计算机辅助二维碎片自动拼接是模式识别领域中的一个典型问题,它在司法鉴定、文物修复等领域有着广泛的应用。碎纸拼接是这种二维碎片拼接技术的典型应用之一。它首先通过扫描或其它数字图像获取技术提取一组碎纸片的图像,这些图像包含碎纸片的形状、颜色等信息,然后通过计算机利用这些信息进行相应的处理从而实现对这些碎纸片的自动拼接还原。本文就破碎文件的自动拼接问题进行了研究,在此基础上开发了计算机辅助碎纸自动拼接系统。主要工作有以下几个方面:1)广泛调查了用于碎纸拼接的预处理方法。本文采用基于HSI空间的彩色图像聚类的背景分割算法,形态学方法的提取轮廓方法和非参数的多边形近似方法来完成预处理。2)在基于轮廓特征的局部匹配中,采用了基于ψ-s分析的局部匹配算法:先将轮廓近似多边形表示成ψ( s)曲线形式,通过ψ-s分析找到这两个碎片的匹配子段,最后将这些子段通过欧氏变换进行拼合。3)提出了基于蚁群优化算法的全局拼接方法。利用局部拼接产生的候选匹配对构建搜索图,信息素与节点相关联。在迭代过程中,利用候选匹配对之间的矛盾和蚁群构建的全局拼接路径更新信息素:对于在迄今最优路径上的候选匹配对,人工蚂蚁释放信息素,而位于构建失败的路径上的候选匹配对的信息素以一定比例蒸发。候选匹配对的信息素最终向一定方向收敛。最后,根据信息素来筛选候选匹配对。4)最后,设计实现了碎纸自动拼接系统。