Extração de esboços de pinturas rupestres baseada em dados multiespectrais e convolução por diferença de pixels fusionada

ZHANG Huanhuan ,  

WANG Huiqin ,  

WANG Ke ,  

WANG Zhan ,  

ZHEN Gang ,  

HE Zhang ,  

摘要

O uso de métodos existentes de detecção de bordas para extrair esboços de pinturas rupestres antigas apresenta problemas de alta interferência de ruído e perda significativa de informações. Este artigo propõe um método de extração de esboços de pinturas rupestres baseado na fusão de convolução por diferença de pixels e dados multiespectrais, utilizando um método de separação de ruído mínimo para separar as informações efetivas e o ruído nos dados multiespectrais, selecionando a banda principal ótima para a extração do esboço. Para resolver o problema da extração da informação do gradiente da imagem pela convolução tradicional, é introduzida a convolução por diferença de pixels para melhorar as informações do gradiente da detecção de bordas. No lado da rede de saída, é adicionado um módulo de aumento de escala (SEM) para enriquecer as características multiescala; além disso, para abordar o problema da classificação incorreta de pixels causada pelo desequilíbrio em nível de pixel, foi projetada uma estratégia de função de perda Dice baseada na similaridade da imagem, minimizando progressivamente a distância de pixels para obter bordas claras da imagem. O modelo é ajustado com o conhecimento a priori do conjunto de dados das pinturas rupestres para resolver o problema da insuficiência de dados. Os resultados experimentais mostram que o método proposto pode extrair esboços relativamente claros em cenários de desbotamento e alto ruído, com SSIM e RMSE melhores do que outros algoritmos, melhorando respectivamente de 2% a 10% e de 2% a 4%. A validação no conjunto de dados público BIPED mostrou que os valores de ODS e OIS aumentaram 0,005 e 0,007 respectivamente em comparação com PiDiNet. Este método pode extrair imagens de esboços claras e completas de pinturas rupestres desbotadas e danificadas.

关键词

extração de esboços; imageamento espectral; convolução por diferença de pixels; equilíbrio em nível de pixel; pinturas rupestres

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