JP3241099U - Cultural property digitization and restoration system - Google Patents
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Abstract
【課題】文化財のデジタル化および修復システムを提供する。【解決手段】本発明の文化財のデジタル化および修復システムは、キャリアと、サーバー2と、を含む。キャリアはカバー構造であって、キャリアの内側に複数の角度調整可能なライトプロジェクターと1台以上のビデオカメラが設置され、角度調整可能なライトプロジェクターに可視光ランプ、赤外線ランプと紫外線ランプが設置されている。サーバー2は角度調整可能なライトプロジェクターおよびビデオカメラの信号に接続され、サーバー2に反射変換イメージングモジュール20、立体画像モジュール21、多波長撮影モジュール22とデータ処理モジュール23が設置されている。【選択図】図9A cultural property digitization and restoration system is provided. A cultural property digitization and restoration system of the present invention includes a carrier and a server. The carrier is a cover structure, multiple angle-adjustable light projectors and one or more video cameras are installed inside the carrier, and the angle-adjustable light projectors are installed with a visible light lamp, an infrared lamp and an ultraviolet lamp. ing. The server 2 is connected to the signals of the angle-adjustable light projector and the video camera. [Selection drawing] Fig. 9
Description
本考案は文化財のデジタル化および修復システムであって、特に反射変換イメージング技術、3Dモデル技術と多波長画像技術を融合させた文化財のデジタル化および修復システムに関する。 The present invention relates to a cultural property digitization and restoration system, and more particularly to a cultural property digitization and restoration system that integrates reflectance conversion imaging technology, 3D modeling technology and multi-wavelength imaging technology.
芸術文化財の保存は、その構成材料と複雑な過程、例えば劣化と環境の影響によって決められ、これらの変化を評価する監視技術の精確性は、適切な保護と回復策略にとって必要である。
現在市場上の所蔵文化財および修復関連技術の種類は多く、例えば中国特許出願公開第104807827号明細書「古陶磁器の真贋判定のための3Dデジタル制御顕微観測鑑定方法」、は200X-5000X倍率の高解像顕微鏡を利用し、陶磁器の釉面蝕刻痕跡の特徴と性質に対して3Dデジタル制御顕微観測科学鑑定法を行う。又は中国特許出願公開第104596442号明細書「3Dスキャンの補助装置および方法」は、平面鏡の反射原理を利用し、スキャンされる物体の周辺に平面鏡を置き、物体の表面と側面を同時にスキャンしてから、更に物体を反転して背面と側面を同時にスキャンし、2つの深度図の側面部分のマッチポイントを利用して、2つの深度図を並べると、立体マッピングが得られる。又は中国特許出願公開第109064552号明細書「文化財仮想修復法と修復システム」は、VRメガネとプロジェクターを用いて文化財を仮想的に修復する。
The preservation of cultural heritage is determined by its constituent materials and complex processes such as degradation and environmental influences, and the accuracy of monitoring techniques to assess these changes is necessary for appropriate protection and restoration strategies.
Currently, there are many types of collections and restoration-related techniques on the market. Using high-resolution microscope, 3D digital control microscopic observation scientific appraisal method is carried out on the characteristics and properties of ceramic glaze etching traces. Or CN 104596442 A104596442 "Auxiliary Device and Method for 3D Scanning" uses the reflection principle of a plane mirror, places a plane mirror around the object to be scanned, and scans the surface and sides of the object at the same time. Then, the object is flipped and the back and sides are scanned at the same time, and the two depth maps are aligned using the match points of the side parts of the two depth maps to obtain stereoscopic mapping. Or China Patent Application Publication No. 109064552 "Cultural Relic Virtual Restoration Method and Restoration System" uses VR glasses and projectors to virtually restore cultural relics.
