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Der Algorithmus rekonstruiert historische Artefakte mit Hilfe von Fotografien der Fragmente

Der Algorithmus rekonstruiert historische Artefakte

Der Algorithmus, der von Wissenschaftlern aus Israel entwickelt wurde, rekonstruiert das ursprüngliche Aussehen von archäologischen Fundstücken: zerbrochenen Fresken, Tonfiguren und Geschirr. Er analysiert die Fragmente und setzt sie zusammen. 

In den Gräbern wird häufig zerbrochene Keramik gefunden. Doch die Rekonstruktion einer Kanne aus Hunderten von Scherben ist sehr schwierig. Alle Fragmente sehen ähnlich aus, viele von ihnen sind abgerieben und abgeschliffen. In den Gräbern können sich viele ähnliche Teile befinden. Die Situation mit den Fresken ist ähnlich, die noch mehr ihre Farbe und Form verlieren. Dabei besteht die Arbeit von Archäologen im in der Suche nach allen möglichen Kombinationsvarianten. Das nimmt sehr viel Zeit in Anspruch. Die Autoren der Forschung empfehlen die Artefakte mit Hilfe von Fotografien der Teile zu rekonstruieren.

Die Beispiele der Arbeit des Algorithmus

«Die archäologischen Puzzles stellen seit vielen Jahren ein wichtiges Problem für die Forscher dar. Dieser Algorithmus kann zur automatischen Rekonstruktion von Artefakten aus den Fragmenten, der Bearbeitung von Bildern und der Zusammenstellung von zerkleinerten Dokumenten verwendet werden» — schreiben die Entwickler im Artikel. Nach den Ausgrabungen werden einfach alle Fundstücke digitalisiert und der Algorithmus wird ausgeführt.

Die Methode der Rekonstruktion von Fundstücken

Die Teile von archäologischen Artefakten werden abgerieben und verfärben sich, deshalb ist es schwer, sie zusammenzubringen. Es gibt Lücken zwischen den Teilen, was den Vergleich mit benachbarten Fragmenten erschwert. Durch die Bleichung entstehen falsche Grenzen, die man von wahren Grenzen unterscheiden muss.

Der Ansatz, der von den Entwicklern vorgeschlagen wurde, besteht aus 4 Stadien: 

  1. Im ersten Stadium werden die Bilder jedes Fragments extrapoliert. Um das Fragment herum entsteht ein Streifen aus den Pixeln, der dieselbe Farbe und Struktur hat. Der Algorithmus sagt voraus, was das normale Fragment umgeben soll und findet das benachbarte Fragment.
  2. Dann wird die Methode der Transformation von Mustern angewandt. Sie berücksichtigt die sterische Konfiguration von Objekten und generiert die zulässigen Modifizierungen. In diesem Stadium bestimmt der Algorithmus, wie die Objekte miteinander verglichen werden. Das Muster eines Objekts soll das Muster des anderen Objekts fortsetzen, nicht abdecken.
  3. Im nächsten Stadium l wird nach Übereinstimmungen gesucht. Die Kanten eines Fragments sollen mit den Kanten eines anderen Fragments zusammentreffen.
  4. Am Ende ordnet der Algorithmus die Fragmente ein, wobei er die oben beschriebenen Eigenschaften, die Größe von Fragmenten und die Einzigartigkeit des Zusammentreffens beachtet.

Anschließend wird das virtuelle Bild erstellt, das der physischen Rekonstruktion des Objekts hilft.  

Die Stadien der Rekonstruktion von Artefakten

Die Autoren haben die Arbeit des Algorithmus auf den archäologischen Fundstücken aus dem British Museum und den Fresken aus den Kirchen in verschiedenen Staaten getestet. Die Ergebnisse hängen von der ursprünglichen Anzahl von Fragmenten ab. Je mehr Fragmente es gibt, desto schlechter arbeitet der Algorithmus. Die Methode erreicht immer eine Präzision von über 90%, dieses Resultat ist sehr gut.

Quelle

AI-United-Redaktion

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