本文的作者是Chenxi Ge，来自天津大学建筑学院。文章发表于2024年的“Proceedings of the 6th International Conference on Computing and Data Science”期刊上，题目为“The Review of AI and Cultural Heritage Protection-Taking the Whole Process of Cultural Heritage Protection as an Example”。本文是一篇综述性论文，旨在总结人工智能（Artificial Intelligence, AI）在文化遗产保护中的应用，并以文化遗产保护的全过程为例进行详细探讨。
随着科技的进步，人工智能技术逐渐渗透到现代社会的各个领域，展现出巨大的潜力。文化遗产保护作为一个传统领域，也应当积极与人工智能产业结合，探索新的保护机会。文化遗产不仅是具有艺术和历史价值的物质遗产，更是中华民族文化和精神的有形体现。然而，文化遗产保护面临着诸多挑战，如如何加强文化遗产的挖掘与修复、如何管理与保护文化遗产、如何探索其潜在价值等。人工智能作为一种新兴手段，能够通过大数据分析、图像识别、自然语言处理等技术，实现文化遗产的智能修复、识别、分类、展示等功能，从而提高保护效率和利用率。
人工智能在文化遗产考古中的应用
人工智能在文化遗产考古中的应用是文化遗产保护的基础。通过创建历史遗址的3D模型、使用激光雷达（LiDAR）扫描土地、机器学习算法预测遗址的挖掘深度和潜在文物，人工智能能够辅助考古学家进行遗址挖掘。例如，Iris Kramer利用深度学习技术识别潜在的考古遗址，减少了考古成本，保护了重要的文化遗产。此外，Binghamton的学者们使用基于对象的图像分析（Object-Based Image Analysis, OBIA）处理3D扫描数据，帮助发现潜在的历史遗址。人工智能还可以自动化3D扫描和建模，提升3D建模的精确度，并促进建筑或文物特征的提取与分类。
人工智能在文物分类、识别与修复中的应用
在文物分类、识别与修复领域，人工智能技术已经相当成熟。Belhi和Bouras等人提出了基于深度学习的文化遗产图像分类方法，通过训练文化遗产图像及其文本标签，实现图像的自动分类和标签补全。Chitkara大学的研究人员则使用混合卷积神经网络（Convolutional Neural Networks, CNNs）和长短期记忆（Long Short-Term Memory, LSTM）模型对印度古迹进行多分类识别，准确率达到92%。此外，Pierdicca和Paolanti等人提出了基于点云分割的深度学习框架，能够对历史建筑的3D点云进行语义分割，提高历史建筑结构分析的效率。在修复方面，Belhi和Bouras提出了改进的深度学习框架，用于文化遗产图像的修复与补全，Yang Ting等人则提出了基于人工神经网络（Artificial Neural Networks, ANN）的自组织映射（Self-Organising Mapping, SOM）图像修复算法，应用于古代建筑壁画的修复。
人工智能在文化遗产语言提取中的应用
在文本识别领域，传统的方法是使用光学字符识别（Optical Character Recognition, OCR）技术。然而，由于文化遗产中的文字形式多样且多为图片形式，给检索带来了困难。Xu等人使用YOLOv2、YOLOv2-tiny、Faster R-CNN算法实现了甲骨文部首的检测，基于YOLOv2网络的语义分析，研究了甲骨文部首的演变关系。此外，Cunat应用团队开发了能够识别楔形文字的软件，利用人工智能神经网络识别单个字符并翻译其含义，扩展了楔形文字检测系统的技术。
人工智能在文化遗产展览中的应用
人工智能可以为展览设计和互动体验提供更智能的解决方案。Pierdicca和Paolanti等人提出了基于深度卷积神经网络的视觉注意力模型，通过分析参观者的眼动数据，实现参观者分类和个性化推荐。此外，虚拟现实（Virtual Reality, VR）和增强现实（Augmented Reality, AR）技术能够为观众提供更丰富、更生动的文化遗产体验。Belhi和Bouras等人提出将3D全息成像技术应用于博物馆，提供文化遗产的数字化互动。Jovana和Igor等人则基于蒙特内哥罗遗址的数据集生成了VR识别模型，为游客提供独特的文化遗产参观体验。
人工智能在文化遗产保护中的应用具有巨大的潜力。它不仅能够帮助考古学家更好地挖掘文化遗产，还能通过数字化保存、修复、解读、展示与创新，推动文化遗产保护进入数字化与智能化时代。然而，人工智能的应用也带来了一些担忧，如技术的安全性与稳定性、数据隐私与管理问题，以及人工智能对文化遗产多样性解读的削弱。因此，在应用人工智能技术时，必须保持警惕，确保其在可控范围内使用，并遵守相关法规，以维护文化的多样性和解释权。
本文通过详细探讨人工智能在文化遗产保护各个阶段的应用，展示了人工智能技术在提升文化遗产保护效率与科学性方面的巨大潜力。同时，本文也指出了人工智能应用中可能存在的问题，为未来的研究提供了重要的参考。本文的综述不仅为文化遗产保护领域的研究者提供了新的思路，也为人工智能技术的应用拓展了新的方向。
本文的亮点在于其全面性和前瞻性。它不仅总结了人工智能在文化遗产保护中的现有应用，还指出了未来的发展方向和潜在问题。通过结合具体案例和技术细节，本文为读者提供了深入的理解和实用的参考。