[發(fā)明專利]一種古代建筑油飾彩畫虛擬修復(fù)系統(tǒng)及其修復(fù)方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910020971.1
• 申請日: 2009-01-19
• 公開（公告）號: CN101504764A
• 公開（公告）日: 2009-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王飛;趙季中;張陽軍;韓媛;牛彥植;王輝;張彥路;謝杰濤
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T11/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 汪人和

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于圖像修復(fù)領(lǐng)域，涉及一種圖像虛擬修復(fù)系統(tǒng)，尤其是一種跨平臺、多用戶、交互式的古代建筑油飾彩畫虛擬修復(fù)系統(tǒng)及其修復(fù)方法。

背景技術(shù)

很多具有重要歷史意義和研究價值的古代彩畫由于年代的遠(yuǎn)久、未妥善保存或運輸?shù)仍颍馐艿讲煌潭鹊膿p壞。如何有效地保護(hù)古代彩畫，針對受損部分進(jìn)行修補(bǔ)，已成為一個十分迫切的問題。

針對現(xiàn)有技術(shù)中基于手工的傳統(tǒng)修復(fù)工藝流程耗時長、工作量大、主觀性強(qiáng)，一旦出錯就很難修改等缺點，近年來基于計算機(jī)的數(shù)字圖像虛擬修復(fù)技術(shù)應(yīng)運而生。但是對于傳統(tǒng)彩畫各種不同的殘損區(qū)域和損壞程度，如何保證所修復(fù)彩畫的原真性及如何設(shè)計一種快速有效的修復(fù)方法一直是科學(xué)界所關(guān)注的問題。在實際工程中，應(yīng)考慮到如何設(shè)計一個跨平臺、多用戶、交互式虛擬修復(fù)系統(tǒng)，并且要求它能夠?qū)糯十嫷慕Y(jié)構(gòu)性和非結(jié)構(gòu)性殘損區(qū)域進(jìn)行快速虛擬復(fù)原，同時能夠提供一個人機(jī)交互的編輯接口，使用戶可通過標(biāo)記操作對修補(bǔ)過程進(jìn)行有效地干預(yù)和指導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中手工修復(fù)的缺點，提供一種古代建筑油飾彩畫虛擬修復(fù)系統(tǒng)及其修復(fù)方法，該系統(tǒng)實現(xiàn)了一個多用戶，交互式的虛擬數(shù)字圖像修復(fù)平臺，只要能連接到互聯(lián)網(wǎng)的客戶端，都可以利用此系統(tǒng)，對需要修復(fù)的受損圖像進(jìn)行修復(fù)還原。而且相比傳統(tǒng)的虛擬修復(fù)方法，基于該系統(tǒng)的修復(fù)方法在修復(fù)質(zhì)量和修復(fù)效率上都有明顯的提高。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來解決的：

這種古代建筑油飾彩畫虛擬修復(fù)系統(tǒng)，包括連接于網(wǎng)絡(luò)中的多臺客戶端、WEB服務(wù)器和計算服務(wù)器，所述客戶端至少包括注冊登陸模塊、圖像管理模塊和客戶端通信模塊，所述圖像管理模塊包括添加圖像、刪除圖像、修復(fù)圖像和將圖像設(shè)為公開或者私有的子模塊；所述修復(fù)圖像子模塊是虛擬圖像修復(fù)運算的人機(jī)交互接口，具有標(biāo)記待修復(fù)區(qū)域、標(biāo)記結(jié)構(gòu)線、標(biāo)記樣本區(qū)域和保存提交圖像標(biāo)記信息的功能；所述客戶端通信模塊負(fù)責(zé)客戶端與WEB服務(wù)器之間的通信；

所述WEB服務(wù)器至少包括接受圖像標(biāo)記信息模塊、遠(yuǎn)程調(diào)用計算服務(wù)模塊和數(shù)據(jù)庫管理模塊，所述接受圖像標(biāo)記信息模塊負(fù)責(zé)接受并解析由客戶端通過通信模塊發(fā)送的圖像標(biāo)記信息，所述遠(yuǎn)程調(diào)用計算服務(wù)模塊將修復(fù)任務(wù)提交給計算服務(wù)器；所述數(shù)據(jù)庫管理模塊綜合系統(tǒng)的所有圖像信息，所述圖像信息包括來自客戶端的圖像信息、WEB服務(wù)器上存儲的圖像信息以及計算服務(wù)器修復(fù)后的圖像信息；

