[發(fā)明專利]一種基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和圖像處理的陶瓷紋飾提取方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010506590.0
• 申請日: 2020-06-05
• 公開（公告）號: CN111814550A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 齊勇;楊洋;林華偉;左云帆;于成龍
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西科技大學(xué)
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/34;G06N3/04
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 韓玙

本發(fā)明公開了一種基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和圖像處理的陶瓷紋飾提取方法，具體按照以下步驟實施：獲取原始陶瓷圖像數(shù)據(jù)集；利用U?2?Net卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)獲取陶瓷紋飾區(qū)域；在陶瓷紋飾區(qū)域和原始圖像上分別進(jìn)行計算機視覺圖像算法處理，獲取全部紋飾；利用搜索算法定位核心紋飾；保存并輸出核心紋飾；通過神經(jīng)卷積網(wǎng)絡(luò)與計算機視覺圖像處理方法相結(jié)合，輸入陶瓷圖像，即可自動化無損提取陶瓷紋飾圖案。該方法過程嚴(yán)謹(jǐn)，受圖像背景及環(huán)境因素影響較小，效果顯著。可用于陶瓷年代鑒定、陶瓷鑒賞、陶瓷設(shè)計等領(lǐng)域，對于建立陶瓷紋飾庫，保護(hù)和傳承中華傳統(tǒng)藝術(shù)文化有著重要意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于圖像輪廓提取技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和圖像處理的陶瓷紋飾提取方法。

背景技術(shù)

古陶瓷在中國歷史上，具有極其重要的歷史地位，陶瓷本身也對其自身所屬的時代有著強烈的反映，其中，陶瓷上的紋飾是反應(yīng)時代特色的一個重要特征。

隨著深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域和圖像處理的發(fā)展，使得利用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和圖像處理對陶瓷紋飾圖像進(jìn)行各種研究成為可能，例如對古陶瓷紋飾的精確地提取；對紋飾圖案進(jìn)行相關(guān)的分類任務(wù)等等。而現(xiàn)有的方法對陶瓷紋飾的提取大多會因外部環(huán)境因素造成紋飾提取結(jié)果有損壞。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和圖像處理的陶瓷紋飾提取方法，能夠獲取該瓷器的無損紋飾。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和圖像處理的陶瓷紋飾提取方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1、獲取原始陶瓷圖像數(shù)據(jù)集；

步驟2、利用U-2-Net卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)獲取陶瓷紋飾區(qū)域；

步驟3、在陶瓷紋飾區(qū)域和原始圖像上分別進(jìn)行計算機視覺圖像算法處理，獲取全部紋飾；

步驟4、利用搜索算法定位核心紋飾；

步驟5、保存并輸出核心紋飾。

本發(fā)明的特點還在于：

步驟2具體過程為：

步驟2.1、在開源網(wǎng)站獲取預(yù)訓(xùn)練的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；

步驟2.2、將陶瓷原始陶瓷圖像數(shù)據(jù)集依次輸入預(yù)訓(xùn)練的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，獲得陶瓷紋飾區(qū)域R，將R區(qū)域以外區(qū)域置為0；

步驟2.3、保存陶瓷紋飾區(qū)域R。

步驟3具體過程為：

步驟3.1、將陶瓷原始陶瓷圖像數(shù)據(jù)集中的原圖I和相應(yīng)的陶瓷紋飾區(qū)域R歸一化處理，通過轉(zhuǎn)灰度圖公式獲得原圖灰度圖I_G和陶瓷紋飾區(qū)域灰度圖R_G；

步驟3.2、將陶瓷紋飾區(qū)域灰度圖R_G與原圖灰度圖I_G做差X＝R_G-I_G，得到圖像X；

步驟3.3、對圖像X進(jìn)行優(yōu)化算子運算，得到數(shù)據(jù)T；

步驟3.4、將數(shù)據(jù)T作為二值化閾值，對圖像X進(jìn)行二值化閾值處理，檢索該圖像所有像素點，若像素值小于閾值T，則置為0，否則保持不變，得到圖像Y；

步驟3.5、將圖像Y和圖像R分別與原圖、原圖灰度圖I_G對應(yīng)，將圖像Y置為0的位置或圖像R置為0的位置在原圖、原圖灰度圖I_G對應(yīng)位置均設(shè)置為0，得到彩色圖像S和灰度圖像Z，即為全部紋飾。

步驟3.1中轉(zhuǎn)灰度圖公式為：