二维非规则碎片匹配的算法

提出了一种基于曲率相似性的二维碎片轮廓匹配算法。该算法根据碎片轮廓上各点的曲率值来确定轮廓上的特征点，按照特征点对轮廓进行分段，将二维碎片的匹配简化为特征段的相似性度量与可匹配性验证。对可匹配的轮廓段进行欧氏变换以拼合两个轮廓曲线，自动地检测在当前变换下两个轮廓是否有重叠情况存在。没有重叠的两个轮廓组合起来更新为一个新的轮廓，进行再匹配直至重建过程完成。实例表明，算法是有效、稳定的。     

3维碎片拼合的算法研究

为实现艺术珍品保护或古器物修复中3维碎片的比对和拼接,提出了一种空间任意形状的3维碎片拼合算法。该算法首先对由实物测量数据建立的三角网格模型进行预处理,即去除模型中所存在的一些缺陷,以提取模型边界轮廓曲线;然后对碎片的边界轮廓离散点进行五次B样条插值,同时计算轮廓曲线上各个点的曲率、挠率和法矢,并据此分析3维碎片轮廓曲线的几何特性;接着根据轮廓曲线上各个点的总曲率来检测轮廓的特征点,并对轮廓进行分段;最后根据曲率、挠率的变化对不同轮廓上的特征段进行相似性度量,并运用法矢对相似性程度较高的轮廓段进行可匹配性验证,同时计算出可匹配轮廓段的坐标转换关系,以实现碎片的拼合。实例表明,该算法是高效、稳定的。     

一种基于DDTW的三维碎片自动拼接方法

提出了一种基于导数动态时间规整(DDTW)的三维碎片自动拼接方法,可以计算两块碎片最合理的拼接方式.同时设计了一种基于抗噪区间拟合的挠率估计方法和常数时间复杂度的三维重叠检测方法,大幅度提高了拼接的速度和准确性.首先确定物体碎片的轮廓曲线,查找角点,根据角点将轮廓曲线分段成子轮廓线,计算子轮廓曲线的挠率特征串;然后使用DDTW对两个特征串进行匹配,并给出匹配度的度量值,继而根据对应点的空间位置关系对碎片进行放缩和刚体变换,调用三维重叠检测方法排除重叠匹配;最后根据给定的评价标准找到最优匹配作为最终拼接结果.实验表明,该方法实现简单,鲁棒性强,能快速得到三维碎片集合的拼接结果.     

一种高效的三维轮廓曲线匹配算法

针对三维碎片自动拼接中的碎片匹配问题,提出一种高效的轮廓曲线匹配算法。用B-样条曲线表示三维空间曲线,并计算轮廓曲线上各个点的曲率、挠率和法矢,在匹配过程中,对轮廓特征点按其邻域曲面片进行分类,根据特征点类型标志及特征段之间的欧式距离对不同轮廓上的特征段进行相似性度量,再利用法矢对相似性较高的轮廓段进行可匹配性验证。实验结果证明该算法是稳定、高效的。     

基于链码的二维碎片轮廓匹配算法

首先利用边界链码的跟踪技术,提取出二维碎片的轮廓信息,同时对轮廓线进行细化、去噪和编码处理,得到二维轮廓线的一维链码信息描述,并在此基础上提出一种基于链码的二维碎片轮廓匹配方法.将二维碎片的形状匹配变为只对一维字符的处理,从而使得二维碎片的拼合简单化.实验表明该方法能够有效的找出一对复杂轮廓线上恰当的对应特征段,实现碎片物体的复原.     

