文物预防性保护是文物保护中至关重要的一环，经过文物保护工作者的不懈努力，我国文物预防性保护在理论研究和实践应用方面均取得显著成就。通过对国内外文献进行整理和分析，认为我国现阶段文物预防性保护仍然存在风险监测与识别不足、风险分析与评估不全面、风险控制比较单一、文物价值阐释深度和广度不足、利用传承方式不丰富、创新速度缓慢等主要问题。数字化技术在各领域都展现出了强大的优势，已应用于文物预防性保护，为文物预防性保护的持续推进开辟了新的方向。数智技术作为数字化技术发展的新阶段，具有数据驱动、高度智能化、实时性与高效性、融合性与协同性、普适性与个性化、动态优化与自我迭代等特征，可以为文物预防性保护提供有力支撑。分析认为，数智技术在文物预防性保护的数字化采集与建模、环境监测与预警、数据挖掘与分析、虚拟现实展示与应用、数字化管理等方面已有良好基础，将数智技术的快速发展与文物预防性保护的阶段需求进一步相结合，在数据采集、数据挖掘、风险识别、风险预报、风险管控、虚拟修复、数字建档、虚拟展示等应用中构建数字时代文物预防性保护科学体系，运用数智技术深化文物预防性保护的实践，是解决当前保护难题的关键途径，也是推动文物预防性保护领域新质生产力形成、突破现有瓶颈的重要策略。
古代服饰线图提取旨在精确获取轮廓与形状信息，以助于再创作和传统服饰保护。但现有方法增加网络以提高泛化性，导致参数量大增。为此，提出了基于Transformer的两阶段边缘检测方法，旨在解决图像局部信息丢失以及模型参数量大的问题。第一阶段将图像分割成16×16粗粒度补丁，利用编码器进行全局自注意力计算以捕获补丁间依赖；第二阶段采用8×8细粒度无重叠滑动窗口覆盖图像，通过局部编码器计算窗口内注意力有效捕捉细微边缘且降低成本。设计了轻量特征融合模块，支持全局与局部特征的高效整合。实验结果表明，该方法在古代服饰和公共数据集上边缘轮廓信息提取效果优于现有方法，ODS指标平均提升15.9%。虽然OIS和AP未超过Informative Drawing,但在模型体量和耗时方面具有明显优势。
古陶瓷碎片轮廓线特征作为文物数字化修复的主要依据之一，能够直接影响文物原真性复原的质量和效率。针对古陶瓷碎片胎体较薄、形状不规则且点云数据量大而导致轮廓线提取的精度低、耗时长等问题，提出了一种基于邻域点集稠密度的古陶瓷碎片轮廓线提取算法。首先，采用有向包围盒(OBB)中心平面平行切平面方式，将碎片进行切片处理，实现对点云的分层处理和数据简化；其次，根据轮廓点和非轮廓点处邻域点集稠密度不同这个规律，将邻域点集稠密度特征与随机采样一致性(RANSAC)算法相结合，实现对碎片轮廓线的精确和快速提取；最后，构造空间分类平面，并依据空间位置的约束关系，实现对碎片断裂面和非断裂面轮廓线的分类。实验结果表明，在百万级数据规模的古陶瓷碎片轮廓线提取方面，算法运行时间可控制在15～25 s,并且轮廓线提取的准确性可达78.3%,具有较高的准确性和完整性，能够为古陶瓷文物数字化修复提供技术依据。
利用图像和谐化算法虚拟修复破损的书法图像，对于文物保护具有重要意义。现有的图像和谐化方法大多集中于解决前景和背景之间的不和谐问题，针对书法图像虚拟修复过程中出现的前景和背景图像视觉特征差异大、不和谐的问题，提出了一种基于局部光影感知的书法图像和谐化算法LSPNet。LSPNet通过引入参考掩膜和内容掩膜，对需要修复的区域进行精确的定位，从而确保合成的前景与背景在风格上保持一致。为了验证该算法的有效性，在破损的书法图像上进行了实验，经过实验和对比，LSPNet相比于其他算法能够明显降低前景与背景之间的亮度、对比度以及图像结构等方面的差异，使得修复后的书法作品在视觉上更加自然和统一。
<正>文化遗产是人类文明发展的物证、社会进步的印记。“陕西文物甲天下”,西北大学坐落于世界历史名城古都西安,在基因里就赋予了文化遗产保护的传统和担当。在百年的历史上,为中华文明探究和保护卓有建树。随着数字技术的进步,文化遗产的保存、研究、展示和利用方式发生着深刻的变革。信息技术的运用对于文化遗产的保护至关重要。1995年西北大学周明全、耿国华教授从法国留学归来,率先将数字图形图像技术引入文遗保护领域,成立了西北大学可视化技术研究所,开创了国内文化遗产数字化保护的先河;1998年陕西省计算机软件工程研究中心成立;2013年国家发改委批复成立国内唯一的文化遗产数字化国家地方联合工程中心。30年来,团队面向国家重大需求,结合地方特色,依托西北大学考古学与软件工程两个A类学科,开展了文化遗产数字化保护研究与实践应用。团队坚持信息科技与文化融合的创新实践,研发了文化遗产数字化设备、博物的智能管理、虚拟修复、颅面复原、非遗全息展示的5大创新技术。
