古代碑刻书法图像清晰化方法及系统研究

摘要

古代碑刻书法图像中包含各种不同风格的书法作品，这些书法作品不仅是中国古代书法艺术的重要载体，同时也记载了古代中国不同时代不同地域的人情风貌和历史文化，对于研究中国书法和传承中华文化都具有重要意义，但是由于上百甚至上千年的自然或人为的毁坏，现有古代碑刻都存在不同程度的文字模糊，导致所采集碑刻图像中都包含大量图像噪声，对人们研究学习这些碑刻中的书法及文化历史，带来一定的困难。 基于以上所述，本文选择古代碑刻书法图像的清晰化为研究课题，具体工作和主要成果包括： (1)提出了一种基于L0范数引导的古代碑刻书法图像清晰化方法。首先使用L0范数平滑碑刻图像，去除图像中大部分噪声，然后将初始去噪图像作为引导图像进行引导滤波，可以恢复被过度平滑的笔画。为了提高文字与背景对比度，对其进行Otsu二值化处理，最后使用连通分量几何分析方法去除孤立噪声点。实验表明，该方法不仅能去除大量噪声，而且能够保护汉字笔画完整性。 (2)提出了一种基于自适应流形滤波器的古代碑刻书法图像清晰化方法。首先使用基于非局部均值(NL-means)的自适应流形滤波平滑碑刻图像，去除部分信号噪声及平滑石碑背景划痕，然后对图像进行Otsu二值化，降低无关像素在后续图像处理中的影响，再使用改进的轮廓检测器提取完整的文字外部轮廓，最后利用文字轮廓去除石碑背景噪声干扰，从而得到一幅文字清晰的碑刻书法图像。实验结果表明，该方法处理之后的文字结构最接近碑刻文字原貌，并且在去除孤立噪声时不依赖阈值。 (3)基于以上研究内容，设计实现了一个古代碑刻书法图像清晰化系统。该系统集成了本文所提出的两种方法，以及部分相关经典算法。

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