基于匹配对的非规则碎片拼合算法

介绍了基于轮廓特征的非规则碎片复原系统的模块构成,并针对碎片序列拼合模块,利用碎片间的匹配对关系,提出了一种新的碎片拼合序列遍历算法。该算法中碎片均由当前匹配碎片和另一碎片共同匹配而得,从而在后续的拼合中碎片的定位和拼合可由两碎片共同确定,这将为拼合过程提供保证。最后结合实例,进行了算法验证,取得了较好效果。     

三维破碎物体多尺度拼接技术

在分析三维物体碎片轮廓曲线的特征和表示的基础上,研究多尺度小波轮廓描述符的计算,提出了一种多尺度下轮廓曲线特征提取及基于多尺度分析的三维物体碎片拼接方法.轮廓曲线经多尺度小波变换平滑后,提取曲率和挠率构成特征矢量;在选择了基于小波轮廓描述符的三维曲线匹配起点后,比较2条轮廓曲线的特征矢量以判断轮廓的相似性,并将轮廓匹配的2块相邻物体碎片拼接,实现破碎物体复原.最后通过实验验证了该方法的有效性.     

计算机辅助青铜器纹饰特征线识别方法研究

摘 要：针对青铜器纹饰特征轮廓线识别关键算法和技术,分析了当下纹饰数字化设计的 基本现状。基于计算机辅助技术和三角网格基础理论,结合图像聚类和阈值方法,提出特征轮 廓线识别关键技术由轮廓角点、特征曲线段、分段轮廓线匹配和空间曲线匹配 4 个环节构成。 构建了纹饰目标特征识别算法和流程,采用曲率最大值识别轮廓角点,通过特征曲线段对轮廓 曲线进行表述和投影,采用曲线弦长法对特征曲线进行匹配与拼接。建立了青铜器纹饰特征识 别方法,基于计算机辅助技术,从纹饰特征识别到空间曲线的匹配与拼接完整流程。计算机辅 助设计技术的青铜器纹饰特征识别方法具有数字化、智能化和高效化特征。根据实验结果,该 方法在目标对象纹饰识别和提取方面具有广阔的应用前景。      

基于轮廓与断面匹配的秦俑碎片拼接方法

针对兵马俑第3次发掘大量破碎俑片的虚拟复原需求,分析秦俑碎片拼接的特殊性,归纳陶制碎片的分类原则,提出一种结合碎片边缘轮廓和断裂面匹配的混合拼接方法。依据俑体碎片断裂面厚度,将其映射到空间曲线模板或空间曲面模板。基于积分不变量计算俑体碎片特征向量,采用一致性约束方法获取碎片初始匹配点对。利用筛选算法去除伪初始匹配点对,应用几何哈希算法寻找碎片最优匹配点对。其中,空间轮廓曲线匹配基于多边形弧串匹配法,空间曲面匹配基于多尺度积分不变量法。对破碎兵俑和陶马的拼接结果表明,该方法能正确得到碎片间的匹配关系,具有较好的鲁棒性。     

一种改进的薄壁文物碎片特征轮廓线提取技术

针对使用一般的边界提取方法提取三维网格模型特征轮廓线不完整问题,提出一 种新的薄壁文物碎片特征轮廓线提取的综合算法。区别了特征轮廓线和轮廓线的概念,引入主 轮廓线和次轮廓线以及二级邻接生长曲面的概念。主轮廓线的提取使用改进的基于边重数判断 的提取方法;提出次轮廓线的一种新的提取方法：首先对三维网格曲面分割并识别断裂面,然 后对断裂面的二级邻接生长曲面进行曲面扫描,提取次轮廓线;最后从主轮廓线和次轮廓线中 得到三维模型的特征轮廓线。使用该算法准确地提取了文物碎片的特征轮廓线,实验结果表明 此方法稳定且准确。     

基于图像配准的零件轮廓修正方法

针对智能机床视觉系统提取待加工零件边缘轮廓时易受到背景干扰,导致其提取出的零件轮廓中包含异常区域的问题,提出一种基于图像配准的高精度零件轮廓修正方法。首先,从零件工程图与真实图像当中提取出零件模板特征点集与待匹配特征点集;其次,对仿射变换模型中的参数进行分解分析,并利用两图特征点集中的面积特征与边缘结构特征构建准则函数;然后,使用改进的遗传算法搜索两图像全局最高相似度所对应的仿射变换参数,在图像配准之后,再通过计算最优迁移后的模板轮廓点集与待匹配轮廓点集的分段Hausdorff距离来检测并替换待匹配轮廓中的异常轮廓段。实验结果表明,该方法能精确、稳定地检测出待匹配轮廓点集中的异常轮廓段,配准精度比联合特征均方和（SSJF）方法高出50%,修正后轮廓交接点处的距离不超过3像素值。     

