应用于中国古画修复的多光谱抠图方法技术

本发明专利技术属于图像修复技术领域，涉及一种应用于中国古画修复的多光谱抠图方法，包括下列步骤：对于一副中国古画，通过多光谱成像系统获得该画的多光谱图像；重建出待修复图像的光谱反射率；根据库贝尔卡-芒克理论，求出待修复图像的吸收散射比；建立多光谱抠图模型；进行参数估计和抠图。本发明专利技术不需要人工辅助即可将前景从半透明的笔画中提取出来的多光谱抠图方法，能够成功地应用于中国古画的修复。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于图像修复
，涉及一种多光谱抠图方法。
技术介绍
中国在悠久的发展历程中创造了灿烂的艺术文化，绘画是一种重要的艺术表现形式。作为中国传统文化遗产的重要组成部分，中国古画因为其理论、情感和技术享誉世界。 然而中国画在长期留存过程中，由于自然或人为的因素，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。如今，对中国古画进行图像处理受到越来越广泛的关注。台湾大学电机工程系教授贝苏章提出一种颜色对比度增强和纹理合成的方法来对中国古画进行虚拟修复；蒋树强提出一种用三种低级特征达到一个高水平分类的方法来分类中国古画。颜淑惠等人研究如何从中国古画中提出文字脚本，以便单独地欣赏或研究文字和古画。但这些方法都不涉及到抠图。而抠图，即从一幅图像中提取出前景，是图像和视频编辑的重要过程。波特等人在 1984年对这个问题进行了数学定义Ι(ζ) = α zF(z) + (l-a ζ)Β(ζ)其中，ζ = (x，y)，I(z)表示观察到的图像，F(z)表示前景图像，B(z)表示背景图像，az是不透明值，取值在之间。对于自然图像而言，需要计算每一个像素点的α， F，B值。抠图中比较著名的方法有抠蓝、贝叶斯抠图和泊松抠图等。抠蓝需要两张同一个前景物体在两个不同的、易区分的单色背景下的图像，进而把前景提取出来。对于中国古画来说，是不可能获得这样的两幅图片的。而贝叶斯抠图和泊松抠图都需要人工将图片分为确定的前景、确定的背景和不确定区域三部分，即三分图。三分图制作的质量直接影响最终的抠图结果。然而，中国古画所用的载体材料(宣纸、绢等)和颜料的固有特性，使得笔墨的渗透和扩散现象特别严重，不适合制作三分图。
技术实现思路
由于中国古画制作工艺的特殊性，现有的抠图方法并不能直接应用于中国古画， 本专利技术的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种不需要人工辅助即可将前景从半透明的笔画中提取出来的多光谱抠图方法，并将此种方法成功地应用于中国古画的修复。为此，本专利技术采用如下的技术方案一种应用于中国古画的多光谱抠图方法，包括下列步骤一种，包括下列步骤(1)搭建多光谱采集系统，在同等条件下分别拍摄多块有光泽度劳尔标准色卡和待修复中国古画的多光谱图像，读取色卡和待修复图像在不同的可见光窄带滤光条件下的 RGB值数据，即相机输出g;(2)在波长范围为可见光范围380nm-780nm内，以固定的间隔，划分N个波段，对这 N个波段，使用紫外-可见分光光度计测量多块有光泽度劳尔标准色卡的光谱反射率R ；由色卡的光谱反射率R和色卡的相机输出g估算出转换矩阵Q+，再由Q+和待修复图像的相机输出g重建出待修复图像的光谱反射率R :R = Q+g ；(3)根据库贝尔卡-芒克理论，求出待修复图像的吸收散射比权利要求1.一种，包括下列步骤(1)搭建多光谱采集系统，在同等条件下分别拍摄多块有光泽度劳尔标准色卡和待修复中国古画的多光谱图像，读取色卡和待修复图像在不同的可见光窄带滤光条件下的RGB 值数据，即相机输出g;(2)在波长范围为可见光范围380nm-780nm内，以固定的间隔，划分N个波段，对这N个波段，使用紫外-可见分光光度计测量多块有光泽度劳尔标准色卡的光谱反射率I 。由色卡的光谱反射率R和色卡的相机输出g估算出转换矩阵Q+，再由Q+和待修复图像的相机输出 g重建出待修复图像的光谱反射率RA = ；(3)根据库贝尔卡-芒克理论，求出待修复图像的吸收散射比2.根据权利要求1所述的，其特征在于，Cb=1.7氺angle。全文摘要本专利技术属于图像修复
，涉及一种，包括下列步骤对于一副中国古画，通过多光谱成像系统获得该画的多光谱图像；重建出待修复图像的光谱反射率；根据库贝尔卡-芒克理论，求出待修复图像的吸收散射比；建立多光谱抠图模型；进行参数估计和抠图。本专利技术不需要人工辅助即可将前景从半透明的笔画中提取出来的多光谱抠图方法，能够成功地应用于中国古画的修复。文档编号G01N21/25GK102305769SQ201110154230公开日2012年1月4日 申请日期2011年6月9日 优先权日2011年6月9日专利技术者张加万, 张怡, 张胜平, 闫丽霞, 陈锦言 申请人:天津大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种应用于中国古画修复的多光谱抠图方法，包括下列步骤：（１）搭建多光谱采集系统，在同等条件下分别拍摄多块有光泽度劳尔标准色卡和待修复中国古画的多光谱图像，读取色卡和待修复图像在不同的可见光窄带滤光条件下的ＲＧＢ值数据，即相机输出ｇ；（２）在波长范围为可见光范围３８０ｎｍ－７８０ｎｍ内，以固定的间隔，划分Ｎ个波段，对这Ｎ个波段，使用紫外－可见分光光度计测量多块有光泽度劳尔标准色卡的光谱反射率Ｒｏ由色卡的光谱反射率Ｒ和色卡的相机输出ｇ估算出转换矩阵Ｑ＋，再由Ｑ＋和待修复图像的相机输出ｇ重建出待修复图像的光谱反射率Ｒ：（３）根据库贝尔卡－芒克理论，求出待修复图像的吸收散射比（４）定义相似度函数其中，ｔｉ和ｒｉ分别表示Ｎ个波段中第ｉ个波段下的光谱反射率，计算每个像素点的ａｎｇｌｅ值；（５）把除了留白之外的部分当作整体，看作是该画作的前景，建立多光谱抠图模型其中，Ｋ／Ｓ是某一像素点的吸收散射比，（Ｋ／Ｓ）ｂ和（Ｋ／Ｓ）ｆ分别是该像素点中背景成分和前景成分的吸收散射比，ｃｂ和ｃｆ分别为背景和前景的不透明度系数且ｃｂ＋ｃｆ＝１，ｃｂ值越小，该像素点越接近于背景；（６）假定ｃｂ与ａｎｇｌｅ成正比，并且可以由ａｎｇｌｅ乘以一个系数得出；（７）参数估计，设定一个阈值，对于每个像素，如果一个像素点的ｃｂ小于这个阈值，就把这一点归入背景，否则，将这点归为前景，实现待修复中国古画的多光谱抠图。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张加万，张怡，闫丽霞，张胜平，陈锦言，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：12