2013全国大学生数学建模竞赛B题论文究极版 破碎文件拼接复原技术 蒋健.doc

PAGE 2013高教社杯全国大学生数学建模竞赛 承 诺 书 我们仔细阅读了《全国大学生数学建模竞赛章程》和《全国大学生数学建模竞赛参赛规则》（以下简称为“竞赛章程和参赛规则”，可从全国大学生数学建模竞赛网站下载）。 我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。 我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛章程和参赛规则的，如果引用别人的成果或其他公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。 我们郑重承诺，严格遵守竞赛章程和参赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛章程和参赛规则的行为，我们将受到严肃处理。 我们授权全国大学生数学建模竞赛组委会，可将我们的论文以任何形式进行公开展示（包括进行网上公示，在书籍、期刊和其他媒体进行正式或非正式发表等）。 我们参赛选择的题号是（从A/B/C/D中选择一项填写）： B 我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话）： 所属学校（请填写完整的全名）： 中国刑事警察学院 参赛队员 (打印并签名) ： 蒋健 指导教师或指导教师组负责人 (打印并签名)： 王庆丰 （论文纸质版与电子版中的以上信息必须一致，只是电子版中无需签名。以上内容请仔细核对，提交后将不再允许做任何修改。如填写错误，论文可能被取消评奖资格。） 日期： 2013 年 9 月 16 日 赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）： 2013高教社杯全国大学生数学建模竞赛 编 号 专 用 页 赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）： 赛区评阅记录（可供赛区评阅时使用）： 评 阅 人 评 分 备 注 全国统一编号（由赛区组委会送交全国前编号）： 全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）： PAGE 31 破碎文件拼接复原技术 摘要 在司法鉴定中，大量的纸质物证复原工作目前基本上都是以手工方式完成的。一旦碎纸的数量增大到几百甚至上千块的时候，如果仍然依靠手工完成，不但耗费大量的人力、物力，而且可能对物证造成一定的损坏。因此，结合这一背景，把计算机视觉和模式识别应用于碎片复原，开展对碎纸自动拼接技术的研究具有重要的现实意义。本论文的目标是利用MATLAB软件，运用数理统计、图形分析、假设法、函数分析等数学方法，对碎纸机破碎纸片进行拼接、复原。 本论文所研究的碎纸自动拼接技术可以近似看做一个拼图问题，利用MATLAB软件编程和一些必要的人工干预，实现对这些碎纸片的全自动或半自动拼接还原。该技术从像素点灰度值出发，将每张图片的边缘像素点的灰度值数据提取出来，并将这些数据纳入数据库中。对数据库中的数据之间进行相似度比较，得出相似度系数，其中相似度系数最大的两组数据所代表的两张图片的边缘，理论上是可以拼接在一起的，从而确定出碎纸的复原顺序。此外，第一张碎纸的顺序确定是通过打印文件四周有留白的原理。如果一组灰度值数据全部代表白色，且该数据来自图片的左边缘，则该图片为最左边的图片。以此推理，可以得出最右边，最上边，最下边的图片，从而推断出以后的图片拼接顺序。 此碎纸自动拼接技术包括了图像的预处理和匹配，图像预处理是指图像获取、边界检验等，再利用检验所得数据进行相关性检验，从而确定出相互匹配的碎纸片。通过MATLAB软件的程序运行，使该技术实现自动化运行，直接处理得出拼接图片。 关键词：图片边缘 灰度值数据 相似度匹配 自动拼接 1 问题回放 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。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