[发明专利]一种基于自适应邻域匹配的文物碎片自动拼接方法

权利要求书

1.一种基于自适应邻域匹配的文物碎片自动拼接方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，对每个碎片的轮廓线进行均匀采样，得到离散的包含有颜色信息的采样点；根据采样点的颜色信息将轮廓线划分成多个曲线段；

步骤二，在所有碎片中任选两个碎片，计算分别位于两个碎片的轮廓线上的任意两个曲线段的颜色累积差，根据颜色累积差将所有碎片分成多个初始匹配组；

步骤三，计算初始匹配组中所有碎片的轮廓线上的每个采样点的方向角特征向量，根据采样点的方向角特征向量将每个初始匹配组转化为二次匹配组；

步骤四，对每个二次匹配组内的能够二次匹配的碎片进行表面几何纹理特征线桥接判定，选取能够进行桥接的碎片形成三次匹配组；

步骤五，对每个三次匹配组内的能够三次匹配的碎片进行颜色纹理拼接判定，选取能够进行颜色纹理拼接的碎片形成四次匹配组；

步骤六，针对每个四次匹配组，若所述四次匹配组内仅存在一对一的四次匹配碎片，则这两个碎片能够拼接；若所述四次匹配组内存在一对多的多组四次匹配碎片，则计算每组四次匹配的两个碎片的多特征融合相似度，将计算得到的多个多特征融合相似度的值按照从小到大的顺序进行排序，多特征融合相似度的最小值对应的两个碎片即为能够拼接的碎片。

2.如权利要求1所述的基于自适应邻域匹配的文物碎片自动拼接方法，其特征在于，所述步骤二中的根据颜色累积差将所有碎片分成多个初始匹配组，采用的方法如下：

用E_fg表示碎片F_i上的第f个曲线段和碎片F_j上的第g个曲线段的颜色累积差，若存在E_fg小于给定阈值，则认为碎片F_i和碎片F_j初始匹配，否则，碎片F_i和碎片F_j不能初始匹配；碎片F_i以及与碎片F_i初始匹配的所有碎片F_j形成一个初始匹配组。

3.如权利要求1所述的基于自适应邻域匹配的文物碎片自动拼接方法，其特征在于，所述步骤三中的根据采样点的方向角特征向量将每个初始匹配组转化为二次匹配组，包括以下步骤：

记初始匹配组中能够初始匹配的碎片为F_i和F_j，计算碎片F_i的轮廓线上的第t个采样点和碎片F_j的轮廓线上的第k个采样点之间的方向角特征向量相似度S_it,jk；

若S_it,jk≤δ，且S_{i(t+a),j(k+a)}≤δ，其中，a为整数，δ为设定的阈值，则碎片F_i和碎片F_j二次匹配；

选取碎片F_i和与其二次匹配的所有碎片F_j形成二次匹配组。

4.如权利要求1所述的基于自适应邻域匹配的文物碎片自动拼接方法，其特征在于，所述步骤四中的对每个二次匹配组内的能够二次匹配的碎片进行表面几何纹理特征线桥接判定，选取能够进行桥接的碎片形成三次匹配组，包括以下步骤：

计算二次匹配组内所有碎片的表面几何纹理特征线的方向向量；

根据表面几何纹理特征线的方向向量，选取能够初步桥接的碎片，初步桥接后的碎片中包含多条初步桥接后的表面几何纹理特征线；

计算初步桥接后的表面几何纹理特征线上的桥接点的方向角特征向量和所述桥接点的多个相邻点的方向角特征向量；

计算所述桥接点分别与多个相邻点之间的方向角特征向量相似度，若求得的方向角特征向量相似度均小于或者等于设定值，则所述能够初步桥接的碎片能够进行桥接。

5.如权利要求1所述的基于自适应邻域匹配的文物碎片自动拼接方法，其特征在于，所述步骤五中的对每个三次匹配组内的能够三次匹配的碎片进行颜色纹理拼接判定，选取能够进行颜色纹理拼接的碎片形成四次匹配组，包括以下步骤：

记三次匹配组内能够三次匹配的两个碎片F_i和碎片F_j，计算碎片F_i和碎片F_j的轮廓线上的非桥接点的Delaunay邻域；

确定Delaunay邻域中多组相邻的三角面片；

针对每一组相邻的三角面片建立切向

根据切向计算碎片F_i和碎片F_j中相邻的三角面片的颜色纹理相似度；

若针对每一组相邻的三角面片，颜色纹理相似度均小于或者等于设定值，则碎片F_i和碎片F_j能够进行拼接。