しかし、従来の所蔵文化財および修復等の関連技術は、全て特定文化財又は特殊材質を使った文化財の測量又は鑑定解析に使われている。他の文化財に対して所蔵品をデジタル化するとき、計器設備のコストおよび3Dモデルの効率を考慮すると、現在使われている3Dモデル技術は全て光学スキャナを用いて文化財写真をオーバーレイすることで、各文化財の3Dモデルを作るため、品質が悪く、文化財の3Dの細部特徴や細かいすじ模様を完全に還元することは無理である。かつ当該文化財の3DモデルはVR又はデジタル展示用のみに応用することができ、また所蔵文化財のデジタル化には不適で、直接文化財の修復に応用することができない。
また、前記高解像顕微鏡による3Dモデル技術は、高解像度の3Dモデルが得られるが、3Dモデル化にかかる時間が非常に長く、ファイルサイズも非常大きくなり、かつ使っている設備のコストは非常に高く、大量文化財又は大型文化財の所蔵品デジタル化の用途にとっては経済効果がない。また当該技術は文化財の3D細部特徴を現すことのみが可能であるために、当該技術は高精度な文化財鑑定用にのみ適し、所蔵文化財のデジタル化および文化財の修復には不適である。
However, the related techniques such as conventional collection cultural properties and restoration are all used for surveying or appraisal analysis of specific cultural properties or cultural properties using special materials. Considering the cost of instrumentation and the efficiency of 3D models when digitizing holdings relative to other cultural properties, all currently used 3D modeling techniques rely on using optical scanners to overlay cultural property photographs. In order to create a 3D model of each cultural property, the quality is poor, and it is impossible to completely reduce the 3D detailed features and fine streak patterns of the cultural property. Moreover, the 3D model of the cultural property can only be applied for VR or digital exhibition, is not suitable for digitizing the cultural property in the collection, and cannot be directly applied to the restoration of the cultural property.
In addition, the 3D model technology using the high-resolution microscope can obtain a high-resolution 3D model, but the time required for 3D modeling is very long, the file size is very large, and the cost of the equipment used is very high. cost is high, and there is no economic effect for the use of digitization of large-scale cultural properties or collections of large-scale cultural properties. In addition, since this technology can only reveal 3D detailed features of cultural properties, this technology is only suitable for highly accurate appraisal of cultural properties, and is not suitable for digitizing cultural properties in collections and restoring cultural properties. be.
本考案は、上記の問題に対して、本考案者らが、前記従来の3Dモデル技術を用いて所蔵文化財のデジタル化および修復作業へ応用する際に生じる多くの問題および欠点に対して、長年の測量関連技術の研究開発経験に基づき考案したものである。
本考案の目的は、反射変換イメージング技術、3Dモデル技術と多波長画像技術の複合式所蔵文化財のデジタル化および修復プラットフォームを融合させ、反射変換撮影装置、3Dモデル設備と多波長撮影装置を結合させることによって、文化財の3D画像データおよび画像等の信号を獲得し、またキャプチャした信号に対して光学および画像処理を行い、画像のコントラストを適合させ、特徴を引き出し、豊かな色彩にしてから、画像の色調、図案、すじ模様、時間変化と空間分布の規律を識別・解釈し、文化財の形状、分布構造の類型等の状況分類を提供することによって、所蔵文化財の保存、修復、検査に科学的データを提供することである。
前記反射変換イメージング技術(Reflectance Transformation Imaging, RTI)は、定量的反射率転換撮影技術であって、迅速、精確かつ非接触方式を通して、複数の角度から照明を被写体の表面に投射し、表面地形の信号と表面エリアを速やかに変化させ、シーケンスを生じさせ、窪む法線方向を形成させ、計算により物体表面のすじや幾何学模様の詳細信号を獲得し、この強化機能によって方向の変化率を増加させ、文化財の表面のすじ模様および形状の特徴に対する感知を強化することができる。また、RTIによって、画像解析と定量データが可能であるので、画像記録を測量変化の解析へ拡張することができる。
前記3Dモデル技術は、光学を用いた立体映像技術、レーザーを用いた立体映像技術、又は光学を用いた立体映像技術とレーザーを用いた立体映像技術の複合技術によって実現される。前記光学を用いた立体映像技術は、光学スキャナの信号に対して立体画像処理を行い、二次元デジタル画像シーケンスとの組み合わせにより、画像マッチング技術によって構造の立体深度の技術を導き出す。光学的立体画像再構成は構造体的幾何構造とすじ模様データを検知また解析することによって、実物のデジタルモデルを生み出す。近年、デジタルカメラ技術が急速に発展し、解像度は既に千万画素に達し、価格も安くなり、そのために映像によって3D物体を制作し、画像の特徴点マッチング技術を用いて、物体の3D点群とすじ模様信号を取得することによって、物体の3Dモデルを再構成する3D画像式スキャン技術は非常に経済的である。
前記多波長画像技術は、複数の異なる波長・周波数の光学画像によって解析を行い、微弱なデータを識別し、また定量的に検出する利点があり、かつ図譜の特徴信号を獲得することができる。紫外線や可視光から赤外線までの周波帯の光画像を解析し、文化財の比較的微弱なデータを検査測定し、また文化財の微弱なデータを獲得することができる。本考案は主に可視光画像によって文化財の色沢および輝度分布を獲得する。赤外線の透過効果を通して文化財の顔料層を透過することにより、顔料層底層に他の肉眼で観察できない微弱なデータ、例えば色層の重なり又は図案の下地があるかどうかを観察し、かつ赤外線は優れた炭素検知能力を持っているために、弱い墨の線を検出することができる。また弱い墨の線を検査・測定し、絵画の独自の風格又は絵描きスキルを観察するときに役立っている。紫外線を文化財に照射すると、違う物質に対して波長又は強度が違う蛍光を発射するために、文化財は有機物質又は微生物に侵入又は侵食されたかどうかを判断することができ、またこの技術によって修復又は補修跡を検査し、保存修理技術者が文化財に対する修理が便利になり、および文化財を貸し出すときの損害賠償の根拠、および文化財がすり替えられた際の根拠になる。
In response to the above problems, the present invention addresses the many problems and drawbacks that arise when the inventors apply the conventional 3D model technology to the digitization and restoration work of cultural properties in the collection. It was devised based on many years of research and development experience in surveying-related technology.
