Алгоритм, разработанный командой ученых из Израиля, восстанавливает первоначальный вид археологических находок: разбитых фресок, глиняных фигур и посуды. Он анализирует фрагменты и собирает их в единое целое.
В захоронениях часто находят битые керамические изделия, но восстановить из сотен черепков кувшин очень трудно — все фрагменты похожи друг на друга, многие истерлись, а их края облупились. В захоронении могли находиться десятки похожих изделий. Похожая ситуация и с фресками, которые еще больше утрачивают цвет и форму. В таком случае работа археологов состоит из перебора всех возможных вариантов стыковок. Это занимает очень много времени. Авторы исследования предлагают восстанавливать артефакты по фотографиям их частей.
«Археологические головоломки — важная проблема для исследователей на протяжении многих лет. Алгоритм может применяться для автоматического восстановления артефактов по фрагментам, редактирования изображений и даже сбора измельченных документов» — написали разработчики в статье. После проведения раскопок достаточно будет оцифровать все находки и запустить алгоритм.
Метод реконструкции находок
«Пазлы» археологических артефактов истираются и выцветают, поэтому их трудно собирать в единое целое. Истирание создает разрывы между частями, затрудняя сопоставление соседних фрагментов. Выцветание создает ложные границы, которые нужно отличать от обычных границ.
Поход, предложенный разработчиками, состоит из 4 этапов:
- На первом этапе изображение каждого из фрагментов экстраполируется. Вокруг фрагмента создается полоса пикселей, которая продолжает цвет и структуру изображения. Это помогает преодолеть проблему истирания. Алгоритм предсказывает, что должно окружать уцелевший археологический фрагмент и таким образом находит соседний.
- Затем используется метод трансформации образцов, который учитывает пространственную конфигурацию объектов и создает набор допустимых преобразований. На этом этапе алгоритм определяет, как объекты сопоставляются друг с другом. Рисунок одного объекта должен продолжать рисунок другого, а не перекрывать его.
- Следующий этап — поиск соответствия. Самым сильным сигналом, помимо цвета, является то, как края одного фрагмента совпадают с краями другого.
- В конце алгоритм размещает фрагменты, учитывая вышеописанные характеристики, а также размеры фрагментов и уникальность совпадения.
Затем создается виртуальное изображение, которое помогает физической реконструкции предмета.
Авторы протестировали работу алгоритма на археологических находках Британского музея и фресках церквей разных стран. Результаты различаются в зависимости от изначального числа фрагментов. Чем больше фрагментов — тем хуже работа алгоритма. При этом, метод всегда показывает точность сопоставления больше 90%, а это очень хороший результат.
