技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本公開涉及對(duì)包括藝術(shù)品在內(nèi)的文化制品進(jìn)行分析、修復(fù)和鑒定的手段和過程。
背景技術(shù)
[0002] 在計(jì)算機(jī)輔助的文化制品(cultural?artefact)分析的領(lǐng)域中，最大的問題來自于當(dāng)前使用的系統(tǒng)和過程所生成的數(shù)據(jù)量。
[0003] 通過計(jì)算機(jī)輔助的從一批碎片重組三維考古學(xué)制品時(shí)使用的系統(tǒng)和過程充分例示了該問題。這是考古學(xué)中的主要問題之一，并且目前大量研究針對(duì)計(jì)算機(jī)輔助的重組技術(shù)。
[0004] 下面提及此類研究的示例。將領(lǐng)會(huì)的是，下面概述的提案純粹是當(dāng)前正在開發(fā)的用于從一批碎片重組三維考古學(xué)制品的許多系統(tǒng)的示例。這些示例不是窮舉的，也不意圖用于解釋本
說明書、本文描述的
發(fā)明或本公開的范圍。
[0005] Yifan?Lu等人將該研究中的一些總結(jié)為大部分聚焦于模式辨識(shí)或增強(qiáng)視覺。1他們指出，典型的考古學(xué)研究涉及到考古學(xué)家去往各種考古學(xué)現(xiàn)場挖掘文物。為了分析這些文物，對(duì)潛在大量的所收集的碎片進(jìn)行分類并從這些潛在大量的所收集的碎片來修復(fù)完整的文物是必不可少的，而大多數(shù)考古學(xué)研究仍然是在場地或在實(shí)驗(yàn)室中人工完成的?？脊艑W(xué)家需要將上千
塊碎片分類成數(shù)百個(gè)種類。在分類之后，對(duì)碎片進(jìn)行重組以恢復(fù)原始文物是接下來的主要挑戰(zhàn)。通常，考古學(xué)碎片已經(jīng)變型且
破碎。它們通常具有類似的紋理和外觀。這樣的困難又加劇了分類和重組難題。
[0006] 他們參考了針對(duì)重組問題訴諸于計(jì)算機(jī)輔助的研究，包括以下成果：
[0007] Willis和Cooper，在假設(shè)所有的壺都具有對(duì)稱軸的情況下、在給定碎片的3D測量的情況下自動(dòng)重組3D壺的
框架；2
[0008] Kong和Kimia，用于2D和3D“七巧板”求解的自動(dòng)化方法，其
算法具有兩個(gè)階段：局部形狀匹配，然后是全局搜索和重建；3
[0009] Papaioannou等人，聚焦于表面幾何學(xué)，他們使用全局優(yōu)化方法基于對(duì)象的彼此可見的面之間的距離來最小化以給定的相對(duì)
姿態(tài)的兩個(gè)對(duì)象部分之間的互補(bǔ)匹配的錯(cuò)誤測量——效果依賴于具有高度細(xì)節(jié)化或密集
采樣的模型，并且其還經(jīng)受計(jì)算復(fù)雜度的困擾；4[0010] Kampel等人，他們從估計(jì)碎片的正確取向開始，從而得出碎片在原始容器上的準(zhǔn)確
位置，并且然后基于其剖面圖來對(duì)碎片進(jìn)行分類；由于候選碎片的取向是已知的，因此在兩個(gè)
自由度的搜索空間中實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)碎片的對(duì)齊；他們提出基于斷面輪廓之間的逐點(diǎn)距離5
的匹配算法；
[0011] Benko等人，用于考古學(xué)的視覺交互系統(tǒng)，其中介紹了要建立用于允許多個(gè)用戶進(jìn)行對(duì)考古學(xué)發(fā)掘的異地模擬的實(shí)驗(yàn)性、協(xié)作性的
混合現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。6
[0012] Yifan?Lu等人指出現(xiàn)有方法要求使用關(guān)于文物屬性的附加信息或強(qiáng)約束，并且他們轉(zhuǎn)而從不同的視
角提出方法：由于人類在基于先驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)來做出
感知選擇方面比起計(jì)算機(jī)具有一些補(bǔ)充且更好的能
力，因此他們認(rèn)為在一種方法中組合交互式和自動(dòng)化方法是有利的，其中：
[0013] 在第一步驟中，使用高
質(zhì)量數(shù)字相機(jī)從不同角度拍攝碎片。
[0014] 在第二步驟中，使用攝影制圖(photogrammetry)
軟件來產(chǎn)生碎片的3D?VRML模型并且提取相關(guān)聯(lián)的邊界曲線。
[0015] 然后將3D?VRML模型導(dǎo)入到專用軟件應(yīng)用，并將邊界曲線轉(zhuǎn)換為
曲率和撓率形式。
[0016] 在下一步驟中，使用循環(huán)編輯距離算法來將由曲率和撓率表示的一個(gè)邊界曲線與其他曲線進(jìn)行匹配。7
[0017] 通過比較一個(gè)目標(biāo)邊界曲線與其他邊界曲線來生成以匹配概率降序排序的列表。
[0018] 考古學(xué)家可以查看碎片并選擇來自碎片的一個(gè)感興趣的邊界曲線，并且基于自動(dòng)化排序和其自己的專
門知識(shí)來找出哪些其他碎片具有源于同一文物的高可能性。
[0019] 在
訪問網(wǎng)絡(luò)(Access?Grid)上部署專用的軟件應(yīng)用，該網(wǎng)絡(luò)允許幾名考古學(xué)家一8
起交互式地重組文物。
[0020] 在第四部分中描述了概念架構(gòu)。該論文被組織成遵循上述修復(fù)問題中的步驟序列。在第五和第六部分中呈現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)結(jié)果、結(jié)論和未來工作。
[0021] Kang?Zhang、Wuyi?Yu等人以不同方式分類了現(xiàn)有的3D碎片重組算法：(1)基于斷裂區(qū)域匹配的重組，以及(2)使用模板引導(dǎo)的重組。斷裂區(qū)域匹配方法利用了相鄰碎片的局部斷裂幾何形狀中的相似性，而模板引導(dǎo)方法基于碎片化的塊與完整模型的最佳匹配來組合碎片化的塊。他們指出，每種方法都具有優(yōu)點(diǎn)和限制，并且這兩種種類中的重組算法都在高效地處理小的碎片化塊時(shí)報(bào)告出困難。首先，在小碎片的情況下，區(qū)分和分割完整和斷裂區(qū)域尤其具有挑戰(zhàn)性。其次，不確定的潛在匹配數(shù)量趨于很大并且難以高效地刪減。他們轉(zhuǎn)而提出這樣的重組流
水線：其整合了模板引導(dǎo)和斷裂區(qū)域匹配，使用來自完整和斷裂區(qū)域的信息來在碎片和模板當(dāng)中構(gòu)建許多潛在的匹配關(guān)系，并且然后通過多
塊匹配優(yōu)化，其過程刪減并精煉這些可能的匹配以獲得碎片的總體上一致的對(duì)齊。所提出的重組流水線是三步驟的流水線：(1)由模板引導(dǎo)的初始重組；(2)碎片之間的逐對(duì)斷裂匹配；以及(3)整合了完整和斷裂信息二者的多塊匹配。其主要技術(shù)貢獻(xiàn)包括(a)用于對(duì)齊具有小的重疊區(qū)域的碎片的可靠的逐對(duì)匹配算法，以及(b)有效地整合了模板引導(dǎo)和逐對(duì)碎片匹配的多塊匹配和精煉算法，其
迭代地優(yōu)化碎片放置，同時(shí)一致地控制累積錯(cuò)誤并避免穿透(penetration)。9
[0022] 直到計(jì)算機(jī)化掃描和成像技術(shù)出現(xiàn)為止，這些成果中沒有任何是可能的。這些技術(shù)的代表性示例是用于修復(fù)所發(fā)掘的壁畫嵌片或類似考古學(xué)對(duì)象的自動(dòng)化系統(tǒng)，其由來自普林斯頓大學(xué)的計(jì)算機(jī)科學(xué)家開發(fā)，并且介紹于計(jì)算機(jī)器SIGGRAPH會(huì)議協(xié)會(huì)(2008年，洛杉磯)。10
[0023] 普林斯頓的研究者們所使用的設(shè)置包括平板掃描器(通常用于掃描文檔的類型的平板掃描器，并且其掃描碎片的表面)、激光測距儀(本質(zhì)上是
激光束，其掃描碎片的寬度和深度)以及機(jī)械化的旋轉(zhuǎn)臺(tái)(其允許在測量碎片的同時(shí)精確地旋轉(zhuǎn)碎片)。這些設(shè)備連接到膝上型計(jì)算機(jī)。通過遵循精確定義的動(dòng)作序列，在考古學(xué)家指導(dǎo)下進(jìn)行作業(yè)的管理員可以使用該系統(tǒng)來數(shù)字化地采集碎片信息。在該過程中，首先使用平板掃描器來數(shù)字化地采集碎片的高
分辨率彩色圖像。接下來，將碎片置于旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，并且激光測距儀從各個(gè)視角測量其可見表面。然后上下翻轉(zhuǎn)該碎片，并重復(fù)該過程。最后，使用計(jì)算機(jī)算法，首先要對(duì)齊各種部分表面測量以產(chǎn)生該塊的完整且準(zhǔn)確的三維圖像。另一人分析所掃描的圖像以檢測測距儀可能錯(cuò)過了的裂縫或其他微小的表面標(biāo)記。該系統(tǒng)然后將所有收集到的信息——形狀、圖像和表面細(xì)節(jié)——整合成每個(gè)碎片的數(shù)據(jù)富集的記錄。
