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文档简介

基于断裂面几何特征和进化计算的陶瓷碎片拼接重构基于断裂面几何特征和进化计算的陶瓷碎片拼接重构

摘要：陶瓷是人类重要的文化遗产，但由于岁月的流逝和人为破坏，许多陶瓷文物以碎片形式保存下来。为了恢复这些被破坏的陶瓷文物，本文提出了一种基于断裂面几何特征和进化计算的陶瓷碎片拼接重构方法。该方法首先从碎片中提取出断裂面的几何特征，然后利用进化计算算法对碎片进行匹配和拼接。通过对一系列实验进行评估，结果表明本文方法能够有效地重构陶瓷碎片，得到近似于原始陶瓷文物的复原品。

关键词：陶瓷碎片拼接；断裂面几何特征；进化计算；复原品

1.引言

陶瓷是人类文化遗产中的重要组成部分。然而，由于时间、事故或人为因素，许多陶瓷文物被破坏成碎片，这对文化遗产的保护和研究带来了挑战。如何精确而高效地将陶瓷碎片进行拼接，重构出完整的陶瓷文物，一直是考古学和文化遗产保护领域的难题。

2.方法及步骤

2.1断裂面几何特征提取

在本研究中，我们从陶瓷碎片的断裂面中提取了几何特征。首先，对每个断裂面进行图像处理，将其转化为灰度图像。然后利用Canny算法进行边缘检测，提取出断裂面的边缘信息。接着，使用Hough变换检测图像中的直线特征，进一步得到了断裂面的直线分布。最后，结合图像处理和几何学方法，计算出每个断裂面的几何特征，包括断裂面的长度、宽度、曲率等参数。

2.2进化计算算法

本文采用了进化计算算法对陶瓷碎片进行匹配和拼接。具体来说，采用了遗传算法和模拟退火算法两种进化计算方法。首先，将陶瓷碎片的断裂面几何特征作为基因编码，构建了一个初始种群。然后，通过交叉和变异操作对种群进行进化，得到新的候选解。根据一定的适应度函数，评估每个候选解的拟合程度，并选择适应度较高的解作为下一代的种群。迭代执行上述操作，直到达到终止条件，得到最佳拼接结果。

3.实验评估

为了评估本文所提出的方法，我们设计了一系列实验。首先，我们收集了一组不同类型和形状的陶瓷碎片，并对其进行数字化处理，得到了断裂面的几何特征。然后，将这些碎片输入到进化计算算法中进行拼接，重构出完整的陶瓷文物。最后，通过与原始陶瓷文物进行比较，评估本文方法的重构效果。

实验结果表明，本文所提出的方法能够有效地重构陶瓷碎片。通过对不同类型和形状的陶瓷碎片进行拼接，我们得到了近似于原始陶瓷文物的复原品。此外，与传统的人工拼接方法相比，本文方法具有更高的拼接准确性和效率。

4.结论

本文提出了一种基于断裂面几何特征和进化计算的陶瓷碎片拼接重构方法。实验证明，该方法能够有效地重构陶瓷碎片，得到近似于原始陶瓷文物的复原品。这对于文化遗产的保护和研究具有重要意义。未来，我们将进一步完善该方法，并拓展其在其他文物拼接重构领域的应用。

本文提出的基于断裂面几何特征和进化计算的陶瓷碎片拼接重构方法在实验中得到了有效验证。通过对不同类型和形状的陶瓷碎片进行拼接，我们成功地重建了类似于原始陶瓷文物的复原品。与传统的人工拼接方法相比，本文方法在拼接准确性和效

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