一种文物虚拟修复方法

2025-05-31 16:04:43

　　

　　1、传统的文物修复方法主要依赖于人工操作，修复过程中不可避免地会对文物本体产生直接影响，有可能造成二次损害。此外，传统方法通常耗时较长，成本较高，且无法完全复原文物的原貌。在这种情况下，寻找新的、更加高效且无损的修复方法变得尤为迫切。

　　2、文物虚拟修复方法通过现代技术手段对文化遗产进行数字化保护与修复，能够在不触碰实物的情况下，对受损或缺失的文物进行恢复。这不仅有助于文化遗产的保存，还为历史研究提供了重要支持。促进文化遗产保护，虚拟修复避免了对实物的直接接触，减少了因物理干预可能造成的二次破坏，提高了文物保护的安全性。可以对文物的损伤进行及时干预，从而减缓文物的进一步退化。利用计算机辅助技术，可以快速准确地获取文物的三维模型，并进行数据分析和处理。虚拟修复能够通过高精度模拟技术，精确地复原文物的缺失部分，保持原有风貌随着计算机技术和数字化技术的快速发展，数字化和虚拟技术为文物保护和修复提供了新的手段。高精度的三维扫描技术、图像处理技术、虚拟现实(vr)和增强现实(ar)技术的发展，使得文物的数字化和虚拟修复成为可能。通过这些技术，可以对文物进行精确的数字化记录和虚拟重建，实现无损修复和永久保存。

　　3、目前，文物的虚拟修复方法在特征计算、轮廓线提取、断裂面匹配、高层语义标注、三维模型检索等方面进行深入研究。通过先进的计算机技术结合重型石质文物，实现了人力不能触及的区域的打开和视线不能穿透的厚重揭秘，使得历史得以数字化再现，文化得以信息化传承。不仅展示了数字化技术在文物保护领域的巨大潜力，也为后续的文物修复、保护乃至研究和应用领域打下了坚实的基础。然而，尽管国内在文物虚拟修复方法的研究和应用方面取得了显著进展，但仍存在一些挑战。例如，如何获取更高精度的文物数据、如何降低技术应用的成本以及提高技术普及率等问题仍需解决。

　　1、本发明专利涉及一种文物虚拟修复方法。具体来说，首先，利用低秩tucker分解和stiefel流形来刻画文物图像的全局相关性。然后，利用frobenius范数去除高斯噪音，同时，针对l1范数的不足，采用l0范数去除稀疏噪音。进一步，在梯度图像域引入加权l0范数来探索文物图像的局部分段光滑结构。此外，本专利设计了一种基于硬阈值的admm算法来求解所提模型。算法迭代的每一步中采用秩增策略动态调整张量秩，从而避免了寻找最优张量秩的负担，并且降低了计算成本。最后，通过模拟数据集和实际数据集上一系列实验的定量评价和视觉比较验证了所提方法的有效性。特别的，对于混合噪音的去除，本专利所提方法比最佳对比结果最多提高了2.07db。

　　2、数据采集与预处理，使用激光扫描、结构光扫描等设备对文物进行三维扫描，获取几何数据。利用高分辨率相机拍摄文物表面图像，获取纹理信息。对获取的数据进行去噪和预处理，确保数据质量。低秩矩阵分解：将三维点云数据和图像数据表示为矩阵形式。应用奇异值分解(svd)或主成分分析(pca)等算法，将矩阵分解为低秩矩阵和稀疏矩阵。修复与重建，通过低秩矩阵和稀疏矩阵的重建，填补文物的损坏区域。结合图像处理技术，对修复的几何数据进行纹理映射，补全缺失部分的颜色和纹理信息。

　　4、虽然l1范数是l0范数在单位球中的最佳凸逼近，但其精确恢复条件不容易判断，且已被证实是有偏估计，在很多情况下无法达到真实解的稀疏度要求。为了克服l1正则化的局限性，本专利提出一种低秩tucker分解的文物虚拟修复框架

　　9、在低秩tucker分解的文物虚拟修复框架下，本专利所提方法采用l0范数去除稀疏噪音，减少了l1范数带来的误差估计。引入l0范数探索PG电子梯度图像域的稀疏性，通过直接控制非零梯度的个数，从而更好地刻画空间-光谱的局部光滑性。所提算法采用秩增策略动态调整张量秩，不仅避免了张量秩的选择负担，而且提高了算法的计算效率。

　　本发明专利涉及一种文物虚拟修复方法，具体来说，首先，利用低秩Tucker分解和Stiefel流形来刻画文物图像的全局相关性。然后，利用Frobenius范数去除高斯噪音，同时，针对L1范数的不足，采用L0范数去除稀疏噪音。进一步，在梯度图像域引入加权L0范数来探索文物图像的局部分段光滑结构。此外，本专利设计了一种基于硬阈值的ADMM算法来求解所提模型。算法迭代的每一步中采用秩增策略动态调整张量秩，从而避免了寻找最优张量秩的负担，并且降低了计算成本。从而提高了对文物的损坏区域进行补全和修复，在保护文物的同时，恢复其原貌。

　　1.计算机视觉 2.无线.计算机仿线.网络安全；物联网安全 、大数据安全 2.安全态势感知、舆情分析和控制 3.区块链及应用