Ψηφιακή επεξεργασία εικόνας για τη σχεδιαστική ταυτοποίηση σχολών ιστορικών νωπογραφικών
Authors: Βλυσίδη Αντιγόνη 
Published: October 2024

Σκοπός της παρούσας Διδακτορικής Διατριβής είναι η ταξινόμηση, η αναγνώριση και ταυτοποίηση ιστορικών νωπογραφιών του 13ου και 14ου αιώνα από τα σημαντικότερα αστικά κέντρα του Βυζαντίου μέσω ψηφιακής επεξεργασία εικόνας. Το αντικείμενο είναι διεπιστημονικό, καθώς εξετάζεται από την βυζαντινή τέχνη και των διακριτών χαρακτηριστικών της, όσο και από τεχνολογίες που συμβάλλουν στην ταυτοποίηση και του υπόβαθρου σχεδίασης και συγκεκριμένα της ψηφιακής επεξεργασίας εικόνας με επαλήθευση την χρωματομετρική ανάλυση, όπως διατυπώθηκε από την διδακτορική διατριβή του Ν. Βέσιτς. Η συγκεκριμένη μελέτη δύναται να αποτελέσει ένα επιπλέον εργαλείο για τους μελετητές της τέχνης στην ταυτοποίηση και ανάλυση έργων συνδυάζοντας την ιστορική ανάλυση των νωπογραφιών μέσω της βυζαντινής τέχνης με την τεχνολογία και την όραση υπολογιστών. Σε αυτό το πλαίσιο τα στάδια που ακολουθήθηκαν περιλαμβάνουν: • τη δημιουργία της βάσης δεδομένων, η οποία αποτελείται τόσο από φωτογραφικό υλικό νωπογραφιών όσο και από πληροφοριακά στοιχεία για την κάθε εικόνα. Το φωτογραφικό υλικό είναι νωπογραφίες από τα σημαντικότερα μνημεία της περιόδου των Παλαιολόγων και έχουν περιληφθεί και κάποιες εικόνες νωπογραφιών από την μεταβυζαντινή περίοδο της Κρητικής Σχολής. Συγκεντρώθηκαν 123 έγχρωμες εικόνες νωπογραφιών • δημιουργία εφαρμογής στην Python για τη διαχείριση και ανάλυση των δεδομένων. Ιδιαίτερη έμφαση δόθηκε στην ακρίβεια και την επαλήθευση των πληροφοριών που εισήχθησαν στη βάση δεδομένων για να εξασφαλιστεί η αξιοπιστία των αποτελεσμάτων. Πιο συγκεκριμένα τα στοιχεία οργανώνονται σε τρεις κύριες οντότητες, Picture, Work, Artist. Αυτό οδηγεί στο συμπέρασμα ότι το πληροφοριακό υλικό στη βάση δεδομένων είναι η πηγή αλήθειας για την κάθε εικόνα και αποτελεί σημαντικό παράγοντα επιτυχίας του μοντέλου της μηχανικής μάθησης. • κρίθηκε μέγιστης σημασίας ο εμπλουτισμός της βάσης δεδομένων με τον χωρισμό των εικόνων σε μικρότερες (patches), με αποτέλεσμα οι τελικές εικόνες να αριθμούν στο σύνολο 13252. Η κάθε μία από τις μικρότερες εικόνες έχει το αντίστοιχο πληροφοριακό υλικό. Κατά αυτό τον τρόπο η βάση δεδομένων εμπλουτίστηκε και μεγάλωσε. • χρησιμοποιήθηκε από τα Συνελικτικά Νευρωνικά Δίκτυα CNN (Convolutional Neural Network) το AlexNet για την ακριβή κατηγοριοποίηση εικόνων, ο αλγόριθμος βελτιστοποίησης Adam καθώς και η μετρική F1 • το σύστημα εκπαιδεύτηκε επί όλα τα δεδομένα στο σύνολο μάθησης με ποσοστό ταυτοποίησης 85%. Από τα αποτελέσματα των σχεδιαγραμμάτων, το μοντέλο συμπεριφέρεται ικανοποιητικά και αποφεύχθηκε η υπερπροσαρμογή • οι αιχμές στην καμπύλη F1 σκορ επικύρωσης υποδηλώνουν κάποια μεταβλητότητα