基于邻域点集稠密度的古陶瓷碎片轮廓线提取算法

作     者：王莹 刘鹏欢 陈雅鑫 王旭粲 李巍 周强 罗宏杰 WANG Ying;LIU Penghuan;CHEN Yaxin;WANG Xucan;LI Wei;ZHOU Qiang;LUO Hongjie

作者机构：陕西科技大学材料科学与工程学院(文物保护材料与技术学院)陕西西安710021 陕西科技大学地下文物保护材料与技术教育部重点实验室陕西西安710021 陕西科技大学电气与控制工程学院陕西西安710021 上海大学硅酸盐质文物保护教育部重点实验室上海200444 

出 版 物：《西北大学学报(自然科学版)》 (Journal of Northwest University(Natural Science Edition))

年 卷 期：2025年第55卷第1期

页      面：118-128页

核心收录：

学科分类：081203[工学-计算机应用技术] 08[工学] 0835[工学-软件工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(201012279) 硅酸盐质文物保护教育部重点实验室(上海大学)开放课题(SCRC2024KF04TS) 陕西省地下文物保护利用协同创新中心项目(22JY008) 

主　　题：古陶瓷碎片轮廓线 点云切片 邻域点集稠密度 随机采样一致性算法 

摘      要：古陶瓷碎片轮廓线特征作为文物数字化修复的主要依据之一,能够直接影响文物原真性复原的质量和效率。针对古陶瓷碎片胎体较薄、形状不规则且点云数据量大而导致轮廓线提取的精度低、耗时长等问题,提出了一种基于邻域点集稠密度的古陶瓷碎片轮廓线提取算法。首先,采用有向包围盒(OBB)中心平面平行切平面方式,将碎片进行切片处理,实现对点云的分层处理和数据简化;其次,根据轮廓点和非轮廓点处邻域点集稠密度不同这个规律,将邻域点集稠密度特征与随机采样一致性(RANSAC)算法相结合,实现对碎片轮廓线的精确和快速提取;最后,构造空间分类平面,并依据空间位置的约束关系,实现对碎片断裂面和非断裂面轮廓线的分类。实验结果表明,在百万级数据规模的古陶瓷碎片轮廓线提取方面,算法运行时间可控制在15~25 s,并且轮廓线提取的准确性可达78.3%,具有较高的准确性和完整性,能够为古陶瓷文物数字化修复提供技术依据。