文物病害自动检测方法技术

本申请文件公开了文物病害自动检测方法，包括如下步骤：S1：获取文物的多角度的图像数据，并将图像数据通过摄影测量方式将文物的二维图像数据合成文物三维图形；S2：将文物三维图形放置进入光源场景下，并在光源场景下导出文物模型的六视图；S3：设定文物模型的材质底色，通过像素点扫描方式分别将六视图中的文物模型表面色差部分进行标记；S4：将扫描的标记点部分与文物模型库内的附着在同材质文物上的病害颜色的进行对比；S5：当标记点与病害颜色的色差小于预设病害阈值时，则判定该标记点为病害发生点，当标记点与病害颜色的色差小于模糊阈值时，则判定标记点为人工查验点，当标记点与病害颜色的色差大于模糊阈值时，则判定为正常模型颜色。为正常模型颜色。

【技术实现步骤摘要】
文物病害自动检测方法


[0001]本专利技术涉及集成文物检测领域，具体涉及文物病害自动检测方法。

技术介绍

[0002]文物记载了人类社会的历史变迁及风俗文化等内容，对于现代文明的发展具有重大的参考意义。
[0003]然而，千百年来，由于环境的变迁和人类活动的影响以及重大自然灾害的严重破坏，使珍贵的古代文物遭受着严重的褪化和不断的损坏。为了有效的保护这些人类的遗产，人们对破坏严重的文物现状进行有效的量测、评估和分析，并根据结果在不损坏原有文物的前提下，对其进行修复。
[0004]然而，在实际文物病害诊断工作中，由于检测技术的限制，目前对于文物病害的物理结构和化学成分信息需要分别独立的进行检测。因此，引入了数据不匹配的错误信息，特别对于材料变化处和细节处理时，容易导致文物保护人员进行错误判断，同时，增加了时间成本。此外，结构和成分分别进行检测时，由于传统技术自身的局限性，又引入了大量其他错误诊断信息。
[0005]一方面，对于青铜器文物“结构”信息的检测，X射线成像检测技术作为最传统的诊断手段已得到国内外的广泛认可。随着科学技术的发展，利用胶片成像的X射线检测技术正逐渐的向利用IP板成像的计算机X射线成像技术CR(ComputedRadiography)过渡，并最终会被可以直接将X射线信号转化成数字信号的X射线数字成像技术DR(DigitalRadiography)所取代。但是，DR成像技术对于青铜器病害结构信息的准确检测仍存在两方面局限性，一个视角下重建致使重建结果存在结构重叠现象，同时，X射线多色能谱硬化效应导致重建图像具有硬化伪影问题。此外，即使采用目前最先进的计算机断层成像技术CT(Computed Tomography)去解决结构重叠问题，重建结构也仍然存在多色能谱引起的硬化伪影干扰。综上，传统结构检测技术，存在结构重叠和硬化伪影的问题，引入大量的失真信息，干扰文物保护人员对病害的判断。
[0006]另一方面，对于青铜器文物病害“成分”信息的识别，目前被广泛采用的方法主要有激光拉曼光谱分析技术LRS(LaserRamanspectroscopy)和X射线衍射分析技术XRD(X
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Ray Diffraction)。但是，这两种技术一次照射仅能获取待测器物的局部病害成分信息，如想获得器物整体病害信息，需要反复的进行操作再将结果进行整合，费时且引入整合误差。此外，对于无法打开的密封器物，其内表面的病害成分是无法进行检测的，产生盲区。综上，传统成分检测技术，存在多次照射结果进行整合引入的误差以及密闭器物内层病害无法检测等问题，带来了大量的不确定信息，同样影响文物保护人员对病害的判断，并且时间成本再次提高。

