一种光致褪色喷绘艺术品的图像复原方法
【技术领域】
[0001]本发明属于计算机虚拟复原领域，具体为一种光致褪色喷绘艺术品的图像复原方法。
【背景技术】
[0002]彩色喷绘艺术品作为一种信息载体，在艺术研究方面具有重要的价值，为了更好的保存，其修复也就变得更为重要。采用计算机技术对彩色艺术品进行虚拟修复逐渐取代了传统的人工复原方法，它是利用计算机图形图像技术对已经老化的图像进行虚拟修复，通过这样的修复过程对复原工作的风险性进行评估，这种方式不会破坏文物且效率高，可重复性强。通常喷绘艺术品的褪色规律不是绝对的，会因所使用材料、存储环境的不同产生不同程度的褪色，然而在现有的技术中，对于褪色喷绘艺术品的色彩修复针对性不强，无法对特定的褪色特征进行特定修复，致使修复的结果不够理想。本发明提出的方法利用UV光照模拟彩色喷绘艺术品光致褪色过程，监测图像的色彩特征变化，根据变化利用数据回归和曲线拟合方法分析数据，得到彩色喷绘艺术品光致褪色规律，根据褪色规律反向推演得到修复后的图像。本发明提出的方法可以使彩色喷绘艺术品中的色彩得到更加准确的复原。
【发明内容】
[0003]针对现有技术中所存在的问题，本发明的目的是提供一种光致褪色喷绘艺术品的图像复原方法，该方法能够模拟光致褪色喷绘艺术品的褪色过程，从而得出褪色规律，根据这一规律反向推演得到修复后的图像，使彩色喷绘艺术品中的色彩得到更加准确的复原。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤步骤1.制作未褪色喷绘艺术品
根据使用纸张幅面对彩色艺术图像和图文技术-四色版印刷特征化输入数据-扩充数据集合IT8.7/4进行排版设计。其中IT8.7/4须选择特定分光测色仪器对应的专用色表。用相应幅面的彩色喷墨打印机制作喷绘艺术品，制作时所用纸张、墨水及其它喷墨印刷条件与褪色的喷绘艺术品一致，得到为褪色喷绘艺术品。
[0005]步骤2.模拟喷绘艺术品光致褪色过程
在步骤1所得喷绘艺术品完全干燥后，将其放置在标准灯箱下，选择照明光源为UV光对喷绘艺术品进行长时间均匀照射，周围环境的温湿度与褪色喷绘艺术品的放置环境保持一致，模拟喷绘艺术品的褪色过程。
[0006]步骤3.对褪色过程的数据进行监测
每隔一定时间使用专业分光测色仪器测量IT8.7/4标准色表上的所有色块和纸张的三刺激值、LW直和光谱反射率，并将测量结果保存至Microsoft Excel电子表格中。
[0007]步骤4.数据分析得出褪色规律
根据步骤3测量得到的LW直，利用商用数学软件Matlab以a *值为横坐标、b *值为纵坐标绘制a* b*色域图，分析绘制的色域图分析颜色变化趋势:
4-1.启动计算机并打开商用数学软件Matlab，然后打开并运行编译完成的色域图绘制程序。
[0008]4-2.按照软件命令窗口提示依次加载步骤3每次测量所得结果，选择数据区域为L、a*、b*三列数据。
[0009]4-3.使用scatterO函数绘制每次监测数据a* b*色域图，并将绘制结果输出至指定文件夹；
4-4.通过分析4-3获得的所有a* b*色域图的收缩趋势得到颜色变化的方向。根据分析结果选取IT8.7/4标准色表中的代表色块并输出每个色块对应的所有LW值
4-5.利用商用数学软件Matlab对第四步中选择每个色块的各组数据LW直变化进行曲线拟合，得到褪色规律。
[0010]步骤5.数字化褪色喷绘艺术品
利用相应纸张幅面的专业彩色扫描仪对褪色后的喷绘艺术品进行扫描，并获取褪色喷绘艺术品电子档案。
[0011]步骤6.利用图形图像处理修复图像
