匹配度量Match_Deg :
【主权项】
1. 一种基于轮廓的二维碎片拼接方法，其特征是，包括以下步骤： 步骤一：获取扫描的碎片图像并提取碎片轮廓曲线； 步骤二：进行轮廓的多边形逼近及特征提取，得到两个特征序列：旋转角度序列，边长 序列； 步骤三：基于特征序列寻找碎片两两之间的局部候选匹配段；寻找N片碎片的局部匹 配，N片碎片两两进行比较，得到最终局部匹配集合； 步骤四：最终局部匹配集合中，基于碎片按照局部匹配进行拼接所要旋转的角度，寻找 局部匹配的全局路径，将所有确定的路径整合为一个包含所有碎片的路径，即可实现拼接。
2. 如权利要求1所述的一种基于轮廓的二维碎片拼接方法，其特征是，所述步骤一中， 扫描的碎片图像为使用扫描仪获取的碎片灰度图像。
3. 如权利要求1所述的一种基于轮廓的二维碎片拼接方法，其特征是，所述步骤一中， 提取碎片轮廓曲线时，对得到的灰度图像进行直方图分析，把灰度图像转换为二值图，其中 1表示碎片，O表示背景，然后提取二值图像的边缘，碎片的边缘像素就是与背景像素相邻 但属于碎片的元素，顺时针逐一顺次寻找八连通的碎片边缘像素，得到碎片边缘，碎片边缘 表示为顺时针的坐标序列。
4. 如权利要求1所述的一种基于轮廓的二维碎片拼接方法，其特征是，所述步骤二中， 运用DP迭代算法，获取轮廓曲线的近似多边形顶点，按顺时针顺序计算每个顶点处的旋转 角度，及相邻顶点的距离即多边形边长，得到两个特征序列：旋转角度序列，边长序列。
5. 如权利要求1所述的一种基于轮廓的二维碎片拼接方法，其特征是，所述步骤三中， 基于特征序列寻找碎片两两之间的局部候选匹配段，具体过程为： 固定一个碎片的旋转角度序列，让另一个碎片的旋转角度序列左右移动，寻找两序列 重叠位置元素的匹配部分，并计算匹配部分的用来衡量匹配程度的匹配度量，根据记录的 匹配信息最终选择一个最佳匹配段，作为两个碎片可能的匹配，即局部候选匹配； 所述匹配信息包括匹配段起始点、终止点、匹配度量。
6. 如权利要求1所述的一种基于轮廓的二维碎片拼接方法，其特征是，所述匹配度量 Match-Deg :
兵十，Kate-L = υιι/min、!^，L2J，Kate-Λ = b/minu^ngi，Ang2) ;Ι^、L2分另Ij为两匹配段 边长和；Dif= IL1-L2I ;Commonside为一个匹配段的匹配对应边的个数，Commonvertice为 匹配对应转角个数，Cl、C 2为两常数；Angl，Ang2分别为两匹配段所有匹配顶点处绝对旋转 角度之和； Match_Deg ^ 0,两段边长差越小，累积角度误差越小，匹配长度越长，则Match_Deg越 接近于〇,其匹配程度越高。
7. 如权利要求1所述的一种基于轮廓的二维碎片拼接方法，其特征是，所述步骤三中， 寻找N片碎片的局部匹配，N片碎片两两进行比较，得到最终局部匹配集合，具体为： N片碎片两两进行比较，需比较Ν(Ν-1)/2次，最多得到Ν(Ν-1)/2个局部候选匹配，包含 有较多的伪匹配，即错误匹配，采用取其中匹配程度最高的前K个，采用排除重叠法，去除 伪匹配，作为最终局部匹配集合。
8. 如权利要求1所述的一种基于轮廓的二维碎片拼接方法，其特征是，所述采用排除 重叠法，去除伪匹配的过程为： 对每个碎片的所有局部候选匹配按照匹配程度从高到低排序，并记录其在某个局部匹 配中参与匹配的段；从第一个局部匹配开始，所有比该局部匹配的匹配程度低的、跟该局部 匹配有重叠的局部匹配均剔除。
9. 如权利要求1所述的一种基于轮廓的二维碎片拼接方法，其特征是，所述步骤四中， 计算局部匹配集合中每个匹配中的两个碎片分别与对方拼接所要旋转的角度，选取局部匹 配程度最高的两碎片中的一个作为寻找全局路径的初始路径的当前碎片。
10. 如权利要求1所述的一种基于轮廓的二维碎片拼接方法，其特征是，寻找局部匹配 的全局路径的具体方法为： A :为当前碎片寻找新的局部匹配碎片，其中，该当前碎片的对应匹配不属于已确定的 路径，若寻找不到，则转入B，若寻找到，则转入C ; B :返回当前路径的上一个碎片即前向碎片，该前向碎片作为当前碎片，继续执行A ; C :若寻找到的碎片在当前路径中已出现过，则判断两次出现之间的子路径是否无矛 盾，无矛盾则该子路径成为被确定的路径，执行B，有矛盾操作同B ;若寻找到的碎片在当前 路径中没出现过，则该碎片成为当前碎片，转入A ; 当路径中只剩初始碎片，且该初始碎片没有新的匹配碎片，即无法再生成路径时，寻找 全局路径的过程结束，将所有确定的路径整合为一个包含所有碎片的路径，即可实现拼接。
【专利摘要】本发明公开了一种基于轮廓的二维碎片拼接方法，包括：步骤一：获取扫描的碎片图像并提取碎片轮廓曲线；步骤二：进行轮廓的多边形逼近及特征提取，得到两个特征序列：旋转角度序列，边长序列；步骤三：基于特征序列寻找碎片两两之间的局部候选匹配段；寻找N片碎片的局部匹配，N片碎片两两进行比较，得到最终局部匹配集合；步骤四：最终局部匹配集合中，基于碎片按照局部匹配进行拼接所要旋转的角度，寻找局部匹配的全局路径，将所有确定的路径整合为一个包含所有碎片的路径，即可实现拼接。本发明相比最佳优先法，新提出的基于局部匹配拼接旋转角度量的全局路径寻找方法，充分利用局部匹配对，确定正确匹配对及碎片重建的路径，提高了匹配效率。
【IPC分类】G06T3-40
【公开号】CN104835116
【申请号】CN201510233318
【发明人】辛化梅, 房然然, 侯伟, 李玲
【申请人】山东师范大学
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年5月8日