技术实现思路

[0007]与现有技术相比，本专利技术可以解决目前文物的病害检测中，几乎均采用熟练的操
作人员进行逐一检测，过分依赖操作人员的经验以及技术，无法做到自动化、批量化的检测，这在大规模的遗迹开发中，是十分不便利的，往往需要减缓发掘进度，有可能会影响文物出土的效果，进而给后续研究带来问题，本申请文件，通过将文物进行拍摄后建立三维模型，根据三维模型上的与文物材料之间产生的色差进行自动化检测，批量的进行处理，在方便操作者使用以及保证检测质量的前提下，减少了人工的投入，能够更快更批量的处理文物，为实现上述目的，本申请提供如下技术方案。
[0008]本专利技术采用的技术方案如下：文物病害自动检测方法，所述方法包括如下步骤：S1：将文物进行分类，分为透光性文物和不透光性文物，在透光性文物一侧设置摄影设备，在摄影设备与透光性文物相对的另一侧设置光源，光源产生的光线穿过透光性文物，摄影设备与对向设置的光源以透光性文物为圆心点相向移动，将透光性文物表面进行全面拍摄，并将拍摄的图形进行匹配贴合，将透光性文物的二维图像数据合成文物三维图形，随后进行步骤S3；在不透光文物的中心点轴线上方安装无影射灯，并在拍摄房间内壁的前后左右侧分别安装移动轨道，移动轨道上设置有红外射灯，红外射灯的高度与待拍摄的不透光文物的最高点同一水平面上，四个红外射灯的交汇点位于文物本体的中心点轴线上，通过红外射灯的射线将不透光文物划分为A\B\C\D四个区域，随后进入步骤S2；S2：对A区域进行解构，将A区域中不透光文物顶端与不透光文物底端连接线的中点同一水平面上的不透光文物外表面设为文物表面中心点，将不透光文物顶端、文物表面中心点和不透光文物底端三个点绘制圆弧连接线，并将该曲线曲度作为拍摄弧线曲度进行摄影测量获取A区域文物本体的二维图像，重复本步骤对B\C\D区域进行解构，随后将并将A\B\C\D区域的图像数据进行匹配贴合，将文物的二维图像数据合成文物三维图形；S3：将不透光文物和透光文物的三维图形数据导入软件引擎中，并在软件引擎中将三维图形放置进入同一光源场景下，并在同一光源场景下导出文物模型的六视图；S4：设定文物模型的材质底色，并通过像素点扫描方式分别将六视图中的文物模型表面色差部分进行标记；S5：将扫描的标记点部分与文物模型库内的附着在同材质文物上的病害颜色的进行对比；S6：当标记点与病害颜色的色差小于预设病害阈值时，则判定该标记点为病害发生点，当标记点与病害颜色的色差小于模糊阈值时，则判定标记点为人工查验点，当标记点与病害颜色的色差大于模糊阈值时，则判定为正常模型颜色；S7：将所有病害发生点数据导入文物模型库内，将人工查验点发送至检测人员进行核验，核验为病害发生点则将该点位信息发送至文物数据库内。
[0009]目前，文物的自动化检测有部分是使用双能计算机断层成像技术DECT，使用了两种能谱分布的X射线源进行扫描，能够重建物体有效原子序数和电子密度信息，不仅可以对待测物体结构进行准确三维重建，还具有强大的物质成分识别能力，并且有效地去除了硬化伪影的影响。但是这种方式效率太低，并且对大规模自动化批量检测，对计算机能力有较大要求。
[0010]拿青铜器文物举例，由于青铜器金属伪影导致重建算法复杂的限制，目前国内外还没有任何一个机构将双能CT技术应用至青铜器文物病害的诊断。本专利技术针对文物保护应用中青铜器文物病害快速、准确诊断的需求，首次将双能CT技术引入至文物保护中，提出一种基于双能CT技术的青铜器文物病害诊断方法，该方法对准确、对症的制定文物保护方案，从而治愈或延期珍稀文物寿命具有重要意义。
[0011]进一步地，所述步骤S1中在透光性文物和不透光性文物的图像数据时，以文物为
中心，透光性文物环绕文物进行螺旋上升拍摄，相邻两张图像数据的重合度大于70％，不透光性文物沿着文物表面的曲线上下往复拍摄，相邻两张图像数据的重合度大于70％。只有在两张图像的重合度较高时，在进入软件时，才能够通过大面积的相同图像数据进行模型建立和贴图覆盖。
[0012]进一步地，所述步骤S3中的同一光源采用漫反射光源，通过漫反射光源获取文物三维图形的细节特征，并在导出模型六视图时，采用定向打光方式，使的每个视图的光源相对于文物表面位置固定。采用漫反射光源的目的在于漫反射使得观察者可以在各个角度看到物体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.文物病害自动检测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：S1：将文物进行分类，分为透光性文物和不透光性文物，在透光性文物一侧设置摄影设备，在摄影设备与透光性文物相对的另一侧设置光源，光源产生的光线穿过透光性文物，摄影设备与对向设置的光源以透光性文物为圆心点相向移动，将透光性文物表面进行全面拍摄，并将拍摄的图形进行匹配贴合，将透光性文物的二维图像数据合成文物三维图形，随后进行步骤S3；在不透光文物的中心点轴线上方安装无影射灯，并在拍摄房间内壁的前后左右侧分别安装移动轨道，移动轨道上设置有红外射灯，红外射灯的高度与待拍摄的不透光文物的最高点同一水平面上，四个红外射灯的交汇点位于文物本体的中心点轴线上，通过红外射灯的射线将不透光文物划分为A\B\C\D四个区域，随后进入步骤S2；S2：对A区域进行解构，将A区域中不透光文物顶端与不透光文物底端连接线的中点同一水平面上的不透光文物外表面设为文物表面中心点，将不透光文物顶端、文物表面中心点和不透光文物底端三个点绘制圆弧连接线，并将该曲线曲度作为拍摄弧线曲度进行摄影测量获取A区域文物本体的二维图像，重复本步骤对B\C\D区域进行解构，随后将并将A\B\C\D区域的图像数据进行匹配贴合，将文物的二维图像数据合成文物三维图形；S3：将不透光文物和透光文物的三维图形数据导入软件引擎中，并在软件引擎中将三维图形放置进入同一光源场景下，并在同一光源场景下导出文物模型的六视图；S4：设定文物模型的材质底色，并通过像素点扫描方式分别将六视图中的文物模型表面色差部分进行标记；S5：将扫描的标记点部分与文物模型库内的附着在同材质文物上的病害颜色的进行对比；S6：当标记点与病害颜色的色差小于预设病害阈值时，则判定该标记点为病害发生点，当标记点与病害颜色的色差小于模糊阈值时，则判定标记点为人工查验点，当标记点与病害颜色的色差大于模糊阈值时，则判定为正常模型颜色；S7：将所有病害发生点数据导入文物模型库内，将人工查验点发送至检测人员进行核验，核验为病害发生点则将该点位信息发送至文物数据库内。2.根据权利要求1所述的文物病害自动检测方法，其特征在于，所述步骤S1中在透光性文物和不透光性文物的...

【专利技术属性】
技术研发人员：高娟，李明进，杜睿，衡盟豪，罗凯文，周钰涵，兰岚，孙海峰，蒲昭典，杨思祥，
申请(专利权)人：四川湖畔文物保护有限公司，
类型：发明
国别省市：