面向繪畫藝術(shù)品復(fù)制的多光譜圖像數(shù)字修復(fù)技術(shù)研究

賈兆陽 導(dǎo)師： 陳廣學(xué)

繪畫藝術(shù)品作為人類文明的瑰寶，有著不可估量的藝術(shù)價值，然而受人為、意外以及自然環(huán)境等因素的影響，會有不同程度的損壞。面向藝術(shù)品復(fù)制的多光譜圖像數(shù)字修復(fù)，目的是通過采用多光譜技術(shù)獲取客觀準(zhǔn)確的藝術(shù)品顏色信息并用于彩色圖像數(shù)字修復(fù)，進而用于藝術(shù)品的數(shù)字典藏、高保真圖像復(fù)制，滿足人們對繪畫藝術(shù)品顏色準(zhǔn)確性與結(jié)構(gòu)完整性的需求。論文研究了多光譜成像技術(shù)及其在彩色數(shù)字圖像修復(fù)上的應(yīng)用，通過多光譜成像系統(tǒng)獲取多通道圖像，經(jīng)過圖像配準(zhǔn)、濾噪、重構(gòu)與還原，可獲得色彩豐富、顏色逼真的多光譜圖像，以此作為彩色數(shù)字圖像進行數(shù)字修復(fù)，修復(fù)質(zhì)量優(yōu)于傳統(tǒng)獲取的RGB圖像，取得了較好的修復(fù)結(jié)果。主要內(nèi)容：

1. 探討了基于多光譜的繪畫藝術(shù)品數(shù)字修復(fù)技術(shù)理論框架及面向藝術(shù)品復(fù)制的需要，對其中的關(guān)鍵問題進行了闡述?；诙喙庾V成像技術(shù)進行圖像的獲取滿足高保真復(fù)制對顏色準(zhǔn)確性與結(jié)構(gòu)完整性的需求，探討了其中涉及的關(guān)鍵技術(shù)。

2. 分析了多光譜圖像在顏色復(fù)制、圖像高保真復(fù)制要求方面的優(yōu)勢，探討了光譜成像的原理，對基于訓(xùn)練樣本的多通道圖像光譜重構(gòu)技術(shù)進行了研究，提出了針對非線性成像系統(tǒng)基于主成份和多項式回歸法的光譜重構(gòu)算法，對光譜重構(gòu)精度和色度精度有一定的改善。

3. 分析了光譜反射率重構(gòu)過程中傳統(tǒng)訓(xùn)練樣本對樣本選擇的局限性——不能綜合反映顏色的光譜特性和色度特性，訓(xùn)練樣本的相似性較差。提出基于光譜反射率空間相關(guān)性最小以及色度空間相似性聚類的訓(xùn)練樣本選擇方法，綜合考慮了樣本的光譜特性和色度特性，實驗結(jié)果表明，光譜重構(gòu)精度有一定改善。

4. 對面向高保真圖像復(fù)制的有破損繪畫藝術(shù)品圖像修復(fù)問題進行了分析，從3個方面分析了彩色圖像的數(shù)字修復(fù)方法，并針對彩色圖像修復(fù)時帶來的偽彩現(xiàn)象提出了優(yōu)化方法，提出了基于圖像分解的改進算法和彩色圖像修復(fù)流程，實驗結(jié)果表明，圖像修復(fù)的結(jié)果明顯有所改善，修復(fù)圖像的均方誤差、峰值信噪比和結(jié)構(gòu)相似度統(tǒng)計評價指標(biāo)明顯提高，適合于面向繪畫藝術(shù)品高保真圖像復(fù)制的數(shù)字修復(fù)，為多光譜圖像修復(fù)奠定了基礎(chǔ)。