由于年代久远等原因,相当多的青铜器出土时存在破损情况,利用计算机辅助碎片虚拟拼接是青铜器文物修复保护和数字化处理的关键技术之一。针对青铜器具有非刚体性,且碎片的结构特征或纹理特征往往不明显,导致碎片模型匹配困难的问题,本文就青铜器碎片虚拟拼接技术展开如下研究:(1)提出青铜器碎片分类拼接思路。依据青铜器薄壁文物碎片的特点将其按照是否具有明显三维特征以及碎片大小分为二维碎片和三维碎片,并且后续拼接采用分类拼接方式,即分别在二维平面和三维空间进行匹配。(2)提出利用曲率特征虚拟拼接青铜器小碎片的方法。对青铜器小碎片分别进行轮廓提取,并在平滑处理提取结果的基础上计算其曲率;以曲率的局部极大值点作候选角点,再根据支撑域消除圆角点和伪角点;计算相邻两角点间的弦长,以弦长作为特征序列进行匹配;在平移旋转过程中利用向量模的不变性进行匹配精化处理,得到青铜器小碎片的最终拼接结果。结果表明该方法能够有效提高拼接效率和匹配效果。(3)提出结合主成分分析和快速傅里叶变换进行青铜器三维碎片虚拟拼接的方法。将轮廓曲线表示为若干特征曲线段序列,并将每段分别从世界坐标系变换到用PCA方法建立的局部坐标系下,然后投影到其中的两个坐标平面上;以该两个坐标平面上轮廓投影点的傅里叶级数和能量值为依据进行粗匹配;将基于粗匹配得到的过渡矩阵将两个待匹配碎片的轮廓线经坐标变换后投影到第三个坐标平面,通过寻找其最长公共边进行精匹配,从而得到匹配结果。(4)设计和开发了青铜器文物几何特征尺寸提取系统。该系统操作简易,能快速地提取青铜器几何特征量,包括口径、底径、高度等,为后续人工修复青铜器提供可靠数据资料。