基于矩阵边缘特征向量比较法的碎纸片拼接复原基于矩阵边缘特征向量比较法的碎纸片拼接复原摘要对于采用纵横切割，边缘几何特征儿乎相同的碎片，我们采用矩阵边缘列向量的相似性来进行两两匹配，在出现无法正确匹配时进行必要的人工干预，最终实现碎片的拼接复原。由于平时的切割不可能全部都是纵向切割，所以将横纵切割的单面和双面的碎片转换成纵向切割进行拼接。关键词边缘特征向量穷举法灰色关联分析文字行特征人工干预：TP391文献标识码：A0引言破碎文件的复原工作在司法物证复原，历史文献的修复和军事情报的获取等领域都具有重要的意义，传统的人工修复虽然准确率高，但是效率很低，特别是在纸片的数量较多，破碎程度较大的情况下，光靠人工复原可能很难再短时间内完成拼接工作,这样就会影响物证复原，文献修复和情报获取的进度。是否可以在计算机的帮助下，试着对碎纸片进行拼接，从而加快人工复原的速度，提高复原的效率。平面碎片匹配复原技术的研究有着重要的理论和现实意义，己成为模式识别、计算机视觉等领域的重要研究课题。本文采用计算机编程和人工干预的方法实现对横纵切割碎纸片的拼接。1纵向切割碎纸片的拼接复原模型1.1模型流程图1.2获取数据将碎片的文件导入到MATLAB,由软件读取出每张图片文件的像素信息，并旦这些信息可以由MATLAB转换为一个数字矩阵。程序语句：Tmread（'图片路径'*.bmp‘）通过MATLAB处理得到的数字矩阵可以得到每个矩阵的边缘特征向量，之后可以利用得到的边缘特征向量进行两两比较。1.3数据预处理和模型的建立由MATLAB得到数字矩阵之后，选取数字矩阵的左右边缘向量L,R,向量里的数字“0〃代表图片中黑色的点，“255”代表图片中白色的点，介于“0〃和“255〃之间的数字代表图片中灰色的点。可以比较任意一张图片的右边和其余每张图片的左边，如果两张图片是相邻的图片，那么左边图片的右边缘所表示的向量R和右边图片的左边缘所表示的向量L应该是相关联的，同样的，如果两张图片不是相邻的，那么右边缘和左边缘应该是不能匹配的，也就是说是不关联的，这样就可以筛选出两张相邻的图片。在此模型中，在进行拼接之前进行人工干预，通过观察碎片的边缘留白的距离，字体边缘的整齐程度以及图片上内容，可以确定出哪张图片为完整图片中的最左边的纵切碎片。在确定了最左边的纵切碎片之后，通过MATLAB读取该碎片的像素数字矩阵的右边缘特征向量R0,并和剩下的图片的左边缘特征向量进行比较，选出能够匹配的那张图片（设为R1）,接着再比较1图片的右边缘向量R1和剩下图片的左边缘向量，再次选出能够匹配的那张图片，以此类推，可以将所有图片都匹配出来，即完成了拼接的工作。2横纵切割单面碎纸片的拼接复原模型通过对数据矩阵的观察可以看出，如果两个片段是属于同一行的，那么它们的图案中从最上方开始往下检测，第…次出现全部都是白色像素值255的数字矩阵中的行数应该是相同的。上图是两张碎片图片，从他们的部分数字矩阵可以看出他们出现第一个一行全部都是白色像素点的行的行数h是相同的，都是在“上”字和“风〃字的最下沿。说明这两张图片有很大的可能是在同一行的，剩下的图片可以采用同样的方法进行分类。每张图片转换成数字矩阵之后，如果其中某一行的数字全部都是255,那么说明原图片中这一行全部都是白色，即说明这一行没有汉字或字母。每张图片转换成数字矩阵之后，矩阵的每行有72个数字，我们定义为，当一行全部都是255时，即二18360,然后计算代表每张图片的数字矩阵中第一次出现总和为18360的行数h,其中如果有行数h相同的，那么基本上可以确定它们是属于一行的。那么此时就可以得到N个类，每个类当中都有M个片段，而这M个片段都是在一行的，这M个片段可以看成是把一个横行作为整体的图片纵切后得到碎片，这就回归到了纵向的问题,可以利用纵向中的模型将每…类中的M个片段复原成一个横行的整体。复原完成后的N个完整的横行，将这N个完整的横行旋转90度得到新的N个完整的纵行，乂可以看成这N个片段是由一个整体纵切得到的，再次回归到纵向切割问题，利用纵向切割的模型可以将最后的N个片段复原，得到原本完整的图片。3横纵切割双面碎...