Los fragmentos arqueológicos reales son reensamblados por el algoritmo de los investigadores. Los bordes de los fragmentos están marcados en cian. Crédito:Derech, Tal y Shimshoni.
Un equipo de investigadores del Technion y la Universidad de Haifa ha desarrollado un nuevo enfoque de visión por computadora para resolver acertijos arqueológicos. En su papel prepublicado en arXiv, introducen un algoritmo general que puede reensamblar automáticamente fragmentos de artefactos arqueológicos.
"La resolución de acertijos ha sido un problema intrigante durante muchos años, "escriben los investigadores en su artículo." Tiene numerosas áreas de aplicación, como en documentos triturados, edición de imagen, biología y arqueología ".
Los investigadores han estado tratando de desarrollar herramientas que puedan resolver acertijos automáticamente durante décadas. El primer solucionador computacional, introducido en 1964, fue capaz de abordar rompecabezas de nueve piezas. Hoy dia, La mayoría de las técnicas de vanguardia para la resolución de acertijos están diseñadas para trabajar en imágenes naturales mediante la combinación de colores. coincidencia de formas o una combinación de ambos.
Los investigadores del Technion y la Universidad de Haifa decidieron centrarse en la resolución de acertijos en el campo de la arqueología. En el momento de su descubrimiento, la mayoría de los objetos arqueológicos se encuentran en un estado deficiente o fragmentario. Por lo tanto, Los arqueólogos vuelven a ensamblar manualmente estos fragmentos para poder examinarlos más a fondo. Las herramientas de visión por computadora podrían simplificar enormemente este arduo y lento proceso al automatizar la resolución de acertijos arqueológicos.
Esquema del algoritmo. Crédito:Derech, Tal y Shimshoni.
"Nos concentramos en la arqueología no solo porque el patrimonio cultural ha sido reconocido mundialmente como un objetivo importante, sino también porque el dominio arqueológico expone los límites de las técnicas actuales de visión por computadora, "explican los investigadores en su artículo." Los artefactos arqueológicos no son 'limpios' y 'de buen comportamiento'; bastante, están rotos, erosionado ruidoso, y, en última instancia, extremadamente desafiante para los algoritmos que los analizan o reensamblan. Por lo tanto, desde el punto de vista de la visión, la arqueología sirve como un área de aplicación extremadamente desafiante ".
Los investigadores desarrollaron un enfoque que aborda las tres principales diferencias entre los rompecabezas de piezas cuadradas de imágenes naturales y las imágenes de artefactos arqueológicos. que están asociados con la abrasión, decoloración y continuidad del color. En artefactos arqueológicos, la abrasión a menudo crea espacios entre las piezas, lo que dificulta la coincidencia de fragmentos adyacentes.
Además, la decoloración del color puede resultar en bordes falsos, que deben distinguirse de los bordes y degradados reales. Finalmente, en rompecabezas de imágenes naturales con piezas cuadradas, existe un número fijo de transformaciones entre cualquier par de piezas, pero en artefactos arqueológicos, las transformaciones válidas pertenecen a un espacio continuo, complicando aún más los rompecabezas.
Los frescos se rompieron en fragmentos utilizando una variedad de patrones de barro seco, y cada fragmento se rotó aleatoriamente. La partición geométrica varía, así como los patrones y los colores. Algunos tienen muchos patrones que se repiten, lo que hace que estos ejemplos sean más difíciles de resolver; algunos tienen solo unos pocos colores que ocupan grandes regiones, mientras que otros tienen una mayor variedad de colores. Todavía, nuestro algoritmo logró reensamblar estos ejemplos sin problemas. Crédito:Derech, Tal y Shimshoni.
"Proponemos un algoritmo novedoso que maneja estas dificultades, "escriben los investigadores". Se basa en cuatro ideas clave. Primero, para hacer frente a la abrasión de los fragmentos, proponemos extrapolar cada fragmento antes del reensamblaje. Esto reduce el problema de continuidad (predecir cómo 'continuar' el fragmento) al que nos enfrentamos a un problema de coincidencia. Segundo, sugerimos un método de muestreo de transformación, que se basa en la noción de espacio de configuración, y se adapta especialmente a nuestro problema ".
Según los investigadores, En el centro de cualquier solución de acertijos se encuentra la pregunta:¿Qué hace una buena combinación? Para responder a esto, utilizaron una nueva medida que toma en consideración las características únicas de los rompecabezas arqueológicos, incluyendo los espacios entre piezas, desvanecimiento del color, bordes espurios, longitudes variables de límites coincidentes y transformaciones imprecisas. Además, su algoritmo coloca las piezas en función de su confianza en el partido, que está influenciado por la singularidad de la coincidencia y el tamaño del fragmento.
Los investigadores evaluaron su algoritmo en docenas de objetos arqueológicos reales del Museo Británico y frescos de iglesias de todo el mundo. Descubrieron que funcionaba notablemente bien, reensamblar con éxito la gran mayoría de estos artefactos rotos y frescos.
© 2019 Science X Network
