[发明专利]一种石刻文字的数字化拓片方法

权利要求书

1.一种石刻文字的数字化拓片方法，其特征在于： 

在至少三个不同的角度对石刻文字进行拍照； 

利用摄影测量技术测量出照片中的文字三维尺寸； 

在照片中选择文字平面与像平面最接近的一幅进行失真校正，对校正后的图像进行文字分割； 

利用实物拓片背景样本或岩石图像样本进行拓片的背景建模； 

将分割后的字体与拓片背景融合； 

采用墨汁与宣纸的扩散渗透过程模拟拓片效果，完成数字拓片的制作。 

2.根据权利要求1所述的一种石刻文字的数字化拓片方法，其特征在于：在拍摄石刻文字图像时，在石刻附近放置尺寸已知的标志板，标志板上设有规则排列的几何图形，拍摄时需要在至少三个不同的角度对石刻文字进行拍照。 

3.根据权利要求1所述的一种石刻文字的数字化拓片方法，其特征在于：石刻文字图像校正方法如下： 

对于平面上的石刻文字，利用横向或纵向有规则排列的文字上下或左右边界线构成平行线的消失点进行图像的校正： 

对于行书或草书利用文字包围盒的四周平行线构成的平行线消失点进行图像校正，如果图像中无法自动获取具有平行线的特征，则手动加入平行线特征，根据石刻平面和图像平面上两点X，x的投影关系得到：X＝H^-1x＝M_SM_AM_Px，其中M_S，M_A，M_P分别为相似矩阵、仿射矩阵和投影矩阵， 

投影矩阵定义为其中l_∞＝(l₁l₂l₃)^T是连个消失点构成的消失线，将投影矩阵作用到图像后，则仿射矩阵定义为：如果已知世界平面上的两条直线l＝(l₁ l₂ l₃)和m＝(m₁ m₂ m₃)间的夹角为θ，α，β位于以(c_α，c_β)为圆心的圆上：此圆半径为 其中a＝-l₂/l₁，b＝-m₂/m₁，利用一对已知夹角或长度比或其组 合计算出两个圆，其交点即为(α，β)， 

相似矩阵用如下公式计算：s为比例因子，R为旋转矩阵，t为平移向量，计算出M_P，M_A，M_S后，即可计算出射影变换矩阵H^-1； 

对于刻在曲面岩石上的石刻: 

利用基于变换不变的低秩结构的文字校正方法将曲面石刻字体的姿态进行校正,石刻中单个文字图像D由低秩矩阵A和稀疏误差矩阵E构成，即 

D＝A+E         (1) 

字符图像当做低秩结构处理，字符的变形τ通过求解如下的最优化问题得到： 

优化的校正变换τ通过线性化方程(1)计算τ的增量Δτ迭代求解获得，即： 

采用交替方向法对公式(3)进行高效的求解，即： 

对于图像中的多个文字同时校正的情况,通过如下的最优化方法计算得到： 

s.t.D oτ+JΔτ＝A+E，A＝A₁，…，A_n]. 

通过最小化增量朗格朗日函数求解上式，即： 

或者，采用文献图像的几何校正方法、利用立体视觉恢复曲面文字信息、基于三维形状建模的弯曲文献图像恢复方法进行石刻文字的校正。 

4.根据权利要求1所述的一种石刻文字的数字化拓片方法，其特征在于：石刻文字图像分割时：校正后的图像利用中值滤波滤波器、双边滤波滤波器进行去噪平滑处理，然后根据图像的特征进行分类，分为四类，噪声较少的图像、边界较清晰但包含较多噪声的石刻图像、边界较模糊的图像和长期经过风化的残缺字体，以上四类分别采用基于Ostu的自动阈值分割、基于水平集的文字分割、基于纹理的分割和基于手动交互分割方法进行图像的文字的分割处理，对处理后有噪声的图像采用数学形态学处理，去除多余噪声，得到清晰的文字轮廓图像。