基于形状骨架图匹配的文物碎片自动重组方法
本文关键词: 碎片重组 特征线 表面邻接约束 形状匹配 出处:《自动化学报》2017年04期 论文类型:期刊论文
【摘要】:为了有效解决文物碎片自动重组中由于断裂部位受损造成几何信息丢失,采用传统几何驱动方法容易失效的问题,本文提出一种基于形状骨架图匹配的文物碎片自动重组方法,将碎片匹配问题转化为碎片表面纹饰中非完整纹元的互补匹配问题.首先,通过提取文物碎片表面特征线得到碎片表面的纹饰信息;然后根据完整纹元的特征确定非完整纹元互补匹配的约束条件,采用视觉骨架剪枝的方法提取完全位于断裂部位的非完整纹元的形状骨架图,基于形状骨架图语法及匹配约束条件判定非完整纹元是否互补匹配;接着,将碎片上非完整纹元的顺序作为上层约束条件,采用基于带剪枝深度优先的搜索方法搜索匹配碎片;最后,以邻接碎片上非完整纹元间公共弦的端点作为邻接约束点,采用最小二乘法计算刚体变换参数得到碎片的初始位置,并采用迭代最近点方法将邻接碎片精确对齐.实验结果表明,该方法能够有效解决断裂部位存在缺损文物碎片的自动重组问题.
[Abstract]:In order to effectively solve the problem that the geometric information is lost due to the damage of the fracture site in the automatic recombination of cultural relic fragments, the traditional geometric driving method is easy to fail. In this paper, an automatic recombination method of cultural relic fragments based on shape skeleton map matching is proposed. The debris matching problem is transformed into the complementary matching problem of non-complete elements on the debris surface. Firstly, the decorative information of the fragment surface is obtained by extracting the feature line of the debris surface. Then according to the characteristics of the complete grain element, the constraint conditions of the complementary matching of the nonholonomic elements are determined, and the shape skeleton map of the non-complete grain element located completely in the fault position is extracted by the method of visual skeleton pruning. Based on the syntax of shape skeleton graph and matching constraints, the nonholonomic elements are determined to match each other, and the order of nonholonomic elements on the fragment is taken as the upper constraint condition, and the search method based on pruning depth priority is used to search the matching fragments. Finally, using the endpoints of common chords between nonholonomic elements on adjacent fragments as the contiguous constraint points, the initial position of the fragments is obtained by using the least square method to calculate the parameters of the rigid body transformation. The iterative nearest point method is used to precisely align the adjacent fragments. The experimental results show that the proposed method can effectively solve the problem of automatic recombination of defective fragments in the fracture site.
【作者单位】: 西北大学信息科学与技术学院;西北大学新闻传播学院;北京师范大学信息科学与技术学院;
【基金】:国家自然科学基金(61602380,61373117,61673319) 陕西省教育厅科学研究项目(16JK2178) 高等学校博士学科点专项科研基金(20136101110019)资助~~
【分类号】:TP391.41
【参考文献】
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,本文编号:1524278
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