[发明专利]基于光谱的褪变色中国书画颜色复原方法

说明书

本发明属于计算机数字图像复原技术领域,具体的涉及一种基于光谱的褪变色中国书画颜色复原方法。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。该方法基于颜料成份老化前后的比例变化进行色彩复原，具有较强的客观性和实用性，对文博领域褪变色书画的颜色信息恢复及老化模拟具有较强的价值。

技术领域

本发明属于计算机数字图像复原技术领域,具体的涉及一种基于光谱的褪变色中国书画颜色复原方法。

背景技术

彩绘书画等文物艺术品蕴含着丰富的文化、艺术、经济和科技等重要历史信息，从不同侧面反映了不同历史时期的社会活动、社会关系、意识形态以及当时生态环境的状态，其高度的艺术感染力和表现力，色调的多样性和色彩结构的规律性，无不显示出高度的艺术审美价值，不仅是研究中国古代人文学、社会学、美学以及自然科学的重要资源，也是凝聚民族精神、促进中华文明传播的重要资源。

但是，在岁月洗涤、保存环境及各种病害的影响下，文物颜色普遍出现了不同程度褪色、变色、老化、脱落丢失等病害，以致现在很难看到其本来的面目，此类病害现象不仅直接影响文物的鉴赏，而且影响彩绘书画信息的获取与表达，因此如何对其进行保护，尤其是数字化存档与修复，是当前迫切需要面对的问题。

目前传统彩绘书画的信息复原主要通过传统临摹及数字复原等方式，传统临摹作品高度依赖艺术家的涵养，临摹图像色彩再现的准确性难以保证，画面失真及颜料用色也难以避免；在数字化虚拟修复方面，国内外学者进行了深入研究，如韩国庆北大学、美国孟塞尔颜色科学实验室、浙江大学、武汉大学、天津大学等机构综合利用色彩学知识、图形图像处理、人工智能等技术，通过色域变换以及图像增强技术再现其原始风貌，实现了彩绘书画的虚拟复原与演变模拟，但由于传统色度信息本身的非真实客观性，不能从本质上表征文物的颜色信息，缺少对文物色彩物质基础的理论分析，尤其对多因素作用下文物颜料呈色机理和变化规律认识不足，传统文物数字化过程很难保证颜色信息的真实性、客观性以及准确性。王强赵晓敏的专利—光致褪色喷绘艺术品的图像复原方法(CN 201510597432X)从色度学角度，针对喷绘书画颜色褪变提出了一种可行方法，但是由于颜料成份及纸张性能与传统书画存在较大差异，因此对传统书画的颜色褪变并不太适用。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种基于光谱的褪变色中国书画颜色复原方法。该方法以物质为基础，能够模拟不同老化时间下的颜色外貌，同时能够对褪变色书画进行颜色虚拟复原，再现初始状态下的颜色信息，具有较强的客观性和实用性，对文博领域褪变色书画的颜色信息恢复及老化模拟具有较强的价值。

本发明所述的基于光谱的褪变色中国书画颜色复原方法，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。

本发明所述的基于光谱的褪变色中国书画颜色复原方法，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；