陶瓷艺术品器身图案的提取与图像复制系统的构建研究

张 静 导师： 陈广学

随着数字信息技术的发展，艺术品和文物的数字化已不再是一个问题。然而，在这些三维的文物或艺术品的复制过程中，目前的3D打印技术还是较多地关注在物体的造型上，颜色和图案最后还是要靠手工绘制。然而对文物及艺术品来说，除造型之外，器身表面的图案同样是其重要的组成部分。为此，本文聚焦陶瓷艺术品器身曲面的立体图案，定位于数字化后进行高质量的复制和设计再创作。论文对陶瓷器身立体图案的采集和图像拼接技术进行了深入研究，构建了图像复制系统，实现了从立体图案的拍摄、预处理、图像校正、立体图像的二维变换、图像配准、图像融合到生成完整的二维图案的数字化全过程。主要研究成果如下：

1. 在图像采集的过程中，采用陶瓷按照角度均匀转动，相机固定不动的拍摄方法，减少颜色的变化因素，提高后期图像处理的效率。采集到的图像色彩差异小，利用直方图匹配来校正图像颜色。此外，还必须对原始图像进行有效、准确的图像去噪、图像修正等工作，保证图像之间具有精确到像素级的校准精度。

2. 曲面形状的陶瓷转动时，陶瓷器身上的图像相对于相机的移动是非线性的，这导致常用的拼接方法并不能直接适用。论文采用一种计算单应性矩阵的方法很好地解决了这个问题，为后续的图像拼接奠定了基础。

3. 为了解决研究对象图像特征点过少的问题，采用了一种结合SIFT和MSER算法的图像拼接算法，能够提取更多的图像特征点方便后期图像配准。在特征匹配方面，基于K-D树搜索算法，采用改进的BBF算法提高了特征点的搜索效率；在特征提取方面，采用RANSAC算法过滤外点，去除冗余和误匹配。为了去除拼接过程可能产生的裂缝，采用了一种改进的多波段融合算法对配准后的图像进行无缝拼接，解决了原有图像融合算法中的图像模糊现象。

答辩时间：2017-05-31

博士学位授予单位：华南理工大学