[发明专利]石窟寺壁画数字化高保真图像采集处理方法

摘要

本发明公开一种石窟寺壁画数字化高保真图像采集处理方法，该方法通过摄影采集、图像处理、图像存储。利用散点透视、平行移动原理，采用自主设计的摄影采集系统和独特的十字骨架图像拼接处理方法，安全的数据存储，进行规范化的石窟文物壁画数字化，可将同一壁面拍摄的上千张甚至更多原始图像拼接融合为一幅无痕、完美的高保真原大全景图像。达到长久保存和永续利用这份人类珍贵的文化遗产。

主权项

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.拍摄采集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：75dpi、150dpi、300dpi；3)计算实际拍摄范围：依据摄影采集精度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 × X P W = 2.54 × Y P 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、壁面斜度和曲率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图像，相邻图像的上下与左右均50％的重叠度；10)现场检查：检查图像的焦点虚实、重叠度、曝光均匀性、每行图像的数量，边缘完整性；11)元数据记录：记录拍摄时间、拍摄人员、洞窟壁面位置、相机编号、光圈、感光度、相机高度、摄距；12)存储图像：将拍摄的洞窟原图像数据进行存储；b.图像处理1)硬件色彩管理：使用Profile Maker 5.0和Eye One Pro对图形处理工作站制作ICC文件进行色彩管理；2)色温确定：3200K至5500K；3)图像畸变校准：采用Photoshop软件对镜头造成的光学透视畸变的原始图像进行校准；4)裁切比例确定：对单幅图像边缘处品质较差部分进行裁切；5)图像拼接：在Photoshop CS5中，建立基本壁面大小的画布，以拼接壁画的中心为原点，建立整幅壁画的十字框架，然后以原点为起始点，以十字骨架为中心向发散拼接，最终拼接完成无痕、完美的整幅壁画的全景数字图像；6)畸变调整：采用Photoshop CS5软件，通过匹配特征点位置对被摄壁面不够平整造成图像的透视畸变进行调整；7)色彩调整：采用Photoshop CS5软件，对少数图像存在细微的色彩差异的部位进行调整；8)图像融合：通过畸变调整和色彩调整，将正壁的所有原始图像拼接融合为一张全景图像；9)存储：按照洞窟编号、位置、时代进行存储；c.检查、验收1)自检修改：在Photoshop中将拼接完成的最终图像显示比例放大到100％，逐块检查其内容，确保图像清晰度、图像色彩、图像畸变、图像内容准确；2)验收检查：验收图像清晰度、图像色彩、图像畸变、图像内容存储于服务器。