0，1.0，单位毫 米；数值孔径分别为：〇. 15,0. 03,0. 45,0. 80,0. 90,因此，可以计算得测量区域，即视野范 围为：1. 3X1. 0,0? 66X0. 53,0? 33X0. 27,0? 13X0. 10,0? 065X0. 05,单位为平方毫米；进 而可得水平分辨率为：2. 8ym，1. 4 9 5 4ym，总的测试结果如表1所示。
[0065] 表 1
[0066]
[0068] 将要鉴定的书画样品放置到调控平台上，选择有代表性特征区域作为测试点；调 整书画宣纸，尽量使其保持平整；其次，根据放大倍数需求，选择恰当的物镜，将相机的镜头 对着某一物体聚焦清晰，即寻找焦点；调整调控平台，使得相机在同一图片下能清晰地观测 到着墨宣纸（书画）的最高点和最低点。
[0069] 3、三维微观重构：该系统具有两种三维重构模式选择若采用波前技术，则调节 CCD的位置，使得其中一个CCD处于观测清晰的位置，则处于光轴不同位置的两个CCD同时 获得光强信息，分别设为Ii，12;调节CCD，在景深范围内分别测得多组数据，计算出相位变 化率，继而根据光程差公式，通过相位信息来转换成高度信息，从而获得宣纸的三维图像。
[0070] 若采用寻焦景深叠层技术，则调节CCD从底部向上移动时，将获得每个像素点的 光强度值，即亮度信息。因此，在分析图像像素点在z轴上的最佳对比度与每个图像的获 取位置。我们可以将亮度信息和高度信息联系起来，构建亮度信息与高度信息的关系表达 式，从而来重构宣纸的三维形貌，如图3所示。
[0071] 获得着墨宣纸三维结构图后，首先对三维结构图进行预处理，包括图像拼接与变 形矫正；由于显微镜的视场较小，所以将多个视角下的三维图像进行拼接，扩大视野，其次， 由于宣纸具有柔性特征，即使平整地放置到调控平台（载物台）上也会有稍微的形变，此 外，由于宣纸在微观上是三维的，若在测试点表面采用透明介质进行平压来矫正，会导致宣 纸表面的形貌产生变形，从而影响到测试结果，所以，我们采用对测试数据进行后期处理来 达到变形矫正。对于着墨宣纸的三维图像，我们将其用高通滤波器进行滤波，进行变形矫 正。最后，将光强信息叠加到三维结构图上，则可以清晰完整地表述着墨宣纸的特征。
[0072] 4、三维结构图分层分析：获取着墨宣纸的完整结构图后，则进行墨汁、颜料和印泥 在宣纸中的扩散渗透分析，分析方法采用层析技术，即分层分析：分层模型将显微三维图像 转换成N(N为分层数，分层的数量可根据需求进行更改确定）个二维图像（类二维图像）。 具体实施可如下：
[0073] S1 :找出三维模型的最高点与最低点，并计算高度差Ad;
[0074] S2 :根据预设的分层数N，得出每层高度为Ad/N;
[0075] S3:以最低点为起点进行分层，将高度为[0,Ad/N]，[Ad/N，2Ad/N]…… [(N-l)Ad/N，Ad]区域分别作为一层，并采用投影方式，将每一层图像简化成二维平面 图；
[0076] S4 :统计每一层的颜色分布信息，并构建不同颜色信息的分布图；
[0077] S5:根据墨汁、颜料和印泥等的扩散渗透情况和宣纸的三维结构图对中国书画进 行真伪鉴别与分类识别。
[0078] 5、扩散渗透特征提取流程：如图6中国书画元素三维图像特征提取与识别技术路 线所示，该系统通过波前或者寻焦景深叠层技术成像获取着墨宣纸的三维成像数据，根据 视场大小需求进行多幅三维图像数据进行拼接融合处理，并进行变形矫正，继而采用分层 方法对三维图像进行分析建模，将其转换成二维图像，结合透射光强信息，寻找宣纸上不同 着色区域显微特征与扩散渗透的规律。
