[发明专利]基于光谱的褪变色中国书画颜色复原方法

权利要求书

1.一种基于光谱的褪变色中国书画颜色复原方法，其特征在于：该方法通过调制颜料样本，制作样本梯尺→测量颜料样本的初始光谱反射率数据和色度数据→进行老化试验，记录每个老化周期颜料样本的光谱反射率数据和色度数据→颜料光谱信息数据库的构建→计算色彩褪变不同老化时间的颜料浓度→建立颜色老化的动力学模型→褪变色颜料的色度计算→褪变色中国书画图像的色彩复原。

2.根据权利要求1所述的基于光谱的褪变色中国书画颜色复原方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

(1)以矿物和植物颜料为基础，混合动物明胶调制颜料样本，并与方解石以7种比例调和制作颜料样本梯尺，然后按照传统国画技法在透明玻璃上涂覆色块；

(2)将颜料样本置于黑色哑光吸光绒布上，采用积分球分光光度计测量每个样本的光谱反射率信息和色度值，每个样本测量2-3次取平均值并进行数据记录；

(3)将步骤(2)测量后的颜料样本，放置于老化箱内进行加速老化试验，老化实验以12小时为周期，共计老化500-1000小时，监测颜料样本的老化过程，每个老化周期完成后重复步骤(2)进行光谱反射率信息和色度信息的数据测量与记录工作；

(4)基于Kubelka-Munk理论，通过步骤(2)中测量的各颜料梯尺的光谱反射率，计算颜料的吸收系数和散射系数，并建立颜料光谱信息基本数据库，并将步骤(3)老化试验的测量数据一并记录；

(5)根据公式求解不同老化时间下的颜料成份浓度变化，公式如下：

C＝(TE{D_k[Φ_k-K^fu]+D_s[Φ_s-S^fu]})^-1TE{D_k[K^s-K^f]+D_s[S^s-S^f]}；

(6)通过微分方程建立颜料老化的化学动力学模型，并求解参数，公式如下：

(7)褪变色颜料的色度计算

根据Kubleka-Munk理论，根据颜料的组成比例及光学参数，计算光谱反射率以及三刺激值，实现对彩绘颜色褪变色度值的预测和反向模拟，虚拟复原彩绘初始颜色外貌，公式如下：

[X,Y,Z]^T＝TEρ

(8)根据步骤(6)得出的颜色褪变的动力学，反向求解褪色前的浓度值，通过步骤(7)计算的色度值，利用matlab软件或者Photoshop软件对褪变色图像中的褪色颜料区域进行分割识别，并进行初始颜色的替换，获得颜色复原后的中国书画。

3.根据权利要求2所述的基于光谱的褪变色中国书画颜色复原方法，其特征在于：步骤(1)中所述的矿物和植物颜料包括朱砂、石青、石绿、胭脂、赭石和藤黄；制作的颜料样本厚度为2-3mm，使光线不能穿透颜料层，有色颜料与方解石混合为7阶梯尺，包含纯色与混色，具体比例为0％、10％、30％、50％、70％、90％、100％，其中0％代表矿物和植物颜料的加入量为0，100％代表方解石的加入量为0，方解石为500目或1000目的市售产品；颜料样本涂覆于透明玻璃上，要求玻璃透明无偏色，整体透明度在98％以上。

4.根据权利要求2所述的基于光谱的褪变色中国书画颜色复原方法，其特征在于：步骤(2)中所述的颜料样本的测量方式为漫射光照明，8度角接收的d/8°几何条件，仪器设置中包含镜面反射，即SCI测量。

5.根据权利要求2所述的基于光谱的褪变色中国书画颜色复原方法，其特征在于：步骤(3)中所述的老化试验条件为：老化箱为密封环境，恒温恒湿，温度设置为29-31℃，湿度保持68-75％，UV紫外光照度为298-302lux，均匀照射于颜料样本之上。