机载激光雷达作为一种主动遥感技术，可在复杂环境中有效感知地表或浅地表遗迹信息。然而因成本和技术因素，目前在大规模考古调查中仍不普及。基于棱镜式半固态机载激光雷达技术设计了一套涵盖数据采集、处理和考古分析的一站式激光雷达空间考古调查方法，在满足激光雷达数据精度要求的同时，降低了考古工作者学习和应用的难度，并以南阳地区古代城址调查为例，在各种复杂的遗迹赋存环境中进行了试验。实践表明，该方法能够高效、高质量地完成复杂赋存环境下的考古遗迹信息获取与感知，为考古调查和遗址保护监测等工作提供坚实的数据基础，进而推动机载激光雷达在考古调查中的普及应用。
对瓷器文物显微气泡的分割，可以更加清晰地观察瓷器表面微观气泡的形态、数量以及分布规律，进而辅助文物专家进行瓷器碎片分类和文物鉴定等工作。但瓷器显微图像中气泡复杂多变，大小及分布不均匀，现有图像分割方法难以适应瓷器显微气泡特征。因此，该文提出一种基于卷积激活单元的网络AGUNet++,该网络重新设计密集跳跃连接，节点间采用Z字形连接方式，充分提取图像语义特征，防止信息丢失；同时，在卷积单元的密集跳跃连接处，结合注意力门控模块Attention Gate提出卷积激活单元CAU,增强与瓷器文物显微气泡分割任务相关的气泡区域学习，抑制不相关的区域；在训练过程中对每一层子网络的输出采用深度监督和交叉熵损失，有效增强瓷器文物显微气泡特征提取能力，细化分割结果。该方法在SD-saliency-900以及PRMI数据集上的实验结果表明，与经典图像分割网络相比，AGUNet++在MIoU、Precision、Recall和F1分数中均有一定的提升，表现出更好的分割效果。
秦腔，作为中国传统戏曲艺术的瑰宝，拥有深厚的历史底蕴。然而，秦腔早期的影像资料常受噪声和失真影响，导致画质不佳，严重妨碍了秦腔数字档案的保存品质。目前应用的视频去噪技术在处理秦腔那色彩丰富、纹理复杂的服饰时，往往没有充分利用视频帧序列的时间连贯性，使得去噪效果并不理想，难以有效保留视频帧的核心特征。基于注意力机制的秦腔视频去噪算法开展研究，针对现有视频去噪算法忽略帧间时序相关性导致效果不佳的问题，提出了一种新的视频去噪算法，该算法利用双门控注意力机制进行时序信息的融合。首先，通过时序融合模块，将视频连续帧的时序信息进行有效整合；其次，利用双门控注意力去噪网络精确识别并消除时序上的噪声；最后，通过多头交互注意力精炼模块进一步细化特征，以消除去噪过程中可能产生的伪影并恢复丢失的细节，从而提升去噪后图像的质量。实验结果表明，与DVDNet、ViDeNN以及FastDVDNet等现有方法相比，该方法可以更好地利用视频的时序信息，达到干净且高效的秦腔视频去噪效果。
中国拥有丰富多样的物质与非物质文化遗产，利用数字化技术进行文化遗产的建模、保护与展示，已成为文化遗产保护领域以及计算机图形学、计算机视觉等相关领域的研究热点。西北大学文化遗产数字化国家地方联合工程研究中心主要在三代文物采集建模设备、智慧博物馆建设、陶瓷器文物虚拟复原、古代人物面貌复原以及秦腔的智能媒体融合全息展演5个方面展开研究。然而，由于物质文化遗产与非物质文化遗产的本质不同，在建模方法、修复保护技术以及展示形式方面遇到诸多挑战：(1)现有文物数字化建模设备效率不高，且需要大量人工干预；(2)文物种类繁多、特征复杂、形态各异、语义丰富，需要开发适合中国文物的知识抽取和知识图谱构建方法，以实现高效的文物组织与展示；(3)对破损文物碎片的形状表示、描述方法以及自动重组的研究；(4)古代人物面貌的虚拟复原及性别和种族的识别；(5)全息展演技术面临高计算性能需求、艺术与技术融合的精准度、硬件兼容性、实时性、沉浸感和互动性等挑战。针对这5个方面的需求和挑战，首先，对近些年的相关领域的研究进行综述；然后，总结西北大学文化遗产数字化国家地方联合工程研究中心的系列成果；最后，对文化遗产数字化领域的未来研究方向进行展望。
在古建筑木构架健康状态评估的研究中，诸多影响因素相互依赖，互成因果，各类残损间存在耦合作用，不仅加剧了古建筑损伤的恶化，同时也对健康评估体系的系统性与准确性构成了挑战。基于此，提取古建筑木构架健康状态的核心影响因素，运用决策实验室分析法(DEMATEL)、解释结构模型(ISM)结合网络分析法(ANP)构建古建筑木构架健康状态评估体系。首先，通过DEMATEL-ISM计算各影响因素的重要程度与耦合效应，建立古建筑木构架健康状态评估指标递阶结构模型；其次，通过ANP法计算评估指标权重，得到考虑指标相互影响作用下的综合评估结果；最后，通过BIM二次开发技术，在建筑信息模型平台中完成了古建筑木构架健康状态评估模块的开发，丰富了古建筑运维保护的数字化手段。研究成果有助于提高古建筑健康状态评估的综合性和科学性，为古建筑预防性保护决策与数字化健康档案建立提供了一定的支持。