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龙图腾网获悉河北师范大学申请的专利基于机器学习的文物碎片相似性识别及变换匹配方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115375891B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-03发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210966747.7，技术领域涉及：G06V10/20；该发明授权基于机器学习的文物碎片相似性识别及变换匹配方法是由赵书良;穆翔宇;孙婧涵;杨依涵;丁雪怡设计研发完成，并于2022-08-12向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于机器学习的文物碎片相似性识别及变换匹配方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于机器学习的文物碎片相似性识别及变换匹配方法，包括图像预处理、提取轮廓线、特征点聚类、提取相似轮廓线对、判断两条轮廓线是否相似、计算两条相似轮廓线段之间的旋转角度、移动距离并组成刚体变换矩阵、自底向上循环拼接文物碎片步骤。本发明将通过最大类间方差的方法进行图像二值化和机器学习相结合，解决了陶瓷文物碎片进行轮廓线提取时干扰轮廓线多及轮廓线匹配时特征点选取困难的问题，可以将陶瓷碎片样本拼接成完整的图像，具有较好的鲁棒性。

本发明授权基于机器学习的文物碎片相似性识别及变换匹配方法在权利要求书中公布了：1.一种基于机器学习的文物碎片相似性识别及变换匹配方法，其特征在于包括以下步骤： 步骤1：图像预处理：将考古陶瓷碎片进行二维采样得到m·n像素文物碎片图像，将文物碎片图像转换为二值文物碎片图像； 步骤2：提取轮廓线：通过轮廓跟踪算法逐一提取二值文物碎片图像中的轮廓线，构建轮廓线集CL＝{cl1,cl2,...,clcj,...,cllks}，lks为提取的轮廓线的数目； 步骤3：特征点聚类：通过k-means聚类的方法逐一提取各轮廓线的特征点，构建各轮廓线的特征点集Ki＝{ki,1,ki,2...ki,j...ki,km}；i表示当前特征点集所属的轮廓线，i取值范围大于等于1且不超过lks；各轮廓线的特征点集中特征点数量相同，均为km个； 步骤4：逐一提取相似轮廓线对，由以下具体步骤组成： 步骤4-1：逐一求取各轮廓线的特征点曲率，构建各轮廓线的特征点曲率集Qi＝{qi，1,qi,2,...,qi,j,...,qi,qmi}，i表示当前特征点集所属的轮廓线，i取值范围大于等于1且不超过lks；轮廓线上每3个连续的特征点划分为一段特征段；qmi表示第i轮廓线的特征段数目，第i轮廓线的特征段第j特征段的曲率的计算方法为： mj为由第i轮廓线的特征段第j特征段的三个特征点横坐标拟合的第一参数方程，nj为由第i轮廓线的特征段第j特征段的三个特征点纵坐标拟合的第二参数方程，a1,a2,a3为横坐标方程的第一至第三系数，b1,b2,b3为纵坐标方程的第一至第三系数，m′j,m″j为参数方程mj的一阶导数和二阶导数，n′j,n″j为参数方程nj的一阶导数和二阶导数； 步骤4-2：逐一计算每两条轮廓线的对应特征段的曲率的欧式距离，构建两条轮廓线的欧式距离集，第i1轮廓线和第i2轮廓线的欧式距离集中第i特征段的欧氏距离的计算方法为： 步骤4-3：逐一判断两条轮廓线cli1,cli2的特征段是否相似：如果两条轮廓线的特征段的欧氏距离小于预设的第一阈值，判定为相似特征段，第i1轮廓线和第i2轮廓线的相似特征段数加1； 步骤4-4：逐一计算两条轮廓线cli1,cli2的相似性得分FSi1,i2： 式中XSTi1,i2为第i1轮廓线和第i2轮廓线的相似特征段数； 步骤4-5：判断两条轮廓线cli1,cli2是否相似：如果两条轮廓线cli1,cli2的相似性得分FSi1,i2大于预设的第二阈值，两条轮廓线cli1,cli2为相似轮廓线； 步骤5：逐一计算两条相似轮廓线段cli1,cli2之间的旋转角度δ、移动距离并组成刚体变换矩阵； 水平方向移动距离： 垂直方向移动距离： 刚体变换矩阵GTi1,i2 式中，x,y,x,y为两条相似轮廓线cli1,cli2的选定特征点的坐标；δ为轮廓线cli1,cli2通过线性回归拟合出两条相交的直线的夹角； 步骤6：自底向上循环拼接文物碎片，由以下具体步骤组成： 步骤6-1：组建诱导循环集L＝{l,l,...,llp,llQ,...lln}，ln大于等于1且小于lks：各轮廓线为结点，相似轮廓线之间建立边,连通的子图形成连通子图集合W＝{w,...,wwj,...,wzt},zt为连通子图数量,逐一判断各连通子图中边所对应的相似轮廓线的刚体变换矩阵的乘积是否为单位矩阵，如果是，连通子图作为诱导循环llj加入诱导循环集； 步骤6-2：合并诱导循环：在诱导循环集L0中，逐一搜索是否存在可合并的诱导循环Llp和LlQ，删除Llp和LlQ之间的公共边，将Llp和LlQ合并为诱导循环集合L1中的诱导循环，迭代执行该过程，得到诱导循环集L2，L3，..，Lln，诱导循环集Lln中没有可以合并的诱导循环； 可合并的诱导循环LlQ和LlQ同时满足以下条件： 条件1：诱导循环Llp和LlQ具有公共边，且公共边的刚体变换矩阵GTlp,lq在诱导循环Llp和LlQ中相等； 条件2：诱导循环合并之后，新生成的诱导循环内所有边的刚体变换矩阵相乘为单位矩阵。

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