[0024] 正是該最后一方面產(chǎn)生了從一批碎片重組三維考古學(xué)文物中的最大問題之一，即系統(tǒng)和這些過程所生成的數(shù)據(jù)量。當(dāng)開始分析和匹配較小數(shù)量的碎片時(shí)，這些系統(tǒng)能適當(dāng)?shù)貓?zhí)行。然而，重組大量三維作品所需的時(shí)間變得相當(dāng)長。
[0025] 在進(jìn)行包括藝術(shù)作品的文化制品的鑒定時(shí)產(chǎn)生了本質(zhì)上相同的問題。直到計(jì)算機(jī)化掃描和成像技術(shù)出現(xiàn)為止，使用起源和
風(fēng)格分析的組合來嘗試確定藝術(shù)品的真實(shí)性。然而現(xiàn)在，計(jì)算機(jī)輔助的藝術(shù)品分析結(jié)合感測和成像技術(shù)的進(jìn)步卻越來越多地涉及到將多種多樣的科學(xué)學(xué)科應(yīng)用于藝術(shù)品分析的領(lǐng)域，這些學(xué)科包括物理學(xué)、化學(xué)和
生物化學(xué)。
[0026] 諷刺的是，正是這種技術(shù)繁殖導(dǎo)致了本公開所針對(duì)的問題，即生成海量數(shù)據(jù)集，這傾向于致使多種掃描、成像和分析技術(shù)的使用是不切實(shí)際的。
發(fā)明內(nèi)容
[0027] 根據(jù)本公開，一種分析目標(biāo)文化制品的方法包括以下步驟：
[0028] 借助于多模式數(shù)字成像設(shè)備掃描所述目標(biāo)制品，所述多模式數(shù)字成像設(shè)備被配置成使用多種非侵入式成像技術(shù)將所述制品掃描為
光子級(jí)、
納米級(jí)或分子級(jí)中的任何一個(gè)或多個(gè)，每種成像技術(shù)均被配置成產(chǎn)生所述制品的該成像技術(shù)所獨(dú)有的目標(biāo)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模型；
[0029] 通過算法對(duì)目標(biāo)復(fù)合數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模型進(jìn)行轉(zhuǎn)換以獲取目標(biāo)數(shù)字轉(zhuǎn)換；
[0030] 分析所述目標(biāo)數(shù)字轉(zhuǎn)換，以從所述目標(biāo)數(shù)字轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)中識(shí)別并選擇目標(biāo)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)，所述細(xì)節(jié)是根據(jù)預(yù)定的目標(biāo)制品細(xì)節(jié)選擇標(biāo)準(zhǔn)而選擇的；
[0031] 提取所選目標(biāo)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)并將其保存到目標(biāo)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)
存儲(chǔ)器(store)；
[0032] 借助于所述多模式數(shù)字成像設(shè)備掃描多個(gè)對(duì)照物(comparator)制品，以產(chǎn)生所述對(duì)照物制品中的每一個(gè)的對(duì)照物數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模型；
[0033] 通過算法對(duì)所述可對(duì)照(comparable)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模型進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以針對(duì)每個(gè)可對(duì)照數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模型獲取對(duì)照物數(shù)字轉(zhuǎn)換；
[0034] 分析所述對(duì)照物數(shù)字轉(zhuǎn)換，以從每個(gè)對(duì)照物數(shù)字轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)中識(shí)別并選擇對(duì)照物數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)，所述細(xì)節(jié)是根據(jù)所述目標(biāo)制品細(xì)節(jié)選擇標(biāo)準(zhǔn)而選擇的；
[0035] 提取所述對(duì)照物數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)并將其保存到對(duì)照物數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器；
[0036] 通過算法比較所述目標(biāo)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的目標(biāo)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)與存儲(chǔ)在所述對(duì)照物數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的對(duì)照物數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)，以根據(jù)預(yù)定的關(guān)聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)來識(shí)別與所述目標(biāo)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)關(guān)聯(lián)的對(duì)照物數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)；以及
[0037] 根據(jù)關(guān)聯(lián)程度來表征所述目標(biāo)制品。
[0038] 本公開的方法可以應(yīng)用于藝術(shù)品的鑒定，在這種情況下，待鑒定的藝術(shù)品將是目標(biāo)制品或藝術(shù)品，并且對(duì)照物制品必須取自創(chuàng)作了該目標(biāo)藝術(shù)品的藝術(shù)家的多個(gè)先前已鑒定的藝術(shù)品。
[0039] 根據(jù)本公開的該
實(shí)施例，一種分析目標(biāo)文化制品的方法包括以下步驟：
[0040] 借助于多模式數(shù)字成像設(shè)備掃描所述目標(biāo)制品，所述多模式數(shù)字成像設(shè)備被配置成使用多種非侵入式成像技術(shù)將所述制品掃描為光子級(jí)、納米級(jí)或分子級(jí)中的任何一個(gè)或多個(gè)，每種成像技術(shù)均被配置成產(chǎn)生所述制品的該成像技術(shù)所獨(dú)有的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模型；
[0041] 將所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模型組合成所述制品的復(fù)合數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模型；
[0042] 通過算法對(duì)所述復(fù)合數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模型進(jìn)行轉(zhuǎn)換以獲取數(shù)字轉(zhuǎn)換；
[0043] 分析所述數(shù)字轉(zhuǎn)換，以從所述數(shù)字轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)中識(shí)別并選擇數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)，所述細(xì)節(jié)是根據(jù)預(yù)定的目標(biāo)制品細(xì)節(jié)選擇標(biāo)準(zhǔn)而選擇的；
[0044] 提取所選數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)并將其保存到數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器；
