全国数学建模竞赛b题优秀论文

基于最小二乘法的碎纸片拼接复原数学模型

摘要

首先对图片进行灰度化处理,然后转化为0-1二值矩阵，利用矩阵行（列）偏差函数，建立了基于最小二乘法的碎纸片拼接数学模型，并利用模型对图片进行拼接复原。

针对问题一，当两个数字矩阵列向量的偏差函数最小时，对应两张图片可以左右拼接。经计算，得到附件1的拼接结果为：

08,14,12,15,03,10,02,16,01,04,05,09,13,18,11,07,17,00,06。

附件2的拼接结果为:

03,06,02,07,15,18,11,00,05,01,09,13,10,08,12,14,17,16,04。

针对问题二，首先根据每张纸片内容的不同特性，对图片进行聚类分析，将209张图片分为11类；对于每一类图片，按照问题一的模型与算法，即列偏差函数最小则进行左右拼接,对于没有拼接到组合里的碎纸片进行人工干预，我们得到了11组碎纸片拼接而成的图片；对于拼接好的11张图片，按照问题一的模型与算法，即行偏差函数最小则进行上下拼接,对于没有拼接到组合里的碎纸片进行人工干预。我们最终经计算，附件3的拼接结果见表9，附件4的拼接结果见表10。

针对问题三，由于图片区分正反两面，在问题二的基础上，增加图片从下到上的裁截距信息，然后进行两次聚类，从而将所有图片进行分类，利用计算机自动拼接与人工干预相结合，对所有图片进行拼接复原。经计算，附件5的拼接结果见表14和表15

该模型的优点是将图片分为具体的几类，大大的减少了工作量，缺点是针对英文文章的误差比较大。

关键字：灰度处理，图像二值化，最小二乘法，聚类分析，碎纸片拼接

一、问题重述

碎纸片的拼接复原技术在司法鉴定、历史文献修复与研究、军事情报获取以及故障分析等领域都有着广泛的应用。近年来，随着德国“斯塔西”文件的恢复工程的公布，碎纸文件复原技术的研究引起了人们的广泛关注。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。对于一页印刷文档，针对不同的破碎方法，讨论下列三个问题：

（1）将给定的一页印刷文字文件纵切，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。

（2）对于碎纸机既纵切又横切的情形，设计碎纸片拼接复原模型和算法，并针对附

件3、附件4给出的中、英文各一页文件的碎片数据进行拼接复原。

（3）对于双面打印文档，研究如何进行碎纸片的拼接复原问题。附件5给出的是一页英文印刷文字双面打印文件的碎片数据。要求尝试设计相应的碎纸片拼接复原模型与算法，并就附件5的碎片数据给出拼接复原结果。

二、模型的基本假设

（1）待拼接的碎纸片来自同一页印刷文字文件。

（2）待拼接复原的碎纸片是规整的矩形。

（3）模型中的碎纸片长度、宽度和面积都相等。

（4）附件中照片都是同标准拍摄。

三、符号说明

四、问题分析

将不规则的文档碎纸片进行拼接，一般是利用碎纸片的边缘曲线，尖点、尖角、面

积等几何特征，搜索与之匹配的相邻碎纸片。但对于边缘形状相似的碎纸片，这种基于边界几何特征的拼接方法失效，拼接时不但要考虑待拼接碎纸片边缘是否匹配，还要判断碎片内的字迹断线或碎片内的文字内容是否匹配。 本问题给定的碎纸片有以下几个特点： 1、每一张碎纸片都是规整的矩形；