根据步骤4得出的褪色规律，利用专业图形图像处理软件Photoshop中的颜色替换工具，对步骤六获得的褪色喷绘艺术品电子档案进行颜色替换，对图像进行修复。
[0012]本发明的效益与效果如下:
(1)本发明针对目前彩色喷绘艺术品的褪色存在的问题，提出用物理实验模拟彩色喷绘艺术品的光致褪色过程，基于颜色科学理论对变化过程中特征颜色块的色度值进行监控，对褪色过程中的特征色块颜色值进行分析处理得出褪色规律，更加有针对性和实用性。
[0013](2)本发明针对计算机虚拟复原中存在针对性差的问题，解决了制约彩色喷绘艺术品复原过程中褪色规律不固定的关键问题，大大提高了对于不同光致褪色过程的图像复原能力，改善了彩色喷绘艺术品的复原效果。
【附图说明】
[0014]图1为本发明【具体实施方式】中一种光致褪色喷绘艺术品的图像复原方法的流程图；
图2为本发明【具体实施方式】中得到光致褪色规律的流程图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合说明书附图对本发明做进一步说明:
如图1所述，本实施例包括以下步骤:
步骤1.制作未褪色喷绘艺术品
根据使用纸张幅面对彩色艺术图像和图文技术-四色版印刷特征化输入数据-扩充数据集合IT8.7/4进行排版设计。其中IT8.7/4Rondom爱色丽iliSis分光光度计对应的专用色表。用相应幅面的彩色喷墨打印机制作喷绘艺术品，制作时所用纸张、墨水及其它喷墨印刷条件与褪色的喷绘艺术品一致，得到为褪色喷绘艺术品。
[0016]步骤2.模拟喷绘艺术品光致褪色过程在步骤1所得喷绘艺术品完全干燥后，对IT8.7/4 Rondom标准色表用ilisis分光光度计进行首次测量并保存测量结果，然后将其放置在标准灯箱下，打开标准灯箱选择照明光源为UV光，对喷绘艺术品进行长时间均匀照射，周围环境的温湿度与褪色喷绘艺术品的放置环境保持一致，模拟喷绘艺术品的褪色过程。
[0017]步骤3.对褪色过程的数据进行监测
使用专业分光测色仪器测量IT8.7/4 Random标准色表上的所有色块和纸张的三刺激值、LW值和光谱反射率，并将测量结果保存至Microsoft Excel电子表格中。分别以2小时为间隔测量5次、以3小时为间隔测量5次、以4小时为间隔测量5次，得到15组数据。
[0018]步骤4.数据分析得出褪色规律
根据步骤2和步骤3测量得到的数据共16组LW值，利用商用数学软件Matlab以a*值为横坐标、b *值为纵坐标绘制a* b*色域图，色域图共16个，分别用不同颜色绘制，并在图中标注每种颜色对应的组别。分析绘制的色域图分析颜色变化趋势，具体过程如图2所示:
4-1.启动计算机并打开商用数学软件Matlab，然后打开并运行编译完成的色域图绘制程序。
[0019]4-2.按照软件命令窗口提示依次加载步骤2和步骤3测量所得的16组数据，每组选择数据区域为L、a*、b*三列数据。
[0020]4-3.使用scatterO函数绘制每次监测数据a* b*色域图，并将绘制结果输出至指定文件夹；
4-4.通过分析4-3获得的所有a* b*色域图的收缩趋势得到颜色变化的方向为红色和蓝色部分颜色变化明显，而黄色和绿色部分变化不明显。根据分析结果选取IT8.7/4标准色表中的代表色块并输出每个色块对应的所有LW值。
[0021]4-5.利用商用数学软件Matlab对第四步中选择每个色块的各组数据LW值变化用polyfit ()函数进行曲线拟合，分别得到ΙΛ a\ b*值随时间变化的函数从而得到相应颜色的褪色规律。
[0022]步骤5.数字化褪色喷绘艺术品
使用FineScan2750平台式扫描仪对褪色后的喷绘艺术图像进行扫描，并获取褪色喷绘艺术图像电子档案。
[0023]步骤6.利用图形图像处理修复图像
