Archeoloog Jon Harman heeft de decorrelation stretch-methode, oorspronkelijk ontwikkeld door NASA's Jet Propulsion Laboratory voor satellietbeelden van Mars, toegepast op de archeologie. In tegenstelling tot eenvoudige contrastverhoging, brengt deze techniek (gebaseerd op de Karhunen–Loève Transform) kleuren naar een uitgebreider bereik, waardoor details die voor het menselijk oog onzichtbaar zijn, naar voren komen.
Harman ontwikkelde op basis van deze wetenschappelijke methode de software-plug-in Dstretch. Deze tool wordt inmiddels wereldwijd ingezet om prehistorische kunst te onthullen. Voorbeelden van succesvolle toepassingen zijn onder andere het ontdekken van vervaagde schilderingen bij Angkor Wat in Cambodja, zeldzame dierafbeeldingen in Egypte, en vroege pictogrammen in Canada en Noorwegen.
Deze kleurmethode van NASA was bedoeld voor Mars, nu onthult het rotstekeningen op aarde
In 2005 bezocht archeoloog Jon Harman een conferentie over rotstekeningen toen hij een onverwachte bron van inspiratie vond: beelden van Mars. De ene afbeelding toonde het bekende roestrode oppervlak van de planeet; een andere, gemaakt met een door NASA ontwikkelde methode, transformeerde het Martianse landschap in een opvallend mozaïek van rood, groen en geel, waardoor opmerkelijke details zichtbaar werden. Harman zag onmiddellijk hoe deze techniek onderzoekers zou kunnen helpen bij het bestuderen van enkele van de oudste tekeningen ter wereld.
De techniek: Decorrelation Stretch
De techniek, bekend als decorrelation stretch, wordt gebruikt om contrasten in digitale beelden te versterken. Het werd in 1978 voor het eerst ontwikkeld door onderzoekers bij NASA's Jet Propulsion Laboratory (JPL) om de interpretatie van satellietbeelden en remote sensing met een hoge correlatie te verbeteren.
"Ik heb het opgezocht op Google en een NASA-paper gevonden waarin werd uitgelegd hoe het algoritme werkt," aldus Harman. De archeoloog paste het voor het eerst toe op foto's die hij had gemaakt van rotstekeningen in Baja California, Mexico. Hierbij werd in één afbeelding een nieuwe gele figuur zichtbaar die uit het niets leek te verschijnen. "Dat heeft me overtuigd van het nut," zei hij.
Sinds die tijd heeft Harman een software-plug-in gebruikt om honderden beelden van oude rotstekeningen te verbeteren.
Ruimtetechnologie op aarde
In plaats van simpelweg het contrast tussen kleuren te verhogen, brengt decorrelation stretch de oorspronkelijke kleuren naar een ander, uitgebreider kleurbereik. De techniek is gebaseerd op de Karhunen–Loève Transform, een stelling die in de statistische analyse wordt gebruikt om energiecompactie te maximaliseren (het concentreren van het grootste deel van de informatie van een signaal in minder componenten).
De geschiedenis van de ontwikkeling is als volgt:
- 1978: Jim Soha, supervisor van een digitale beeldbewerkingsgroep bij JPL, stelde voor om de Karhunen–Loève Transform toe te passen op digitale beelden voor kleurverbetering.
- 1996: Ronald Alley, een lid van de groep van Soha bij JPL, verfijnde het proces om het sneller en nauwkeuriger te maken.
Het was de publicatie van Alley waar Harman op stuitte toen hij begon met het adopteren van de techniek voor het bestuderen van rotstekeningen. "Iemand moest een beschrijving van dit ding schrijven, zodat gebruikers zouden weten waar we het over hadden," zei Alley.
Harman, die nu gepensioneerd is in Pacifica, Californië, heeft naast een doctoraat in de wiskunde van Berkeley ook ervaring met medische beeldvorming, wat hem het vertrouwen gaf dat hij het zou kunnen uitzoeken. Met behulp van de paper van Alley creëerde Harman de software-plug-in Dstretch om digitale beelden te verbeteren.
Het verleden onthullen
De archeoloog was in staat om de decorrelation stretch-methode specifiek af te stemmen op rotstekeningen. "Ik begon ermee te experimenteren en ontdekte dat ik, door de kleurruimte waarin ik werkte te veranderen, goede resultaten kon behalen in verschillende beelden," legt hij uit.
Een kleurruimte (color space) is een bereik van numeriek gerepresenteerde kleuren, zoals de RGB-kleurruimte (rood-groen-blauw) die veelvuldig wordt gebruikt op schermen. De Dstretch-plug-in bevat aangepaste kleurruimtes die effectief zijn gebleken bij de beelden van rotstekeningen van Harman.
Toepassingen wereldwijd
Archeologen hebben Dstretch ingezet voor diverse ontdekkingen:
- Cambodja: De Singaporese archeoloog Noel Hidalgo Tan gebruikte de Dstretch-plug-in om meer dan 200 vervaagde schilderingen te ontdekken rond het Angkor Wat-tempelcomplex.
- Egypte: In de oude Egyptische begraafplaats van Beni Hassan werden afbeeldingen van vleermuizen en varkens ontdekt, dieren die zelden worden afgebeeld in de oude Egyptische kunst.
- Canada: In het Writing-on-Stone Provincial Park in Alberta onthulde Dstretch een pictogram van een paard en ruiter. Dit wordt beschouwd als een vroege vorm van graffiti: een visitekaartje van een Crow-krijger om zijn Blackfoot-vijanden te tarten.