2、所有的碎纸片的长度、宽度都相等，形状是完全一样的；

3、每一张碎纸片里都包含着文字（汉字、英文），不存在空白的碎纸片；

4、不同的碎纸片之间没有重叠部分。

由于碎纸片的形状相同，因而不能针对碎纸片的几何特征建立数学模型；碎纸片间无重叠，也不能利用图像融合技术进行图像配准。

根据上述分析，我们考虑将图片进行数字化处理，根据每张碎纸片上的边缘文字特征进行匹配，也就是利用图片边缘文字的像素进行最优化匹配。

五、模型的建立与求解

5.1问题一的建模与算法

由于碎纸片本身不具有体现其拼接特性的数字特征，我们需要将其数字化、矩阵化，将问题转化为矩阵之间的相关性。 5.1.1图片的灰度处理

利用photoshop 软件，将附件中所给的BMP 格式的图片转化成JPG 格式，去除图片的多彩性。为了对碎纸片进行数字化，我们将图像进行灰度处理，取出图像中每一个像素点的灰度值，灰度值的大小与像素点颜色的红绿蓝成分有关。

根据文献[1]，每个像素点的=0.30+0.59+0.11???灰度值红色绿色蓝色，即

0.300.590.11Gray r g b =?+?+?，

其中，,,r g b 的取值范围是0~255。

问题一将同一页印刷文字文件纵切为19张图片（见图1），根据实际情况，我们将每张图片设置为198072?格式，于是，每张图片对应一个198072?的灰度矩阵。

图1附件1未进行拼接的19张碎纸片

5.1.2图片的二值化处理

将图片进行灰度处理以后，每个像素的灰度值介于0~255之间。灰度值不能直接用于文字图片的拼接，还须进行二值化处理。

将图片放入直角坐标系，规定：若(,)x y 点的像素灰度值大于或等于T ，该点用数值1表示，并将其设定为白色；若(,)x y 点的像素灰度值小于T ，该点用数值0表示，并将其设定为黑色。由此得到像素点的二值化函数：

其中，T 为预先设定的全局灰度阈值。于是，每张图片的灰度矩阵转化为下列198072?的0,1数字矩阵：

1117219801198072a a A a

a ?????

?= ?

???

K M O

M L

, 其中

5.1.3最小二乘法

1、图片左右拼接的数学模型

设,A B 分别表示左右放置的两张图片对应的数字矩阵，定义前一个矩阵的最后一列与后一个矩阵的第一列之间的偏差函数为：

其中，(,72),(,1)A i B i 分别表示矩阵,A B 第72列和第1列的元素。

对于给定的矩阵A ，若存在矩阵B ，使得A 与B 之间的偏差函数(,)f A B 达到最小，则称A 与B 可以匹配，此时A 与B 对应的图片可以左右拼接。 2、图片上下拼接的数学模型

类似地，设,C D 分别表示上下放置的两张图片对应的数字矩阵，定义上面矩阵的最后一行与下面矩阵的第一行之间的偏差函数为：

其中，(1980,),(1,)C j D j 分别表示矩阵,C D 第1980行和第1行的元素。 对于给定的矩阵C ，若存在矩阵D ，使得C 与D 之间的偏差函数(,)h C D 达到最小，则称C 与D 可以匹配，此时C 与D 对应的图片可以上下拼接。

我们称上述基于数字矩阵之间列（或行）距离的图片拼接模型为最小二乘法拼接复原模型。

5.1.4算法与求解

（一）算法思想

第一步，对附件中的19幅图片分别进行灰度处理，然后取灰度阈值125T =，进行二值化，得到19个0,1数字矩阵，即图片的数字化。

第二步，对上述19个数字矩阵进行检测，若存在一个矩阵的最左侧一列元素全是1，根据破碎图片的特点，则该图片即为从左边起第一张碎纸片，记为1A 。

第三步，计算1A 与其余18张图片对应矩阵的列偏差值。

若存在2A ，使得12(,)f A A 达到最小，则

2A 即位第二张图片。 重复上述的步骤，依次得到所有碎纸片的排列，即可拼接成完整图片。 （二）附件1、2的拼接复原结果 附件1和附件2的拼接顺序如下表：（附件1的算法程序见附录一，复原图片见附录二；

