大幅面古畫高保真數(shù)字獲取關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、文化遺產(chǎn)具有重要的歷史，科學(xué)與藝術(shù)價值，但由于老化、散落分布等原因，在保護(hù)和研究工作中都存在困難。文化遺產(chǎn)的數(shù)字化采集結(jié)果可以永久保存，是對現(xiàn)有保護(hù)技術(shù)的一種擴展和有益補充，并可以通過網(wǎng)絡(luò)信息共享促進(jìn)文化遺產(chǎn)的研究工作?；谏鲜瞿繕?biāo)，數(shù)字采集的文化遺存結(jié)果須忠實反映原件特征，滿足細(xì)節(jié)清晰，形狀準(zhǔn)確，色彩保真等要求。
　　 本文工作以大幅面古畫數(shù)字化采集為應(yīng)用背景，定位于實現(xiàn)高保真的數(shù)字獲取技術(shù)，提出了涵蓋拍攝、校正和拼接等各個環(huán)

2、節(jié)的一整套的解決方法，主要包括了如下的內(nèi)容：
　　 1)古畫獲取相關(guān)設(shè)備和技術(shù)綜述
　　 首先，對現(xiàn)有古畫高精度獲取設(shè)備和方法進(jìn)行了綜述，指出了現(xiàn)有方法在技術(shù)架構(gòu)上的局限性，并對ISO12233和MTF等照片清晰度描述方法的不足進(jìn)行了分析。接著，對幾何和色彩失真校正技術(shù)及其他相近領(lǐng)域工作進(jìn)行了綜述。最后，對數(shù)字圖像拼接技術(shù)作出了綜述，其中特別指出，目前的圖像拼接算法都可以概括為基于估計仿射變換系數(shù)。
　　 2)古

3、畫作品高保真數(shù)字采集技術(shù)
　　 首先提出本文中高保真的含義，然后闡述了其中所涉及的幾何高保真技術(shù)，色彩高保真技術(shù)以及細(xì)節(jié)高保真技術(shù)，利用這些技術(shù)可以使得拼接前的照片已經(jīng)達(dá)到最佳，高保真地反映古畫作品的原貌細(xì)節(jié)。
　　 3)古畫數(shù)字采集清晰度的定量分析
　　 首先對古畫的各種對焦方式的精度進(jìn)行了分析和比較。然后，綜合考慮了對焦、光圈以及景深的因素，提出了古畫獲取的理論清晰度上限的公式，避免了盲目追求高分辨率所帶來的

4、計算和存儲資源的巨大浪費問題，并提出一個理論最佳光圈的計算方法。最后，由于理論最佳光圈并不能完全代表鏡頭本身的實際成像，又提出一套基于像散測定的古畫清晰區(qū)域的判定方法，并由此確定任何一個鏡頭和機身結(jié)合后的實際最佳光圈。
　　 4)古畫數(shù)字圖像配準(zhǔn)技術(shù)分析與改進(jìn)
　　 由于現(xiàn)有圖像拼接算法都是基于估計仿射變換系數(shù)的，首先從數(shù)學(xué)上證明了其對于平整古畫數(shù)字圖像配準(zhǔn)的正確性。然后提出一個對于不平整古畫仿射變換的誤差公式，表明了仿

5、射變換誤差與分辨率和不平整程度成正比，與焦距成反比。在使用常規(guī)鏡頭對近似平面物體進(jìn)行高分辨率獲取時，基于仿射變換的拼接方法會存在較大誤差，必須先把這種誤差消除。由此，在最后提出了一種算法，利用三維掃描所獲得的深度信息來消除這種誤差，算法包括了基于最/小二乘法的最佳重投影平面擬合、重投影坐標(biāo)系與世界坐標(biāo)系的對應(yīng)關(guān)系的計算以及不平整表面圖像的仿射變換誤差的糾正等環(huán)節(jié)。
　　 最后，基于前面研究的技術(shù)開發(fā)實現(xiàn)了古畫獲取與存儲系統(tǒng)(PA