基于遺傳算法的物體碎片圖像拼接技術(shù)研究.pdf

1、在生物學(xué)、考古研究、事故分析、醫(yī)學(xué)手術(shù)、自動(dòng)裝配等工作中經(jīng)常需要把大量的物體碎片拼接成一個(gè)或多個(gè)完整物體。在很多情況下，拼接之前對(duì)物體的形狀和個(gè)數(shù)都無法預(yù)測(cè)，甚至有的碎片已經(jīng)丟失，這更是給復(fù)原工作帶來極大的困難。如果手工完成這些工作，不僅費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，而且需要極大的耐心，甚至?xí)p壞樣品。上世紀(jì)九十年代以前這一方面的研究比較緩慢，直到進(jìn)入21世紀(jì)才受到國內(nèi)外研究學(xué)者的重視，成為一個(gè)熱點(diǎn)研究的領(lǐng)域，這主要是因?yàn)橛?jì)算機(jī)性能的大幅度提高以及存儲(chǔ)設(shè)

2、備容量的成倍增加使得大量圖形數(shù)據(jù)的處理成為可能，數(shù)字獲取設(shè)備如數(shù)碼相機(jī)、掃描儀的日益普及使得圖像數(shù)據(jù)的采集變得十分方便，另外數(shù)字技術(shù)也在各行各業(yè)廣泛應(yīng)用，基于以上幾點(diǎn)，碎片自動(dòng)復(fù)原系統(tǒng)的實(shí)用基礎(chǔ)得到了保證。
　　本文主要針對(duì)基于輪廓曲線匹配的平面物體的拼接和復(fù)原問題開展了研究，主要工作體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
　　應(yīng)用了基于遺傳算法的輪廓曲線多邊形表示算法。首先對(duì)數(shù)字曲線進(jìn)行了簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)壓縮，然后通過該曲線上的點(diǎn)列的二進(jìn)制編碼來

3、定義數(shù)字曲線的染色體，目標(biāo)適應(yīng)函數(shù)為給定曲線和逼近多邊形之間的均方差，構(gòu)造了解決該問題的選擇、交叉、變異三個(gè)算子。經(jīng)過多代的進(jìn)化，所得最優(yōu)染色體中基因值為1的基因?qū)?yīng)數(shù)字曲線的分界點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明這一方法能夠得到精確的逼近結(jié)果。
　　以逼近多邊形的分界點(diǎn)作為B-樣條擬合的控制點(diǎn)，給出了物體碎片的輪廓線的B-樣條曲線,得到平面曲線的數(shù)學(xué)模型。在弧長參數(shù)化下，曲率是空間曲線在旋轉(zhuǎn)和平移下的不變量，且具有局部性和穩(wěn)定性，因此將其選擇為特