形状匹配是计算机视觉和模式识别的一个基本问题，它是衡量形状间相似性的一种技术，在众多领域得到了广泛的应用，如文字识别、目标识别、基于内容的图像检索和医疗诊断等。本文主要研究了形状匹配技术在文物复原中的应用。把文物碎片看作是三维曲面，就可以把形状匹配技术应用到文物复原中。这样，形状匹配就可以用来寻找文物碎片的原有拼接关系，进而实现文物碎片的匹配。 本文首先介绍了形状匹配的概念，然后将该技术应用到文物复原技术中。针对这一应用的几个主要部分作了讨论和研究，提出一系列的处理算法，实现了一个计算机辅助的文物复原系统。这些研究工作主要包括： 1． 构建了一个基于形状匹配技术的碎片复原模型，分析了碎片复原的计算机技术可行性。在模型中，将碎片曲面的拼合问题转化为曲面轮廓曲线的匹配问题，并且采用了适当的算法进行曲线匹配。 2． 提出了一种三维曲面的轮廓曲线提取算法，该算法可以适用于任意三维自由曲面的轮廓曲线提取，算法高效稳定；同时运用高斯函数对曲线作滤波处理、重采样，减少了匹配误差。 3． 提出了一种基于相似矩阵的形状匹配算法，使得匹配更加准确，适用于二维、三维曲线的匹配。针对大量的形状匹配问题，引入了多尺度技术，提高了计算效率。 4． 针对碎片合并的复杂问题，提出了合并曲线作为合并曲面的轮廓曲线的方法。该方法将侧重点转移到曲线的拼合，减少了曲面合并后重新提取轮廓曲线时引起的误差。 5． 在碎片拼合过程中，使用了仿真显示，也提供了交互编辑手段，使得人工参预更加方便，保证了结果的正确性。 本文研究工作是在国家“863”高科技计划，以及国家自然科学基金资助项目的支持下完成的。