The purpose of this invention is to integrate the reflective conversion imaging technology, 3D model technology and multi-wavelength imaging technology into the digitization and restoration platform of cultural relics, and combine the reflective conversion imaging device, 3D model equipment and multi-wavelength imaging device. 3D image data and signals such as images of cultural properties are acquired by performing optical and image processing on the captured signals, adjusting the contrast of the image, drawing out the features, and making it rich in color. , color tones, patterns, streak patterns, temporal changes, and spatial distribution disciplines of images, and by providing situational classifications such as the shape of cultural properties and the type of distribution structure, we are able to preserve, restore, and It is to provide scientific data for inspection.
Reflectance Transformation Imaging (RTI) is a quantitative reflectance transformation imaging technique that projects illumination onto the surface of an object from multiple angles through a rapid, accurate and non-contact method to capture surface topography. Rapidly change the signal and surface area, generate a sequence, form a concave normal direction, and calculate the detailed signal of the object surface stripes and geometric patterns, and this enhanced function can calculate the rate of change of direction. can be increased to enhance the perception of surface streaks and shape features of cultural relics. RTI also allows for image analysis and quantitative data, allowing the extension of image recording to the analysis of survey changes.
The 3D model technology is realized by a stereoscopic imaging technique using optics, a stereoscopic imaging technique using laser, or a composite technique of a stereoscopic imaging technique using optics and a stereoscopic imaging technique using laser. The optical stereoscopic imaging technique performs stereoscopic image processing on the signal of the optical scanner, and in combination with the two-dimensional digital image sequence, derives the technique of stereoscopic depth of structure through image matching technology. Optical stereoscopic reconstruction produces a digital model of the real thing by sensing and analyzing structural geometry and streak data. In recent years, digital camera technology has developed rapidly, the resolution has reached 10 million pixels, and the price has decreased. A 3D image-based scanning technique that reconstructs a 3D model of an object by acquiring streak signals is very economical.
The multi-wavelength imaging technology has the advantage of analyzing by optical images of different wavelengths and frequencies, identifying weak data and quantitatively detecting it, and acquiring the characteristic signals of the chart. It is possible to analyze optical images in the frequency band from ultraviolet and visible light to infrared, inspect and measure relatively weak data of cultural properties, and acquire weak data of cultural properties. The present invention mainly obtains the color and brightness distribution of cultural relics by visible light images. By penetrating the pigment layer of cultural relics through the transmission effect of infrared rays, it is possible to observe whether there are other weak data invisible to the naked eye on the bottom layer of the pigment layer, such as the overlapping of color layers or the background of the pattern, and the infrared rays are Due to its excellent carbon sensing ability, it can detect weak ink lines. It is also useful for inspecting and measuring weak ink lines and observing the unique style of a painting or the skill of a painter. When the cultural property is irradiated with ultraviolet rays, it emits fluorescence with different wavelengths or intensities for different substances, so it can be determined whether the cultural property has been invaded or eroded by organic substances or microorganisms, and this technology Inspection of restoration or repair traces will make it convenient for conservation and repair engineers to repair cultural properties, and will be the basis for compensation for damages when the cultural properties are rented and the basis for replacement of the cultural properties.