附件2的算法程序见附录三，复原图片见附录四）

5.2问题二的模型建立与算法 5.2.1图片的数字化处理

步骤一：将附件所给的BMP 格式图片转换成JPG 格式的图片； 步骤二：对图片进行灰度处理； 步骤三：然后进行二值化处理；

最后，得到209张图片的数字化矩阵。 5.2.2聚类分析

对于碎纸机既纵切又横切的情形，与问题一仅纵切相比，图片变小，因而每张图片包含的信息量明显变小，如果仅利用最小二乘法，碎片之间的匹配不唯一。为了解决这个问题，我们利用聚类分析法，对碎片先进行分类。

经观察测试，原始文档碎片具有下列特点：

（1）字体大小：字体的最大高度和最大宽度一致。

（2）切割的均匀性：同方向的切割线平行，图片大小均相等，沿纵横方向按直线切割。

（3）文字的行距：文字的行间距等同，段落间距为定值。

为了对209幅图片进行聚类分析，如图2所示，我们定义聚类指标如下：

i a 表示图片上端裁接处的字体长度，我们称之为裁截文字长度；i b 为行间距；i

c 表示图片上端文字与切割线之间的空白距离，我们称之为裁截空白距离；i

d 为字体高度，其中，=1,2,,209i L 。

图2图片聚类指标示意图

令i i i D a b =+或i i i D c d =+，称i D 为第i 张图片的裁截距(=1,2,,209)i L ，

由图2，如1212,a a b b ≠=，则12D D ≠。一般地，图片从上往下看，不同的裁截线形成的裁截文字长度不同，文字间的行间距相同，所以，如果裁接处的文字长度不相等，那么文字与空白间距之和就不相等。根据i D 的不同取值，下面对图片进行分类。

根据二值化矩阵的特点以及文字的特征，只要存在文字，则矩阵的某一行元素一定存在0元素，且在文字之间的元素为1。如下图所示：

图3文字特征图

利用matlab 软件进行编程，将每个图片的裁截文字长度、行间距、裁截空白距离、字体高度以及裁截距的结果以excel 的形式输出到表格之中。（程序见附录五）

按裁接距进行聚类分析，使用spss软件分析处理后，得到聚类中心分布图如下所示：

所示：

根据聚类结果发现，并不能将图片平均分成11个组。这时需要增加信息量来更好地进行分类，进一步观察图2，我们可以发现：图片的上端裁截处可能是文字，也可能D可能相等，此时通过图片上端裁截处是空白还是文字加以人工分为空白。但是裁截距

i

类。

用matlab将数据导出到excel中并进行分析，结果如下：

图4分析结果

由图4可以看出：图片大体分为11个组别，为了得到更精确地聚类结果，通过spss 软件，我们再次确立聚类中心如下图所示：

通过上面两次聚类，确立了两个不同聚类中心。利用第一次确立的裁接距的聚类中心对图片进行初步分类，然后利用裁截文字或者裁接空白再次进行判别，最终将图片分组。如下表所示：（以上的算法都是在matlab软件下操作，程序见附件六）

成了11

5.2.3图片的拼接模型、算法与求解

（一）算法思想

下面我们分两步来做，第一步，对每组碎纸片进行拼接；第二步，将各组进行拼接。最终完成文件复原。

在已知文件切为11×19的碎纸片情况下，将图片进行聚类分析得到了11个组后。利用碎纸片左右边缘为空白的特点判断出文件左侧11个碎纸片，再利用问题一模型和算法，对每个组进行匹配拼接，可得到11个拼接好的图片，之后仍然按照问题一的模型和算法将这11张图片拼接成完整的图片。

（二）图片的左边缘确定

根据碎纸片边缘特征，利用matlab对图片处理后得到数字化矩阵，根据最小二乘法进行分析得到16个可作为文件左边缘的碎纸片，编号如下：（程序详见附录七）7，14，29，38，49，61，62，67，71，80，89，94，125，135，143，168。

已知文件分为11×19的碎纸片,那么存在5个不是左边缘碎纸片。根据文件页边距一定的特点，此时进行人工筛选，明显排除了编号分别62，67，80，135，143的图片作为文件左边缘的可能。此刻，我们也得到了左边缘碎纸片的序号：

