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碑文是古代记录历史事件的一种主要形式,也是中国古代文明的一种重要载体。鉴于其珍贵性及人工修复存在的技术挑战,除少数具有显著凹凸性的阴、阳碑文得到有效人工修复外,大多数平文性碑文由于其特殊性尚无有效措施进行保护性修复。因此,迫切需要探索新的修复方法。本文以从山西博物院采集获取的侯马盟书碑文图像为研究对象,根据碑文退化程度分类并进行研究,主要工作如下:(1)针对未充分利用碑文图像的颜色信息致使古碑文虚拟修复效果欠佳的事实,提出基于HSV空间的彩色图像增强算法:在HSV空间,先分别对亮度和饱和度分量通过局部亮度调整和相关系数法进行增强,再经色彩合成获得视觉效果有较大提升的碑文图像,为后续的文字和色彩修复奠定了基础。(2)针对文字笔画完整但存在轻微退化的碑文,提出基于骨架提取和颜色迁移虚拟修复方法。在深入比较3种常用细化算法的基础上改进ZS细化算法,提取了完整且连续性好的碑文文字单像素骨架,然后采用形态学运算对提取的骨架进行毛刺去除和均匀膨胀,恢复残缺笔段。最后,利用图像间颜色迁移算法恢复碑文图像色彩,分别计算两幅图像在βC空间下的颜色三通道的均值和标准差,通过一组线性变换使得目标图像拥有与参考图像相同的均值和标准差,达到二者色彩分布一致的目的。(3)针对因表面有较多残缺而严重退化的碑文,提出基于阈上随机共振(supra-threshold stochastic resonance,SSR)和双边滤波Canny算子的虚拟修复方法。首先利用阈上随机共振算法复原带有噪声的盟书亮度图像,其次通过分析比较2种常用的边缘提取算子提出双边滤波Canny算子的改进方法,并基于改进方法提取到较完整的文字轮廓信息,然后结合少量人机交互对提取的轮廓进行修复,得到连通性强且完整的文字轮廓,最后进行文字颜色填充复原。(4)设计并实现了侯马盟书虚拟修复系统。运用Matlab设计开发整个修复系统,实现了古碑文文字及色彩的虚拟修复功能。