关键词:
甘肃彩陶
风格迁移
特征提取
几何变形
语义图引导
摘要:
甘肃彩陶在中国史前彩陶文化中占据了重要地位,作为我国唯一未曾中断的彩陶文化,其在漫长的历史进程中形成了独特的文化体系和区域特色。甘肃彩陶的纹样图案丰富多彩,器形结构独特优美,蕴含了深厚的文化价值,是我国宝贵的历史文化遗产。近年来,随着我国文化自信自强的不断推进,研究者逐渐聚焦于对中华优秀传统文化进行创造性转化与创新性发展的探索。然而,目前对甘肃彩陶的研究主要集中于纹样演变、艺术鉴赏以及制作工艺解析等方面。随着深度学习技术的发展,图像风格迁移为甘肃彩陶的数字化研究提供了新的视角。但是,研究面临的首要问题是甘肃彩陶数据集的缺乏,并且彩陶纹理的复杂多变及色彩层次的相近性,使充分捕捉其纹理特征成为一大挑战。此外,彩陶特有的曲线和形状也对模型的灵活性提出了更高要求。因此,本文围绕甘肃彩陶开展了风格迁移研究,提出了两个针对甘肃彩陶风格迁移的模型,主要工作如下:
(1)提出了一种基于神经扭曲场的甘肃彩陶几何风格迁移模型(Geometric Style Transfer Model for Gansu Painted Pottery Based on Neural Warp Field,GPNW)。针对甘肃彩陶风格迁移的研究,首次构建了一个甘肃彩陶数据集。为了将甘肃彩陶变形为目标对象的几何风格,在网络结构方面,通过彩陶图像和目标图像生成了一个神经扭曲场,同时引入了位置嵌入模块和特征增强模块,提高了模型对图像特征学习的能力。在损失函数方面,引入了形状一致性损失和平滑正则化项,有效避免了彩陶细节发生突变,改善了变形效果。实验结果表明,GPNW模型在与其他几何风格迁移模型的比较中表现出色,它不仅能实现甘肃彩陶与不同类型对象之间的大规模几何风格迁移,而且还有效地保留了彩陶的纹理特征。
(2)提出了一种基于语义图引导的甘肃彩陶纹理风格迁移模型(Texture Style Transfer Model for Gansu Painted Pottery Based on Semantic Map Guidance,TPSM)。虽然GPNW模型在甘肃彩陶风格迁移任务中整体达到了较好的效果,但对具有耳部结构的彩陶迁移时可能会出现结构混乱的现象。为此采用语义图引导的方法,通过全局视角结构对齐阶段、局部视角纹理细化阶段以及整体效果增强阶段,以由粗到细的方式逐步生成具有连贯结构和精细彩陶纹理的结果。此外,TPSM模型中引入了免学习的纹理重构模块,并通过新的语义图引导策略,以确保语义的准确引导与结构细节的保留。实验结果表明,在甘肃彩陶纹理风格迁移任务中,TPSM模型不仅生成了高质量的迁移结果,而且在迁移过程中确保了高效性,对于具有耳部结构的彩陶图像,TPSM模型也证明了其有效性。