Detección inteligente de defectos de muros de ciudades antiguas basado en visión por computadora

Área de la Ciencia:

• Ciencias de la conservación del patrimonio
• Visión por computadora
• El patrimonio digital

Sus antecedentes:

• Las antiguas murallas de la ciudad son portadores vitales del patrimonio cultural, susceptibles a defectos como grietas y erosión por factores ambientales y actividades humanas.
• La conservación efectiva requiere técnicas avanzadas de monitoreo para identificar y corregir estos defectos.
• Los métodos existentes pueden carecer de la precisión y el análisis exhaustivo necesarios para sitios de patrimonio complejos.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar y validar un marco de detección de defectos en varias etapas para muros de ciudades antiguas utilizando visión por computadora.
• Para mejorar la precisión y la eficiencia de la identificación de diversos defectos, como grietas, ladrillos faltantes, cristalización de sal y erosión de la vegetación.
• Proporcionar una base técnica para el monitoreo inteligente y la conservación de estructuras históricas.

Principales métodos:

• Una tubería que incluye procesamiento de imágenes (Restormer, SG-LLIE), aumento de muestras de defectos (LFS-GAN), detección de defectos en 2D (YOLOv12), estimación de profundidad y reconstrucción en 3D (Gaussian Splatting).
• Utilizó modelos avanzados de IA para la mejora de imágenes, el reconocimiento de defectos y el análisis espacial.
• Estimación de profundidad integrada para la verificación de defectos y Splatting gaussiano para la visualización en 3D.

Principales resultados:

• El marco detectó con éxito múltiples tipos de defectos en la antigua muralla de la ciudad de Jingzhou.
• Los modelos de mejora de imagen mejoraron significativamente la calidad de la imagen de la pared para el análisis.
• La red YOLOv12, entrenada con datos aumentados, demostró un reconocimiento eficaz de defectos en 2D.
• La reconstrucción 3D proporcionó una representación visual detallada de los defectos detectados.

Conclusiones:

• El marco de visión por computadora propuesto ofrece una solución robusta para el monitoreo inteligente de las antiguas murallas de la ciudad.
• Esta tecnología proporciona un apoyo teórico y técnico crucial para mejorar los esfuerzos de conservación del patrimonio cultural.
• El enfoque en varias etapas aborda eficazmente los desafíos de la detección de defectos en estructuras históricas complejas.