所述計算機(jī)服務(wù)器包括遠(yuǎn)程計算調(diào)用接受模塊、圖像修復(fù)模塊和保存修復(fù)結(jié)果模塊，所述遠(yuǎn)程計算調(diào)用接受模塊接受WEB服務(wù)器的修復(fù)任務(wù)，并將修復(fù)任務(wù)傳遞給圖像修復(fù)模塊；所述圖像修復(fù)模塊具有圖像修復(fù)功能；所述保存修復(fù)結(jié)果模塊將圖像修復(fù)結(jié)果保存并返回給WEB服務(wù)器和客戶端。

一種基于上述系統(tǒng)的古代建筑油飾彩畫虛擬修復(fù)方法，具體包括如下步驟：

1)首先，通過人機(jī)交互接口，用戶先標(biāo)記出圖像的待修復(fù)區(qū)域，然后選擇性的標(biāo)記出待修復(fù)區(qū)域的結(jié)構(gòu)線或者待修復(fù)區(qū)域?qū)?yīng)的樣本區(qū)域，再將圖像標(biāo)記信息以PNG的數(shù)據(jù)格式通過客戶端通信模塊傳送到WEB服務(wù)器；

2)WEB服務(wù)器接受圖像標(biāo)記信息模塊接收并解析客戶端的圖像標(biāo)記信息，然后通過遠(yuǎn)程調(diào)用計算服務(wù)模塊將修復(fù)任務(wù)提交給計算服務(wù)器，計算服務(wù)器通過圖像修復(fù)模塊調(diào)用基于結(jié)構(gòu)和樣本的圖像修復(fù)方法；所述的基于結(jié)構(gòu)和樣本的圖像修復(fù)方法具體為：

首先判斷圖像的待修復(fù)區(qū)域中是否標(biāo)記出結(jié)構(gòu)線，如果有結(jié)構(gòu)線，先按照結(jié)構(gòu)線修復(fù)方法修復(fù)出受損區(qū)域的結(jié)構(gòu)輪廓，再進(jìn)行非結(jié)構(gòu)區(qū)域修復(fù)；所述結(jié)構(gòu)線修復(fù)方法為將待修復(fù)結(jié)構(gòu)曲線的最佳樣本塊的搜索范圍限定在結(jié)構(gòu)線的延長部分；如果圖像的待修復(fù)區(qū)域中沒有結(jié)構(gòu)線，則直接進(jìn)行非結(jié)構(gòu)區(qū)域修復(fù)，所述非結(jié)構(gòu)區(qū)域修復(fù)為基于樣本的圖像修復(fù)方法；所述基于樣本的圖像修復(fù)方法為：確定待修復(fù)區(qū)域最高優(yōu)先權(quán)的修補(bǔ)塊，在待修復(fù)區(qū)域?qū)?yīng)的樣本區(qū)域中搜索最佳樣本塊，并且拷貝最佳樣本塊的圖像信息到修補(bǔ)塊，之后更新修補(bǔ)塊的自信度，完成修復(fù)；

3)計算服務(wù)器中的保存修復(fù)結(jié)果模塊將圖像修復(fù)結(jié)果保存并返回給WEB服務(wù)器，WEB服務(wù)器再返回給客戶端，客戶端對修復(fù)前后圖像進(jìn)行比較，如果修復(fù)結(jié)果不一致，則返回步驟1)重新進(jìn)行圖像修復(fù)。

以上所述的用戶在標(biāo)記圖像的待修復(fù)區(qū)域過程中，每進(jìn)行一次標(biāo)記都要以圖層的形式進(jìn)行保存，所述的圖層是和待修復(fù)圖像高寬相等的布爾矩陣，標(biāo)記部分為布爾真，非標(biāo)記部分為布爾假。