[0045] 借助于所述多模式數(shù)字成像設(shè)備掃描由創(chuàng)作了所述目標(biāo)制品的藝術(shù)家的已鑒定的制品組成的多個(gè)對(duì)照物制品，以產(chǎn)生所述對(duì)照物制品中的每一個(gè)的對(duì)照物數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模型；
[0046] 通過算法對(duì)所述對(duì)照物數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模型進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以針對(duì)每個(gè)對(duì)照物數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模型獲取對(duì)照物數(shù)字轉(zhuǎn)換；
[0047] 分析所述對(duì)照物數(shù)字轉(zhuǎn)換，以從每個(gè)對(duì)照物數(shù)字轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)中識(shí)別并選擇對(duì)照物數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)，所述細(xì)節(jié)是根據(jù)所述目標(biāo)制品細(xì)節(jié)選擇標(biāo)準(zhǔn)而選擇的；
[0048] 提取所述對(duì)照物數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)并將其保存到對(duì)照物數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器本質(zhì)上是該藝術(shù)家所獨(dú)有的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)
數(shù)據(jù)庫；
[0049] 通過算法比較所述目標(biāo)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的目標(biāo)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)與存儲(chǔ)在所述對(duì)照物數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的對(duì)照物數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)，以根據(jù)預(yù)定的關(guān)聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)來識(shí)別與所述目標(biāo)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)關(guān)聯(lián)的對(duì)照物數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)，這本質(zhì)上是所述目標(biāo)制品的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)與存儲(chǔ)在該藝術(shù)家所獨(dú)有的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)的比較；以及[0050] 如果所述比較指示所述目標(biāo)制品數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)與所述對(duì)照物數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)之間的高于預(yù)定
閾值的關(guān)聯(lián)性，則報(bào)告所述目標(biāo)制品為真品。
[0051] 本公開包括一種藝術(shù)品鑒定裝置，其包括多模式數(shù)字成像/掃描設(shè)備、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器和可編程邏輯部件，所述數(shù)字成像設(shè)備包括多個(gè)非侵入式成像設(shè)備，每個(gè)非侵入式成像設(shè)備被配置成使用不同的成像技術(shù)來掃描目標(biāo)藝術(shù)作品并產(chǎn)生所述目標(biāo)作品的該成像技術(shù)所獨(dú)有的掃描數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模型，并且所述可編程邏輯部件被編程為：
[0052] 將源自每個(gè)成像設(shè)備的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模型組合成所述目標(biāo)作品的復(fù)合數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模型；
[0053] 通過算法對(duì)所述復(fù)合數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模型進(jìn)行轉(zhuǎn)換以獲取數(shù)字轉(zhuǎn)換；
[0054] 分析所述數(shù)字轉(zhuǎn)換，以根據(jù)預(yù)定的目標(biāo)作品細(xì)節(jié)選擇標(biāo)準(zhǔn)在所述數(shù)字轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)內(nèi)識(shí)別并選擇數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)；以及
[0055] 提取所選數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)并將其保存到所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器。
[0056] 所述藝術(shù)品鑒定裝置可編程邏輯部件優(yōu)選地被編程為將所述目標(biāo)作品的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)與存儲(chǔ)在該藝術(shù)家所獨(dú)有的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)進(jìn)行比較，所述數(shù)據(jù)庫填充有先前獲取的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)是通過掃描和通過算法從創(chuàng)作了所述目標(biāo)作品的藝術(shù)家的多個(gè)已鑒定的作品中的每一個(gè)中獲取的，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)是根據(jù)所述預(yù)定的目標(biāo)作品細(xì)節(jié)選擇標(biāo)準(zhǔn)而選擇的，以產(chǎn)生該藝術(shù)家所獨(dú)有的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)庫。
[0057] 在本公開的該形式中，所述藝術(shù)品鑒定裝置可以包括如果所述比較指示所述目標(biāo)作品數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)與所述數(shù)據(jù)庫數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)之間的高于預(yù)定閾值的相似度則報(bào)告所述目標(biāo)作品為真品的部件。
[0058] 盡管參考藝術(shù)品的鑒定描述了本公開的這些實(shí)施例，但是將領(lǐng)會(huì)的是，本公開可以在除藝術(shù)之外的環(huán)境中找到應(yīng)用，諸如稀有、罕見或昂貴的物品(諸如例如奢侈品)的識(shí)別和鑒定。
[0059] 作為成像技術(shù)的代替或除了成像技術(shù)之外，可以使用生物化學(xué)、并且尤其是遺傳分析用于計(jì)算機(jī)輔助的制品分析。
[0060] 在本公開的這樣的實(shí)施例中，分析目標(biāo)文化制品的方法可以包括以下步驟：
[0061] 通過以下步驟來產(chǎn)生目標(biāo)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模型：從所述目標(biāo)制品的材料中獲取包含所述制品的實(shí)際創(chuàng)造者(在所述制品的創(chuàng)造期間不可避免地將其DNA嵌入到所述制品的材料中的人)的DNA的材料樣品，對(duì)所述樣品進(jìn)行DNA分析，其中從所述樣品中提取源自所述制品的DNA并分離和分析源自實(shí)際創(chuàng)造者的DNA，以及對(duì)源自實(shí)際創(chuàng)造者的DNA分析的結(jié)果進(jìn)行數(shù)字化以從所述實(shí)際創(chuàng)造者DNA產(chǎn)生目標(biāo)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模型；
