【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于建筑复原，具体而言，涉及的是屋顶吻兽方面的建筑复原，公开了一种基于gan文化基因重组的吻兽修复方法。
技术介绍
1、屋顶吻兽，又称屋脊兽，是中国古代传统建筑屋顶上的一种装饰构件，通常用于装饰屋顶的屋脊线，象征着祥瑞和驱邪的寓意。这些兽形状的装饰物通常代表不同的动物，如龙、凤、狮、獬豸等，常常在古代建筑中被用作屋面的装饰，并且在中国古代建筑形制中有着悠久的历史，随着历史演变、自然灾害和战争影响等，现存至今的古代吻兽实物，多少都出现了不同程度的损坏，部分吻兽甚至已经消失，本方案将针对已消失吻兽，利用文化基因数据，实现修复。
2、文化基因是指一种类比于生物基因的概念，用来解释文化传承和演化的过程。它描述了在文化中传递的特定信息和特征，包括价值观、观念、习俗、传统知识和技艺等。文化基因可以通过语言、故事、艺术、建筑、仪式等形式来传递和表达。通过文化基因的提取和传递，人们可以在不同的时空跨度上共享和传承文化，保留和发展特定的历史、艺术和价值观。它还促使文化的多样性和创新，因为不同的文化基因可以在接触和交流中产生新的组合和变化。
3、部分古建筑屋顶吻兽因年代久远或战乱、自然灾害等原因出现了损坏或者严重缺失的情况，其吻兽主体和文化基因出现了不同程度的损伤，需要进行修复和保护，但根据受损情况不同，以及相关文献资料、口述资料和同类型的近缘屋顶吻兽等，能有效提取其最具特点的核心文化基因。
4、修复古建筑屋顶吻兽的过程需要借助于对文化传统、艺术历史和古代建筑工艺的深入了解，以保证修复工作能够保持原汁原
5、在古建筑及其构件的修复过程中，目前主要的方式，是仅参照其相关历史文献及资料，对其文化内涵、传统工艺和建筑材料研究，采用传统工艺和技术，仅参照现有资料尽可能地复制、保留和修复古建筑吻兽的原始特色。上述技术并未涉及到文化基因领域，只能实现复制性的吻兽修复，不能结合大量现有资料提取核心文化基因，不能实现文化基因的迁移使用，不能实现由个别到一般的推进发展，不能根据时间演化、地域差异等修复产生合理异变的吻兽。因此，本专利技术将主要介绍一种提重组文化基因来实现对古建筑屋顶吻兽的保护与修复的方法，主要利用生成对抗网络，重组提取的吻兽文化基因，实现古建筑屋顶已消失吻兽的三维模型复原方法。
技术实现思路
1、针对
技术介绍
中存在的技术缺陷，本专利技术提出一种基于gan文化基因重组的吻兽修复方法，解决了上述技术问题以及满足了实际需求，具体的技术方案如下所示：
2、一种基于gan文化基因重组的吻兽修复方法，包括以下步骤：
3、步骤1，生成真实数据集，对已知古建筑屋顶吻兽的文化信息与图像信息进行收集，其中，文化信息在收集后量化，形成记载有包括历史时期、材质、形态特点、颜色、吻兽类别、表面纹理、寓意的信息的近缘吻兽文化基因数据，而图像信息数据在收集后形成近缘吻兽三维点数据，将近缘吻兽文化基因数据与近缘吻兽三维点数据归纳为真实数据集；
4、步骤2，生成预测数据集，对步骤1采集得到的真实数据集内的近缘吻兽文化基因数据与近缘吻兽三维点数据，进行生成式对抗网络的不断迭代，使得迭代出来的近缘吻兽文化基因数据与近缘吻兽三维点数据逼近真实吻兽，形成预测数据集；
5、步骤3，修正预测数据集，对步骤1采集得到的真实数据集与步骤2迭代得到的预测数据集计算分数后进行比较，评定后计算专家评分及其方差，设置算法终止条件，若不满足算法中止条件，则修改损失函数后重新带入算法，直至迭代结束，形成吻兽文化基因重组数据；
6、步骤4，修复消失吻兽，采集消失吻兽尚存的文化基因数据以及三维点数据，基于步骤3获得的吻兽文化基因重组数据，对消失吻兽的未知文化基因数据以及三维点数据进行预测，获得消失吻兽的完整文化基因数据以及三维点数据，完成修复。
7、作为本专利技术进一步的技术方案之一，步骤1中，所述近缘吻兽三维点数据为直接生成并记载于.ply格式下的点云数据，或者是降采样后记载于.xls格式下的三维空间点数据。
8、作为上述技术方案的更进一步，所述三维空间点数据转化形成的点云数据或者直接生成的点云数据的总容量不超过1000。
9、作为本专利技术进一步的技术方案之一，步骤1中，所述近缘吻兽文化基因数据的历史时期、材质、形态特点、颜色、吻兽类别、表面纹理、寓意的数据在量化后进行点标注，用于训练步骤2的生成式对网络。
10、作为本专利技术进一步的技术方案之一，步骤2中，生成式对抗网络包括生成器以及判别器；
