风化氧化使出土文物的表面纹理褪色严重、纹理丢失,褪色文物的色彩纹理重建是文物数字化保护成果虚拟展示的重要研究课题,在虚拟旅游、文化产业传播、文物数字化存档等方面应用广泛,而针对褪色实体的色彩纹理重建技术尚未完善。本文通过褪色纹理采集、色彩复原、多视角纹理映射的关键技术研究,建立褪色文物模型色彩纹理重建的解决方法。本文使用多视角采集褪色模型表面纹理图像序列,基于专家样本和残留色彩进行色彩复原,建立2D-3D纹理映射拟合,提供褪色文物色彩复原重建模型,提高文物虚拟展示的多元化效果。主要研究工作和创新点如下：(1)提出基于褪色文物纹理分布的非均匀多视角纹理采集方法。针对非均匀纹理采集视点难以量化计算的问题,利用相机标定设计采集环境,根据颜色数量与几何图案种类的模型分布建立视点的划分关系,非均匀的合理分配采集视点。产生纹理稠密区域多视点、纹理稀疏区域少视点的效果,实验表明有效提高了量化非均匀的采集精度。(2)提出基于独立成分分析(ICA)与混合色彩距离的颜色迁移方法。针对传统颜色迁移-Welsh方法对颜色与亮度一致性要求较高而导致的错误匹配,根据褪色图像的灰度分布,利用ICA技术提取独立成分以降低一致性,提高匹配准确率。用基于亮度距离与邻域标准差的色彩距离改进相似度函数,度量彩色参考图像与灰色待复原图像间的色彩距离,有效提高了色彩匹配的相似程度。(3)提出一种利用联合SVM回归预测的色彩复原方法。针对褪色图像灰度分布平坦时颜色迁移方法相似度比对困难问题,将色彩复原归结为1αβ颜色空间上的两个回归问题(即1关于α的回归问题和1关于p的回归问题),建立相应SVM回归预测模型,联合两模型为灰度分布平坦图像估计色彩模式。经MAPE、RMSE和SMAPE三项误差指标分析,联合SVM的色彩复原方法精确性较高。(4)提出一种基于视觉特征的色彩复原图像质量评价方法。结合峰值信噪比PSNR)与人眼视觉特征信息熵,建立带权值的质量评价函数,比较复原的彩色图像与参考彩色图像的相关度,客观判断色彩复原方法的优劣。评价结果与人眼视觉的主观感受一致。(5)提出一种基于多视角显著特征点的2D-3D纹理映射方法。针对色彩复原的多视角纹理图像与几何模型配准的特征点自动检测问题,利用非均匀多视角图像上较多的特征点,选择部位或曲率变化较大的显著特征点与模型对应点,降低自动检测的特征提取难度。建立多视角纹理透视映射关系,避免了一次性配准的难度和复杂计算,用于唐三彩、兵马俑的色彩纹理重建仿真实验表明,2D-3D纹理映射方法得到的色彩复原模型效果较为满意。