[0062] 通過算法對(duì)所述目標(biāo)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模型進(jìn)行轉(zhuǎn)換以獲得目標(biāo)數(shù)字轉(zhuǎn)換；
[0063] 分析所述目標(biāo)數(shù)字轉(zhuǎn)換，以從所述目標(biāo)數(shù)字轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)中識(shí)別并選擇目標(biāo)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)，所述細(xì)節(jié)是根據(jù)預(yù)定的目標(biāo)制品細(xì)節(jié)選擇標(biāo)準(zhǔn)而選擇的；
[0064] 提取所選目標(biāo)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)并將其保存到目標(biāo)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器；
[0065] 通過以下步驟來產(chǎn)生對(duì)照物數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模型：從所述制品的假定創(chuàng)造者(聲稱是所述制品的創(chuàng)造者的人)、從所述制品的假定創(chuàng)造者的環(huán)境獲取DNA樣品，對(duì)所述樣品進(jìn)行DNA分析，其中分離并分析源自所述假定創(chuàng)造者的DNA，以及對(duì)源自假定創(chuàng)造者的DNA分析的結(jié)果進(jìn)行數(shù)字化，以從所述假定創(chuàng)造者DNA產(chǎn)生目標(biāo)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模型；
[0066] 通過算法對(duì)所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模型進(jìn)行轉(zhuǎn)換以獲取目標(biāo)數(shù)字轉(zhuǎn)換；
[0067] 分析所述對(duì)照物數(shù)字轉(zhuǎn)換，以從每個(gè)對(duì)照物數(shù)字轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)中識(shí)別并選擇對(duì)照物數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)，所述細(xì)節(jié)是根據(jù)所述目標(biāo)制品細(xì)節(jié)選擇標(biāo)準(zhǔn)而選擇的；
[0068] 提取所述對(duì)照物數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)并將其保存到對(duì)照物數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器；
[0069] 通過算法比較所述目標(biāo)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的目標(biāo)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)與存儲(chǔ)在所述對(duì)照物數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的對(duì)照物數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)以及與兩者都不相關(guān)的數(shù)字DNA數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫，諸如可公開獲得的基因組，以根據(jù)預(yù)定的關(guān)聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)來識(shí)別與所述目標(biāo)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)關(guān)聯(lián)的對(duì)照物數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)；以及
[0070] 根據(jù)關(guān)聯(lián)程度來表征所述目標(biāo)制品。
[0071] 與藝術(shù)品有關(guān)的DNA的分類是通過將與藝術(shù)品有關(guān)的DNA與許多公開和私有的DNA和基因組數(shù)據(jù)庫中可獲得的DNA數(shù)據(jù)進(jìn)行比較來實(shí)現(xiàn)的。在此過程中，與藝術(shù)品有關(guān)的DNA首先被分類為人、動(dòng)物或
植物DNA，并且然后根據(jù)已知的DNA分類程序進(jìn)行分類以針對(duì)每個(gè)收集的樣品產(chǎn)生DNA數(shù)據(jù)。
[0072] 在將該方法應(yīng)用于藝術(shù)品鑒定時(shí)，優(yōu)選地，通過在以下情況下報(bào)告所述目標(biāo)制品為真品來表征所述目標(biāo)制品：如果所述算法比較——本質(zhì)上是DNA比較——證明了所述假定創(chuàng)造者的DNA與所述實(shí)際創(chuàng)造者的DNA之間的關(guān)聯(lián)性指示無法將所述假定創(chuàng)造者排除為從所述藝術(shù)品提取的DNA——本質(zhì)上是所述實(shí)際創(chuàng)造者的DNA——的直接或間接來源的高統(tǒng)計(jì)概率。
[0073] 本公開可以應(yīng)用于從許多制品碎片來數(shù)字重組三維制品。
[0074] 在本公開的該實(shí)施例中，一種從三維制品的一批碎片來數(shù)字重組該制品的方法包括以下步驟：
[0075] 借助于多模式數(shù)字成像設(shè)備產(chǎn)生關(guān)于待重組的碎片中的每一個(gè)的目標(biāo)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模型，所述多模式數(shù)字成像設(shè)備被配置成使用多種非侵入式成像技術(shù)將所述碎片掃描為光子級(jí)、納米級(jí)或分子級(jí)中的任何一個(gè)或多個(gè)，每種成像技術(shù)均被配置成產(chǎn)生每個(gè)制品的該成像技術(shù)所獨(dú)有的目標(biāo)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模型；
[0076] 通過算法將每個(gè)碎片的目標(biāo)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模型組裝成關(guān)于該碎片的三維復(fù)合數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模型；
[0077] 通過算法對(duì)目標(biāo)三維復(fù)合數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模型進(jìn)行轉(zhuǎn)換以獲取關(guān)于每個(gè)碎片的目標(biāo)數(shù)字轉(zhuǎn)換；
[0078] 分析所述目標(biāo)數(shù)字轉(zhuǎn)換，以從所述目標(biāo)數(shù)字轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)中關(guān)于每個(gè)目標(biāo)數(shù)字轉(zhuǎn)換識(shí)別并選擇數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)，所述細(xì)節(jié)是根據(jù)預(yù)定的目標(biāo)碎片細(xì)節(jié)選擇標(biāo)準(zhǔn)而選擇的；
[0079] 提取關(guān)于每個(gè)目標(biāo)數(shù)字轉(zhuǎn)換的所選數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)并將其保存到目標(biāo)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器，作為與該轉(zhuǎn)換有關(guān)的目標(biāo)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)；