11、其中，所述生成器结构由待修复吻兽的残缺的三维点数据以及近缘吻兽文化基因数据的输入层、包括若干个卷积层和反卷积层且用于学习和生成吻兽的细节和纹饰的隐藏层、以及生成重构的待修复吻兽的三维点数据的输出层组成；
12、所述判别器结构由接受生成的待修复吻兽图像与已知吻兽图像的输入层、包括若干个个卷积层和全连接层且用于区分真实和生成的图像的隐藏层、以及输出判别结果，帮助优化生成器的训练的输出层组成。
13、作为本专利技术进一步的技术方案之一，步骤3中，专家分数为预测数据集内的数据落入真实数据集内的数据±3σ的概率*100，算法终止条件为方差≤0.05，若方差＞0.05，则修改损失函数重新带入算法。
14、作为上述技术方案的更进一步，所述损失函数为l2损失函数，其函数式为
15、本专利技术具有的有益效果在于：
16、1.文化遗产保护与修复：本技术方案结合生成对抗网络和文化基因数据，可应用于吻兽等文化遗产的三维数据重建和修复，有助于保护和传承文化遗产；
17、2.数据修复与恢复：本技术方案利用生成对抗网络实现点云数据的修复和补全，能够有效恢复损坏或缺失的三维数据，提升数据完整性和质量；
18、3.鲁棒性与泛化性：本技术方案在处理不同程度的缺失数据和在非训练数据集中的表现展现出鲁棒性和泛化性，使得修复效果更加稳健和通用化；
19、4.异变性和多样性：本技术方案结合文化基因数据和生成对抗网络，生成的数据具有一定的异变性，使得复原的吻兽在不同地域、时期和建筑风格下能展现出多样性的形态特征；
20、5.智能修复技术：本技术方案使用深度学习算法和对抗网络技术，实现智能化的吻兽修复，提高修复的效率和准确性，减少人工干预的需求；
21、6.创新性应用：本技术方案将生成对抗网络应用于文化遗产修复领域，结合文化基因数据，展现了技术的前瞻性和创新性，为传统文化保护注入了现代科技元素。
22、总体而言，本专利技术的技术方案在文化遗产保护与修复、数据修复与恢复、鲁棒性与泛化性、异变性和多样性、智能修复技术以及创新性应用等方面带来了显著的有益效果，为文化保护与科技融合领域带来了新的发展机遇和可本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于GAN文化基因重组的吻兽修复方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于GAN文化基因重组的吻兽修复方法，其特征在于，步骤1中，所述近缘吻兽三维点数据为直接生成并记载于.ply格式下的点云数据，或者是降采样后记载于.xls格式下的三维空间点数据。
3.根据权利要求2所述的基于GAN文化基因重组的吻兽修复方法，其特征在于，所述三维空间点数据转化形成的点云数据或者直接生成的点云数据的总容量不超过1000。
4.根据权利要求1所述的基于GAN文化基因重组的吻兽修复方法，其特征在于，步骤1中，所述近缘吻兽文化基因数据的历史时期、材质、形态特点、颜色、吻兽类别、表面纹理、寓意的数据在量化后进行点标注，用于训练步骤2的生成式对网络。
5.根据权利要求1所述的基于GAN文化基因重组的吻兽修复方法，其特征在于，步骤2中，生成式对抗网络包括生成器以及判别器；
6.根据权利要求1所述的基于GAN文化基因重组的吻兽修复方法，其特征在于，步骤3中，专家分数为预测数据集内的数据落入真实数据集内的数据±3σ的概率*10
7.根据权利要求1或6所述的基于GAN文化基因重组的吻兽修复方法，其特征在于，所述损失函数为L2损失函数，其函数式为
...【技术特征摘要】
1.一种基于gan文化基因重组的吻兽修复方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于gan文化基因重组的吻兽修复方法，其特征在于，步骤1中，所述近缘吻兽三维点数据为直接生成并记载于.ply格式下的点云数据，或者是降采样后记载于.xls格式下的三维空间点数据。
3.根据权利要求2所述的基于gan文化基因重组的吻兽修复方法，其特征在于，所述三维空间点数据转化形成的点云数据或者直接生成的点云数据的总容量不超过1000。
4.根据权利要求1所述的基于gan文化基因重组的吻兽修复方法，其特征在于，步骤1中，所述近缘吻兽文化基因数据的历史时期、材质、形态...
【专利技术属性】
技术研发人员：易利娜，杨佳念，郭尚窈，胡兵，贺溪，李勇，
申请(专利权)人：湖南汽车工程职业学院，
类型：发明
国别省市：
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