[发明专利]基于聚类和蚁群算法的横纵切碎片复原方法

说明书

基于聚类和蚁群方法的横纵切碎片复原方法属于图像处理领域。本发明根据碎片中文字的位置信息提取每一个碎片的特征向量，结合碎片实际情况对少数特征向量进行调整，以每行碎片的首个碎片的特征向量为聚类算法的中心向量对碎片进行分行聚类。对每一行进行排序拼接，把碎片行内拼接问题转化为旅行商问题，应用蚁群算法求解这个旅行商问题。与此同时，使用合并策略和分治策略提高行内碎片的拼接精度。最后使用行碎片的特征向量匹配实现行碎片的拼接。

技术领域

本发明属于图像处理领域，涉及的是一种基于横纵切碎纸片图像的文字信息复原拼接方法，是聚类方法、蚁群方法、合并以及分治策略在碎纸片拼接中的应用。

背景技术

文件检验是法医学的一个重要子领域，其与刑事、军事、民事、政府执法、司法等领域有重大的联系。文件检验的关键是利用一系列已知的标准并应用科学的方法对可疑文件进行检验对比，例如签名验证、笔迹鉴定等。为了得到可靠的结果，法医工作者必须依靠保存完整的文件。

很多时候可疑文件会受到不同程度的毁坏，文件可能被撕去边角，虫蛀，浸湿，以及撕碎。在最后一种情况中，文件可能被人手或者机器撕毁，无论哪种情况，法医工作者们都需要修复文件才能完成下面的鉴定工作。通过碎片的大小和数量以人工的方式来修复粉碎的文件需要大量的时间，修复几份文件可能需要几天甚至几周的时间。而且文件修复拼接是一件非常无聊沉闷的工作，因此设计一个高效的自动文件修复方法显得非常的必要。

碎纸机作为保护用户纸质文件信息安全的工具，要求粉碎文件信息不可被复原。多数碎纸机把文件粉碎成横纵向小块状，因此研究横纵切碎纸片修复方法同时可以指导碎纸机的升级设计,更好地保护用户的信息安全。

发明内容

本发明旨在提出了一种重建横纵切碎纸片拼接方法，该方法较国内外已有的方法拥有更高的精度、更自动化。该技术较之于人工拼接技术，可大大提高工作效率。

具体技术内容如下：

1.基于聚类和蚁群方法的横纵切碎片复原方法，其特征在于，包括如下步骤：

1.1.根据每一个碎片中文字的位置信息提取每一个碎片的特征向量CV＝[a₁，a₂，a₃，a₄]^T，结合碎片的实际情况对少数特征向量进行调整，向量元素a₁，a₂，a₃，a₄为自然数；

1.2.以每行碎片的首个碎片的特征向量为聚类方法的中心向量对碎片进行分行聚类；

1.3.对每一行进行排序，把碎片行内拼接问题转化为旅行商问题，应用蚁群方法求解这个旅行商问题；

1.4.使用合并策略和分治策略提高行内碎片的拼接精度；

1.5.使用行碎片的特征向量进行匹配实现行碎片的拼接。

所述的步骤1.1包括：

2.1.如果碎纸片的顶部是白的，则该碎片顶部中不存在不完整的文字行，令a₁＝0；

2.2.如果碎纸片的顶部第一行文字是完整的，则令a₁＝0，即该行文字的上边界与碎纸片的上边界重叠；否则令a₁＝l₁，其中l₁是碎片顶部不完整行的底部在碎纸片的位置，用数字表示；

2.3.如果碎纸片的底部是白的，则该碎片的底部不存在不完整的文字行，令a₄＝0；