Wykorzystanie technik komputerowego przetwarzania obrazów w badaniach obiektów zabytkowych

mgr Joanna Gancarczyk

Promotor: Prof. dr hab. inż. Ryszard Tadeusiewicz
Dyscyplina: Informatyka


W rozprawie przedstawiono zbiór metod mających na celu wykazanie celowości i skuteczności wykorzystania komputerowego przetwarzania obrazów w badaniach obiektów zabytkowych. Badaniu poddano serię reprodukcji obrazów w postaci zdjęć cyfrowych z wykorzystaniem fluorescencji UV, reflektografii IR oraz wysokiej rozdzielczości zdjęć w świetle widzialnym. Analiza komputerowa została przeprowadzona w kierunku wyodrębnienia ukrytych detali, takich jak rysunek ukrytej warstwy malarskiej, retusze oraz odseparowanie krakelur (spękań warstwy malarskiej). Nowym, nie publikowanym wcześniej rezultatem przedstawionym w rozprawie jest opracowanie metody segmentacji krakelur poprzez połączenie technik przetwarzania obrazów z metodą eksploracji danych.

Metody rozrostu obszaru oraz morfologii matematycznej stosowane w zadaniu segmentacji krakelur z reguły wiążą się z problemem zbyt dużej czułości na zakłócenia lub wymaganego istotnego wkładu pracy manualnej. Podejście prezentowane w niniejszej rozprawie polega na wyodrębnieniu tylko niewielkiego fragmentu (zbioru treningowego) badanego obrazu i naniesieniu na niego przez eksperta maski spękania. Tak zdefiniowana maska jest następnie analizowana poprzez proces automatyczny, i na jej podstawie generowany jest zbiór reguł dla wyodrębnienia krakelur w całym obrazie. Zadanie wyodrębnienia reguł klasyfikacyjnych realizowane jest poprzez konstrukcję modelu drzewa decyzyjnego. Atrybuty, na których podstawie przeprowadza się klasyfikację tworzą wektor cech V(x,y)=[a1,…,an], gdzie x,y są współrzędnymi badanego piksela a a1,…,an reprezentują odnośnik do klasy oraz zbiór atrybutów bazujących na wartościach intensywności – oryginalnych dla danego piksela oraz po jego transformacji poprzez operacje morfologiczne oraz filtrację przestrzenną. Odnośnik do klasy reprezentowany jest przez ‘1’ lub ‘0’ dla pikseli należących do spękania i tła odpowiednio.

Rezultaty uzyskane w badaniach potwierdzają tezę rozprawy, stwierdzającą, że „Dysponując zdjęciem cyfrowym obiektu zabytkowego o dużej rozdzielczości i głębi bitowej, można przeprowadzić proces komputerowej analizy obrazu mającej na celu uzyskanie wyniku segmentacji detali zbieżnego z wynikiem uzyskiwanym w tradycyjnej pracy konserwatora, w istotnie krótszym czasie”