中国古代书画交互系统设计及智能识别方法研究

摘要

近年来，信息技术和光谱成像技术蓬勃发展，为中国古代字画文物的鉴赏与保护工作带来了福音。数字艺术在保护珍贵原作的基础之上，满足了人们学习鉴赏传统中国字画艺术的需求，并提供了形式多样的互动形式。目前，以计算机技术为手段的艺术作品的数字化应用主要包括：艺术作品的计算机仿真绘制与图像分类研究。这些应用领域的研究将先进技术和艺术相结合，为古老的文物提供新的生命力，具有重大的应用价值和社会价值。
　　一方面，本文先对水墨画绘制的计算机仿真问题进行了探究与应用。本文客观分析了水墨画各组成要素的材料特性及其相互间的作用关系，对水墨画构成要素之宣纸模型、毛笔模型、墨模型及水墨扩散等诸多关键问题展开研究，实现了中国传统水墨画及书法作品的计算机仿真模拟。通过数字技术与交互媒体，带领用户欣赏《兰亭序》“数字文物”，包括虚拟毛笔、虚拟流水、虚拟觞杯、勾摹任务分发、虚拟勾摹等交互体验形式。以cocos2dx为框架基础，结合兰亭集序书法的艺术特色和创作背景，既实现了中国传统书法的实时绘制，又通过多媒体技术营造出“流觞曲水”的穿越古今之感。
　　另一方面，本文也对高光谱技术在中国古代画类真假辨别问题进行了研究。高光谱图像数据的一个重要特征是“图谱合一”，高光谱图像数据的监督分类是其数据分析的一个重要方面。首先，在图像光谱特征提取过程中，分析了主成分分析、最小噪声分离变换、奇异值分析等方法的流程与优势。然后，在高光谱图像空间特征提取过程中，尝试了二维奇异值分析、基于PCA的卷积神经网络的特征提取流程。最后，融合上述提取的图像光谱特征和空间特征，通过支持向量机训练最优化监督分类模型，从而提高了高光谱图像的分类精度。本文验证了提出的特征提取和监督分类方法在画类文物保护中的应用：基于近红外高光谱图像的真假中国画的分类研究，获得了接近85％的分类准确率。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 研究内容

1.3 全文结构

第2章 中国古代字画的研究现状及相关技术介绍

2.1 中国古代字画计算机仿真研究现状

2.2 中国古代字画真假辨别方法研究现状

2.3 高光谱技术研究现状

2.4 本章总结

第3章 书画交互系统设计与研究

3.1书画交互系统的需求分析

3.2 水墨画仿真技术研究

3.3 书画交互系统的设计与实现

3.4 书画交互系统操作展示

3.5 本章小结

第4章 高光谱图像谱-空特征的真伪中国画分类

4.1 高光谱图像的采集和校验

4.2 基于高光谱图像的光谱特征获取

4.3 基于高光谱图像的空间特征获取

4.4 特征融合与支持向量机（SVM）分类器

4.5 真伪中国画分类模型的建立

4.6 基于高光谱谱-空特征的真伪国画分类结果

4.7 本章小结

第5章 总结与展望

5.1总结

5.2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