前記目的を達成するために、本考案の所蔵文化財のデジタル化および修復システムは、少なくともキャリアと、サーバーと、を含む。
前記キャリアはカバー構造であって、前記キャリアの内側に複数の角度調整可能なライトプロジェクターと1台以上のビデオカメラが設置され、前記角度調整可能なライトプロジェクターに可視光ランプ、赤外線ランプと紫外線ランプが設置されている。
前記サーバーは前記角度調整可能なライトプロジェクターおよび前記ビデオカメラの信号に接続され、前記サーバーに反射変換イメージングモジュール、立体画像モジュール、多波長撮影モジュールとデータ処理モジュールが設置されている。
前記反射変換イメージングモジュールは前記角度調整可能なライトプロジェクターの前記可視光ランプと前記ビデオカメラを通して、文化財の反射変換イメージングデータをキャプチャする。
前記立体画像モジュールは前記ビデオカメラを通して、文化財の3D立体画像データをキャプチャする。
前記多波長撮影モジュールは前記角度調整可能なライトプロジェクターの前記可視光ランプ、前記赤外線ランプ、前記紫外線ランプと前記ビデオカメラを通して、文化財の多波長画像データをキャプチャする。
前記データ処理モジュールは、前記反射変換イメージングモジュール、前記立体画像モジュールと前記多波長撮影モジュールがキャプチャしたデータを演算することによって、画像3Dモデルおよび図案、3D点群と自動オーバーレイを用いた特徴を有する画像、データを識別し、定量的に検出し、立体画像の自動キャプチャシステム等のデータを獲得する。
To achieve the above objectives, the collections digitization and restoration system of the present invention includes at least a carrier and a server.
The carrier has a cover structure, a plurality of angle-adjustable light projectors and one or more video cameras are installed inside the carrier, and the angle-adjustable light projectors include a visible light lamp, an infrared lamp and an ultraviolet lamp. is installed.
The server is connected to the signals of the angle-adjustable light projector and the video camera, and is equipped with a reflection conversion imaging module, a stereoscopic imaging module, a multi-wavelength imaging module and a data processing module.
The reflective transform imaging module captures reflective transform imaging data of cultural relics through the visible light lamp of the angle-adjustable light projector and the video camera.
The stereoscopic image module captures 3D stereoscopic image data of cultural relics through the video camera.
The multi-wavelength photography module captures multi-wavelength image data of cultural relics through the visible light lamp, the infrared lamp, the ultraviolet lamp and the video camera of the angle-adjustable light projector.
The data processing module has features using image 3D models and designs, 3D point clouds and automatic overlay by computing the data captured by the reflectance conversion imaging module, the stereoscopic imaging module and the multi-wavelength imaging module. Identify and quantitatively detect images, data, and acquire data such as stereoscopic automatic capture systems.
以下に、本願考案をより良く理解できるように説明する。当該所蔵文化財のデジタル化および修復システムの実施方式は、図1~9に示すように、少なくともキャリア1と、サーバー2を含む。
前記キャリア1のカバー構造は、方形、半円形、円柱形等の構造であってよい。キャリア1の内側に複数の角度調整可能なライトプロジェクター10と1台以上のビデオカメラ11が設置され、又は複数のレーザー距離計12(図7参照)を増設することによって、3Dモデルの精度を高める。ビデオカメラ11はキャリア1の中間つまり中央位置に架設される。前記サーバー2を角度調整可能なライトプロジェクター10、ビデオカメラ11およびレーザー距離計12の信号に接続し、有線信号又は無線信号に接続することができる。かつキャリア1に無線信号送信機13が設置され(図7参照)、当該無線信号送信機13を角度調整可能なライトプロジェクター10、ビデオカメラ11およびレーザー距離計12の信号に接続し、更に当該無線信号送信機13を通して、角度調整可能なライトプロジェクター10、ビデオカメラ11およびレーザー距離計12とサーバー2の無線信号に接続する。
