[发明专利]一种壁画颜色复原方法

说明书

本发明提供了一种壁画颜色复原方法，包括以下步骤：步骤1，利用多光谱成像系统采集待复原壁画的光谱数据，得到待复原的光谱数据；步骤2，对待复原的光谱数据进行降维处理，得到降维后的光谱数据；步骤3，对降维后的光谱数据的光谱反射率进行重建，得到重建的光谱反射率，利用重建的光谱反射率对降维后的光谱数据进行颜色复原，得到复原后的颜色数据。本发明利用多光谱成像系统采集色卡和壁画的多通道响应数据，使用多种光谱重建算法计算壁画表面的光谱反射率，结合相关颜色理论和光谱图像处理方法实现壁画的颜色复原，利用多光谱成像技术重建物体的反射光谱来实现物体真实颜色的复原，能够满足文物艺术品复制的高精度需要。

技术领域

本发明属于数字图像处理领域，具体涉及一种壁画颜色复原方法。

背景技术

现阶段，多光谱技术的颜色复原大多应用于海报、包装等领域的颜色复原，对于并未涉及壁画颜色复原领域；同时传统的颜色复原方式有基于色度的颜色复原、正确的颜色复原、等价颜色复原以及对应颜色的颜色复原等，因为同色异谱现象的存在，这些方式虽然能成功实现颜色的复原，但因为影响复原结果准确度的因素多而难以控制，导致其对环境等因素要求过于苛刻，无法实现颜色的无条件复原。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种壁画颜色复原方法，解决现有技术无法实现壁画颜色无条件复原的技术问题。

为了解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案予以实现：

1、一种壁画颜色复原方法，包括以下步骤：

步骤1，利用多光谱成像系统采集待复原壁画的光谱数据，得到待复原的光谱数据；

步骤2，对待复原的光谱数据进行降维处理，得到降维后的光谱数据；

步骤3，对降维后的光谱数据的光谱反射率进行重建，得到重建的光谱反射率，利用重建的光谱反射率对降维后的光谱数据进行颜色复原，得到复原后的颜色数据。

进一步地，所述步骤3中对降维后的光谱数据的光谱反射率进行重建，得到重建的光谱反射率，利用重建的光谱反射率对降维后的光谱数据进行颜色复原，得到复原后的颜色数据，包括：

步骤3.1，通过式(4)得到重建的光谱反射率

式(1)中，A为CIE标准中的颜色匹配函数矩阵，A＝hsv，h为CIE标准中的三刺激值参数，s为CIE标准中的照明光源的功率分布，v为CIE标准中的观察者匹配函数；为任一降维后的光谱数据g₁所对应的光谱反射率；I为单位矩阵；t为CIE标准中的三刺激值；

步骤3.2，通过式(6)根据重建后的光谱反射率，得到复原后的RBG数据；

式(5)中，r(λ)为波长为λ时重建的光谱反射率，为波长为380nm～780nm范围内的可见光每隔20nm进行采样后的光谱反射率；l(λ)为CIE标准中规定的特定光源照射下的光谱功率分布函数；为CIE标准中规定的特定光源照射下的XYZ观察者光匹配函数；ρ为CIE标准中规定的特定光源照射下的归一化系数；

步骤3.3，通过式(7)将复原后的RBG数据转换成图形颜色范围[0,255]的r、g、b分量，即得到复原后的颜色数据；

式(7)中，γ⁺(R)、γ⁺(G)和γ⁺(B)分别为R、G、B的γ逆变换。

进一步地，所述步骤3.3还可以为：

通过式(8)得到重建的光谱反射率