[0080] 通過算法復(fù)制每個(gè)目標(biāo)數(shù)字轉(zhuǎn)換的目標(biāo)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)，以關(guān)于每個(gè)目標(biāo)碎片產(chǎn)生重復(fù)的對(duì)照物數(shù)字轉(zhuǎn)換以及與該轉(zhuǎn)換有關(guān)的對(duì)應(yīng)的對(duì)照物數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)；
[0081] 通過算法比較所述目標(biāo)數(shù)字轉(zhuǎn)換的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)與所述對(duì)照物數(shù)字轉(zhuǎn)換的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)，以根據(jù)預(yù)定的關(guān)聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)來識(shí)別與所述目標(biāo)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)關(guān)聯(lián)的對(duì)照物數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)；以及
[0082] 按照關(guān)聯(lián)性將所述目標(biāo)和對(duì)照物數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模型分組成群組，其中每個(gè)群組組成包括多個(gè)碎片數(shù)字模型的三維復(fù)合數(shù)字模型，其被以數(shù)字方式組裝成所述制品的至少一部分。
[0083] 所述數(shù)字重組方法可以便利地包括迭代地重復(fù)比較和分組步驟的過程，以逐步地從該制品的一批碎片重組至少部分完整的三維制品。
[0084] 待重組的制品可能由目標(biāo)制品構(gòu)成，該目標(biāo)制品的特性中的至少一些是已知的。
[0085] 對(duì)于這樣的制品，本公開的方法可以便利地被適配成近似于模板引導(dǎo)法的重組形式，所述方法在對(duì)所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模型進(jìn)行分組的步驟中包括基于其與完整模型的最佳匹配來對(duì)所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模型中的至少一些進(jìn)行分組的特定步驟。
[0086] 所述數(shù)字重組方法還可以包括以下步驟：在對(duì)所述制品進(jìn)行完整或部分的數(shù)字重組之后，反轉(zhuǎn)細(xì)節(jié)提取和數(shù)字轉(zhuǎn)換過程：
[0087] 通過算法從所選細(xì)節(jié)重建所述數(shù)字轉(zhuǎn)換；
[0088] 通過算法轉(zhuǎn)換所述數(shù)字轉(zhuǎn)換，以在將每個(gè)碎片重組成更大的整體之后以數(shù)字方式重建該碎片的復(fù)合數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模型；以及
[0089] 使用經(jīng)重組的碎片的經(jīng)數(shù)字重建的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模型來逐步地重組所述制品。
[0090] 將領(lǐng)會(huì)的是，在實(shí)踐中，永遠(yuǎn)不可能存在任何一批碎片中的所有碎片都源自單個(gè)制品的確實(shí)情況。反而，相反的情況很可能是正確的，并且通常將假設(shè)給定的一批碎片源自一個(gè)以上的制品，或者甚至可能包括并非源自任何制品的材料的碎片。
[0091] 為此，本公開的方法優(yōu)選地包括附加步驟：在將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的數(shù)字模型的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)彼此進(jìn)行比較的步驟中，關(guān)于所述數(shù)據(jù)模型中的至少一些識(shí)別與其他數(shù)據(jù)模型中的任何一個(gè)的細(xì)節(jié)都不互補(bǔ)的細(xì)節(jié)，并將具有非互補(bǔ)細(xì)節(jié)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模型分組為一組潛在不相關(guān)的數(shù)據(jù)模型。
[0092] 所述潛在不相關(guān)的數(shù)據(jù)模型很可能是并非源自所述目標(biāo)制品的碎片的數(shù)據(jù)模型。
[0093] 在本公開的優(yōu)選形式中，本公開的方法是一種從三維考古學(xué)制品的一批碎片中數(shù)字重組該制品的方法。
[0094] 本公開包括一種用于從一批碎片數(shù)字分析并重組三維制品的裝置，其包括多模式數(shù)字成像/掃描設(shè)備、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器和可編程邏輯部件，所述數(shù)字成像設(shè)備包括多個(gè)非侵入式成像設(shè)備，每個(gè)非侵入式成像設(shè)備被配置成使用不同的成像技術(shù)來掃描潛在地源自目標(biāo)制品的碎片并產(chǎn)生每個(gè)碎片的該成像技術(shù)所獨(dú)有的掃描數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模型，并且所述可編程邏輯部件被編程為：
[0095] 通過算法對(duì)所述復(fù)合數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模型進(jìn)行轉(zhuǎn)換以獲取數(shù)字轉(zhuǎn)換；
[0096] 分析所述數(shù)字轉(zhuǎn)換，以根據(jù)預(yù)定的目標(biāo)碎片細(xì)節(jié)選擇標(biāo)準(zhǔn)從所述數(shù)字轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)中識(shí)別并選擇數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)；
[0097] 提取所選數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)并將其保存到數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器；
[0098] 通過算法將所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的數(shù)字模型的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)彼此進(jìn)行比較，并關(guān)于所有或一些數(shù)據(jù)模型識(shí)別一個(gè)數(shù)據(jù)模型中的與至少一個(gè)其他數(shù)據(jù)模型的細(xì)節(jié)互補(bǔ)的細(xì)節(jié)；以及
[0099] 將具有互補(bǔ)細(xì)節(jié)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模型分組成群組。
[0100] 所述裝置優(yōu)選地是用于從一批考古學(xué)制品碎片來數(shù)字分析并重組三維考古學(xué)制品的裝置。
[0101] 本公開的多模式成像設(shè)備優(yōu)選地是便攜式設(shè)備，其允許例如在博物館或倉庫中或者在藝術(shù)品所有者的辦公室或住所中對(duì)制品和制品碎片進(jìn)行現(xiàn)場掃描。
具體實(shí)施方式
[0102] 將參考特定的示例來描述本公開，所述特定的示例包括對(duì)文化制品進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助分析，其應(yīng)用于藝術(shù)品鑒定，以確定藝術(shù)作品的來源或作者身份，并且以從一批碎片重組三維考古學(xué)制品。將領(lǐng)會(huì)的是，這純粹是通過示例的方式進(jìn)行的，并且不旨在將本公開限于這些示例。
[0103] 諸如藝術(shù)作品之類的物品或作品的計(jì)算機(jī)輔助鑒定首先需要采集該作品的數(shù)字圖像，該采集是借助于本公開的復(fù)合成像設(shè)備來實(shí)現(xiàn)的。