一种新的二维开曲线匹配算法研究

在提取碎片轮廓的基础上,提出了一种基于相似变换下的新的尺寸不变为标示符的二维开曲线匹配方法。基本思想是首先以弧长的曲率绝对值的积分方法,通过对轮廓重采样来计算轮廓曲线上的特征点,特征点分曲线为若干段,然后特征段之间的Hausdorff距离来比较两曲线的段的相似性,当Hausdorff距离小于给定的容差时,可认为相应的轮廓是匹配的,实验证明算法更快有效。     

一种辅助轮廓线的断层医学图像三维重建算法

针对轮廓线重建过程中的轮廓分叉问题,提出了一种改进的多轮廓线三维重建算法,通过构造辅助轮廓线将多轮廓线的连接转换为单轮廓线的连接,改进了利用多轮廓线进行三维重建的不足,利用可接受表面实现特征点的三角化,并根据曲率的变化拟合重建过程中的不光滑表面,进而实现断层医学图像的三维重建。实验结果证明,运用本算法在保证重建物体正确的同时,缩短了体数据的构造时间,加快了整个表面的重建速度。     

一种有效的秦俑碎块匹配算法

针对秦俑碎块的三维网格数据模型,提出了一种基于特征轮廓线的碎块断裂面匹配算法.首先,对数据模型进行纹理贴图、去噪、补洞、简化数据模型等预处理,然后提取碎块的主轮廓线和次轮廓线,进而提取出碎块的特征轮廓线,最后根据角点对特征轮廓线进行分段,并采用计算最长公共子序列的方法对分段曲线进行匹配,完成特征轮廓线的匹配,从而实现碎块断裂面的匹配.实验结果表明,该算法是一种有效的、精确的秦俑碎块匹配方法.     

基于3D-ICT图像的涡轮叶片形面点云高精度提取技术

为了高精度提取涡轮叶片内外形面点云数据,提出了基于叶片3D-ICT图像的轮廓追踪方法.对轮廓追踪与细化过程中出现的干扰环、孤立点、轮廓片断的处理进行了分析;为了进一步提高轮廓追踪的精度,利用矩匹配方法进行二次追踪,使得轮廓坐标精度达到亚像素级.实验结果表明,该方法可以得到叶片内外形面有序、密集的高精度点云数据.     

破碎刚体三角网格曲面模型的特征轮廓线提取方法

区分了三角网格曲面模型上的三组概念：外表面与断裂面、内外边及内外轮廓线．运用内外边的性质快速提取了外轮廓线,采用法矢夹角计算和统计方法获取了模型上断裂面与原表面夹角的经验阈值及断裂面面积的上限,继而确定候选特征点集,最后利用扫描线算法获取包络于候选特征点集的内轮廓线．基于以上步骤提出三角网格曲面模型的特征轮廓线提取方法,该方法正确提取了破碎刚体模型的特征轮廓线,使空间曲线匹配得以进行．     

基于轮廓分段特征描述的遮挡目标识别算法

针对传统目标识别算法对于遮挡目标识别准确率低的问题,提出了一种基于轮廓分段特征描述的遮挡目标识别算法。该算法首先采用离散曲线演化算法初步划分目标轮廓,根据分段起伏度进行分段优化,得到完整描述目标轮廓特征的有效分段;然后通过动态规划算法分析轮廓分段之间高度函数特征的相似度,利用特征显著度评价分段特征相对于目标整体特征的重要性;最后将分段之间的相似度和其特征显著度相结合,得到衡量识别准确率的联合相似度,获得最终的识别结果。通过对MPEG-7测试集进行实验分析,证明所提算法能够有效地对遮挡目标进行匹配识别,识别率优于常见的遮挡目标识别算法。