- Noorwegen: Op de site �
rsand 1 in West-Noorwegen bracht de software ongeveer 15 eerder niet gedocumenteerde figuren aan het licht en onthulde nieuwe details in 28 andere figuren.
"Niemand weet echt waarom mensen de rotstekeningen maakten die ze maakten, in ieder geval in veel gevallen," zegt Harman over zijn fascinatie voor de oude schilderingen. "En de symbolen zijn behoorlijk vreemd."
Deze kleurmethode van NASA was bedoeld voor Mars, nu onthult het rotstekeningen op aarde
In 2005 bezocht archeoloog Jon Harman een conferentie over rotstekeningen toen hij een onverwachte bron van inspiratie vond: beelden van Mars. De ene afbeelding toonde het bekende roestrode oppervlak van de planeet; een andere, gemaakt met een door NASA ontwikkelde methode, transformeerde het Martianse landschap in een opvallend mozaïek van rood, groen en geel, waardoor opmerkelijke details zichtbaar werden. Harman zag onmiddellijk hoe deze techniek onderzoekers zou kunnen helpen bij het bestuderen van enkele van de oudste tekeningen ter wereld.
De techniek: Decorrelation Stretch
De techniek, bekend als decorrelation stretch, wordt gebruikt om contrasten in digitale beelden te versterken. Het werd in 1978 voor het eerst ontwikkeld door onderzoekers bij NASA's Jet Propulsion Laboratory (JPL) om de interpretatie van satellietbeelden en remote sensing met een hoge correlatie te verbeteren.
"Ik heb het opgezocht op Google en een NASA-paper gevonden waarin werd uitgelegd hoe het algoritme werkt," aldus Harman. De archeoloog paste het voor het eerst toe op foto's die hij had gemaakt van rotstekeningen in Baja California, Mexico. Hierbij werd in één afbeelding een nieuwe gele figuur zichtbaar die uit het niets leek te verschijnen. "Dat heeft me overtuigd van het nut," zei hij.
Sinds die tijd heeft Harman een software-plug-in gebruikt om honderden beelden van oude rotstekeningen te verbeteren.
Ruimtetechnologie op aarde
In plaats van simpelweg het contrast tussen kleuren te verhogen, brengt decorrelation stretch de oorspronkelijke kleuren naar een ander, uitgebreider kleurbereik. De techniek is gebaseerd op de Karhunen–Loève Transform, een stelling die in de statistische analyse wordt gebruikt om energiecompactie te maximaliseren (het concentreren van het grootste deel van de informatie van een signaal in minder componenten).
De geschiedenis van de ontwikkeling is als volgt:
- 1978: Jim Soha, supervisor van een digitale beeldbewerkingsgroep bij JPL, stelde voor om de Karhunen–Loève Transform toe te passen op digitale beelden voor kleurverbetering.
- 1996: Ronald Alley, een lid van de groep van Soha bij JPL, verfijnde het proces om het sneller en nauwkeuriger te maken.
Het was de publicatie van Alley waar Harman op stuitte toen hij begon met het adopteren van de techniek voor het bestuderen van rotstekeningen. "Iemand moest een beschrijving van dit ding schrijven, zodat gebruikers zouden weten waar we het over hadden," zei Alley.
Harman, die nu gepensioneerd is in Pacifica, Californië, heeft naast een doctoraat in de wiskunde van Berkeley ook ervaring met medische beeldvorming, wat hem het vertrouwen gaf dat hij het zou kunnen uitzoeken. Met behulp van de paper van Alley creëerde Harman de software-plug-in Dstretch om digitale beelden te verbeteren.
Het verleden onthullen
De archeoloog was in staat om de decorrelation stretch-methode specifiek af te stemmen op rotstekeningen. "Ik begon ermee te experimenteren en ontdekte dat ik, door de kleurruimte waarin ik werkte te veranderen, goede resultaten kon behalen in verschillende beelden," legt hij uit.
Een kleurruimte (color space) is een bereik van numeriek gerepresenteerde kleuren, zoals de RGB-kleurruimte (rood-groen-blauw) die veelvuldig wordt gebruikt op schermen. De Dstretch-plug-in bevat aangepaste kleurruimtes die effectief zijn gebleken bij de beelden van rotstekeningen van Harman.
Toepassingen wereldwijd
Archeologen hebben Dstretch ingezet voor diverse ontdekkingen:
- Cambodja: De Singaporese archeoloog Noel Hidalgo Tan gebruikte de Dstretch-plug-in om meer dan 200 vervaagde schilderingen te ontdekken rond het Angkor Wat-tempelcomplex.
- Egypte: In de oude Egyptische begraafplaats van Beni Hassan werden afbeeldingen van vleermuizen en varkens ontdekt, dieren die zelden worden afgebeeld in de oude Egyptische kunst.
- Canada: In het Writing-on-Stone Provincial Park in Alberta onthulde Dstretch een pictogram van een paard en ruiter. Dit wordt beschouwd als een vroege vorm van graffiti: een visitekaartje van een Crow-krijger om zijn Blackfoot-vijanden te tarten.
- Noorwegen: Op de site �
rsand 1 in West-Noorwegen bracht de software ongeveer 15 eerder niet gedocumenteerde figuren aan het licht en onthulde nieuwe details in 28 andere figuren.
"Niemand weet echt waarom mensen de rotstekeningen maakten die ze maakten, in ieder geval in veel gevallen," zegt Harman over zijn fascinatie voor de oude schilderingen. "En de symbolen zijn behoorlijk vreemd."
Groetjes,