[0104] 由于通常對(duì)原始作品進(jìn)行分析，因此成像設(shè)備利用了非破壞性、非侵入式的掃描和成像技術(shù)，并使用從藝術(shù)作品中提取分子信息和其他信息而不會(huì)與對(duì)象
接觸的
硬件和方法。
[0105] 本公開的多模式成像設(shè)備優(yōu)選地是便攜式設(shè)備，其允許例如在博物館或倉庫中或者在藝術(shù)品所有者的辦公室或住所中對(duì)藝術(shù)品進(jìn)行現(xiàn)場掃描。
[0106] 多模式成像設(shè)備并入了許多成像設(shè)備，包括許多專用的高速3D相機(jī)，以及其他非破壞性的數(shù)字成像或掃描設(shè)備，尤其是分光鏡、激光設(shè)備和
濁度儀(nephelometer)。成像設(shè)備優(yōu)選地被配置用于在幾分鐘內(nèi)完成對(duì)藝術(shù)品的完整的多模式掃描。
[0107] 從實(shí)體上，成像設(shè)備優(yōu)選地被構(gòu)造為便攜式的并且包括機(jī)載計(jì)算能力以及足夠的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)施。優(yōu)選地，成像設(shè)備還設(shè)置有GSM和Wi-Fi連接性，以將掃描上傳到遠(yuǎn)離掃描
站點(diǎn)的處理實(shí)驗(yàn)室。該設(shè)備優(yōu)選地由
電池供電，但其可以包括主電源連接性，以使得能夠在較長的時(shí)間段內(nèi)實(shí)現(xiàn)多次掃描。
[0108] 數(shù)字成像通常通過成像設(shè)備的
波形來分類，該波形包括電磁
輻射和其他波，諸如
聲波。隨著波形穿過對(duì)象或從對(duì)象反射出來，波形的可變衰減傳遞了信息，這些信息構(gòu)成了圖像。在所有類別的數(shù)字成像中，信息都由圖像
傳感器轉(zhuǎn)變?yōu)橛捎?jì)算機(jī)處理的數(shù)字
信號(hào)。
[0109] 數(shù)字成像有助于由軟件進(jìn)行的
圖像分析和操縱。
[0110] 對(duì)于大多數(shù)藝術(shù)作品，多模式掃描器將包括能夠至少(但不限于)在視覺
頻譜范圍內(nèi)采集作品的數(shù)字圖像的至少一個(gè)掃描設(shè)備，這允許使用各種數(shù)字相機(jī)進(jìn)行數(shù)字拍攝。
[0111] 成像設(shè)備還可以包括聲波成像設(shè)備。
[0112] 另外，多模式掃描器可以包括能夠采集目標(biāo)藝術(shù)品的多頻譜圖像的一個(gè)或多個(gè)掃描器，每個(gè)圖像包括跨整個(gè)電磁頻譜處于特定
頻率的圖像數(shù)據(jù)，并且包括來自可見光范圍之外的頻率的
電磁輻射，諸如紅外和紫外。
[0113] 替換的掃描技術(shù)可包括反射轉(zhuǎn)換成像(RTI)、攝影測量法(photogrammetry)和各種激光掃描技術(shù)，以記錄藝術(shù)品表面的三維數(shù)據(jù)，包括深淺地勢起伏，諸如帶紋理的筆刷的3D地形地勢。
[0114] 另外，成像和頻譜技術(shù)可以包括VIS-NIR反射頻譜和多頻譜成像、微拉曼頻譜、
X射線熒光頻譜(XRF)和光學(xué)相干
斷層掃描(OCT)。這三種頻譜技術(shù)在顏料識(shí)別方面彼此互補(bǔ)。多頻譜成像(
近紅外波段)、OCT和微拉曼頻譜在油畫繪制和繪畫材料的
可視化和識(shí)別方面彼此互補(bǔ)。OCT探測基材的微觀結(jié)構(gòu)和光散射性質(zhì)，而XRF檢測元素組成，其指示
上漿(sizing)方法和填料含量(filler?content)。
[0115] 多模式成像的優(yōu)勢在于它會(huì)產(chǎn)生與藝術(shù)品有關(guān)的互補(bǔ)信息(數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù))。
[0116] 在本公開的鑒定過程中，種類繁多但互補(bǔ)的數(shù)據(jù)被組合成復(fù)合數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模型。然而，將領(lǐng)會(huì)的是，即使是相對(duì)較小的藝術(shù)品的多模式成像所產(chǎn)生的復(fù)合數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模型也將產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)。
[0117] 為了降低數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理需求，本公開的成像過程利用算法轉(zhuǎn)換處理，其使用算法來產(chǎn)生其中維持?jǐn)?shù)據(jù)關(guān)系的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，但是與構(gòu)成復(fù)合數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)相比，大幅減少了數(shù)據(jù)量。同樣，該轉(zhuǎn)換構(gòu)成了穿過復(fù)合數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)集的橫截面。
[0118] 為了進(jìn)一步減少數(shù)據(jù)集，在本公開的鑒定過程中，放后分析數(shù)字轉(zhuǎn)換以識(shí)別多個(gè)數(shù)字特性點(diǎn)或細(xì)節(jié)。
[0119] 這樣識(shí)別出的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)與記錄在藝術(shù)品中的實(shí)際特性點(diǎn)幾乎沒有關(guān)系，而是構(gòu)成了重要的模式或與數(shù)據(jù)中出現(xiàn)的模式的偏差。
[0120] 這與當(dāng)前的計(jì)算機(jī)輔助鑒定技術(shù)不同，后者大多試圖在藝術(shù)品本身中找到類似的細(xì)節(jié)。這些技術(shù)只不過是構(gòu)成了預(yù)計(jì)算機(jī)化的風(fēng)格分析(尤其是所謂的莫雷利亞分析)的變型而已。莫雷利亞分析技術(shù)尋求通過仔細(xì)檢查診斷性次要細(xì)節(jié)來識(shí)別出藝術(shù)家的特性“手(hand)”，這些細(xì)節(jié)揭示出藝術(shù)家的描繪次要風(fēng)格特征的稀缺意識(shí)速記和習(xí)慣。其他類似的技術(shù)甚至更多地是分析潛意識(shí)特征，諸如與可能為了實(shí)現(xiàn)相同效果而做出更大數(shù)量的筆觸的抄襲者相對(duì)的藝術(shù)家可能做出的筆觸數(shù)量。
[0121] 在生物識(shí)別和法醫(yī)科學(xué)中，細(xì)節(jié)是生物識(shí)別特征(諸如指紋)的主要特征，其可以用于與類似特征進(jìn)行比較。在這些科學(xué)中，某些關(guān)鍵特征用于評(píng)估任何特質(zhì)在生物識(shí)別鑒定中的適用性。
[0122] 許多這些關(guān)鍵特征也可應(yīng)用于確定數(shù)字的、并且特別是量子的細(xì)節(jié)的適用性，以用于藝術(shù)品鑒定的目的。
[0123] 這些關(guān)鍵特征包括但不限于以下：
[0124] 普遍性：藝術(shù)家的每一件作品都具有該特質(zhì)；
[0125] 獨(dú)有性：該特質(zhì)對(duì)于不同的藝術(shù)家來說充分不同，使得可以輕松地區(qū)分一位藝術(shù)家的特質(zhì)與另一位藝術(shù)家的特質(zhì)；
[0126] 永久性：某些藝術(shù)特質(zhì)將會(huì)隨著時(shí)間的流逝而變化，與藝術(shù)家的創(chuàng)作時(shí)期和其一生中的風(fēng)格變化無關(guān)；以及
[0127] 可測量性(可收集性)——這涉及到特質(zhì)(trait)的采集或測量的難易程度，并且在所采集的數(shù)據(jù)中，該特質(zhì)應(yīng)是以允許與該特質(zhì)有關(guān)的數(shù)據(jù)的后續(xù)處理和提取的形式。
[0128] 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)分析的過程包括細(xì)節(jié)提取和錯(cuò)誤細(xì)節(jié)去除的子過程。
[0129] 對(duì)由創(chuàng)作了目標(biāo)作品的藝術(shù)家所創(chuàng)作的許多已鑒定的作品重復(fù)此過程。