The following description provides a better understanding of the present invention. An implementation of the holdings digitization and restoration system includes at least a
The cover structure of the
前記角度調整可能なライトプロジェクター10に可視光ランプ100、赤外線ランプ101と紫外線ランプ102が設置されている。当該可視光ランプ100、赤外線ランプ101と紫外線ランプ102は独立型照明器具であって、又はニーズによって、可視光ランプ100、赤外線ランプ101と紫外線ランプ102を組み立てた一体型3光源ランプ(図4および5参照)を使うことが可能である。光源の照射角度を微調整するために、前記角度調整可能なライトプロジェクター10に角度調整器103が設置され、また傾斜角度で下方を照射することができる(垂直照射すると光の反射角が無いので、光源の照射角度は文化財の表面と垂直になってはならない)。
A
図8に示すように、前記ビデオカメラ11は複数であるとき、3Dモデルのために、光学スキャナによる3D再構成画像を撮影することができる。
As shown in FIG. 8, when the
図1~3に示すように、前記キャリア1のカバー構造にフレーム14と複数組の移動式架台15が設置され、前記フレーム14に複数組の第一レール溝140が設置され、前記移動式架台15に複数組の第二レール溝150が設置されている。フレーム14と移動式架台15の間に複数組の調整要素16が設置されることによって、移動式架台15をフレーム14内の任意の位置に調整することが可能である。図6に示すように、前記調整要素16に直角止め金160、複数のボルト161と複数のナット162が設置され、当該直角止め金160の両側にボルト161が設置され、かつ前記フレーム14の第一レール溝140内と前記移動式架台15の第二レール溝150内に前記ナットが設置されている。ボルト161で第一レール溝140および第二レール溝150内のナット162を締めるとき、フレーム14と移動式架台15が互いに固定され、ボルト161とナット162を緩めるとき、移動式架台15はフレーム14上で移動し、位置を調整することによって、移動式架台15をフレーム14内の任意の位置に調整することが可能であるので、文化財の形や大きさによって調整を行うことができる。前記フレーム14の底部に移動機構141が設置されることによって、フレーム14を補助して移動式スキャンを行う。前記移動機構141はノーマルホイールセット構造又はパワーホイールセット構造、すなわち、駆動輪が制御される構造であって、かつ当該パワーホイールセット構造は前記サーバー2により精確に位置を移動させ、および自動的に位置を修正することによって、人的ミスを減らす。前記フレーム14の外側にレンズフード(図面に示されていない)が設置されることによって、外部光源によりキャプチャした結果に影響を与えることを防ぐ。
As shown in FIGS. 1 to 3, the cover structure of the
図9に示すように、前記サーバー2に反射変換イメージングモジュール20、立体画像モジュール21、多波長撮影モジュール22とデータ処理モジュール23が設置される。前記反射変換イメージングモジュール20は、前記角度調整可能なライトプロジェクター10の可視光ランプ100とビデオカメラ11を通して、文化財の反射変換イメージングデータをキャプチャし、立体画像モジュール21は前記ビデオカメラ11(とレーザー距離計12)を通して、文化財の3D立体画像データをキャプチャし、多波長撮影モジュール22は、角度調整可能なライトプロジェクター10の可視光ランプ100、赤外線ランプ101、紫外線ランプ102とビデオカメラ11を通して、文化財の多波長画像データをキャプチャする(ノーマル光学スキャンの画像、赤外線スキャンの画像および紫外線スキャンの画像を含む)。前記データ処理モジュール23は、反射変換イメージングモジュール20、立体画像モジュール21と多波長撮影モジュール22がキャプチャしたデータを演算することによって、画像3Dモデルおよび強化された高精度の特徴を有する図案、3D点群と自動オーバーレイを用いた特徴を有する画像、微弱なデータを識別し、また定量的に検出し、立体画像の自動キャプチャシステム等のデータを獲得することによって、当該データを利用して所蔵文化財の保存、修復、検査等に幅広く応用される。
前記反射変換イメージング技術(RTI)は画像を基にする記録方法であって、画像の各画素の表面反射率関連信号をキャプチャし、数学的に与えられた位置に表面方向に垂直する法線方向から、およびRTIファイルは固定されたカメラの位置から、違う方向より光を投射し、複数のデジタル写真を撮影してから、各画像の信号を生成する。光の反射は物体表面の法線位置によって決められ、かつ光の入射角と法線の夾角は、光の反射角と法線の夾角は等しく、カメラの位置は固定されているので、各画像の光線よって法線位置を求めることができる。このときに一シリーズの輝点が違い、陰影が同じ画像が生成される。RTIにより画像中の各画素の表面法線を計算し、各画素中の法線の値とレッド、グリーン、ブルー(RGB)色の信号が同時に保存され、色彩と真実の3D形状の信号を効率よく記録し、使用者はこれによって画像表面の照明角度を制御し、またその表面法線ベクトルを検査し、かつ画像の照明情報は計算処理された数学曲面の模型を通して、各種細かいすじ模様の特徴を強化させることができる。
よって、使用者がレヴューア(Reviewer)を使って検査を行うとき、仮想光源の方向を選択することによって、軌道が異なる光源下で現れる3Dの細かいすじ模様の変化を観測する。実際の運用において、RTIは一種の計算撮影学の技術であり、異なる位置の固定光源により40~100枚の画像を収集して解析を行い、使っている画像認識ソフトウェアは光源の位置を推断することができれば、生物体表面の3D数学図形を生成する。レヴューアで編集したソフトウェアは前記画像から表面の法線ベクトル(Normal Vector)を計算し、更に表面の特徴を表し、細部を示す。前記レヴューアに数種の記録モードおよび展示モードを設置すると、数学を曲面法線およびRGB信号に応用することによって、各種の反射が強化され、前記強化ツール(又はレンダリングモード)は、表面形状と色を組み合わせた信号又は表面形状又は色を使うとき、RTI画像の形状データを通して、レヴューアの強化機能は、各画素がRGBデータフィルターのみ使うときより一層多く対象となる信号を現すことができる。前記強化ツールは、基本的なレンダリングモード(Basic rendering modes)、鏡面強化モード(Specular enhancement mode)又は正常な可視化モード(Normals Visualzation mode)であって、前記基本レンダリングモードは強化されずRTI画像であるので、このモードはパラメータがない。鏡面強化モードはRGB信号が隔離され、鏡面が強化されたとき、明るい部分の値は下げられ、当該エリアに影響されるエリアの鏡面反射が伝送されることによって、全表面が照らされる。前記正常な可視化モードは文化財の表面逐一画素の法線方向レンダリングを示し、当該レンダリングの各画素の正常値X、YとZ分量は、それぞれ赤、グリーンとブルーを表し、各画素の法線方向は特定の色によって示される。
