基于神经网络的古壁画破损修复与风格复原研究

发布时间：2021-03-30 07:19

　　壁画作为一种古老的艺术形式,有着很高的美学价值与历史研究意义。但是现存的古代壁画由于自然或人为的原因,受到了不同程度的破坏。采用数字图像的修复方法对受损壁画进行修复与人工修复的方法相比,不仅降低了修复难度,简化了修复过程,同时减少了修复过程对壁画本身的破坏。修复得到的结果对于进一步的文化与历史研究有着重要意义。论文采用深度学习的方法,对壁画的内容、色彩、纹理进行全面的修复,尽可能地将壁画复原到最初的状态。论文的主要工作包括三个方面的内容:第一,针对壁画破损区域检测问题,包括了细小破损区域的自动检测和大块破损的手工掩膜设计两部分内容,论文提出了一个基于像素级别分类的检测模型,用于对细小的破损区域进行检测。论文通过建立一个细小破损区域和裂缝区域的数据集训练,得到一个基于卷积神经网络的分类模型,可以对输入的壁画图像进行像素级别的破损定位和自动掩膜设计,之后再使用手工标记的方法对大面积破损建立掩膜。第二,针对壁画内容的修复问题,论文使用了深度学习中生成模型的方法,让训练好的模型自动生成壁画中的缺失部分来进行补全修复。网络在整体上是一个典型的自编码器结构,由编码器和解码器两部分构成。编码器部分将... 

【文章来源】：云南大学云南省 211工程院校

【文章页数】：54 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

一:神经元结构

?第一章绪论???在这一过程中，收集设计了两个主要的数据集，一个是用于细小破损检测模??型训练的数据集，另一个是用于壁画修复模型训练的掩膜数据集。其中，用于检??测的数据集中的掩膜图像同样也被用于了之后的修复模型的训练中，使得训练得??到的模型可以对该种类型的破损有较好的修复结果。??

率等并没有很强的需求，因此针对于破损区域，主要依靠于手工掩膜的设计。但??是在实际操作中，古壁画受到墙体、颜料本身性质的影响，存在很多细小的龟裂、??脱落，这种类型的破损十分密集，如图２－１所示。如果使用手工的方式添加掩膜??不仅工作量巨大而且很难准确地对应破损部位，会对修复结果产生很大的影响。??这类型的区域如果掩膜添加过大，会造成周围未破损区域有效信息的损失，使得??修复结果依赖于少量的有效信息而影响修复效果。而掩膜添加过小，则会使得修??复结果更接近于周围未选中的破损区域像素，造成修复的失畋。因此，该类型区??域的掩膜的精确添加对修复结果有着重要影响。针对该种类型的破损区域，有必??要使用自动化的方法进行精确的识别与定位。??國??图２－１：破损壁画局部??２．１破损和裂缝检测的相关工作??在裂缝的检测方面，ＣｏｒｎｅｌｉｓＢ，ＲｕｚｉｃＴ等人［２１］，该文结合了定向延伸滤波??器（ｏｒｉｅｎｔｅｄｅｌｏｎｇａｔｅｄ?ｆｉｌｔｅｒｓ）、多尺度ｔｏｐ－ｈａｔ操作和字典训练算法Ｋ奇异值分解??（Ｋ－ＳＶＤ）算法，特别针对不同形状和光照条件下的裂缝进行检测。Ｃｏｍｅｌｉｓ?Ｂ，??９?

【参考文献】：
期刊论文
[1]一种基于稀疏表示模型的壁画修复算法[J]. 李清泉,王欢,邹勤.  武汉大学学报(信息科学版). 2018(12)
[2]西藏数字壁画泥斑病害自动标定修复方法仿真[J]. 姜军,卓嘎,王朝霞.  计算机仿真. 2018(11)
[3]融入视觉注意机制的路面裂缝检测与识别[J]. 张玉雪,唐振民,钱彬,徐威.  计算机工程. 2018(04)
[4]基于广义回归神经网络的壁画修复研究[J]. 任小康,陈培林.  计算机工程与科学. 2017(10)
[5]基于尺度空间的小波纹理描述算法的壁画修复[J]. 任小康,邓琳凯.  计算机工程与科学. 2014(11)
[6]唐墓室壁画裂缝的自动虚拟修复方法[J]. 王凯,王慧琴,吴萌.  计算机工程与应用. 2014(15)
[7]基于GrabCut分割和自动采样的敦煌壁画色彩修复[J]. 杨筱平,王书文,贾建芳,黄伟.  兰州理工大学学报. 2010(03)
[8]采用GPU的计算机辅助壁画修复技术[J]. 伍毅,鲁东明.  计算机工程. 2006(08)
[9]古代敦煌壁画的数字化保护与修复[J]. 潘云鹤,鲁东明.  系统仿真学报. 2003(03)
[10]敦煌石窟虚拟重现与壁画修复模拟[J]. 鲁东明,潘云鹤,陈任.  测绘学报. 2002(01)

硕士论文
[1]基于线描图智能化生成的计算机辅助壁画修复[D]. 周宇.浙江大学 2003
[2]壁画图像智能色彩处理技术及其应用[D]. 林怡.浙江大学 2002



本文编号：3109121