碎纸片的拼接复原论

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1、B、碎纸片的拼接复原[摘要]碎纸片自动拼接技术是图像处理于模型识别领域中一个崭新但是很典型的应用，它是通过扫描和图像提取技术获取一组碎纸片的形状、颜色等信息，然后利用计算机进行相应的处理过而实现对这些碎纸片的全自动或半自动拼接复原。[1]本文建立的模型是属于优化模型，通过对图像预处理，运用图像二值化（采用OTSU算法），边界提取配对法，matlab算法等方法进行碎纸片拼接处理。针对问题一，给定的来自同一页印刷文字文件的碎纸机仅纵切破碎的纸片，我们采用编程求解模型，其主要思想是:编写程序批量读取文件，在采用OTSU算法将每个图像二值化，在

2、提取边界图像构成矩阵，运用边界配对法，再用matlab算法进行求解。针对问题二，对于碎纸机既纵切又横切的碎纸片，先编写程序运用matlab算法及找出四个边界碎纸片，再利用matlab对其他碎纸片图像进行处理，获取文字行方向、高度、间距等文字行特征，最后编写程序用用matlab算法进行求解。针对问题三，对于双面英文切纵切又横切的碎纸片，我们要将a面b面双面进行研究对于同一图片我们需同时考虑两面边界值，然后再与问题二一样用matlab算法及人工干预找出四个边界碎纸片，再重复问题二的做法，就能实现双面图片的拼接。最后，我们在对结果进行分析的基

3、础上说明了模型的优缺点，并对所建模型加以评价推广和改进，同时，进一步论述模型的实际意义。关键词：碎纸片，二值化，边界提取配对，matlab算法17一、问题重述1.1问题背景破碎文件的拼接在司法物证复原、历史文献修复以及军事情报获取等领域都有着重要的应用。传统上，拼接复原工作需由人工完成，准确率较高，但效率很低。特别是当碎片数量巨大，人工拼接很难在短时间内完成任务。随着计算机技术的发展，人们试图开发碎纸片的自动拼接技术，以提高拼接复原效率。1.2目标任务请讨论以下问题：1.对于给定的来自同一页印刷文字文件的碎纸机破碎纸片（仅纵切），建立碎

4、纸片拼接复原模型和算法，并针对附件1、附件2给出的中、英文各一页文件的碎片数据进行拼接复原。如果复原过程需要人工干预，请写出干预方式及干预的时间节点。复原结果以图片形式及表格形式表达（见【结果表达格式说明】）。2.对于碎纸机既纵切又横切的情形，请设计碎纸片拼接复原模型和算法，并针对附件3、附件4给出的中、英文各一页文件的碎片数据进行拼接复原。如果复原过程需要人工干预，请写出干预方式及干预的时间节点。复原结果表达要求同上。3.上述所给碎片数据均为单面打印文件，从现实情形出发，还可能有双面打印文件的碎纸片拼接复原问题需要解决。附件5给出的是

5、一页英文印刷文字双面打印文件的碎片数据。请尝试设计相应的碎纸片拼接复原模型与算法，并就附件5的碎片数据给出拼接复原结果，结果表达要求同上。二、模型假设及符号说明2.1模型假设1、根据题意，假设碎纸机破碎纸片的字体是等高的，且破碎时是没有损坏缺角的。2、假设题目所给的碎纸片在误差允许的范围内是有效的。3、假设计算机数字分析图像能力对碎纸片的处理是可行的。4、所有碎片上的文字的高度间距是一样的，行间距也是一样的。2.2符号定义II【i】是指输入一到十九的矩阵。JJ【i】是指图片二值化之后得到的矩阵。C是指1到19副图各个矩阵首列之和17三、

6、问题分析对于文档纸碎片的拼接，常规一般使用碎片边界尖点特征、尖角特征、面积特征等几何特征特征，搜索与之匹配的相邻纸碎片并进行拼接。对于问题一由于在本题中所给的都为规则的碎纸片，所以将纸片先输入再进行二值化，得到图片的边界矩阵，调用一个matlab函数得到左边界全为1的图片，且此图片为文档的排头。此时再重复调用一个matlab算法，根据像素最大配对原则便可以将两个图片拼接到一起，通过循环可以得到所有碎片拼接得出的图片。我们调用这个函数functionc=cout0(a,b)t=size(a);c=0;fori=1:tif(abs(a(i)

7、==b(i)))进行边界配对。（1为白，0为黑）c=c+1;可以得到于某一张图还配对的左边的图片。同理可得出所有图片的与其配对的左边的图片，也就可以轻易得出图片的顺序，再用得出的顺序编写程序，运用matlab算法进行拼接复原，此问题就可得到解决。对于问题二，相对一复杂多了，我们先将图像输入再进行二值化处理，调用matlab算法及人工干预可得到位于左上角第一个图片，然后在套用问题一中的matlab算法，得出所有可能位于第一列的图片，然后以左上角第一个图片为匹配基点，以此得出与其配对的图片，依次下去，就可以得出所有位于第一列的图片，继续运用

8、matlab算法进行行匹配，就可得到所有图片的顺序，再用得出的顺序编写程序，运用matlab算法进行拼接复原，此问题也将得到解决。对于问题三，在二的基础上再加增加两个for循环，即再a面像素点的情况下还要考