根据步骤4得出的褪色规律，反向求解褪色前的色度值LW，利用专业图形图像处理软件Photoshop中的选择工具和颜色替换工具选中步骤6获得的褪色喷绘艺术品电子档案中的褪色颜色并进行颜色替换，对图像进行修复。
[0024]本发明克服了以往计算机虚拟复原过程中针对性差、复原效果不理想的难题，在利用UV光照模拟彩色喷绘艺术品褪化基础上，监测图像的色彩特征变化，根据变化利用数据回归和曲线拟合方法分析数据，得到特定条件下彩色喷绘艺术品颜色褪色规律，根据褪色规律反向推演得到修复后的图像。有针对性地实现了彩色喷绘艺术品的虚拟复原，大大提高了颜色复原的精确程度。
【主权项】
1.一种光致褪色喷绘艺术品的图像复原方法，其特征在于包括以下步骤: 步骤1:模拟光致褪色喷绘艺术品的喷绘条件制作彩色喷绘艺术品，包括一幅彩色图像和IT8.7/4标准色表； 步骤2:用标准灯箱的UV光照射喷绘艺术品模拟喷绘艺术品的光致褪色过程； 步骤3:监测彩色喷绘艺术品的颜色褪变过程，即每隔一定时间用测色仪器测量IT8.7/4和纸张的三刺激值、ΙΛΛ/值和光谱反射率； 步骤4:根据步骤3测量得到的LW直，绘制并分析ab色域图得到颜色褪变趋势，选择IT8.7/4中的代表色块及其lab值，利用Matlab程序软件对选择的数据进行曲线拟合，得到彩色喷绘艺术品的褪色规律 步骤5:通过扫描的方式获取褪色喷绘艺术品电子档案； 步骤6:根据步骤4得出的褪色规律，利用Photoshop软件中的颜色替换工具，对褪色喷绘艺术品进行颜色替换，对图像进行修复。2.如权利要求1所述的一种光致褪色喷绘艺术品的图像复原方法，其特征在于步骤2中所述的褪色过程的模拟是在密闭的标准灯箱中，以UV光均匀照射的方式进行的。3.如权利要求1所述的一种光致褪色喷绘艺术品的图像复原方法，其特征在于步骤3中所述的褪色过程的监测是通过测量每隔一定时间IT8.7/4标准色表中各色块数据实施的。4.如权利要求1所述的一种光致褪色喷绘艺术品的图像复原方法，其特征在于步骤4中所述的颜色褪变规律的获取包括以下的步骤: 4-1颜色褪变趋势是利用Matlab程序软件中的scatter函数绘制ab色域图并分析ab色域图得到的: 4-2颜色褪变规律则是利用得到的颜色褪变趋势选择代表性色块，分析代表性色块的颜色值变化，利用Matlab中曲线拟合的方式得到颜色褪变方程。5.如权利要求1所述的一种光致褪色喷绘艺术品的图像复原方法，其特征在于步骤6中的图像复原是通过褪色规律求解颜色变化值，利用专业图形图像处理软件Photoshop中的颜色替换工具根据变化值反向补偿褪色后的喷绘艺术品。
【专利摘要】本发明提供了一种光致褪色喷绘艺术品的图像复原方法，包括以下步骤：步骤1：制作未褪色喷绘艺术品；步骤2：用标准灯箱的UV光照射喷绘艺术品模拟喷绘艺术品的褪色过程；步骤3：每隔一定时间用测色仪器测量标准色表和纸张的三刺激值、L*a*b*值和光谱反射率；步骤4：根据步骤三测量得到的L*a*b*值，以a*值为x轴、b*值为y轴绘制a*b*色域图，分析绘制的色域图分析颜色变化趋势；步骤5：通过扫描的方式获取褪色喷绘艺术品电子档案；步骤6：根据步骤5得出的褪色规律，利用图形图像处理软件，对步骤5获得的褪色喷绘艺术品电子档案进行图像修复。本发明实现了彩色喷绘艺术品的虚拟复原，大大提高了颜色复原的精确程度。
【IPC分类】G06T5/00
【公开号】CN105303527
【申请号】CN201510597432
【发明人】王强, 张晓敏
【申请人】杭州电子科技大学
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年9月19日