基于边缘检测法的碎片复原技术大学生数学建模竞赛.doc

基于边缘检测法的碎片复原技术 摘 要 当今碎纸机已经成为办公室不可或缺的一部分，但碎纸片的拼接在司法物证复原、历史文献修复获取等领域都有重要的应用软件编程，得到附件1图片的复原排序为:008，014，012，015，003，010，002，016，001，004，005，009，013，018，011，007，017，000，006；附件2图片的复原排序为：003，006，002，007，005，018，011，000，005，001，009， 013，010，008，012，014，017，016，004。 针对问题二：在模型一的基础上，运用平面图片的四维方向性建立模型二，以上下左右四个方向的边缘特征值为出发点，运用软件编辑循环程序，对附件3的图片碎片进行循环比较匹配，得到除143、038、018、074、176、043等6张独立的图像外的附件3的大部分复原排序，结合人工的干预可以得到附件3的复原排序；对附件4得到除150、057、132、206、009、177等6张独立的图像外的附件4的大部分复原排序，结合人工干预得到附件4的复原排序。 针对问题三：在模型一和模型二的基础上，运用无有效重叠区域图像拼接的原理建立模型三，并运用软件编程的方法，得出095a，095b，156a，156b，028a，028b，022a，022b，087a，087b ，105a，105b为孤立的图片，因为每张图片都是a面和b面对应的，所以孤立图片也是一一对应的，经过人工干预可以得到附件5中图片正、负两面的排序。 本文对碎片复原进行了研究，该项技术对大多数企业、机关院校和军队会出于必威体育官网网址的需要，使用碎纸机对重要文件、单据以及材料进行销毁，而事实上，在许多情况下，需要将已经破碎的文档重新恢复起到重要的作用。 关键词：边缘检测法 四维方向性 无有效重叠区域图像拼接 1．问题的重述 当今碎纸机已经成为办公室不可或缺的一部分。大多数企业、机关院校和军队会出于必威体育官网网址的需要，使用碎纸机对重要文件、单据以及材料进行销毁。而事实上，在许多情况下，需要将已经破碎的文档重新恢复。然而，面对大量、细小、破碎的纸片，如果进行人工辨识和拼接的话，那将意味着海量枯燥的工作和漫长无期的时间，而且，通常结果并不能让人满意。计算机具有快速处理大量数据的能力，而通过计算机算法对破碎的文档进行恢复的研究较少。破碎文件的拼接在司法物证复原、历史文献修复获取等领域都有重要的应用。传统上，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，人们试图开发碎纸的自动拼接技术，以提高拼接效率。对于给定的来自同一页的片（仅纵切），建立碎纸拼接算法，并针对附件1给出的数据进行复原对于碎纸机纵切横切的情形，模型和算法，并针对附件给出的数据进行复原。从现实出发，模型与算法司法物证复原、历史文献修复获取等领域都有重要的应用。传统上，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。中的计算。 针对问题一，我们考虑到无论是汉字还是英文字母在每个碎片之间存在其笔画的连续性，根据导入图片后形成的像素矩阵中左右两端像素点的相似度，相似度最大的两张碎片来为相邻的两幅碎片。同时，位于首尾的两张碎片存在其特殊性，即位于首位的碎片的最左端和位于末位的碎片的最右端应是权威白色，即像素点全为1.。所以以像素点的列向量和为1980为标准来确定出首列和尾列，然后对剩下的图片的像素的最右列和最左列运用相关性关系进行匹配，将相似率最高的两个排在一起，再依次向右拼接所有碎片，完成对碎片的复原。 针对问题二：在问题一的基础上，考虑到问题二中原文件数据碎片除了竖切还有横切，所以我们先判别出位于最左边的碎片，然后对剩下的图片进行特征值匹配，因为碎片较小，图片各边的特征值少，不能保证能一直满足向右的拼接，所以我们不仅仅要考虑图片的最左边的特征值，还要考虑图片上下边的特征值，在一直向右拼接受阻的情况下考虑向左、向上或者向下的拼接，以更准确的匹配图片。如果遇到各个方向均有很多的可能链接的碎片的情况下，对其进行人工干预，最后完成对碎片的复原。 针对问题三：在问题一、二的基础上，我们不仅仅要考虑横切和竖切的碎片，还要考虑图片是双面的，一张碎片的一面是000a，对应的另一面就是000b， 这需要我们要将问题一和问题二中的所有工作都做一遍。因为无法确定哪些碎片是出于同一面的，所以我们首先找到碎片最左边的边缘特征值都为1和最右边的边缘特征值都为1的图片，如果这些碎片同时满足图片的a，b面是一一对应的，即如果001a的最左列特征值和为180，那么001b的最右列的特征值和为180，以确定出所有的位于两端的碎