前記立体画像技術光学を用いた立体映像技術を通して、レーザーを用いた立体映像技術又は光学を用いた立体映像技術とレーザーを用いた立体映像技術の複合技術によって実現させる。前記光学を用いた立体映像技術は、光学スキャナの信号に対して立体画像処理を行い、二次元デジタル画像シーケンスとの組み合わせにより、画像マッチング技術によって構造の立体深度の技術を導き出す。光学的立体画像再構成は、構造体的幾何構造と、すじ模様データを検知また解析することによって、実物のデジタルモデルを生み出す。近年、デジタルカメラ技術が急速に発展し、解像度は既に千万画素に達し、価格も安くなり、そのために映像によって3D物体を制作し、画像の特徴点マッチング技術を用いて、物体の3D点群とすじ模様信号を取得することによって、物体の3Dモデルを再構成する3D画像式スキャン技術は非常に経済的である。
レーザーを用いた立体映像技術は、前から存在した技術である。当該レーザーを用いた立体映像技術と光学を用いた立体映像技術を組み合わせて使うことによって、3Dモデリングの精度を高める。
前記多波長画像技術は数種の波長・周波数が違う光学画像を使って解析を行い、微弱なデータを識別し、また定量的に検出する利点があり、かつ図譜の特徴信号を獲得することができる。紫外線、可視光および赤外線の一シリーズ周波帯の光画像解析、文化財の比較的微弱なデータを検査測定し、また文化財の微弱なデータを獲得することができる。本考案は主に可視光画像によって文化財の色沢および輝度分布を獲得する。赤外線の透過効果を通して文化財の顔料層を透過することにより、顔料層底層に他の肉眼で観察できない微弱なデータ、例えば色層の重なり又は図案の下地があるかどうかを観察し、かつ赤外線は優れた炭素検知能力を持っているために、弱い墨の線を検出することができる。また弱い墨の線を検査・測定し、絵画の独自の風格又は絵描きスキルを観察するときに役立っている。紫外線を文化財に照射すると、違う物質に対して波長又は強度が違う蛍光を発射するために、文化財は有機物質又は微生物に侵入又は侵食されたかどうかを判断することができる。またこの技術によって修復又は補修跡を検査し、保存修理技術者の文化財に対する修理が便利になり、および文化財を貸し出すときの損害賠償の根拠、および文化財がすり替えられた際の根拠になる。
As shown in FIG. 9 , the
The reflectance transform imaging technique (RTI) is an image-based recording method that captures the surface reflectance-related signal for each pixel in the image and stores it at a mathematically-given location in the normal direction perpendicular to the surface direction. From and RTI files, from a fixed camera position, project light from different directions, take multiple digital photographs, and then generate signals for each image. Reflection of light is determined by the normal position of the object surface, and the angle of incidence of light and the included angle of the normal are equal to the angle of reflection of light and the included angle of the normal, and the position of the camera is fixed, so each image , the normal position can be determined by the ray of . At this time, a series of images with different bright spots and the same shadows are generated. RTI computes the surface normal of each pixel in the image, and the normal value and red, green, blue (RGB) color signals in each pixel are stored simultaneously to efficiently convert color and true 3D shape signals. By recording well, the user can control the illumination angle of the image surface and inspect its surface normal vector, and the illumination information of the image can be obtained through the model of the mathematical surface calculated and processed, and the characteristics of various fine stripes. can be strengthened.
