[發明專利]基于正交V-系統變換的計算機輔助甲骨綴合方法

在審

• 申請號: 202210127638.6
• 申請日: 2022-02-11
• 公開（公告）號: CN114494750A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 宋傳鳴;武惠娟;張焱程;洪飏;王相海
• 申請（專利權）人: 遼寧師范大學
• 主分類號: G06V10/75
• 分類號: G06V10/75;G06V10/28;G06K9/62;G06T5/00;G06T5/40;G06T7/11;G06T7/136;G06T7/187
• 代理公司: 大連非凡專利事務所 21220
• 代理人: 閃紅霞

本發明公開一種基于正交V?系統變換的計算機輔助甲骨綴合方法。利用形態學運算并以邊緣跟蹤算法提取甲骨拓片的外部邊緣輪廓；利用曲率尺度空間算法檢測甲骨邊緣的大曲率角點，進而以若干大曲率角點為端點確定多段具備碴口特征的待匹配邊緣，在數據庫中按照逐條邊緣匹配的方式檢索候選拓片；對于一條待匹配邊緣，將其進行正交V?系統變換后構造V?描述子向量，再利用V?系統變換的低頻和中頻構造該邊緣的近似向量和細節向量，進而通過Freeman鏈碼將兩者轉換為方向直方圖；以歐氏距離和皮爾遜相關系數為相似度測度，分別利用V?描述子向量和方向直方圖進行初始檢索和精細檢索，進而確定可供綴合的拓片集合。

技術領域

本發明涉及數字圖像處理和古文字信息處理的交叉領域，尤其是一種可有效抵抗邊界瑕疵和缺損的，邊緣碴口匹配容錯好、準確性高、魯棒性好、自適應能力強的基于正交V-系統變換的計算機輔助甲骨綴合方法。

背景技術

甲骨文是商朝后期用龜甲、獸骨進行記事和占卜的文字，作為我國迄今為止發現的最早成體系的古文字，它具有極其重要的保護價值和研究價值。然而，“甲骨脆弱易碎，加以鉆鑿燋灼，斷裂隨之，辭句不完，難于索解”。因此，“甲骨出土和收藏的碎片現狀，決定了甲骨綴合工作將始終是甲骨學研究中的最急切最基礎的工作”。只有將甲骨碎片綴合起來，才能更深入地認識卜辭的文例、位置、語法和內容，其研究意義和文化價值巨大。

據不完全統計，全國出土甲骨的數量多達16萬片以上，而且各個甲骨碎片還可能處于不同的館藏、屬于不同的藏家。僅依靠個人經驗、腦力記憶來手工整理和綴合甲骨卜辭，其工作量、難度和門檻高度可想而知，還會對甲骨本身造成一定破壞。為解決這一難題，計算機輔助甲骨綴合的根本目的是以甲骨拓片圖像為對象，以人類專家的專業經驗為指導，建模和提取適用甲骨卜辭自動綴合的量化特征，進而實現對斷裂甲骨片進行全自動或半自動的拼接。它有望突破專家依賴、經驗知識、時空地域、工作效率的局限，目前已成為甲骨文研究的新方向之一，是開展甲骨文數字化、推動甲骨文研究的重要途徑。

現有的計算機輔助甲骨綴合技術大體分為四類，即基于邊角特征的拼接方法、基于數字化編碼的拼接方法、基于形狀特征的拼接方法、基于邊緣特征的拼接方法。

(1)基于數字化編碼的拼接方法。Zhou等人通過甲骨殘片的邊緣、紋理、卜辭走向、卜辭等元素來確定拼接規則，再依次根據對甲骨碎片在乙編中的編號、甲骨碎片在整版龜甲上的位置、甲骨的尺寸、甲骨刻辭文字的字體和甲骨碎片上的刻劃位置等信息，來對各個甲骨碎片進行數字化編碼并進一步完成基于特定編碼規則的拼接；Tong等人改進了編碼拼接方法來確定拼接規則，除了相鄰骨版外，還可以將每一骨板的四分之一以上碎片進行綴合，來對各個甲骨碎片進行數字化編碼。類似地，葛文英等人在甲類甲骨碎片數字化處理基礎上進行計算機甲骨文綴合。該類方法便于人工識別，但比較耗費人力，不利于用計算機的自動處理，特別是當待綴合碎片的信息表示不準確時，將直接影響匹配的準確性。

(2)基于邊角特征的拼接方法。Lin等人利用甲骨邊緣提取、邊緣向量化和多邊形調整等預處理運算提取出甲骨碎片圖像的邊緣特征，再在凹凸邊角、連續多邊角、360度邊角這三種情況下分析甲骨碎片圖像的角度特征，進而提出了一種邊緣長度比值法和一種邊緣凹角與凸角的拼接法，在所有候選的甲骨碎片中搜索到符合比值的平方和數值約束的邊角，實現甲骨碎片的拼接。此外，史寶珠等人通過基于角度特征的粗匹配、基于角邊長特征的匹配、碎片匹配的查缺補漏等過程，得到一個可以接受的碎片圖像拼接結果。但是，上述兩種方法的計算量仍然比較大，并且對于磨損嚴重的甲骨碎片，其邊界瑕疵和缺損往往會引進干擾性特征，不可避免地增加了誤匹配的機率。