一种文物色变监测建模方法技术

本发明专利技术公开了一种文物色变监测建模方法，涉及远程监测技术领域。本发明专利技术包括如下步骤：步骤S1：构建远程文物监测系统；步骤S2：实时获取传感器单元采集的目标区域内文物图像信息；步骤S3：根据采集的文物图像信息进行色变图像序列分析，并根据图像序列分析的结果建立文物色变变化模型；步骤S4：根据文物色变变化模型进行实时采集文物图像的变化分析与评价。本发明专利技术通过在文物前构建远程文物监测系统，利用色度值、亮度值和色彩值构建不同的颜色变化模型，根据文物色变变化模型进行实时采集文物图像的变化分析与评价，根据不同标签建立的多种模型能够快速对文物色变状况监测，成本低且监测效率高。测效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种文物色变监测建模方法


[0001]本专利技术属于远程监测
，特别是涉及一种文物色变监测建模方法。

技术介绍

[0002]壁画和彩绘颜料大多为无机矿物颜料。这些颜料层是壁画和彩绘的主要部分和精华所在。但在壁画和彩绘保存过程中，由于物理、化学和生物因素，如阳光、氧气、温湿度、工业气体、地层碱度和微生物等因素的影响，壁画和彩绘的颜料层会逐渐变色或者褪色，失去了原有的艺术特色，并使其真实性和完整性遭到损害。
[0003]目前对于文物色变发展变化状况的监测，主要以人工定期拍摄数码照片进行分析对比为主，同时三维激光扫描技术也在这一领域中逐渐得到运用。但是人工定期拍摄数码照片分析对比的方法难以实现对色变发展状况的定量监测，人工判读的方式也无法准确判断色变的程度；三维扫描技术虽然能够对颜色变化状况进行精确分析却成本高昂，难以广泛运用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种文物色变监测建模方法，通过在文物前构建远程文物监测系统，利用色度值、亮度值和色彩值构建不同的颜色变化模型，根据文物色变变化模型进行实时采集文物图像的变化分析与评价，解决了现有的对文物色变状况监测困难、成本高昂问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0006]本专利技术为一种文物色变监测建模方法，包括如下步骤：
[0007]步骤S1：构建远程文物监测系统；
[0008]步骤S2：实时获取传感器单元采集的目标区域内文物图像信息；
[0009]步骤S3：根据采集的文物图像信息进行色变图像序列分析，并根据图像序列分析的结果建立文物色变变化模型；
[0010]步骤S4：根据文物色变变化模型进行实时采集文物图像的变化分析与评价；
[0011]其中，步骤S3中，根据文物图像信息进行图像序列分析的步骤如下：
[0012]步骤S31：根据采集的历来文物色变信息确定文物色变图像序列分析；
[0013]步骤S32：根据文物的色度值H、亮度值Y和色彩值S，预先建立文物识别模型对文物色变图像序列按照不同时期和不同色泽进行分类；
[0014]步骤S33：基于机器学习方法根据分析结果对文物色变图像进行标记，分别获取不同色度值H对应的图像数据集、不同亮度值Y对应的图像数据集、不同色彩值S对应的图像数据集；
[0015]步骤S34：根据不同色度值H对应的图像数据集、不同亮度值Y对应的图像数据集、不同色彩值S对应的图像数据集确定文物色变图像序列于不同色度值H、亮度值Y和色彩值S对应的多项标签；
[0016]步骤S35：根据多项标签进行图像分析，并根据图像分析结果建立不同色度值H、亮度值Y和色彩值S的文物颜色变化模型。
[0017]优选地，所述步骤S1中，文物监测系统包括固定于文物前方的传感器单元、嵌入式工控机、数据中转装置和远程监控终端；
[0018]所述传感器单元通过数据线连接嵌入式工控机；所述嵌入式工控机通过第一通信模块与数据中转装置连接；所述数据中转装置用于对传感器采集到的数据进行汇集后，发送给远程监控终端；所述数据中转装置通过第二通信模块与远程监控终端连接；所述远程监控终端用于对各个传感器采集到的数据进行分析处理，并通过网络发送命令给予数据中转装置进而获取各监测点的实时单次监测数据。
[0019]优选地，所述传感器系统包括至少两个相机；所述相机用于将采集到的画面发送给所处监测点的数据中转装置；所述远程监控终端为手机、平板电脑、台式电脑中的任意一种；所述远程监控终端内安装有图像处理功能的监测软件。
[0020]优选地，所述第一通信模块是蓝牙通信模块、红外通信模块、ZigBee模块中的至少一种无线通信模块；第二通信模块是2G网络通信模块、3G网络通信模块、4G网络通信模块中的至少一种网络通信模块。
[0021]优选地，所述步骤S2中,采集的目标区域内文物图像信息需要利用预设的图像分割方法对不同时期对应的色度值H、亮度值Y和色彩值S的文物图像进行分割，将分割的结果仅包含文物图像的二值图像，通过图像运算方法确定文物的RGB图像，并将RGB图像转换到HSI颜色空间下。
[0022]优选地，所述图像分割方法根据色度值H、亮度值Y和色彩值S的标签来选择图像分割方法，采用的图像分割方法均为基于像素级别的颜色分析，包括ExG方法、ExG-ExR方法、VEG方法、CIVE方法、H方法和HI方法中的任意一种或者多种。
