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《基于多特征融合的文物碎片拼接算法研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、分類號：ＴＰ３９１學校代碼：１０６９７密級：公開學號：２０１５２０９５２ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ頎士字位論文Ｍ’ＡＳＴＥＲＳＤＳＳＥＲＴＡＴＩＩＯＮ基于多特征融合的文物碎片拼接算法研究學科名稱：計算機應用技術作者：袁潔指導老師：周明全教授西北大學學位評定委員會二〇—八年六月ResearchonReassemblyofCulturalFragmentsBasedonMulti-FeatureFusionAthesissubmittedtoNorthwestUniversityinpartialfulfillmentofth
2、erequirementsforthedegreeofMasterinComputerApplicationTechnologyByYuanJieSupervisor:ZhouMingquanProfessorJune2018摘要計算機輔助文物虛擬復原技術主要應用于破損文物的拼合，該技術不僅有效縮短了文物復原的周期而且避免了人工復原對文物的再次破壞，因此相關研究也成為計算機圖形學領域的研究熱點。基于傳統(tǒng)幾何驅動的碎片拼接技術，依賴于碎片斷裂部位幾何信息的完整性及準確性，對斷裂部位存在缺損的文物碎片容易失效。針對該問題，本文將拓撲特征和多特征融合應用于文物碎片拼接，圍繞斷裂部位不同程度受損的
3、碎片拼合問題，展開相關研究。本文研究工作主要包括：（1）針對斷裂部位邊緣受損而引起的輪廓曲線無法充分表示斷裂面幾何特征的文物碎片拼接問題，提出一種基于Morse-Smale拓撲特征的文物碎片自動拼接方法。首先，依據(jù)Morse-Smale復形理論構建并簡化碎片斷裂面的拓撲圖；然后，定義基準點和0值面，利用目標點之間的對應高度差值，將拓撲圖中四邊形曲面構造成為能夠有效表示斷裂面特征的描述符；最后，基于凹凸互補性計算初始特征四邊形匹配集的誤差，篩選出最優(yōu)匹配集，確定鄰接碎片關系。實驗結果表明，針對斷裂面結構信息較完整的破碎文物模型，該方法可取得較滿意的拼接結果。（2）為了有效解決由于碎片斷裂部位
4、受損造成幾何特征缺失，采用傳統(tǒng)的單一幾何特征驅動方法難以拼合的問題，提出了一種基于斷裂部位輪廓線雙向距離場的文物碎片自動拼接方法。該算法融合碎片表面紋飾信息和斷裂部位的多種幾何特征，并且引入歐式距離一致性和凹凸互補性的多層約束條件，從而構造出能夠有效判斷碎片之間鄰接關系的特征描述符，判斷出碎片之間的鄰接關系。另外，特征提取過程中采用非均勻采樣，減少了均勻采樣過程中的冗余點，提高了碎片拼合的效率。實驗結果表明，該方法不僅避免了傳統(tǒng)的斷裂面拼合方法數(shù)據(jù)量大而帶來的高時間代價，而且針對斷裂部位存在不同程度缺損但表面紋飾結構清晰的碎片拼合具有一定的優(yōu)勢。關鍵詞：碎片拼接，特征提取，多特征融合，相似
5、性度量，距離場，剛體變換IABSTRACTThevirtualculturalrelicrestorationtechnologyofcomputer-assistedismainlyappliedtothereassemblyofdamagedculturalrelics.Itnotonlyshortenstherestorationperiodofculturalrelicsbutalsoavoidstheartificialdestructionoftherelics.Therefore,relatedresearchhasbecomeahotspotinthefieldofcomp
6、utergraphics.Thereassemblyoffracturedfragmentsbasedonthetraditionalgeometry-drivendependshighlyontheintegrityandaccuracyofthegeometricinformationonthefracturesiteofthefragments,soitpronetofailureonthefragmentswithdefectsatthefracturesite.Inordertoaddressthisproblem,thispaperappliestopologicalfeatu
7、resandmulti-featuresfusiontothereassemblyofculturalrelic,andfocusesonthefragmentationofdifferentdamagedfragments.Themainresearchworksofthispaperareincludedasfollows:(1)Aimingattheproblemthatthecontourcurvecausedb
