[發明專利]一種文物內部和表面病害數字化分析評估方法

在審

• 申請號: 201811226012.0
• 申請日: 2018-10-22
• 公開（公告）號: CN109410139A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 王宜飛;全磊
• 申請（專利權）人: 湖南六新智能科技有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T7/49;G06T17/00;G01N21/88;G01N23/046
• 代理公司: 北京精金石知識產權代理有限公司 11470
• 代理人: 李旦

本發明公開了一種文物內部和表面病害數字化分析評估方法，可以將文物內部和表面的病害部位進行連續掃描，并然后對獲取的圖像進行處理和分析得出表面和內部的缺陷的面積、缺陷質心坐標以及缺陷的形狀，使得操作人員能夠清楚的看到病害部位；然后對三維掃描得出的文物表面圖像和斷層掃面得出的文物內部圖像進行擬合，然后通過三維重建逆向工程設計還原出文物表面的紋理、色彩特征和內部結構的三維模型，從而呈現出其文物表面和內部病害位置以及病害范圍，并將病害的三維重構系統呈現為三維PDF文檔。

技術領域

本發明涉及一種文物病害分析評估方法，尤其涉及一種文物內部和表面病害數字化分析評估方法。

背景技術

我國是一個歷史悠久的文明古國，在我國漫長的歷史進程中，產生了種類繁多，品種及其豐富的文物。但是，這些年代久遠的歷史文化遺產，隨著時間的流逝，都經受著不同程度的破壞和損害，由于自身材質和儲存條件的原因大多存在一些破損和病害。導致文物產生病害主要有兩個方面的因素：文物本身材質的理化特性以及文物所處的環境。無論是地下文物、田野文物、還是館藏文物,能夠保存下來,很大程度上取決于它們的抗腐蝕的能力和所處的環境條件，而這些破損和病害往往細微而不易觀察。

目前通常使用的是1973年由大英博物館的Oddy先生提出了一種稱為“Oddy法”的文物的檢測方法，該方法用鉛片、銅片、銀片作為檢測腐蝕氣體探頭。實驗時將一片金屬片與樣品材料放在實驗瓶中，同時放入1mL純水(相對濕度高)。試驗瓶完全密封，加溫到60℃，保溫28天。每個試驗重復兩次。每次試驗做一次空白樣，然后對試驗結果進行目測評估。如果樣品材料造成的金屬試片腐蝕物不多于空白試 驗金屬試片上的腐蝕物，則材料是合格的。除了觀察評估腐蝕程度外，對金屬試片的腐蝕同時也能讓人們大致了解樣品材料釋放的腐蝕氣體，如硫化物腐蝕銀片；有機酸，醛類腐蝕鉛片；氯化物、氧化物、硫化物腐蝕銅片，其他氣體也會引發試片的腐蝕。Oddy法的一個不便之處是試驗時間比較長，需要28天，另外腐蝕結果由人工目測進行評估。

本發明提供一種文物內部和表面病害數字化分析評估方法，采用三維掃描技術和斷層掃描技術的高精度測量的優勢還原文物病害結構以及損壞部分的精準尺寸、精準位置以便于后續更精細的工作開展。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種文物內部和表面病害數字化分析評估方法，可以將文物內部和表面的病害部位進行連續掃描，并然后對獲取的圖像進行處理和分析得出表面和內部的缺陷的面積、缺陷質心坐標以及缺陷的形狀，使得操作人員能夠清楚的看到病害部位。

為實現上述目的，本發明的技術解決方案是：一種文物內部和表面病害數字化分析評估方法，其特征在于：該方法包括：

利用三維坐標測量儀和近景攝像機對文物表面進行三維掃描和近距離攝像并存儲圖像，對影響圖像特征的噪點和反光區域進行優化處理，通過數字化處理增強圖像的表面平滑度與邊緣銳化，然后采用聚類算法分析文物表面的色彩，對分析完成的文物進行圖像紋理特征的分析，對優化后的圖像紋理特征進行匹配，便于后續對文物表面紋理的連續性的分析，采用識別技術判斷文物表面紋理和色彩特征的連續性，并對文物表面非平滑連接區域的邊緣進行重合度匹配計算，通過計算機對文物表面的連續性進行分析，將分析后文物表面圖像進行存儲；

采用斷層掃描設備對文物進行三維掃描，對獲取的斷層圖像通過灰度變換處理進行圖像增強，然后通過二值化算法對圖像增強后的圖像進行二值化處理，然后對圖像內部的缺陷面積、缺陷質心和缺陷形狀進行計算并存儲；

對三維掃描得出的文物表面圖像和斷層掃面得出的文物內部圖像進行擬合，然后通過三維重建逆向工程設計還原出文物表面的紋理、色彩特征和內部結構的三維模型，從而呈現出其文物表面和內部病害位置以及病害范圍；

還原文物病害結構以及損壞部分的位置和形狀，并將病害的三維重構系統呈現為三維PDF文檔。