增强现实在文物数字修复中的应用研究

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1、分类号：TP391.4单位代码：10183研究生学号：2015522081密级：公开吉林大学硕士学位论文（学术学位）增强现实在文物数字修复中的应用研究AugmentedRealityApplicationResearchinCulturalRelicsDigitalRestoration作者姓名：关馨专业：模式识别与智能系统研究方向：模式识别指导教师：卢韶芳副教授培养单位：通信工程学院2018年6月—————————————————————增强现实在文物数字修复中的应用研究———————————————

2、——————AugmentedRealityApplicationResearchinCulturalRelicsDigitalRestoration作者姓名：关馨专业名称：模式识别与智能系统指导教师：卢韶芳副教授学位类别：学术硕士答辩日期：年月日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕士学位论文原

3、创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明研究生院：本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊（光盘版）电子杂志社的《中国优秀

4、博硕士学位论文全文数据库》投稿，希望《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》给予出版，并同意在《中国博硕士学位论文评价数据库》和CNKI系列数据库中使用，同意按章程规定享受相关权益。论文级别：■硕士□博士学科专业：模式识别与智能控制论文题目：增强现实在文物数字修复中的应用研究作者签名：指导教师签名：年月日作者联系地址（邮编）：吉林大学通信工程学院作者联系电话：13134460360摘要增强现实在文物数字修复中的应用研究在我国，文物每年出土量极大，其中以陶器和瓷器此类旋转体文物居多，由于受自然灾害等条件的影响

5、，采用传统手工修复的方式很难在短时间内进行展示。为了预先展示文物修复后影像，本文将增强现实技术引入到文物数字修复领域，设计并建立了一套文物数字修复系统。主要基于此类旋转体文物，采用数字图像处理技术结合文物模型几何特征完成数字模型的重建，并将增强现实显示技术引入之中，实现文物数字修复影像的显示。从实验结果来看，可以满足当前的修复意义。本文的主要研究工作包含以下几点：1.在充分考虑文物传统修复速率较低的背景下，设计了一种文物数字修复显示系统，并对总体工作流程进行了分析。为了更好的实现后期的应用，在模拟真实环

6、境的基础上，进行了实验平台的搭建。2.根据陶瓷类旋转体文物的结构特征，采用工业摄像机拍摄的方式获取文物二维图像，提出了一种利用旋转体的几何特性实现文物轮廓母线的提取方法。对呈现目标倾斜的图像进行了矫正。通过多幅图像进行实验，采用本文算法提取的对称中心线与图像主轴线误差在0.3个像素内，左右母线间像素个数平均相差在1.67个像素。从结果来看，可以利用所获得的的母线进行文物数字模型的绘制。3.研究了基于标识物的跟踪注册方法来实现系统的虚实配准。为了更好的实现与系统间交互，在二维标识物的基础上设计一个正六面体

7、的交互模块，利用该模块可以实现用户对文物的多角度观察。4.对本文所提出的研究方法进行了实验总结，采用标定版进行实验标定，获得摄像机的参数。在局部实验中分别对矫正前后的多幅目标图像长轴测度的均值进行计算，求得矫正前后的的平均值相差0.0934个像素，短轴平均值相差0.1229个像素。计算求得的图像短长轴之比与真实文物的长宽之比相比较，得到的最大误差值为0.0018，平均误差值为0.0012。在最后的增强现实显示实验中，可以实现将虚拟文物模型导入到真实场景中。关键词：旋转体文物，图像矫正，母线提取，数字修复

8、，增强现实IAbstractAugmentedrealityapplicationresearchinculturalrelicsdigitalrestorationInChina,theamountofculturalrelicsunearthedisgreateveryyear,inwhichpotteryandporcelainaremostoftherevolvingrelics.Duetotheinfluenceofnatural