Therefore, when the user conducts an inspection using the Reviewer, by selecting the direction of the virtual light source, the 3D fine streak patterns appearing under different light sources with different trajectories are observed. In actual operation, RTI is a kind of computational photography technology, which collects and analyzes 40-100 images with fixed light sources at different positions, and the image recognition software used infers the position of the light source. If possible, generate a 3D mathematical representation of the surface of the organism. Reviewer-edited software computes the surface Normal Vector from the image, further characterizing the surface and showing detail. With several recording and exhibition modes in the reviewer, various reflections are enhanced by applying mathematics to surface normals and RGB signals, and the enhancement tool (or rendering mode) can be used to determine surface shape and color. Through the shape data of the RTI image, the reviewer's enhancement function allows each pixel to reveal more of the signal of interest than when using only RGB data filters. The enhancement tools are Basic rendering modes, Specular enhancement mode, or Normals Visualzation mode, where the Basic rendering mode is an RTI image without enhancement. So this mode has no parameters. The specular enhancement mode isolates the RGB signals and when specular is enhanced, the value of bright areas is reduced and the entire surface is illuminated by transmitting the specular reflection of the affected area to the area in question. The normal visualization mode shows a pixel-by-pixel normal rendering of the surface of the artifact, the normal values X, Y and Z quantities of each pixel in the rendering representing red, green and blue, respectively, and the normal of each pixel Directions are indicated by specific colors.
Through the 3D image technology using the 3D image technology optics, the 3D image technology can be realized by a 3D image technology using a laser or a composite technology of a 3D image technology using optics and a 3D image technology using a laser. The optical stereoscopic imaging technique performs stereoscopic image processing on the signal of the optical scanner, and in combination with the two-dimensional digital image sequence, derives the technique of stereoscopic depth of structure through image matching technology. Optical stereoscopic reconstruction produces a digital model of the real thing by detecting and analyzing structural geometry and streak data. In recent years, digital camera technology has developed rapidly, the resolution has reached 10 million pixels, and the price has decreased. A 3D image-based scanning technique that reconstructs a 3D model of an object by acquiring streak signals is very economical.
Stereoscopic imaging technology using lasers is a technology that has existed for a long time. The precision of 3D modeling is enhanced by combining the stereoscopic imaging technology using the laser and the stereoscopic imaging technology using optics.
The multi-wavelength imaging technology uses optical images with different wavelengths and frequencies for analysis, has the advantage of identifying and quantitatively detecting weak data, and can acquire the characteristic signals of the map. can. Ultraviolet, visible light and infrared one series wave band optical image analysis, can inspect and measure relatively weak data of cultural relics, and obtain weak data of cultural relics. The present invention mainly obtains the color and brightness distribution of cultural relics by visible light images. By penetrating the pigment layer of cultural relics through the transmission effect of infrared rays, it is possible to observe whether there are other weak data invisible to the naked eye on the bottom layer of the pigment layer, such as the overlapping of color layers or the background of the pattern, and the infrared rays Due to its excellent carbon sensing ability, it can detect weak ink lines. It is also useful for inspecting and measuring weak ink lines and observing the unique style of a painting or the skill of a painter. When the cultural property is irradiated with ultraviolet light, it emits fluorescence with different wavelengths or intensities for different materials, so it can be determined whether the cultural property has been invaded or eroded by organic substances or microorganisms. In addition, this technology can be used to inspect restoration or repair marks, making it convenient for conservation and repair engineers to repair cultural properties, as well as being the basis for compensatory damages when cultural properties are rented out, and when cultural properties are replaced. .
よって、本考案の所蔵文化財のデジタル化および修復システムを運用するとき、キャリア1を文化財に架設してから、文化財の大きさによってキャリア1のフレーム14と移動式架台15の構造を調整する。サーバー2を通して角度調整可能なライトプロジェクター10、ビデオカメラ11、レーザー距離計12と移動機構141を制御して1つのデータをキャプチャし、又はセグメントによりキャプチャ(文化財の大きさによる)を制御すると、反射変換イメージング技術、3Dモデル技術と多波長画像技術が必要なデータを獲得することができる。更にサーバー2のデータ処理モジュール23を通して画像3Dモデルおよび強化された高精度の特徴を有する図案、3D点群と自動オーバーレイを用いた特徴を有する画像、微弱なデータを識別し、また定量的に検出し、立体画像の自動キャプチャシステム等のデータを獲得し、また当該データを所蔵文化財の保存、修復、検査、VR(仮想現実)、AR(拡張現実)等に応用することができる。本考案により文化財の3D立体構造の特徴を完全に還元し、肉眼では見えない細部まで完璧に記録することが可能であるので、様々な研究分野で使われ、そのデータ作成が速くて、高精確度、高精細度、低コスト、広い範囲に応用することができるので(国家文化財又は私人文化財の所蔵品デジタル化、人体又は動植物の成長記録等)、本考案の構成は最も実用性が高く、しかも経済効果を持っている。
Therefore, when operating the digitization and restoration system of the holding cultural property of the present invention, after the
本考案の態様又は使用方式は、以上述べた実施例に限定されるものではない。本考案の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、実用新案登録請求の範囲に記載された技術的思想の範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本考案の技術的範囲に属するものと了解される。 The aspects or modes of use of the invention are not limited to the examples described above. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs can conceive of various modifications or modifications within the scope of the technical ideas described in the scope of utility model registration claims. It is understood that these also belong to the technical scope of the present invention.