[0130] 借助于多模式掃描器掃描每個(gè)已鑒定的作品，并產(chǎn)生每個(gè)已鑒定作品的復(fù)合數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模型。將轉(zhuǎn)換算法應(yīng)用于每個(gè)這樣的復(fù)合數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模型以獲取每個(gè)作品的數(shù)字轉(zhuǎn)換，然后對(duì)其進(jìn)行分析以從數(shù)字轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)中識(shí)別并選擇數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)，所述細(xì)節(jié)是根據(jù)對(duì)目標(biāo)作品所使用的完全相同的細(xì)節(jié)選擇標(biāo)準(zhǔn)而選擇的。在每種情況下，都提取數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)并將其收集在數(shù)據(jù)庫中，以產(chǎn)生該藝術(shù)家所獨(dú)有的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)庫。
[0131] 在最后一步中，將目標(biāo)作品的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)與存儲(chǔ)在該藝術(shù)家所獨(dú)有的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)進(jìn)行比較。
[0132] 如果該比較指示目標(biāo)作品的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)(minutiae)與數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)之間的大于預(yù)定閾值的對(duì)應(yīng)關(guān)系，則將目標(biāo)作品分類為真品。如果不是，則將目標(biāo)作品分類為非真品。
[0133] 在應(yīng)用于生物化學(xué)和基因?qū)W的領(lǐng)域的情況下，作為成像技術(shù)的代替或者除了成像技術(shù)之外，可以使用DNA分析用于計(jì)算機(jī)輔助的制品分析并且尤其是藝術(shù)品鑒定。
[0134] 通過將與藝術(shù)品有關(guān)的DNA(從藝術(shù)品、實(shí)際創(chuàng)造者(如果可得)和實(shí)際創(chuàng)造者的環(huán)境(如果可及)獲取的實(shí)際創(chuàng)造者和假定創(chuàng)造者的DNA)與許多公開和私有的DNA和基因組數(shù)據(jù)庫中可獲得的DNA數(shù)據(jù)進(jìn)行比較來進(jìn)行與藝術(shù)品有關(guān)的DNA的分類。在此過程中，與藝術(shù)品有關(guān)的DNA首先被分類為人、動(dòng)物或植物DNA，并且然后根據(jù)已知的DNA分類程序進(jìn)行分類以針對(duì)每個(gè)收集的樣品產(chǎn)生DNA數(shù)據(jù)。
[0135] 在從目標(biāo)作品中獲取含DNA的材料的步驟中，優(yōu)選地獲取含DNA的材料的多個(gè)樣品。
[0136] 從藝術(shù)品獲取含DNA的材料的步驟優(yōu)選地由經(jīng)過培訓(xùn)的人員使用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)根據(jù)預(yù)定的規(guī)程(protocol)來進(jìn)行，優(yōu)選地是集成的移動(dòng)分析平臺(tái)，該平臺(tái)包括掃描和檢測潛在地含DNA的材料的部件以及去除這樣檢測到的含DNA材料的一個(gè)或多個(gè)樣品的部件。
[0137] 在許多情況下，目標(biāo)藝術(shù)品將具有可觀的價(jià)值，并且因此，從藝術(shù)品獲取含DNA的材料的步驟將根據(jù)藝術(shù)品所有者可接受并且同意的規(guī)程、在該藝術(shù)品的位置或藝術(shù)品所有者可接受的其他處所、并且在藝術(shù)品所有者和/或其
代理人或代表的監(jiān)督之下進(jìn)行。
[0138] 在本公開的優(yōu)選形式中，將會(huì)將從藝術(shù)品獲取的含DNA的材料作為材料的微觀樣品去除，采樣對(duì)于裸眼不可見，并且盡可能接近非破壞性。
[0139] 在DNA分析步驟中，優(yōu)選地將所收集到的樣品或從藝術(shù)品去除的樣品轉(zhuǎn)移到容納DNA檢測、分離和提取裝置以及其他法醫(yī)器材的實(shí)驗(yàn)室，借助于這些裝置，可以提取、分類與藝術(shù)品有關(guān)的DNA(所收集的樣品中存在的DNA)并對(duì)其進(jìn)行編目。
[0140] 與藝術(shù)品有關(guān)的DNA的分類是通過將與藝術(shù)品有關(guān)的DNA與許多公開和私有的DNA和基因組數(shù)據(jù)庫中可獲得的DNA數(shù)據(jù)進(jìn)行比較來實(shí)現(xiàn)的。在此過程中，與藝術(shù)品有關(guān)的DNA首先被分類為人、動(dòng)物或植物DNA，并且然后根據(jù)已知的DNA分類程序進(jìn)行分類以針對(duì)每個(gè)收集的樣品產(chǎn)生DNA數(shù)據(jù)。
[0141] 結(jié)合來自多重收集樣品的與藝術(shù)品有關(guān)的DNA數(shù)據(jù)，編譯并存儲(chǔ)該藝術(shù)品的DNA簡檔。
[0142] 為了獲取與創(chuàng)造者有關(guān)的DNA，含DNA的材料來自藝術(shù)家(如果該藝術(shù)家仍然活著或來自藝術(shù)家的遺體)、來自該藝術(shù)家的一件或多件真實(shí)且無爭議的作品，并且可能地還來自藝術(shù)家的工作室或來自已知藝術(shù)家經(jīng)常光顧的其他環(huán)境。
[0143] 在實(shí)驗(yàn)室中，以與提取、分類與藝術(shù)品有關(guān)的DNA并對(duì)其進(jìn)行編目的類似的方式提取、分類與創(chuàng)造者有關(guān)的DNA并對(duì)其進(jìn)行編目。然后，將與藝術(shù)家的DNA有關(guān)的數(shù)據(jù)組合并存儲(chǔ)為與創(chuàng)造者有關(guān)的DNA簡檔。
[0144] 最后，將目標(biāo)藝術(shù)品的與藝術(shù)品有關(guān)的DNA簡檔和與創(chuàng)造者有關(guān)的DNA簡檔進(jìn)行比較。
[0145] 如果該比較證明與創(chuàng)造者有關(guān)的DNA無法排除作為與藝術(shù)品有關(guān)的DNA的來源，則將目標(biāo)作品分類為真品(authentic)。如果不是，則將目標(biāo)作品分類為非真品(non-authentic)。
[0146] 在應(yīng)用于從一批制品碎片來數(shù)字重組三維制品的情況下，使用類似的裝置和過程。
[0147] 碎片重組裝置優(yōu)選地是用于從一批考古學(xué)制品碎片來數(shù)字分析和重組三維考古學(xué)制品的裝置，該裝置使用多模式成像設(shè)備，并且優(yōu)選地是允許例如在博物館或倉庫中或者在藝術(shù)品所有者的辦公室或住所對(duì)制品和制品碎片進(jìn)行現(xiàn)場掃描的便攜式設(shè)備。
[0148] 多模式成像設(shè)備并入了許多成像設(shè)備，包括許多專用的高速3D相機(jī)，以及其他非破壞性的數(shù)字成像或掃描設(shè)備，尤其是分光鏡、激光設(shè)備和濁度儀。成像設(shè)備優(yōu)選地被配置用于在幾分鐘內(nèi)完成對(duì)藝術(shù)品的完整的多模式掃描。
[0149] 從實(shí)體上，成像設(shè)備優(yōu)選地被構(gòu)造為便攜式的并且包括機(jī)載計(jì)算能力以及足夠的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)施。優(yōu)選地，成像設(shè)備還設(shè)置有GSM和Wi-Fi連接性，以將掃描上傳到遠(yuǎn)離掃描站點(diǎn)的處理實(shí)驗(yàn)室。該設(shè)備優(yōu)選地由電池供電，但其可以包括主電源連接性，以使得能夠在較長的時(shí)間段內(nèi)實(shí)現(xiàn)多次掃描。
[0150] 數(shù)字成像通常通過成像設(shè)備的波形來分類，該波形包括電磁輻射和其他波，諸如聲波。隨著波形穿過對(duì)象或從對(duì)象反射出來，波形的可變衰減傳遞了信息，這些信息構(gòu)成了圖像。在所有類別的數(shù)字成像中，信息都由圖像傳感器轉(zhuǎn)變?yōu)橛捎?jì)算機(jī)處理的
數(shù)字信號(hào)。
[0151] 數(shù)字成像有助于由軟件進(jìn)行的圖像分析和操縱。
