随着社会的发展和科学技术的进步,对于碎片拼接方面的研究也越来越普遍。破碎文件复原技术在司法学、刑侦学、古文物保存、医学及遥感学等领域都广泛应用。当面对边缘规则且数量较少的碎片时,通过手工的匹配完成拼接是可行的,而考古出土的文物以及用于刑侦方面的破碎文档等不规则碎片,它们相互混杂、数量庞大,想单纯的通过人工比对很难复原得到原物体,耗时耗力,且容易造成二次损坏。而通过计算机辅助匹配拼接,虽然不及人工匹配拼接的准确率高,但是速度快效率高,从而减小了工作强度。许多碎片拼接研究都可以归纳为或等同于为二维碎片的拼接研究。对二维碎片自动拼接问题的研究,不仅具有一定的理论意义,而且具有广泛的应用前景。对于二维碎片的拼接研究,一般可以分为三个步骤。一是碎片图像的预处理。即对图像进行分析处理,以获得我们在匹配拼接过程中需要的元素。二是碎片图像的匹配过程。即通过寻找可匹配碎片之间存在的某种联系,运用算法分析确定正确的匹配对。三是碎片图像的拼接过程。将上述过程中确定的待匹配碎片对通过可行的方法进行有效拼接,以完成碎片的复原工作。目前对于碎片拼接的研究可分为基于轮廓和基于内容的方法,本论文研究了基于轮廓边缘信息的二维碎片拼接方法,提出边长匹配和灰度匹配相结合的方法,通过分析实验验证了这一方法的可行性,论文具体研究内容及创新点如下:1.介绍碎片图像的处理基础。主要是其预处理过程,包括对碎片图像的获取过程和特征点、特征值的提取过程。考虑到像素点的数量之多,用以表示碎片轮廓数据量之大,本论文采用提取角点的方法来表示碎片轮廓,使用了一种简单的内部掏空法来提取边缘轮廓,通过标记内外部像素点来确定边缘位置,实验表明这种方法快速准确。2.研究两片碎片的匹配拼接算法。本论文利用碎片轮廓边长来寻找初步匹配对,提出一种基于轮廓边长及碎片轮廓匹配边的灰度互相关来最终确定真实匹配对的方法,可以有效剔除边长近似相等的伪匹配碎片。实验仿真表明这种局部匹配方法匹配速度更快,精度更高。3.研究多片碎片的匹配拼接算法。本论文采用多片不规则碎片实验,采用改进的深度优先遍历搜索法进行碎片的全局拼接,仿真结果表明,这种方法受噪声的影响较小,与前述局部匹配方法相结合,取得了良好的匹配拼接效果。