对于大量的文物碎片,如果进行人工拼接则不仅工作量大而且容易造成文物的再次破坏,因此需要借助计算机实现文物复原。在计算机辅助的文物复原系统中,碎片自动复原是指从众多散乱的碎片当中,借助计算机通过匹配技术识别出原本相邻的碎片并进一步恢复碎片原貌,其中碎片匹配技术是碎片自动拼接复原中的关键技术。在计算机辅助的文物复原系统中有几项关键技术需要处理,包括曲线表示方法,曲线特征量的选取以及匹配算法的设计等。本文主要对非规则文物碎片形状匹配以及拼接复原问题进行研究,本文主要的工作包括以下几个方面:1.研究了二维轮廓曲线匹配算法,碎片的相似度比较主要依靠边界轮廓曲线实现。在算法过程中选取边界连接点作为特征量,连接点不仅能够有效反映该点的局部特征而且还能反映相邻点的特征,因此选取连接点作为特征量能够取得较好的匹配结果。实验结果证明该算法具有较高的效率和精确度。2.如何选取轮廓曲线上离散点的几何特征量也是碎片匹配问题中的一个关键技术。在三维轮廓曲线匹配算法中,选取离散点的曲率和挠率作为特征量。在曲率计算方法中,提出了改进的卷积积分算法,在多尺度空间使用线性插值方法对轮廓曲线重采样并估算离散点的曲率和挠率,实验证明改进的算法能够有效计算出离散点的几何特征量。3.提出了改进的基于Hausdorff距离的匹配算法,该算法首先根据离散点的特征值得到轮廓曲线上的特征点,根据特征点的邻域曲面对特征点进行分类,然后根据特征点类型标志以及特征点之间的Hausdorff距离判断两曲线段的相似度,然后再利用法矢量对有可能匹配的曲线段进行验证。实验表明,该算法不仅提高了算法匹配速度,而且在匹配过程中充分利用了断裂曲线邻域曲面的特征,从而降低了伪匹配情况。