7，14，29，38，49，61，71，80，89，94，125，168。

（三）图片的各组拼接

第一步，计算机处理，利用问题一的列偏差函数进行图片拼接，现在我们以表4中的第9组为例，，得到如下结果：（程序详见附录八）

图6以第9组为例的拼接结果1 第二步，人工干预，由于每组有19个图片，可以明显观察到排序的时候有一个图片没有出现，而且另一个图片重复出现了两次。此时我们进行人工拼接。得到正确的拼接结果，图片如下：

图7以第9组为例的拼接最终结果其余分组按照相同方法可得到11组的拼接结果，这里我们不在一一赘述，发现每组的拼接均无误，这说明我们的分类达到了预期的效果。

（四）图片的整体拼接

上一步骤中我们得到了11×19的碎纸片拼接而成的11个等大小的纸片，那么接

下来，根据行偏差函数，判断11个纸片的上下拼接顺序，可以得到以下编号的图片可以上下拼接：

完成以上组合的拼接后，进行人工干预，完成图片的整体拼接，结果如下（复原图片详见附录九）：

表9附件3拼接顺序

格如下，（复原图片详见附录十）：

5.3问题三的模型建立与算法

对于第三个问题，图片的数量成倍的增长，我们不能单纯的利用图片边缘的特征进行拼接与复原，在问题二按上边缘裁截距进行聚类分析的基础上，增加图片下边缘裁截距，综合进行聚类分析。具体流程图如下所示：

，将所得结

果导入excel，做出图片上边缘的裁截文字长度（或者裁截空白长度）的分布图

图9附件5图片的裁截文字长度分布图

用spss进行快速聚类分析，可以看出能将一部分图片进行准确的分类，利用模型一的方法对分类后的图片进行边缘匹配，得到类似于下图的片段图像。

图10匹配正确的片段图

5.3.2图片的再聚类

由于图片的双面性，我们在对其正面（反面）进行正确匹配之后，则其反面（正面）也就确定出来，这大大减少了数据量。但某些分类后却拼接失败的情况，使得拼接更加的困难。

在第二个问题中，我们利用图片从上到下文字的特征增加了信息量，为了更好进行图片匹配与拼接，对于问题三，我们再次增加图片从下到上的文字特征。在图片初次聚类的前提下，利用从下到上的裁截距，按照与问题二类似的办法进行第二次聚类，步骤同上，得到图片的裁截文字长度的分布直方图：

图11图片裁截文字长度的分布直方图

5.3.3图片的拼接

根据前两次图片的聚类之后，我们在对其进行分类，将分类后的图片进行边缘匹配，同时进行人工干预，挑选出匹配正确的片段，如下图所示：

图12匹配正确的片段

对每一类图片匹配成功后，类似于问题二，利用计算机自动拼接与人工干预相结合，将所有各类进行整体拼接，结果如下：（复原图片见附录12）

表13附件5其中一面的拼接顺序

表14附件5另一面的拼接顺序

六、模型的评价与改进

6.1模型的优点

（1）模型一对于解决纵切碎纸片的问题上，达到了很好的效果，对于所得的结果正确率也是100%的，对于解决此类问题提供了良好的思想。

（2）模型二充分考虑了碎纸片边缘的匹配问题以及文字内部的特征信息，对于既纵切又横切的情形，先进行了聚类将图片进行了分组，大大减少了工作量，而且增加了准确度。

6.2模型的缺点

（1）对于问题一与问题二，所给的完整图片里面含有大量的的文字，所以我们可以利

用其文字特征，该结果也存在一定的偶然性。

（2）对于问题三，对于大信息量的图片信息，只利用问题二的解决办法只能将部分的图片进行分类，而不能单纯用计算机进行完整的拼接。

6.3模型的改进方向

（1）在问题一里面我们只考虑了边缘区域的匹配，由于结果正确所以没有继续增加条件保证其准确率。

（2）在设计模型二的时候，只考虑了图片从上到下的裁接距与裁截文字长度的方面，还应该加上其在图片从下往上的数据。

七、参考文献

[1]黄添强，陈智文，苏立超等.利用内容连续性的数字视频篡改检测[J].南京大学学报（自然科学版），2011,47（5）：493-503.

