基于多光谱技术的中国古画虚拟修复研究

摘要

中国在悠久的发展历程中创造了灿烂的艺术文化,绘画是最为重要的艺术表现形式之一。流传至今的古画具有巨大的考古价值和文化价值,然而在长期留存过程中,自然或人为的因素造成古画出现不同程度的破损和退色,古画修复对延长文物的“寿命”起到积极作用,在文物保护、文化传播、历史研究领域具有至关重要的作用和意义。
　　将古画数字化并建设虚拟修复系统为普通大众架起了通向古典绘画艺术,参与古画保护和修复工作的沟通桥梁。现有的古画虚拟修复技术按照数据采集方式的不同,大致可分为两类,一种是通过普通数码相机采集作品表面颜色,基于计算机图像处理的方法进行虚拟修复,这类方法的后续研究主要是颜色恢复和破损修复。另一种是基于多光谱、色度学理论的方法,这种方法通过颜料的光谱性质计算得到颜料的颜色,避免同色异谱现象,与简单拍摄采集的数据相比,精确度和置信度提高很多,已被越来越多的文物保护者,博物馆藏技术采用。
　　首先,利用一组不同波段的光学滤光片结合彩色数码相机搭建一个多光谱采集系统,用于获取古画的多光谱数字图像。根据采集到的光谱图像重建出每一像素点的光谱反射率,通过光谱反射率重现出精确的颜色信息。
　　其次,不同颜色的光谱反射率也不同,将多光谱与 K均值聚类相结合,使其按照不同的反射率将图像分层。
　　再次,根据不同的光谱反射率计算各像素点颜料组成,从颜料库中选择光谱反射率相似的颜料替代,构成修复后的图像。
　　实验表明,基于多光谱技术对中国古画进行修复,不仅可以在保证不修改古画的本来风貌的基础上还原载体和各颜料的颜色,而且不依赖于人的主观意向,因此这种方法更为精确。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 多光谱古画修复研究现状

1.3 本文研究工作

1.4 本文组织结构

第二章 相关工作

2.1 颜色理论

2.2 多光谱成像技术

2.3 多光谱重建算法

第三章 中国古画的非线性光谱重建

3.1 古画重建流程

3.2 古画的光谱重建

3.3 实验结果与分析

3.4 本章小结

第四章 中国古画的颜色分层

4.1 分层流程

4.2 前景背景分离

4.3 颜料分层

4.4 实验结果与分析

4.5 本章小结

第五章 中国古画的颜色修复

5.1 宣纸的修复

5.2 颜料的修复

5.3 实验结果与分析

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 本文工作总结

6.2 未来展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