[0023]优选地，所述ExG方法、ExG-ExR方法、VEG方法和CIVE方法是利用各个颜色空间各个通道之间关系进行目标分割；所述H方法和HI方法是利用了图像色相及亮度信息进行目标分割。
[0024]优选地，所述步骤S4中，文物图像的变化分析中，将原始照片上的H值为原始色H值，在后续检测过程中，不同时期监测到照片的颜色为当前色H值；
[0025]当前H值与原始H值之差的绝对值与色变允许参数之间的关系为：
[0026]若∣当前色H值-原始色H值∣>色变允许参数，则表明文物的色度发生了改变；若∣当前色H值-原始色H值∣<色变允许参数，则表明文物的色度发生了改变；
[0027]将原始照片上的Y值为原始色Y值，在后续检测过程中，不同时期监测到照片的颜色为当前色Y值；
[0028]当前Y值与原始Y值之差的绝对值与色变允许参数之间的关系为：
[0029]若∣当前色Y值-原始色Y值∣>色变允许参数，则表明文物的亮度值发生了改变；若∣当前色Y值-原始色Y值∣<色变允许参数，则表明文物的亮度值发生了改变；
[0030]将原始照片上的S值为原始色S值，在后续检测过程中，不同时期监测到照片的颜色为当前色S值；
[0031]当前S值与原始S值之差的绝对值与色变允许参数之间的关系为：
[0032]若∣当前色S值-原始色S值∣>色变允许参数，则表明文物的色彩值发生了改变；若∣
当前色S值-原始色S值∣<色变允许参数，则表明文物的色彩值发生了改变。
[0033]本专利技术具有以下有益效果：
[0034]本专利技术通过在文物前构建远程文物监测系统，利用色度值、亮度值和色彩值构建不同的颜色变化模型，根据文物色变变化模型进行实时采集文物图像的变化分析与评价，根据不同标签建立的多种模型能够快速对文物色变状况监测，成本低且监测效率高。
[0035]当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
[0036]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0037]图1为本专利技术的一种文物色变监测建模方法步骤图；
[0038]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种文物色变监测建模方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：构建远程文物监测系统；步骤S2：实时获取传感器单元采集的目标区域内文物图像信息；步骤S3：根据采集的文物图像信息进行色变图像序列分析，并根据图像序列分析的结果建立文物色变变化模型；步骤S4：根据文物色变变化模型进行实时采集文物图像的变化分析与评价；其中，步骤S3中，根据文物图像信息进行图像序列分析的步骤如下：步骤S31：根据采集的历来文物色变信息确定文物色变图像序列分析；步骤S32：根据文物的色度值H、亮度值Y和色彩值S，预先建立文物识别模型对文物色变图像序列按照不同时期和不同色泽进行分类；步骤S33：基于机器学习方法根据分析结果对文物色变图像进行标记，分别获取不同色度值H对应的图像数据集、不同亮度值Y对应的图像数据集、不同色彩值S对应的图像数据集；步骤S34：根据不同色度值H对应的图像数据集、不同亮度值Y对应的图像数据集、不同色彩值S对应的图像数据集确定文物色变图像序列于不同色度值H、亮度值Y和色彩值S对应的多项标签；步骤S35：根据多项标签进行图像分析，并根据图像分析结果建立不同色度值H、亮度值Y和色彩值S的文物颜色变化模型。2.根据权利要求1所述的一种文物色变监测建模方法，其特征在于，所述步骤S1中，文物监测系统包括固定于文物前方的传感器单元、嵌入式工控机、数据中转装置和远程监控终端；所述传感器单元通过数据线连接嵌入式工控机；所述嵌入式工控机通过第一通信模块与数据中转装置连接；所述数据中转装置用于对传感器采集到的数据进行汇集后，发送给远程监控终端；所述数据中转装置通过第二通信模块与远程监控终端连接；所述远程监控终端用于对各个传感器采集到的数据进行分析处理，并通过网络发送命令给予数据中转装置进而获取各监测点的实时单次监测数据。3.根据权利要求1或2所述的一种文物色变监测建模方法，其特征在于，所述传感器系统包括至少两个相机；所述相机用于将采集到的画面发送给所处监测点的数据中转装置；所述远程监控终端为手机、平板电脑、台式电脑中的任意一种；所述远程监控终端内安装有图像处理功能的监测软件。4.根据权利要求2所述的一种文物色变监测建模方法，其特征在于，所述第一通信模块是蓝牙通信模块、红外通信模块、ZigBee模块中的至少一种无线通信模块；第二通信模块是2G网络通信模块、3G...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢凌凌，陈长修，陈林，陈长双，马栋梁，
申请(专利权)人：广西巨玖龙脉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：