[2]罗智中.基于线段扫描的碎纸片边界检测算法研究[J].仪器仪表学报，2011,32（2）：289-294.

[3]白宗文.基于HALCON与图像拼接的文物修复系统设计与实现[J].电子设计工程，2013,21（9）：24-26.

[4]李利军，李云伟.基于图像灰度的拼接技术研究[J].计算机与数字工程，2007,35（9）：128-130.

[5]贾海燕，朱良家，周宗潭等.一种碎纸自动拼接中的形状匹配方法[J].计算机仿真，2006,23（11）：180-183.

八、附录

附录一：

%%%%%%%%以下程序的运行，请注意文件存放的位置！！！

%%%%%%%%此程序用来解决附件1的图片匹配与连接

A=zeros(19,19);%共十九个纸条

forj=1:19

str='D:\附件\附件1\';

I=imread([str,num2str(j),'.jpg']);%依次读取每一幅图像

i1=rgb2gray(I);%i1灰度图像

i2=im2bw(i1);%i2是二值图像

a=i2(:,72,1);%取纸片右边缘

str='D:\附件\附件1\';

fori=1:19

I=imread([str,num2str(i),'.jpg']);%依次读取每一幅图像

i1=rgb2gray(I);%i1灰度图像

i2=im2bw(i1);%i2是二值图像

mi=i2(:,1,1);%取纸片左边缘

ni=a-mi;

A(j,i)=sqrt(dot(ni,ni));

end

end

xlswrite('D:\photo1.xls',A,'A1:S19');%将矩阵元素导入excel表格

%判断相邻图片并自动连接连接

a=[0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0];%记录和纸片右相邻的纸片fori=1:19

k=A(i,1);

a(i)=1;

forj=1:19

if(k>A(i,j))

k=A(i,j);

a(i)=j;

end

end

end

first=1;

fori=1:19

forj=1:19

if(A(i,j)==0)

first=j;%求出文件最左侧纸张

end

end

end

str='D:\附件\附件1\';

z=imread([str,num2str(first),'.jpg']);

form=1:18

m=1;

str='D:\附件\附件1\';

x=imread([str,num2str(first),'.jpg']);%记录上一张纸条

y=imread([str,num2str(a(first)),'.jpg']);%记录下一张纸条

x=z;%保存已拼接纸条

z=[x,y];

first=a(first);

end

imshow(z)

附录二：

图13附件1拼接图片

附录三：

%%%%%%%%以下程序的运行，请注意文件存放的位置！！！

%%%%%%%%此程序用来解决附件2的图片匹配与连接

A=zeros(19,19);%共十九个纸条

forj=1:19

str='D:\附件\附件2\';

I=imread([str,num2str(j),'.jpg']);%依次读取每一幅图像

i1=rgb2gray(I);%i1灰度图像

i2=im2bw(i1);%i2是二值图像

a=i2(:,72,1);%取纸片右边缘

str='D:\附件\附件2\';

fori=1:19

I=imread([str,num2str(i),'.jpg']);%依次读取每一幅图像

i1=rgb2gray(I);%i1灰度图像

i2=im2bw(i1);%i2是二值图像

mi=i2(:,1,1);%取纸片左边缘

ni=a-mi;

A(j,i)=sqrt(dot(ni,ni));

end

end

xlswrite('D:\photo2.xls',A,'A1:S19');%将矩阵元素导入excel表格

%判断相邻图片并自动连接连接

a=[0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0];%记录和纸片右相邻的纸片fori=1:19

k=A(i,1);

a(i)=1;

forj=1:19

if(k>A(i,j))

k=A(i,j);

a(i)=j;

end

end

end

first=1;

fori=1:19

forj=1:19

if(A(i,j)==0)

first=j;%求出文件最左侧纸张

end

end

end

str='D:\附件\附件2\';

z=imread([str,num2str(first),'.jpg']);

form=1:18

m=1;

str='D:\附件\附件2\';

x=imread([str,num2str(first),'.jpg']);%记录上一张纸条

y=imread([str,num2str(a(first)),'.jpg']);%记录下一张纸条

x=z;%保存已拼接纸条

z=[x,y];

first=a(first);

end

imshow(z)

