机为辅助工具,基于矢量软件的蒙古族传统家具图案的数字化修复方法。基于该方法修复后的数字化图案,可快速灵活地生成具有蒙古族风格的新图案,这为民族风格图案数据库建设和图案的再创作奠定了一定的基础。

关键词：蒙古族传统家具图案数字化修复

陕西韩城明清建筑壁画数字化修复及虚拟博物馆构建研究

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陕西韩城明清建筑壁画数字化修复及虚拟博物馆构建研究

作者：赵曦西安工程大学

学位级别：硕士

韩城是我国的历史文化古城,其现存明清建筑壁画规模宏大,资源丰富。然而岁月流逝,现存韩城明清建筑壁画遭受到了自然或者人为因素的损坏,产生了各类病害问题。现代数字媒体技术为当今社会带来了艺术的创新与传播途径的扩展,改变了传统... 详细信息

韩城是我国的历史文化古城,其现存明清建筑壁画规模宏大,资源丰富。然而岁月流逝,现存韩城明清建筑壁画遭受到了自然或者人为因素的损坏,产生了各类病害问题。现代数字媒体技术为当今社会带来了艺术的创新与传播途径的扩展,改变了传统文物修复与展示理念,打破了时间与空间的束缚,提高了参与的积极性,丰富了展现形式。本论文以韩城明清建筑壁画为研究对象,运用文献研究、实地调研、图像采集等方法,为韩城明清建筑壁画的保护与传播提出解决思路。本研究共分为三大部分:一是对韩城明清建筑壁画本体论研究,从韩城明清建筑壁画的题材、构图、色彩三个方面,剖析韩城明清建筑壁画的理论体系;二是对韩城明清建筑壁画的数字化修复研究,从现有数字化修复技术出发,分析总结符合韩城明清建筑壁画特点的修复路径,通过数字化的修复方式,对韩城明清建筑壁画的破损现状进行分析并改善;三是对韩城明清建筑壁画的传播路径研究,通过分析国内外经典博物馆案例,构建符合韩城明清建筑壁画特色的虚拟博物馆,将已修复好的壁画及原未受损的壁画进行分类整理,建立韩城明清建筑壁画虚拟博物馆,最大限度的扩大韩城明清建筑壁画的影响力并且实现资源共享。本论文通过对韩城明清建筑壁画的数字化修复及虚拟博物馆的构建研究,为韩城明清建筑壁画的保护和传播提供了理论和实践依据,具有现实研究意义和存在价值。其可行性的数字化修复手段和虚拟博物馆的构建,为韩城明清建筑壁画的“再生”与“永生”提供了空间和路径。

关键词：韩城明清建筑壁画文化遗产保护数字化修复虚拟博物馆

单色硝酸片基电影数字化修复的色调平衡 ——以《劳工之爱情》为例

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单色硝酸片基电影数字化修复的色调平衡 ——以《劳工之爱情》为例

作者：李婉琳中国电影艺术研究中心

学位级别：硕士

20世纪20年代初期,电影色彩技术发展蒸蒸日上,使用了染色、上色、手工着色、机械着色工艺的电影层出不穷,获得了市场的热烈追捧。电影制作公司纷纷尝试通过改变胶片的色彩来塑造独特视觉风格、丰富电影叙事功能,胶片制造商和电影实验室... 详细信息

20世纪20年代初期,电影色彩技术发展蒸蒸日上,使用了染色、上色、手工着色、机械着色工艺的电影层出不穷,获得了市场的热烈追捧。电影制作公司纷纷尝试通过改变胶片的色彩来塑造独特视觉风格、丰富电影叙事功能,胶片制造商和电影实验室也在不断探索新的电影色彩摄制技术和感光胶片材料。2022年恰逢《劳工之爱情》上映100周年,中国电影资料馆在整理馆藏档案素材时,发现1961年收藏入库的硝酸片基拷贝中,包含了绿色和橙色的柯达预染色胶片以及无色片基的矮克发黑白胶片。这一发现打破了以往对该影片的认知,同时也对本次数字化修复工作提出了新的挑战。本文结合早期电影色彩工艺,考证得出了《劳工之爱情》异色胶片的成因及相应的历史色调效果,对比分析了国际上相对成熟的针对早期电影色彩的修复方法——Desmetcolor和Digital Desmet,并以本次修复工作实际条件为基础,提出了《劳工之爱情》的色调修复建议,包含尊重历史适应当代原则、高质量扫描还原图像色彩、巧用工具调制档案色调的色彩平衡思路。在此基础上完成了影片整体及单镜头内的色调平衡实践,总结得出了本次修复工作的一些经验和教训,以供后来者参考。

关键词：染色胶片电影硝酸片数字化修复色调平衡《劳工之爱情》

基于广义回归神经网络的敦煌壁画数字化修复技术的研究

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基于广义回归神经网络的敦煌壁画数字化修复技术的研究

作者：曹源西北师范大学

学位级别：硕士

本文是利用数字化修复的技术,对破损的敦煌壁画图像进行修复处理,在文中首先对敦煌壁画图像修复的背景和意义、国内外研究现状做了讲述,对本文章节内容作了安排说明,对数字化修复技术的相关理论和方法做了概述并给出了图像修复的评价标... 详细信息

本文是利用数字化修复的技术,对破损的敦煌壁画图像进行修复处理,在文中首先对敦煌壁画图像修复的背景和意义、国内外研究现状做了讲述,对本文章节内容作了安排说明,对数字化修复技术的相关理论和方法做了概述并给出了图像修复的评价标准。在第三章对神经网络的概念、分类、特点等等做了介绍,提出使用人工神经网络中的广义回归神经网络(GRNN)进行敦煌壁画的数字化修复保护研究。本文旨在研究使用广义回归神经网络提高图像修复的精确性和效率,研究内容主要包含以下几个方面:首先,对广义回归神经网络应用于图像修复的可行性做了实验分析。结果表明广义回归神经网络结构更加简单,处理更加快速,精度更加准确,验证了该方法的有效性。其次,对图像进行预处理,先通过各向异性扩散去除待修复壁画图像的噪声,此方法能较好的保留图像边缘。再使用形态学膨胀算子提取待修复区域的边界像素点,为修复图像做准备。最后,利用与待修复区域边界邻域像素相似的样本像素块作为广义回归神经网络的输入训练样本,并对样本块像素值采用之字形扫描输入到广义回归神经网络。同时使用自适应的平滑参数,最后获得近似的广义回归神经网络修复模型,使用该模型去预测待修复区域的像素信息。实验表明,该方法对壁画的数字化修复有一定的效果。最后对本文内容做了总结和展望。

关键词：敦煌壁画数字化修复广义回归神经网络形态学膨胀各向异性扩散