[發明專利]一種基于顏料褪色光譜色差模型的壁畫顏色復原方法

有效

• 申請號: 202011438061.8
• 申請日: 2020-12-07
• 公開（公告）號: CN112561812B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 王慧琴;樊煜;王可
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T7/90
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李鄭建

本發明公開了一種基于顏料褪色光譜色差模型的壁畫顏色復原方法，包括以下步驟：步驟1)，獲取褪色壁畫顏料的光譜反射率，在CIELab空間中構造不同褪色階段每種顏料的色差變化函數，建立顏料褪色光譜色差模型；步驟2)，針對降塵對壁畫顏色的影響建立褪色顏料樣本光譜信息庫；步驟3)，結合顏料褪色光譜色差模型與褪色顏料樣本光譜信息庫，擬合得到不同顏料色差隨降塵量變化的函數關系；步驟4)，在步驟1)到步驟3)的基礎上對降塵覆蓋的壁畫顏料進行初始顏色復原。可滿足復原壁畫顏料初始顏色的要求。

技術領域

本發明屬于數字圖像處理領域，具體涉及一種基于顏料褪色光譜色差模型的壁畫顏色復原方法。

背景技術

古代壁畫由于年代久遠，受到環境和人為因素影響導致彩繪顏料褪變，辨識壁畫真實顏色信息比較困難。目前壁畫顏色信息的復原主要有兩種方法：一種是現狀復原，即按照壁畫現存的組織結構、人物形象、色彩變化等方法，依照壁畫現存的狀態如實的復原，但該方法沒有分析顏料的物質成分及歷史變化，將變化后的現狀作為藝術特點，具有一定的局限性；另一種是舊色復原，即恢復壁畫未變化時清晰完整的面貌，這種方法對于認識、研究古代藝術和學習古典藝術遺產具有重要的參考價值，但復原時僅以顏料的色度值作為基礎，未考慮顏料的物質成分差異，容易受到同色異譜現象的影響。

發明內容

針對上述現有技術存在的缺陷或不足，本發明的目的在于，提供一種基于顏料褪色光譜色差模型的壁畫顏色復原方法。

為了實現上述任務，本發明采取如下的技術解決方案：

一種基于顏料褪色光譜色差模型的壁畫顏色復原方法，其特征在于，包括以下步驟；

步驟1)，獲取褪色壁畫顏料的光譜反射率，在CIELab空間中構造不同褪色階段每種顏料的色差變化函數，建立顏料褪色光譜色差模型；

步驟2)，針對降塵對壁畫顏色的影響建立褪色顏料樣本光譜信息庫；

步驟3)，結合顏料褪色光譜色差模型與褪色顏料樣本光譜信息庫，擬合得到不同顏料色差隨降塵量變化的函數關系；

步驟4)，在步驟1)到步驟3)的基礎上對降塵覆蓋的壁畫顏料進行初始顏色復原。

根據本發明，步驟1)所述的獲取褪色壁畫顏料的光譜反射率，在CIELab空間中構造不同褪色階段每種顏料的色差變化函數，建立顏料褪色光譜色差模型的具體方法是：使用光纖光譜儀采集古代壁畫表面的光譜反射率數據，對每種顏料褪色的光譜特征進行研究，發現隨著灰塵含量的增加，顏料光譜反射率也隨之產生變化；基于色度學相關理論，利用光譜色差模型來定量描述顏料的褪色規律；其構造過程如下：

使用光纖光譜儀采集古代壁畫表面的光譜反射率數據，對每種顏料褪色的光譜特征進行研究，發現隨著灰塵含量的增加，顏料光譜反射率也隨之產生變化。基于色度學相關理論，利用光譜色差模型來定量描述顏料的褪色規律。其構造過程如下：

a)假設所有褪色樣本的集合為Ω＝{P₁,P₂,...,P_j}，j為顏料的種類個數，顏料的種類集合為P＝{p₁,p₂,...p_i}，i為該種物質褪色過程階段數，P集合中相對應的光譜反射率矩陣R為：

R＝{r₁(λ),r₂(λ),...,r_i(λ)}i＝1,2,3...,n??(1)

式中，r_i(λ)是褪色顏色庫中P_j種物質第i個褪色階段的光譜反射率向量；

b)在CIELab空間中，對不同階段顏料褪色的色差變化進行分析，定義當前顏色與初始顏色的光譜色差變化模型為：