[0152] 對(duì)于大多數(shù)制品，多模式掃描器將包括能夠至少(但不限于)在視覺頻譜范圍內(nèi)采集制品碎片的數(shù)字圖像的至少一個(gè)掃描設(shè)備，這允許使用各種數(shù)字相機(jī)進(jìn)行數(shù)字拍攝。
[0153] 成像設(shè)備還可以包括聲波成像設(shè)備。
[0154] 另外，多模式掃描器可以包括能夠采集制品碎片的多頻譜圖像的一個(gè)或多個(gè)掃描器，每個(gè)圖像包括跨整個(gè)電磁頻譜處于特定頻率的圖像數(shù)據(jù)，并且包括來自可見光范圍之外的頻率的電磁輻射，諸如紅外和紫外。
[0155] 替換的掃描技術(shù)可包括反射轉(zhuǎn)換成像(RTI)、攝影測量法和各種激光掃描技術(shù)，以記錄藝術(shù)品表面的三維數(shù)據(jù)，包括深淺地勢起伏，諸如制品碎片的3D地形地勢。
[0156] 另外，成像和頻譜技術(shù)可以包括VIS-NIR反射頻譜和多頻譜成像、微拉曼頻譜、X射線熒光頻譜(XRF)和
光學(xué)相干斷層掃描(OCT)。這三種頻譜技術(shù)在顏料識(shí)別方面彼此互補(bǔ)。多頻譜成像(近紅外波段)、OCT和微拉曼頻譜在油畫繪制和繪畫材料的可視化和識(shí)別方面彼此互補(bǔ)。OCT探測基材的微觀結(jié)構(gòu)和光散射性質(zhì)，而XRF檢測元素組成，其指示上漿方法和填料含量。
[0157] 多模式成像的優(yōu)勢在于它會(huì)產(chǎn)生與制品碎片有關(guān)的互補(bǔ)信息(數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù))。
[0158] 在本公開的鑒定過程中，種類繁多但互補(bǔ)的數(shù)據(jù)被組合成復(fù)合數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模型。然而，將領(lǐng)會(huì)的是，即使是相對(duì)較小的制品的多模式成像所產(chǎn)生的復(fù)合數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模型也將產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)。
[0159] 為了降低數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理需求，本公開的成像過程利用算法轉(zhuǎn)換過程，其使用算法來產(chǎn)生其中維持?jǐn)?shù)據(jù)關(guān)系的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，但是與構(gòu)成復(fù)合數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)相比，大幅減少了數(shù)據(jù)量。同樣，該轉(zhuǎn)換構(gòu)成了穿過復(fù)合數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)集的橫截面。
[0160] 為了進(jìn)一步減少數(shù)據(jù)集，在本公開的數(shù)字重組過程中，放后分析數(shù)字轉(zhuǎn)換以識(shí)別多個(gè)數(shù)字特性點(diǎn)或細(xì)節(jié)。
[0161] 這樣識(shí)別出的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)節(jié)與記錄在制品碎片中的實(shí)際特性點(diǎn)幾乎沒有關(guān)系，而是構(gòu)成了重要的模式或與數(shù)據(jù)中出現(xiàn)的模式的偏差。
[0162] 這與當(dāng)前的計(jì)算機(jī)輔助的數(shù)字碎片化制品重組技術(shù)不同，后者大多試圖在碎片中找到類似的細(xì)節(jié)。這些技術(shù)只不過是構(gòu)成了基于視覺和觸覺模式辨識(shí)和碎片匹配的預(yù)計(jì)算機(jī)化的人工重組技術(shù)的變型而已。
[0163] 盡管參考考古學(xué)制品的重組和修復(fù)描述了本公開的該實(shí)施例，但是將領(lǐng)會(huì)的是，本公開可以在除考古學(xué)之外的環(huán)境中找到應(yīng)用。僅舉幾例，本公開可以在考古學(xué)和法醫(yī)學(xué)中的人類和動(dòng)物遺體、特別是骨骼的重組和修復(fù)中找到應(yīng)用。為此，術(shù)語“制品”應(yīng)被賦予更廣泛的釋義，而非僅僅是考古學(xué)制品，并且術(shù)語“碎片”同樣應(yīng)被賦予比僅僅是考古學(xué)制品的碎片更廣泛的釋義。
[0164] 附錄：
[0165] [1]Interactive?Reconstruction?of?Archaeological?Fragments?in?a?Collaborative?Environment(在協(xié)作環(huán)境中的考古學(xué)碎片的交互式修復(fù))，Yifan?Lu(信息工程，RSISE，CECS澳大利亞國立大學(xué))以及其他人，IEEE，數(shù)字圖像計(jì)算技術(shù)和應(yīng)用；
[0166] [2]A.R.Willis和D.B.Cooper.，Bayesian?assembly?of?3D?axially?symmetric?shapes?from?fragments(來自碎片的3D軸對(duì)稱形狀的貝葉斯組裝)，IEEE
計(jì)算機(jī)視覺與
模式識(shí)別會(huì)議，2004；
[0167] [3]W.Kong和B.B.Kimia，On?solving?2D?and?3D?puzzles?using?curve?matching(使用曲線匹配來求解2D和3D謎題)，IEEE計(jì)算機(jī)視覺與模式識(shí)別會(huì)議，2001；
[0168] [4]G.Papaioannou、E.-A.Karabassi和T.Theoharis，Reconstruction?of?three-dimensional?objects?through?matching?of?their?parts(通過三維對(duì)象的部分的匹配來重建三維對(duì)象)，IEEE模式分析和機(jī)器智能匯刊，2002年1月；
[0169] [5]M.Kampel和R.Sablatnig，Automated?segmentation?of?archaeological?profiles?for?classification(用于分類的考古學(xué)輪廓的自動(dòng)化分割)，編輯為R.Kasturi、D.Laurendeau和C.Suen，國際模式識(shí)別會(huì)議，2002；
[0170] [6]H.Benko、E.W.Ishak和S.Feiner，Collaborative? mixed?reality?visualization?of?an?archaeological?excavation(考古學(xué)發(fā)掘的協(xié)作式混合現(xiàn)實(shí)視覺化)，在IEEE國際混合和
增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)研討會(huì)中，2004；
[0171] [7]具有長度m和n的兩個(gè)弦A與B之間的循環(huán)編輯距離為B的每個(gè)循環(huán)移位與A之間的最小編輯距離。這可以例如應(yīng)用于其中弦表示對(duì)象輪廓線的分類任務(wù)中；
[0172] [8]該訪問網(wǎng)絡(luò)是媒體通信平臺(tái)，其以形式自由的風(fēng)格組織了人與人(人類)的通信和相關(guān)聯(lián)的信息。該訪問網(wǎng)絡(luò)提供了聯(lián)網(wǎng)的虛擬“空間”，考古學(xué)家可以在其內(nèi)在協(xié)作式環(huán)境中描述性地表示考古學(xué)數(shù)據(jù)；
[0173] [9]3D?Fragment?Reassembly?using?Integrated?Template?Guidance?and?Fracture?Region?Matching(使用整合的模板引導(dǎo)和斷裂區(qū)域匹配的3D碎片重組)，Kang?Zhang、Wuyi?Yu，路易斯安娜州立大學(xué)，電氣工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院；Mary?Manhein，路易斯安娜州立大學(xué)，地理與人類學(xué)部；Warren?Waggenspack，路易斯安娜州立大學(xué)，機(jī)械與工業(yè)工程部；Xin?Li，路易斯安娜州立大學(xué)，電氣工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院；IEEE?Xplore；
[0174] [10]Dobkin等人，普林斯頓圖形組，普林斯頓大學(xué)。
