大幅面古畫高保真數(shù)字獲取關鍵技術研究.pdf

1、文化遺產具有重要的歷史，科學與藝術價值，但由于老化、散落分布等原因，在保護和研究工作中都存在困難。文化遺產的數(shù)字化采集結果可以永久保存，是對現(xiàn)有保護技術的一種擴展和有益補充，并可以通過網絡信息共享促進文化遺產的研究工作?；谏鲜瞿繕?，數(shù)字采集的文化遺存結果須忠實反映原件特征，滿足細節(jié)清晰，形狀準確，色彩保真等要求。
　　 本文工作以大幅面古畫數(shù)字化采集為應用背景，定位于實現(xiàn)高保真的數(shù)字獲取技術，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容：
　　 1)古畫獲取相關設備和技術綜述
　　 首先，對現(xiàn)有古畫高精度獲取設備和方法進行了綜述，指出了現(xiàn)有方法在技術架構上的局限性，并對ISO12233和MTF等照片清晰度描述方法的不足進行了分析。接著，對幾何和色彩失真校正技術及其他相近領域工作進行了綜述。最后，對數(shù)字圖像拼接技術作出了綜述，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
　　 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，色彩高保真技術以及細節(jié)高保真技術，利用這些技術可以使得拼接前的照片已經達到最佳，高保真地反映古畫作品的原貌細節(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合后的實際最佳光圈。
　　 4)古畫數(shù)字圖像配準技術分析與改進
　　 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)學上證明了其對于平整古畫數(shù)字圖像配準的正確性。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、重投影坐標系與世界坐標系的對應關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開發(fā)實現(xiàn)了古畫獲取與存儲系統(tǒng)(PA