[发明专利]石窟寺壁画数字化高保真图像采集处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种石窟寺壁画数字化高保真图像采集处理方法。

背景技术

敦煌莫高窟以精美的壁画和塑像闻名于世。莫高窟自公元366年开凿，现存北凉、北魏、西魏、北周、隋、唐、五代、宋、西夏、元等时代兴建的洞窟735个、壁画4.5万平方米、彩塑2415尊，是世界上现存规模最大、内容最丰富的佛教艺术宝库。近代发现的藏经洞，内有5万多件古代文物，由此衍生专门研究藏经洞典籍和敦煌艺术的学科——敦煌学。1961年，敦煌莫高窟被公布为第一批全国重点文物保护单位之一。1987年，被列为世界文化遗产名录。

千百年来，由于自然因素的作用和人为因素影响，敦煌壁画正遭受着起甲、空鼓、变色、酥碱、脱落、风化等病害。造成彩绘的褪色、剥落。对莫高窟构成前所未有的威胁。众所周知，文物是不能再生的，也是不能永生的。尽管采取了许多保护措施，但是，敦煌石窟文物，特别是脆弱的壁画逐渐褪化趋势无法逆转，持久保存敦煌艺术的信息面临着严峻的挑战。此外，敦煌石窟脆弱的壁画和塑像及其狭小的洞窟空间，与迅速发展的旅游开放所形成的矛盾日益突出。因此，如何能够永久地保存、又能永续利用这份人类珍贵的文化遗产，将千年的文化传承于世，我国公开了“一种基于数字化技术的古代洞窟文物获取方法及拍摄平台”(专利号：01112283.8)。该方法包括：1)使用位置分类法分割壁画；2)按照壁画测绘结果，采用分辨率计算法确定拍摄计划；3)使用白板拍摄的方法调整闪光灯；4)采用古代洞窟壁画文物获取拍摄平台进行拍摄；5)在表格上记录拍摄情况；6)使用计算机图像处理软件对拍摄好的图像进行图像拼接处理。该方法的不足之处是：1)洞窟壁画凹凸不平，拍摄出的单幅图像分辨率不一致；2)拍摄出的图像色彩不逼真，色彩还原不够真实；3)拼接图像的形变未控制，变形较大；4)利用白板拍摄图像调整闪光灯的方法环境光的衍射色彩还原不够准确、曝光不够统一；随着计算机技术的快速发展，计算机在各个领域得到使用推广，如何采用数字摄影、计算机图形学、数字图像处理与人工智能等技术保护古代珍贵文物，寻找一种新的手段与方法，永久保护这份人类珍贵的文化遗产。

发明内容

面对逐渐消退的千年壁画文化遗产，本发明的目的旨在提供一种石窟寺壁画数字化高保真图像采集处理方法。该方法能够以高保真的数字化图像方式，将高分辨率数字图像存储于计算机中，使这份人类珍贵的文化遗产——敦煌壁画不至于漶灭。

本发明的目的是通过以下技术方案实现：

一种石窟寺壁画数字化高保真图像采集处理方法：其方法包括：

a.摄影采集

1)拍摄方案编写：制定摄影采集方案，确定使用的镜头、光圈、摄影距离、轨道行节点、轨道列节点参数；

2)确定摄影采集分辨率：300dpi。

3)计算实际拍摄范围：依据摄影采集分辨率P dpi，根据数码相机的像素Z，感光元器件长边像素为X、宽边像素为Y，依据如下公式，可计算出实际拍摄范围的长L cm，宽W cm。

Z＝X×Y

L=2.54×XP]]>

W=2.54×YP]]>

4)计算摄距：依据摄影成像原理、实际拍摄范围长L cm与宽W cm、镜头和相机感光元器件的长L’cm与宽W’cm参数，利用相似三角形根据如下公式计算出摄距xcm：x＝L*镜头/L’；

5)硬件色彩管理：使用Profile Maker 5.0和Eye One Pro对拍摄用数码相机和显示器制作ICC文件，进行色彩管理；

6)摄影采集系统搭设：对洞窟规模、壁面斜度、曲率和狭窄空间综合考量，进行轨道铺设、摄影框安装，最后固定相机；

7)测光：测试灯光照度，确定曝光值为5500K，1/60s，f11-16；

8)色卡拍摄：在使用标准色温下，拍摄24色标准色卡；

9)拍摄：由下至上、由左至右开始逐张拍摄壁画图片，相邻图片的上下与左右均50％的重叠度；