三维破碎物体多尺度拼接技术周术诚1，2）耿国华n周明全3）（福建农林大学计算机与信息学院福州350002）（北京师范大学信息科学与技术学院北京100875）度下轮廓曲线特征提取及基于多尺度分析的三维物体碎片拼接方法轮廓曲线经多尺度小波变换平滑后，提取曲率和挠率构成特征矢量；在选择了基于小波轮廓描述符的三维曲线匹配起点后，比较2条轮廓曲线的特征矢量以判断轮廓的相似性，并将轮廓匹配的2块相邻物体碎片拼接，实现破碎物体复原最后通过为a中碎片的轮廓曲线匹配和碎片的拼接图；所示为中2块碎片轮廓曲线匹配和碎片拼接图；所示为中3块碎片曲线匹配及碎片拼接图从b所示的碎片拼接图可以看出，尽管2块碎片的断裂处存在缺损，但是能够完成正确的曲线匹配和碎片拼接；在a中，由于碎片有一些缺损，因此有一小部分曲线没有完全拼合，但从b可以f嘁Step8.建立局部坐标系，模板曲线段的质心与局部坐标系的原点重合，将找到的测试曲线匹配段与模板相应的线段对齐和配准拼接2块碎片，将拼接好的物体当作新的模板，提取新的轮廓曲线，从临时库中删除已拼接的2块碎片，如果没有处理完所有碎片或没有完成拼接，则转Step2.用通常的方法查找2段曲线所有匹配段的时间复杂度为（NM），本文算法在匹配起点确定后，只需搜索一遍曲线上的点，其时间复杂度为a轮廊曲线匹配图b3块碎片拼接块碎片轮廓匹配及碎片拼接图看出拼接的效果良好；a所示为2块碎片拼接后重新提取的轮廓曲线与另一块碎片的轮廓曲线匹配的情况，左边缺损部分由于未封闭，因此也被当作轮廓提取出来，而从b的拼接情况可以看出，它不影响拼接的结果，缺损部分可以在碎片全部拼接后通过后续工作对所有曲面进行修补。

　　实验表明，本文算法能够处理不同的三维物体碎片的轮廓曲线匹配及拼接，处理的数据量只有原始数据的1/2J，并且可根据需要调整尺度系数，在保证轮廓曲线精度的情况下能有效地抑制噪声，在碎片有些缺损时也能找到最长匹配子段。本文算法计算速度快，鲁棒性好，具有一定的容错性。

　　5结束语从理论分析和实验结果可知，在满足精度要求的情况下，轮廓曲线经过小波变换后滤除了原始轮廓中的大部分噪声，能减小噪声对计算特征矢量的影响，不同的尺度滤除噪声的量也不同，因此，本文算法对噪声具有鲁棒性；经过小波变换后要处理的轮廓点数目较少，在进行匹配和拼接计算时，搜索的数据较少，匹配和拼接速度快；本文算法没有处理轮廓线上所有的数据，即使在碎片有一些缺损的情况下，也不影响整条轮廓曲线的匹配段搜索和碎片的拼接，在匹配和拼接时具有鲁棒性和一定的容错性。

　　本文算法可以找到相邻碎片轮廓曲线的所有匹配子段，达到准确的匹配和拼接效果，满足三维物体正确拼接的快速性、鲁棒性和容错性的要求。