非规则碎片复原技术是模式识别与计算机视觉中的一个重要问题,具有广泛的实用价值,一直为国内外学者所关注。本文结合图像处理学、模式识别、微分几何、形状匹配等相关理论,对平面非规则碎片的复原技术展开了研究,提出了用轮廓曲线的特征描述来表示碎片的形状,从而将碎片复原问题转化为轮廓曲线匹配和拼接问题。据此本文主要开展了以下几项工作: 首先轮廓提取算法实现了碎片的轮廓形状跟踪,并用不同尺度的高斯函数对碎片的轮廓曲线进行了平滑,得到了曲线的多尺度空间描述。根据曲线基本理论和特征描述准则,选取了曲率特征来描述轮廓曲线。 其次,针对实际复原中碎片数量众多的问题,本文提出了一种多尺度碎片匹配算法来查找碎片间的匹配对关系,该算法在效率上比单尺度匹配提高了许多。在此基础上本文还提出了一种有效的基于匹配对的碎片拼合序列遍历算法,该算法通过查找当前匹配碎片和被匹配碎片的共同匹配对来确定碎片在拼合序列中的位置,为拼合过程提供了保证。按照碎片拼合序列,结合匹配对的起止点信息和点坐标转换公式,实现了碎片的虚拟演示。此外,针对不同类型的遗失碎片,分别研究了虚拟修补的实现方法。 最后,分析和设计了非规则平面碎片复原的原型系统,并结合实例,初步验证了文中复原理论和方法对平面碎片的有效性。但对三维碎片、噪音过多的碎片的效果尚不实用,有待今后进一步研究。