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随着三维数据获取技术的不断发展，计算机硬件的不断提高，碎片的三维数据可以利用三维激光扫描仪而被快速的获取，其中点云数据作为三维模型的表达手段之一，已经成为计算机图形学中的一个研究热点。因此利用三维的点云数据来提取碎片的特征信息以及利用特征信息完成碎片的拼接已经具有重要的研究意义。本文的主要研究内容如下: (1)研究三维碎片的数字化处理，在利用三维激光扫描仪获得碎片的点云数据后，运用Delaunay三角剖分技术来快速的实现散乱点云数据的曲面重建，建立三角网格模型，并给出了一种基于Delaunay三角剖分技术的轮廓线提取算法。 (2)针对三维点云数据，提出了一种从三维空间的二次曲面方程中估算一点的平均曲率的方法，利用平均曲率和视点来提取点云模型中的特征点。然后结合提出特征点给出了分为基于单个特征点和多个特征点的两种碎片的匹配研究。 (3)针对三角网格模型的三维数据，提出了根据三角网的边的重数快速提取特征线的算法，并对于具有内轮廓线的碎片，提出利用三角网格的几何数据结合主要的灰度分布，构造判断函数的方法提出特征线。最后先利用搜索算法给出轮廓线的粗匹配，然后根据提出的轮廓线在弗朗内特框架标准下做碎片的细匹配研究。