Restauración Digital de Imágenes de Documentos Históricos

La historia de las sociedades antiguas básicamente es conocida a partir de la investigación arqueológica, la cual se conforma de un acervo histórico importante que incluye no sólo documentos escritos como palimpsestos o códices sino obras de arte, murales, pinturas, entre otros; muchos de estos documentos presentan daños predominantemente causados por el paso del tiempo, la acción de agentes ambientales o el mal manejo, esto aunado al hecho de que gran parte de ellos fueron creados con materiales perecederos (provenientes de la naturaleza) perdiendo así su aspecto primitivo.

El hecho de que los documentos históricos se encuentran dañados limita las posibilidades de los expertos al tratar de reconstruirlos, el problema es que no les es tan simple obtener un soporte documental único y de gran fidelidad que les permita llevar a cabo la restauración y que al mismo tiempo no perjudique la integridad (autenticidad) y funcionalidad histórica de éstos. Por lo tanto, para poder interpretar los textos o las pinturas se requiere de técnicas que permitan recuperar la mayor parte de la información aún presente.

Los avances en tecnologías de la imagen y el desarrollo de los métodos de procesamiento de imágenes eficientes se han enfocado en la adquisición y uso de decenas o cientos de imágenes en diversas porciones del espectro electromagnético, conocidas como imágenes multi e hiperespectrales, respectivamente; estas imágenes en el caso de la restauración permiten observar la técnica de dibujo empleada, diferenciar los pigmentos presentes en una escena y como consecuencia identificar los materiales que conforman la muestra analizada, en base a sus características espectrales.

Con la finalidad de contribuir en la preservación de la herencia cultural hasta ahora descrita, se está llevando a cabo un proyecto que como resultado entregue una versión digital restaurada de dichos documentos, la cual sirva como referencia al curato (experto en restauración) para llevar a cabo una restauración física.

La primera etapa del proyecto se enfocó en el análisis y desarrollo de algoritmos computacionales que permitieran la segmentación e interpolación de color, esta última en conjunto con la eliminación de grietas y huecos, en donde un hueco puede ser definido como una región de fondo rodeada por un borde conectado de pixeles.

Partiendo de la definición anterior al llevar a cabo las pruebas correspondientes se encontró que el algoritmo de llenado de huecos no era del todo eficiente al pretender llenar una región que careciera de un borde o contorno completamente cerrado. Como parte de la segunda etapa, anteriormente se estuvo trabajando y realizando pruebas con imágenes hiperespectrales para solucionar el problema de los bordes. Como es conocido una imagen en color (RGB) se forma por la unión de una porción del color rojo (R), otra de verde (G) y una de azul (B), a partir de este hecho lo que se hace es combinar tres imágenes hiperespectrales (en lugar de una R, una G y otra B) para obtener una imagen pseudocoloreada, la cual permite recuperar la información que no es perceptible a simple vista.

Actualmente se está realizando un análisis sobre pigmentos para lograr perfeccionar los algoritmos de segmentación e interpolación de color ya que muy comúnmente los documentos presentan mezclas de distintos materiales. Con lo anterior se pretende tener una mejor caracterización de las regiones que pueden ser sujetas a una restauración digital.

Como trabajo a futuro está contemplado probar los algoritmos perfeccionados para corroborar su correcto funcionamiento. Además diseñar muestras que simulen ser documentos antiguos y analizarlas en una cámara hiperespectral para ver si los algoritmos funcionan como en el caso de las imágenes de prueba que se han venido utilizando. De igual forma se espera diseñar una interfaz gráfica que conjunte todas las técnicas de restauración descritas para tener un manejo más sencillo.

 Ing. Edwin Lechuga Salem
Estudiante de la Maestría en Computación Óptica

edwin.lechuga@upt.edu.mx