Ανάπτυξη πρωτότυπων μεθόδων ψηφιακής επεξεργασίας τριδιάστατων απεικονίσεων αρχαίων επιγραφών και αναγνώρισης πρότυπων έργων ζωγραφικής για τον εντοπισμό της τεχνοτροπίας του δημιουργού

Abstract

Η παρούσα διατριβή χωρίζεται σε δύο μέρη. Στο πρώτο μέρος, παρουσιάζεται ένα πλήρες σύστημα, που σκοπό έχει την αυτόματη ταυτοποίηση των γραφέων αρχαίων Ελληνικών επιγραφών μελετώντας τριδιάστατες απεικονίσεις των κειμένων αυτών και με κύριο σκοπό την ορθή χρονολόγηση του κειμένου τους. Το σύστημα περιλαμβάνει: Λήψη ψηφιακής τριδιάστατης απεικόνισης κάθε μιας επιγραφής και αποθήκευση της. Ανακατασκευή διδιάστατων απεικονίσεων των επιγραφών με αμφιμονοσήμαντη αντιστοίχιση με τις τριδιάστατες. Δημιουργία γεωμετρικού μοντέλου για κάθε μια υλοποίηση εμφανιζομένου συμβολογράμματος. Μέθοδο συνδυασμού των διαφορετικών υλοποιήσεων ενός συμβολογράμματος ανά επιγραφή και εξαγωγή αντιπροσωπευτικής μορφής του συμβολογράμματος. Σύγκριση των αντιπροσωπευτικών μορφών και με χρήση κριτηρίων που βασίζονται στη στατιστική ανάλυση καταλλήλως ορισθέντων ποσοτήτων, αφ’ενός καθορίζονται το πλήθος των διαφορετικών χεριών που έχουν σμιλεύσει ένα δεδομένο σύνολο επιγραφών, αφ’ετέρου ομαδοποιούνται οι επιγραφές σε χαράκτες. Το σύστημα εφαρμόσθηκε για την ταυτοποίηση του χαράκτη 28 αρχαίοελληνικών επιγραφών που επελέγησαν από τον παγκοσμίου φήμης επιγραφολόγο κύριο Steven Tracy, καθηγητή του ινστιτούτου προηγμένων σπουδών του Princeton. Τα αποτελέσματα καθώς και η αξιολόγηση τους παρουσιάζονται στο τέλος του πρώτου μέρους. Στο δεύτερο μέρος, παρουσιάζεται ένα σύστημα που αποσκοπεί στη μελέτη της τεχνοτροπίας γνωστών έργων τέχνης για τον εντοπισμό επαναλαμβανομένων μοτίβων που είναι ενδεικτικό είτε πιθανής χρήσης βοηθητικών εργαλείων στη δημιουργία του έργου είτε του χαρακτηριστικού τρόπου που χρησιμοποιεί ο δημιουργός του. Το σύστημα περιλαμβάνει Λήψη ψηφιακής διδιάστατης απεικόνισης του έργου τέχνης, εξαγωγή των προς μελέτη καμπυλών από τα περιγράμματα των εικονιζομένων θεματικών περιοχών και η δημιουργία αναλυτικών εκφράσεων για τα τμήματα τους. Χρήση πρωτοτύπων μεθόδων προσαρμογής θορυβωδών καμπυλών και αναγνώρισης προτύπων για την αναζήτηση και αξιολόγηση επαναληψιμοτήτων σε τμήματα των καμπυλών. Εξαγωγή αντιπροσωπευτικών τμημάτων των έργων τα οποία δύνανται να αναδημιουργήσουν το σύνολο των μελετουμένων καμπυλών. Το σύστημα εφαρμόσθηκε σε πίνακες του διασήμου ζωγράφου της αναγεννησιανής περιόδου Peter Paul Rubens και σε τοιχογραφίες του προϊστορικού οικισμού του Ακρωτηρίου Θήρας. Η ποιοτική μελέτη των αποτελεσμάτων ενισχύουν τη θεμελιωμένη άποψη περί χρήσης καμπυλογράφων για τη κατασκευή των τοιχογραφιών και καθιστούν απορρίψιμο αντίστοιχο ενδεχόμενο στους πίνακες του Rubens.

The present thesis consists of two parts: The first part deals with the development of a system that automatically identifies the carver of ancient inscriptions by exploiting the characteristics of the inscriptions’ 3D digital representations. The developed system incorporates the following steps. 3D information data of the inscriptions’ surfaces are acquired with the aid of range sensor. Data are processed and 3D models of letters are extracted.3D models are used to create a representative model for each alphabet symbol and each studied inscription. Proper original quantity is defined, which describes the quality of registration of two letters’ representative 3D models. Criteria are employed and statistical tests of the hypothesis that two inscriptions have been cut by the same hand or not are performed. Similar criteria are employed for the computation of the likelihood that two inscriptions are carved by the same cutter. The system has been used for the identification of the writers of 28 Ancient Greek inscriptions, which have been selected by the prominent epigraphist-archaeologist professor Steven Tracy. Identification results have been fully accepted as correct by prof. Tracy and other prominent epigraphists for all 28 inscriptions. The second part deals with the development of a methodology exploiting the style of paintings and capable of locating repeatabilities indicating either the use of potential designing tools or the temperament of the artist. The methodology consists of the following steps: Digital images of paintings are processed. Smoothed and analytical expressions of the contours of their main thematic entities are extracted. A curve fitting method is introduced, which offers optimal matching of two digital curves and is used to find and record all matches of contour parts of various lengths. The recorded contour matches are grouped, a representative for each group is selected and a minimal set of representative matches is selected in accordance with novel introduced criteria. Further analysis of matches reveals either wider repeatabilities or reduces their respective total number. The methodology is applied to paintings of the famous painter Peter-Paul Rubens and wall-paintings that have been excavated at Akrotiri, Thera, Greece. As a result, the fundamental assumption that Akrotiri wall-paintings have been created with the aid of stencils is strengthened, while the corresponding assumption for Rubens’ paintings is rejectable.