[0079] 6、结合透射光强信息、反射光强信息、三维模型，进行多维信息分析：⑴透射光 强信息结合三维模型；（2)反射光强信息结合三维模型；（3)透射光强信息、反射光强信息 结合三维模型对书画元素在宣纸中渗透扩散的分析：分析测试样本的透射光强信息、反射 光强信息，对比墨迹渗透扩散的边缘区域，统计透射光图、反射光图灰度值分布等情况。
【主权项】
1. 基于光强信息的书画元素扩散渗透信息提取及分析方法，其特征在于从多维角度对 书画进行分析，首先获取光强信息，包括从书画作品反射的光强信息，即反射光强信息，以 及从书画作品透射过的光强信息，即透射光强信息；利用反射光对书画作品进行三维建模， 得到三维模型；通过对书画三维模型进行逐层分割，将三维图像转换成二维图像，继而结合 透射光强信息与反射光强信息，从多维角度分析书画元素在宣纸中的扩散渗透及书画元素 量的情况。2. 根据权利要求1所述的基于光强信息的书画元素扩展渗透信息提取及分析方法，其 特征在于采用寻焦景深叠层方法或波前技术将所述获取的反射光强信息转换成高度信息， 实现对书画作品进行三维建模，得到三维模型。3. 根据权利要求2所述的基于光强信息的书画元素扩展渗透信息提取及分析方法，其 特征在于对所构的书画作品三维模型进行分层切割，将三维模型转换成N个二维图像，即 对三维模型分解成一层层的薄片，近似认为是二维平面，N为分层数，分层的数量根据需求 进行设定。4. 根据权利要求2所述的基于光强信息的书画元素扩展渗透信息提取及分析方法，其 特征在于当采用低倍率的物镜时，景深足够大，通过寻焦景深叠层法对宣纸进行三维成像 重构，得到三维模型；当采用高倍率的物镜时，由于光学景深的限制，利用波前技术计算光 波相位信息，并对宣纸书画进行三维成像重构，得到三维模型。5. 根据权利要求4所述的基于光强信息的书画元素扩展渗透信息提取及分析方法，其 特征在于还对重构后的三维图像进行变形矫正，减小柔性的宣纸三维图像形变。6. 根据权利要求1所述的基于光强信息的书画元素扩展渗透信息提取及分析方法，其 特征在于既能从透射光强信息中提取出书画元素在纸张中的渗透扩散信息及元素量分布 的信息，也能结合反射光强信息与透射光强信息，对书画元素在纸张中的渗透扩散情况进 行分析。7. 根据权利要求1所述的基于光强信息的书画元素扩展渗透信息提取及分析方法，其 特征在于所述多维角度包括从以下三个方式对书画元素进行分析：（1)透射光强信息结合 三维模型；（2)反射光强信息结合三维模型；（3)透射光强信息、反射光强信息结合三维模 型。8. 根据权利要求1~7任一项所述的基于光强信息的书画元素扩展渗透信息提取及分 析方法，其特征在于所述书画元素包括墨汁、颜料、印泥中的一种以上。
【专利摘要】本发明公开了基于光强信息的书画元素扩散渗透信息提取及分析方法。本发明通过构建出书画作品的三维模型，将书画作品的特征完整地表征出来，并将三维模型转换成二维图像，降低了数据模型处理的难度；继而，结合透射光强信息和反射光强信息，采用反射光强信息结合三维模型、透射光强信息结合三维模型、透射光强及反射光强信息结合三维模型的三种结合方式；对书画元素在宣纸中渗透扩散及书画元素量进行国画多维信息的研究分析识别。由于透射光强信息可以测出宣纸的含墨量，而国画三维图像又是墨汁、颜料等元素扩散程度的具体体现；该方法具有直接的指向性且采用三种方式有机结合的形式，为研究书画元素在宣纸上的扩散渗透提供一种新的途径。
【IPC分类】G06K9/00
【公开号】CN105022995
【申请号】CN201510401096
【发明人】刘伟平, 郑冠雄, 陈舜儿
【申请人】暨南大学
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年7月9日