[发明专利]一种基于可见光谱成像的古代壁画颜料无损全面识别方法

摘要

一种基于可见光谱成像的古代壁画颜料无损全面识别方法，包括依据壁画使用的基础颜料和双常数Kubelka‑Munk理论构建全面的壁画颜料数据库，作为壁画颜料识别的参考依据；获取古代壁画的可见光谱图像；对可见光谱图像进行渲染得到对应的彩色RGB图像；利用超像素分割算法对彩色RGB图像进行精细分割；计算每个子区域的平均光谱反射率；分别提取数据库样本和子区域颜料的光谱特征；构建壁画颜料识别方法，识别每个子区域颜料的物质种类，若为单色颜料，进一步识别其平均粒径大小，若为混合颜料，则判定为最小粒径颜料，并进一步计算每种颜料的浓度比例；获得每种颜料在壁画中的二维分布图；最终完成包括颜料物质、粒径、浓度及分布的古代壁画颜料全面无损识别。

主权项

1.一种基于可见光谱成像的古代壁画颜料无损全面识别方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，获得古代壁画基础颜料并构建壁画颜料数据库，所述数据库中包含基础颜料样本、基础颜料样本光谱数据以及依据双常数Kubelka‑Munk理论构建的混合颜料样本的光谱数据；步骤2，获取古代壁画可见光谱图像；步骤3，对古代壁画可见光谱图像进行渲染，获得其对应的彩色RGB图像；步骤4，对渲染得到的古代壁画彩色RGB图像进行超像素分割，得到分割图像，并获得彩色图像各子分区的标记数值；步骤5，依据古代壁画彩色图像子分区标记及可见光谱图像，提取每个子区域各像素光谱反射率，并计算每个子区域的平均光谱反射率；步骤6，提取数据库中样本及古代壁画彩色图像每个子区域的光谱反射率特征；步骤7，依据步骤6中获得的数据库中样本和古代壁画彩色图像每个子区域光谱反射率特征，通过特征匹配方式对每个子区域颜料物质属性进行识别；步骤8，若通过步骤7识别出的颜料为单色颜料，则进一步对该颜料平均粒径大小进行分析，实现颜料平均粒径大小的识别；步骤9，若通过步骤7识别出的颜料为混合颜料，则判定基础颜料为最小粒径等级，并进一步对该混合颜料中各基础颜料的浓度进行分析，得到各基础颜料的最优浓度值；步骤10，依据步骤8和步骤9中每个子区域颜料识别结果，对每种基础颜料分布进行标记，获得古代壁画中各基础颜料的二维分布图；步骤11，完成古代壁画颜料识别，获得包含颜料物质属性、粒径大小、浓度比例及空间分布的古代壁画颜料无损全面识别结果。