兵马俑是中国古代文物的杰出代表,但因遭受各种自然灾害和人为破坏,发掘出土时多已破损。考古专家进行人工修复,存在效率低、成本高、纠错难等困难。近年来,计算机辅助文物碎片虚拟匹配与拼接方法成为研究主流,但受到碎片破损严重、细节特征大量缺失的影响,实践效果不佳。本文以兵马俑一号坑第3次发掘出土的碎片作为实验对象,研究基于厚度特征的兵马俑碎片匹配方法,解决细节特征缺失时无法进行文物虚拟修复的问题,具体的工作如下:(1)提出一种碎片厚度特征提取方法。针对现有基于厚度的文物碎片匹配方法需要手工测量厚度的问题,分割模型表面并提取断裂面轮廓线,断裂面极限投影二维平面,识别上下表面部分并计算厚度特征。通过访问相邻三角形顶点的次数推算边重数,提高基于边重数的轮廓线提取方法的适用性;通过旋转迭代方法,显著减少极限投影中的投影次数;通过相邻点相对方向对投影轮廓线进行划分,从中识别分属模型上下表面的部分。实验证明,该方法能够准确提取碎片的厚度特征。(2)提出一种基于厚度特征的碎片分组方法。针对现有文物碎片匹配过程中存在大量无用匹配的问题,利用厚度特征计算厚度直方图,并通过基于欧氏距离度量的局部敏感哈希算法,将所有待匹配碎片映射到不同的分组中。同组碎片具有相似厚度,后续仅针对同组碎片寻找匹配对,有效减少无用匹配。(3)提出一种基于厚度特征的碎片粗匹配方法。将厚度特征视为整数序列,将寻找碎片匹配对转换为最长公共子序列问题,并通过改进的方法进行求解,得到匹配结果,并进行粗略对齐。实验证明,该方法显著降低寻找碎片匹配对的时间。(4)设计并实现了兵马俑碎片复原系统。实践证明,该系统能够辅助进行碎片的虚拟复原,为兵马俑碎片的实体修复提供帮助。