1 キャリア
10 角度調整可能なライトプロジェクター
100 可視光ランプ
101 赤外線ランプ
102 紫外線ランプ
103 角度調整器
11 ビデオカメラ
12 レーザー距離計
13 無線信号送信機
14 フレーム
140 第一レール溝
141 移動機構
15 移動式架台
150 第二レール溝
16 調整要素
160 直角止め金
161 ボルト
162 ナット
2 サーバー
20 反射変換イメージングモジュール
21 立体画像モジュール
22 多波長撮影モジュール
23 データ処理モジュール
Claims (10)
前記キャリアはカバー構造であって、前記キャリアの内側に複数の角度調整可能なライトプロジェクターと1台以上のビデオカメラが設置され、前記角度調整可能なライトプロジェクターに可視光ランプ、赤外線ランプと紫外線ランプが設置され、
前記サーバーは前記角度調整可能なライトプロジェクターおよび前記ビデオカメラの信号に接続され、前記サーバーに反射変換イメージングモジュール、立体画像モジュール、多波長撮影モジュールとデータ処理モジュールが設置され、
前記反射変換イメージングモジュールは前記角度調整可能なライトプロジェクターの前記可視光ランプと前記ビデオカメラを通して、文化財の反射変換イメージングデータをキャプチャし、
前記立体画像モジュールは前記ビデオカメラを通して文化財の3D立体画像データをキャプチャし、
前記多波長撮影モジュールは前記角度調整可能なライトプロジェクターの前記可視光ランプ、前記赤外線ランプ、前記紫外線ランプと前記ビデオカメラを通して、文化財の多波長画像データをキャプチャし、
前記データ処理モジュールは、前記反射変換イメージングモジュール、前記立体画像モジュールと前記多波長撮影モジュールがキャプチャしたデータを演算することによって、画像3Dモデルおよび図案、3D点群と自動オーバーレイを用いた特徴を有する画像、データを識別し、定量的に検出し、立体画像の自動キャプチャシステム等のデータを獲得することを特徴とする文化財のデジタル化および修復システム。 including a carrier and a server;
The carrier has a cover structure, a plurality of angle-adjustable light projectors and one or more video cameras are installed inside the carrier, and the angle-adjustable light projectors include a visible light lamp, an infrared lamp and an ultraviolet lamp. is installed and
the server is connected to the signals of the angle-adjustable light projector and the video camera, the server is equipped with a reflection conversion imaging module, a stereoscopic imaging module, a multi-wavelength imaging module and a data processing module;
the reflective transform imaging module captures reflective transform imaging data of cultural relics through the visible light lamp of the angle-adjustable light projector and the video camera;
the stereoscopic image module captures 3D stereoscopic image data of cultural relics through the video camera;
the multi-wavelength photography module captures multi-wavelength image data of cultural relics through the visible light lamp, the infrared lamp, the ultraviolet lamp and the video camera of the angle-adjustable light projector;
The data processing module has features using image 3D models and designs, 3D point clouds and automatic overlay by computing the data captured by the reflectance conversion imaging module, the stereoscopic imaging module and the multi-wavelength imaging module. A digitization and restoration system for cultural assets characterized by identifying and quantitatively detecting images, data, and acquiring data such as an automatic capture system for stereoscopic images.
位置を調整することによって、前記移動式架台を前記フレーム内の任意の位置に調整することができ、文化財の形や大きさによって調整を行うことができるよう、前記ボルトで前記第一レール溝および前記第レール溝内の前記ナットを締めると、前記フレームと前記移動式架台が互いに固定され、前記ボルトと前記ナットを緩めると、前記移動式架台は前記フレーム上で移動することを特徴とする請求項6に記載の文化財のデジタル化および修復システム。 The adjusting element is provided with a right-angle catch, a plurality of bolts and a plurality of nuts, the bolts are installed on both sides of the right-angle catch, and the first rail groove of the frame and the first rail of the mobile platform are installed. The nut is installed in the second rail groove,
By adjusting the position, the mobile platform can be adjusted to any position in the frame, and the bolts are installed in the first rail groove so that the adjustment can be made according to the shape and size of the cultural property. and when the nuts in the second rail grooves are tightened, the frame and the mobile platform are fixed to each other, and when the bolts and the nuts are loosened, the mobile platform moves on the frame. The cultural property digitization and restoration system according to claim 6.
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JP2022004286U JP3241099U (en) | 2022-12-28 | 2022-12-28 | Cultural property digitization and restoration system |
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