στην απόδοση του μοντέλου στο σύνολο επικύρωσης που δύναται να αντιμετωπισθεί με τη χρήση τεχνικών, όπως η διασταυρούμενη επικύρωση,η ανθεκτική αύξηση δεδομένων ή οι μέθοδοι κανονικοποίησης. • τη πραγματοποίηση της χρωματομετρικής ανάλυσης των εικόνων από τη βάση δεδομένων σε δύο πιλοτικές εφαρμογές: α) εικόνες από διάφορες νωπογραφίες, β) εικόνες νωπογραφιών από γνωστούς καλλιτέχνες της βυζαντινής τέχνης, του Μανουήλ Πανσέληνο και των Μιχαήλ Αστραπά και Ευτύχιο προκειμένου να επιτευχθεί χρωματομετρική προσέγγιση με τις εικόνες νωπογραφιών άγνωστου καλλιτέχνη, στο παρεκκλήσι του Αγίου Ευθυμίου του οποίου οι νωπογραφίες είναι επίσης από την Μακεδονική Σχολή. Τα αποτελέσματα και στις δύο πιλοτικές εφαρμογές δείχνουν μία πολύ καλή συσχέτιση των παραμέτρων Δb* και ΔC*, ιδιαίτερα μεταξύ των νωπογραφιών του Άγνωστου καλλιτέχνη και του Μανουήλ Πανσέληνου. Συγκεκριμένα η συνολική χρωματική παράμετρος των εικόνων από τις νωπογραφίες των καλλιτεχνών (ΔC*) συσχετίζεται περισσότερο με την απόχρωση του κίτρινου (Δb*) αλλά με διαφορετική ένταση. Αυτή η ένταση σχετίζεται μαθηματικά με την κλίση της ευθείας γραμμής συσχέτισης στο διάγραμμα Δb* ΔC* που για τον Μανουήλ Πανσέληνο είναι 1,15 αλλά για τον Μιχαήλ Αστραπά και Ευτύχιο είναι 0,78. Στη δεύτεοη εφαρμογή της χρωματομετρικής ανάλυσης εξετάστηκαν 14 εικόνες νωπογραφιών της Μακεδονικής Σχολής, από το παρεκκλήσι του Αγίου Ευθυμίου στη Θεσσαλονίκη. Επιλέχθηκε ο συγκεκριμένος ναός, αφενός διότι πρόκειται για ένα από τα πιο ενδιαφέροντα σύνολα της αναγέννησης των Παλαιολόγων και αφετέρου, υπάρχουν μελέτες που υποστηρίζουν ότι οι νωπογραφίες έχουν πραγματοποιηθεί από τον Μανουήλ Πανσέληνο. Οι μελέτες στηρίζονται στην ομοιότητα τόσο την υφολογική όσο και της απόδοσης των στοιχείων με τις νωπογραφίες από το ναό του Πρωτάτου. Από την εφαρμογή της χρωματομετρικής μεθόδου συμπεραίνεται ότι οι εικόνες των νωπογραφιών που χρησιμοποιήθηκαν έχουν κοινά χρωματικά χαρακτηριστικά και δεν αποκλίνουν η μία από την άλλη. Αυτή η διαπίστωση επιβεβαιώνει τον χαρακτηρισμό των Σχολών, καθώς οι βυζαντινές νωπογραφίες που εξετάζονται φέρουν κοινά στοιχεία. Κατά αυτόν τον τρόπο, επιβεβαιώνονται οι μακροσκοπικές παρατηρήσεις των ιστορικών τέχνης ως προς την ανάλυση της χρωματικής παλέτας των καλλιτεχνών κατά τους βυζαντινούς χρόνους και την διάκριση καλλιτεχνικών Σχολών. Οι αναλύσεις της χρωματομετρικής μεθόδου επικυρώνουν τα αποτελέσματα της μηχανικής μάθησης και τις παρατηρήσεις των ιστορικών τέχνης για την ταυτοποίηση και αναγνώριση Σχολών και καλλιτεχνών. Η διδακτορική διατριβή αποτελεί μία ολοκληρωμένη πρόταση εφαρμογής στην ψηφιακή ανάλυση εικόνας και έχει δυνατότητες εξέλιξης, κυρίως, με τον εμπλουτισμό της βάσης δεδομένων τόσο σε φωτογραφικό υλικό όσο και σε επιπλέον πληροφοριακά στοιχεία.