结合领域知识的唐卡图像修复系统模型及应用研究

唐卡艺术是千百年来藏民族在社会、历史和文化发展中积累的重要遗产，唐卡历来被藏族人民视为珍宝。丰富多彩的唐卡是今天研究藏族历史、民族、民俗、宗教和文学艺术等极其重要的实物资料，堪称藏族的百科全书。但众多珍品历经沧桑，损毁严重，亟待抢救整理。本项目从唐卡数字化保护角度，通过三个关键问题的研究：(1)结合领域知识的破损区域探测和分割；(2)结合领域知识获得适合唐卡图像不同破损区域的有效修复；(3)构建一个与图像知识、破损块特征和修复算法等有关的系统模型。实现两个目标：(1)提出一套适合唐卡图像破损区域的分割和修复方法，及充分利用已有经验知识的系统模型；(2)实现对常见唐卡破损区域有较好复原效果的修复系统。从而扩展图像处理和计算机视觉等相关学科的应用研究范围，提高计算机对文化遗产、艺术品的数字图像修复能力，不仅有一定的学术价值，广泛的应用前景，对民族文化传承、藏族社会经济的发展也具有重要意义。

唐卡艺术是千百年来藏民族在社会、历史和文化发展中积累的重要遗产，唐卡历来被藏族人民视为珍宝。丰富多彩的唐卡是今天研究藏族历史、民族、民俗、宗教和文学艺术等极其重要的实物资料，堪称藏族的百科全书。但众多珍品历经沧桑，损毁严重，亟待抢救整理。本项目从唐卡数字化保护角度，对破损唐卡的图像进行数字修复研究。围绕所提出的“结合领域知识的唐卡图像修复系统模型”，进而主要开展了以下内容的研究：(1)唐卡图像破损区域探测与自动分割方法；(2)结合多种模型和破损块形状的唐卡图像修复；(3)唐卡“关键块”语义概念标注与检索；(4)基于相似性对称样本块的唐卡图像修复；(5)图像融合、图像稀疏表示和非负矩阵分解。重要结果：(1)唐卡图像与非唐卡图像的自动分类方法；(2) 综合唐卡图像颜色特征、纹理特征，并将FCM与HSI、GLCM相结合分割复杂的破损区域的方法；(3) 结合破损块形状和邻域类型的唐卡图像修复方法；(4)基于相似性的唐卡图像修复及其修复结果的评价方法；(5)通过集成“算法库”，实现了结合领域知识的破损唐卡图像修复系统，可应用于部分实际破损的唐卡图像的修复，有些算法也适用于其它领域破损图像的修复。关键数据为唐卡图像数据库，构建了一个3000余幅图像的唐卡本体库，用于语义和视觉特征的检索，以及唐卡领域知识库的进一步研究。通过本项目的研究，扩展图像处理和计算机视觉等相关学科的应用研究范围，提高计算机对一些特殊领域文化遗产、艺术品的数字图像修复能力，不仅有一定的学术价值，广泛的应用前景，对藏民族文化传承与发展也具有重要意义。