基于断裂面邻域特征的文物碎片拼接

作者：耿国华^*; 张鹏飞; 刘雨萌; 周明全; 姚文敏; 李康

来源：光学精密工程, 2021, 29(05): 1169-1179.

• 文物碎片拼接
• 最小二乘法
• 随机抽样一致性
• 奇异值分解
• 迭代最近点算法

为解决传统拼接算法在断裂部位受损情况下存在拼接误差大且耗时的问题,本文提出一种基于断裂面几何特征的破损文物碎片自动拼接算法。首先,定义碎片模型邻域特征参数,提取断裂面特征点,依据最小二乘法原理构造曲率特征参数对特征点集进行优化;然后,为解决稀疏点云特征难以匹配的问题,定义特征点间相对距离和相对夹角作为特征描述符,依据集合相似理论对特征点进行相似性度量,提取断裂面特征点对匹配集,并利用随机抽样一致性算法剔除误匹配点对,筛选出最优匹配集;最后,采用奇异值分解法计算旋转、平移矩阵,利用基于K-D树改进的迭代最近点算法实现碎片的精确拼接。实验结果表明:与传统的拼接算法相比,本文特征点少,特征描述符简单,鲁棒性强,有效提高了碎片拼接的准确性和效率。