基于Morse-Smale拓扑特征的文物碎片拼接算法

摘要：

针对计算机辅助文物虚拟复原中由于破损文物断裂部位边缘受损而引起的轮廓线不能充分表示断裂面几何特征的问题,提出了一种基于断裂面拓扑特征的破碎文物自动拼接算法.首先,定义碎片模型顶点显著度指标函数,提取断裂面特征点,依据Morse-Smale复形理论构建并简化断裂面的几何拓扑图;然后,通过定义基准点与0值面,从而计算目标点的对应高度差值,将拓扑图中四边形曲面构造成为能完整表示断裂面几何特征的特征描述符,并根据凹凸互补性计算初始特征四边形匹配集的误差,筛选出最优匹配集;最后,采用四元组方法计算旋转、平移矩阵,利用穷举搜索法实现碎片的精确拼接.实验结果表明,该方法针对断裂部位边缘受损的破碎文物模型可获得较满意的拼接效果.

关键词：Morse-Smale复形、刚体变换、特征描述符、四元数、穷举搜索

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资助基金：国家自然科学基金61373117,61673319;高等学校博士学科点专项科研基金20136101110019;陕西省产业创新链项目:秦汉都城虚拟修复建模及其增强现实展示应用示范工程2016TZC-G-3-5

在线出版日期：2018-12-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1486-1495