[發明專利]基于梯度可訓練Gabor及通道注意力的壁畫起甲病害標注方法

在審

• 申請號: 202211484651.3
• 申請日: 2022-11-24
• 公開（公告）號: CN115937582A
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 王珺;李育恒;俞凱;梁靜怡;彭盛霖;彭進業;王琳;汪霖;趙萬青
• 申請（專利權）人: 西北大學
• 主分類號: G06V10/764
• 分類號: G06V10/764;G06V10/774;G06V10/80;G06V10/82;G06N3/0464;G06N3/08
• 代理公司: 西安泛想力專利代理事務所(普通合伙) 61260
• 代理人: 張梅娟

本發明公開了一種基于梯度可訓練Gabor及通道注意力的壁畫起甲病害標注方法，屬于圖像處理技術領域，包括以下步驟：S1：獲取含有起甲病害的古代壁畫圖像，得到訓練集，S2：將訓練集輸入至特征提取網絡中，通過梯度可訓練Gabor和經典卷積后分別得到特征圖Fsubgt;g/subgt;和特征圖Fsubgt;c/subgt;；S3：將特征圖Fsubgt;g/subgt;及特征圖Fsubgt;c/subgt;通過編碼器疊加到一起，得到Fsubgt;gc/subgt;作為后續網絡的輸入進行編碼器的卷積；S4：解碼器對Fsubgt;gc/subgt;加入通道注意力機制增強各特征圖之間通道信息的聯系，得出分割預測圖Rsubgt;s/subgt;。本發明提出一個端到端的壁畫起甲病害標注網絡，實現了壁畫起甲病害的自動標注，無需人工干預。

技術領域

本發明屬于圖像處理技術領域，具體涉及一種基于梯度可訓練Gabor及通道注意力的壁畫起甲病害標注方法。

背景技術

中國悠久的歷史文化中孕育誕生了許多擁有獨特價值的文化遺產。文物在國家的文化發展中占據著重要的位置，文物中豐富的信息體現著時代的特點和文化。加強文物的科學保護，對傳承我國傳統文化和增強民族自信都具有重要的意義。壁畫作為中國重要的文物之一，是中國傳統文化和民族精神延續的載體，具有重要的歷史和藝術價值。壁畫的總體結構是由支撐體、地仗層、粗泥層、細泥層、底色層、顏料層和表面涂層組成。由于自然環境變化以及人為破壞等因素的影響，壁畫受到了不同程度的損害。常見的壁畫病害包括：煙熏、裂隙、龜裂、起甲、顏料層脫落等。病害不僅削弱了壁畫的信息表達，影響其美觀，而且對歷史文化的保存和藝術的傳承有著極為不利的影響。為了降低壁畫的破壞速度，專家們嘗試在保留壁畫現狀的同時，盡量恢復壁畫的原貌。由于壁畫是不可再生的文物，專家在保護時應嚴格遵守最少干預的原則。圖像處理作為一種無損處理技術，已應用于壁畫保護領域并取得了良好的效果。

為了確定最佳的保護和修復方案，首先應研究壁畫的病害狀況。因此，壁畫病害標注是對其進行科學保護不可或缺的工作之一，可以為壁畫科學修復和長期監測工作提供指導和依據。目前主要通過數字圖像利用地理信息系統(Geographic?Information?Syste?m，GIS)、AutoCAD、Photoshop等軟件進行非接觸式壁畫病害標注，實現了非文保專業人員也能完成標注工作。然而，這些方法不僅耗時長，而且由于專家經驗的不同會導致標注結果不同，準確度也不盡相同。

發明內容

針對壁畫起甲病害含有豐富紋理信息的特點，本發明提供了一種基于梯度可訓練Gabor及通道注意力的壁畫起甲病害標注方法，解決現有技術中壁畫起甲病害難以自動標注的問題。

為達到上述目的，本發明采取如下的技術方案：

一種基于梯度可訓練Gabor及通道注意力的壁畫起甲病害標注方法，包括以下步驟：

S1：獲取含有起甲病害的古代壁畫圖像，得到訓練集，

S2：將所述訓練集輸入至特征提取網絡中，通過梯度可訓練Gabor和經典卷積后分別得到特征圖F_g和特征圖F_c；

S3：將所述特征圖F_g及特征圖F_c通過編碼器疊加到一起，得到F_gc；

S4：解碼器對所述F_gc加入通道注意力機制增強各特征圖之間通道信息的聯系，得出分割預測圖R_s；

S5：獲取所述預測圖R_s起甲病害區域集合R_e，其中R_e＝edge(R_s)，edge(·)為邊緣提取算法；

S6：將所述起甲病害區域集合R_e與原始壁畫圖像進行圖像融合，獲得壁畫圖像起甲病害標注區域集合。