基于鄰接約束的交互式文物碎片重組方法研究與應(yīng)用.pdf

1、計(jì)算機(jī)輔助文物虛擬復(fù)原技術(shù)主要用于解決破損文物實(shí)體的重組問(wèn)題，該技術(shù)不僅提高了手工復(fù)原的效率而且避免了對(duì)文物再次破壞。文物碎片斷裂部位幾何結(jié)構(gòu)復(fù)雜，部分碎片由于斷裂部位受損而造成幾何特征缺失，利用現(xiàn)有的拼合方法容易失效。針對(duì)該問(wèn)題，本文采用數(shù)字幾何處理、形狀匹配、交互式拼合等方法，圍繞斷裂部位受損的碎片重組問(wèn)題，提出了基于鄰接約束的交互式文物碎片虛擬拼合方法。本文研究工作主要包括:
　　(1)對(duì)于外表面幾何紋理清晰且厚度較薄的碎片

2、，采用基于表面鄰接約束的拼合方法可以實(shí)現(xiàn)此類(lèi)碎片的精確對(duì)齊。選取碎片外表面幾何紋理作為特征描述符，提出基于表面鄰接約束的交互式文物碎片虛擬拼合方法。采用基于顯示脊線的幾何紋理提取算法得到碎片外表面紋理的幾何結(jié)構(gòu)和主動(dòng)輪廓線。為了獲取匹配關(guān)系，根據(jù)幾何紋理的連貫性確定待拼合碎片的鄰接關(guān)系，給出表面鄰接約束點(diǎn)和初始對(duì)齊位置，并采用改進(jìn)的區(qū)域生長(zhǎng)算法確定表面鄰接約束點(diǎn)的最終位置;接著以表面鄰接約束點(diǎn)為中心獲取初始匹配點(diǎn)集，并采用線段約束算法篩

3、選出待拼合碎片間的最優(yōu)匹配點(diǎn)對(duì)集。為了實(shí)現(xiàn)碎片的精確對(duì)齊，定義輪廓誤差和表面誤差用來(lái)度量剛體變換結(jié)果的正確性，并采用窮舉搜索法篩選出最優(yōu)的剛體變換參數(shù)。
　　(2)對(duì)于具有一定厚度的斷裂碎片，其拼合過(guò)程分為基于表面鄰接約束的初始對(duì)齊和基于斷裂面鄰接約束的精確對(duì)齊。利用斷裂面局部幾何特征作為特征描述符，提出基于斷裂面鄰接約束的交互式文物碎片虛擬拼合方法。首先根據(jù)斷裂面局部區(qū)域凹凸特征選取斷裂面鄰接約束點(diǎn)，并根據(jù)斷裂面鄰接約束點(diǎn)的近鄰