[发明专利]一种基于断裂面形状特征的三维碎片拼接重组方法

说明书

本发明提供的一种基于断裂面形状特征的三维碎片拼接重组方法，包括以下步骤：根据碎片边缘的特征组合提取碎片断裂面的三维轮廓；根据碎片断裂面三维轮廓的多尺度形状特征进行断裂面匹配，得到碎片间的两两匹配结果，筛选未匹配碎片，获取未匹配碎片碎片边缘的四种不同组合特征，对未完成匹配的碎片进行异常处理：优化匹配矩阵从而获得重组碎片。本方法根据碎片的断裂面轮廓进行特征匹配，可以直接将三维碎片进行重组、不需要对碎片数据进行预先处理，不仅对单一器物(盘子)适用，并且可以对多器物混合碎片(盘子、碗等)进行拼接重组，实现了重组准确度高且运行时间短的技术效果。

技术领域

本发明涉及三维碎片拼接技术领域，尤其涉及一种基于断裂面形状特征的三维碎片拼接重组方法。

背景技术

由于野外考古学中三维扫描设备的使用越来越广泛，断裂三维物体的全自动拼接重组问题越来越受到重视，当器具碎片的数量很大并且多个器具碎片混合时，手动拼接重组是繁重而且单调的工作。同样，对于数量庞大、极其珍贵的文物，人工参与修复以及修复人员的缺失也是一个非常严重的问题。因此，计算机辅助器具碎片拼接重组对于文物修复重组来说非常重要。现有技术大多都只针对同一种器具的碎片进行拼接重组。

发明内容

根据现有技术存在的问题，本发明公开了一种基于断裂面形状特征的三维碎片拼接重组方法，具体采用如下步骤：

根据碎片边缘的特征组合提取碎片断裂面的三维轮廓；

根据碎片断裂面三维轮廓的多尺度形状特征进行断裂面匹配，得到碎片间的两两匹配结果；

筛选未匹配碎片，获取未匹配碎片碎片边缘的四种不同组合特征分别为LLE四维特征、PCA二维特征、混合特征和LLE二维特征，采用四种不同组合特征重复上述两个步骤进行断裂面匹配得到初始碎片匹配结果；

对未完成匹配的碎片进行异常处理：对于仍未匹配的碎片，增加碎片边缘的聚类数目从而得到多数量的断裂面轮廓，将多个断裂面轮廓与其他碎片的未标记断裂面进行匹配输出匹配矩阵；

优化匹配矩阵：判断每组碎片的数量是否小于设定阈值，如果小于则将该组碎片与其他组碎片进行轮廓匹配，并将符合标准的两组碎片合并，对于同组碎片根据碎片周围的其他碎片调整当前碎片的位置，直到该组碎片之间的距离值小于设定阈值为止从而得到优化后的匹配矩阵,根据优化后的匹配矩阵进行碎片间的拼接重组。

本发明公开的一种基于断裂面形状特征的三维碎片拼接重组方法，可以直接将三维碎片进行重组、不需要对碎片数据进行预先处理，不仅对单一器物(盘子)适用，并且可以对多器物混合碎片(盘子、碗等)进行拼接重组，该方法重组准确且运行时间短。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中方法的简单流程图；

图2为本发明中碎片断裂面提取的示意图；

图3为本发明中碎片拼接重组的示意图；

图4为本发明中点的线形几何特征的示意图。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：

如图1所示的一种基于断裂面形状特征的三维碎片拼接重组方法，具体采用如下步骤：