[发明专利]一种文物内部和表面病害数字化分析评估方法

说明书

本发明公开了一种文物内部和表面病害数字化分析评估方法，可以将文物内部和表面的病害部位进行连续扫描，并然后对获取的图像进行处理和分析得出表面和内部的缺陷的面积、缺陷质心坐标以及缺陷的形状，使得操作人员能够清楚的看到病害部位；然后对三维扫描得出的文物表面图像和断层扫面得出的文物内部图像进行拟合，然后通过三维重建逆向工程设计还原出文物表面的纹理、色彩特征和内部结构的三维模型，从而呈现出其文物表面和内部病害位置以及病害范围，并将病害的三维重构系统呈现为三维PDF文档。

技术领域

本发明涉及一种文物病害分析评估方法，尤其涉及一种文物内部和表面病害数字化分析评估方法。

背景技术

我国是一个历史悠久的文明古国，在我国漫长的历史进程中，产生了种类繁多，品种及其丰富的文物。但是，这些年代久远的历史文化遗产，随着时间的流逝，都经受着不同程度的破坏和损害，由于自身材质和储存条件的原因大多存在一些破损和病害。导致文物产生病害主要有两个方面的因素：文物本身材质的理化特性以及文物所处的环境。无论是地下文物、田野文物、还是馆藏文物,能够保存下来,很大程度上取决于它们的抗腐蚀的能力和所处的环境条件，而这些破损和病害往往细微而不易观察。

目前通常使用的是1973年由大英博物馆的Oddy先生提出了一种称为“Oddy法”的文物的检测方法，该方法用铅片、铜片、银片作为检测腐蚀气体探头。实验时将一片金属片与样品材料放在实验瓶中，同时放入1mL纯水(相对湿度高)。试验瓶完全密封，加温到60℃，保温28天。每个试验重复两次。每次试验做一次空白样，然后对试验结果进行目测评估。如果样品材料造成的金属试片腐蚀物不多于空白试 验金属试片上的腐蚀物，则材料是合格的。除了观察评估腐蚀程度外，对金属试片的腐蚀同时也能让人们大致了解样品材料释放的腐蚀气体，如硫化物腐蚀银片；有机酸，醛类腐蚀铅片；氯化物、氧化物、硫化物腐蚀铜片，其他气体也会引发试片的腐蚀。Oddy法的一个不便之处是试验时间比较长，需要28天，另外腐蚀结果由人工目测进行评估。

本发明提供一种文物内部和表面病害数字化分析评估方法，采用三维扫描技术和断层扫描技术的高精度测量的优势还原文物病害结构以及损坏部分的精准尺寸、精准位置以便于后续更精细的工作开展。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种文物内部和表面病害数字化分析评估方法，可以将文物内部和表面的病害部位进行连续扫描，并然后对获取的图像进行处理和分析得出表面和内部的缺陷的面积、缺陷质心坐标以及缺陷的形状，使得操作人员能够清楚的看到病害部位。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种文物内部和表面病害数字化分析评估方法，其特征在于：该方法包括：

利用三维坐标测量仪和近景摄像机对文物表面进行三维扫描和近距离摄像并存储图像，对影响图像特征的噪点和反光区域进行优化处理，通过数字化处理增强图像的表面平滑度与边缘锐化，然后采用聚类算法分析文物表面的色彩，对分析完成的文物进行图像纹理特征的分析，对优化后的图像纹理特征进行匹配，便于后续对文物表面纹理的连续性的分析，采用识别技术判断文物表面纹理和色彩特征的连续性，并对文物表面非平滑连接区域的边缘进行重合度匹配计算，通过计算机对文物表面的连续性进行分析，将分析后文物表面图像进行存储；

采用断层扫描设备对文物进行三维扫描，对获取的断层图像通过灰度变换处理进行图像增强，然后通过二值化算法对图像增强后的图像进行二值化处理，然后对图像内部的缺陷面积、缺陷质心和缺陷形状进行计算并存储；

对三维扫描得出的文物表面图像和断层扫面得出的文物内部图像进行拟合，然后通过三维重建逆向工程设计还原出文物表面的纹理、色彩特征和内部结构的三维模型，从而呈现出其文物表面和内部病害位置以及病害范围；

还原文物病害结构以及损坏部分的位置和形状，并将病害的三维重构系统呈现为三维PDF文档。