附录四：

图14附件2拼接图片附录五：

A=zeros(209,4);

fori=1:209

%forj=1:209

str='D:\附件\附件5\a\';

I=imread([str,num2str(i),'.jpg']);%依次读取每一幅图像

i1=rgb2gray(I);%i1灰度图像

i2=im2bw(i1);%i2是二值图像，不需要

a=0;b=0;c=0;d=0;

j=180;

ifany(i2(1,:)==0)

while(any(i2(j,:)==0))

a=a+1;

c=c+1;

j=j-1;

end

else

while(all(i2(j,:)==1))

a=a-1;

c=c+1;

j=j-1;

end

end

A(i,1)=a;

ifany(i2(j,:)==0)

while(any(i2(j,:)==0))

b=b+1;

d=d+1;

j=j-1;

end

else

while(all(i2(j,:)==1))

d=d+1;

j=j-1;

end

end

A(i,2)=b;

A(i,3)=c+d;

A(i,4)=i+791;

end

xlswrite('D:\question1.xls',A,'A210:D418');

附录六：

%%%%%%%%%%%%%注意！！！运行时将附件解压至D盘%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%%%%%%该程序用来对图片的二值矩阵进行分类

A=zeros(209,5);

fori=1:209

str='D:\附件\附件3\';

I=imread([str,num2str(i),'.jpg']);%依次读取每一幅图像

i1=rgb2gray(I);%i1灰度图像

i2=im2bw(i1);%i2是二值图像，不需要

a=0;b=0;c=0;d=0;

j=1;

ifany(i2(1,:)==0)

while(any(i2(j,:)==0))

a=a+1;

c=c+1;

j=j+1;

end

else

while(all(i2(j,:)==1))

a=a-1;

c=c+1;

j=j+1;

end

end

A(i,1)=a;

ifany(i2(j,:)==0)

while(any(i2(j,:)==0))

b=b+1;

d=d+1;

j=j+1;

end

else

while(all(i2(j,:)==1))

b=b-1;

j=j+1;

end

end

A(i,2)=b;

A(i,3)=c+d;

A(i,5)=i;

ifA(i,3)<30

A(i,4)=0;

elseifA(i,3)>30&&A(i,3)<=34 A(i,4)=1;

elseifA(i,3)>=40&&A(i,3)<=43 A(i,4)=2;

elseifA(i,3)>=44&&A(i,3)<=48 ifA(i,1)>0

A(i,4)=3;

else

A(i,4)=4;

end

elseifA(i,3)>=50&&A(i,3)<=53 ifA(i,1)>0

A(i,4)=5;

else

A(i,4)=6;

end

elseifA(i,3)>55&&A(i,3)<=60 ifA(i,1)>0

A(i,4)=7;

else

A(i,4)=8;

end

elseifA(i,3)>61&&A(i,3)<=66 ifA(i,1)>0

A(i,4)=9;

else

A(i,4)=10;

end

elseifA(i,3)>67&&A(i,3)<=70 A(i,4)=11;

elseifA(i,3)>76&&A(i,3)<=78 A(i,4)=12;

elseifA(i,3)>80

A(i,4)=13;

end

end

xlswrite('D:\photo3.xls',A);%将矩阵导入excel表里

附录七：

%以下程序的运行，请注意文件存放的位置！！！

%此程序运行需要时间较长，请耐心等待！！！

%请使用经格式转化器转化后的JPG格式图片

A=zeros(209,209);

a=A(:,1);%共209个纸条

l=A(:,1);%共209个纸条

forj=1:209

str='D:\附件\附件3\';

I=imread([str,num2str(j),'.jpg']);%依次读取每一幅图像

i1=rgb2gray(I);%i1灰度图像

i2=im2bw(i1);%i2是二值图像，一个180*72的矩阵

a=i2(:,1);%取纸片左边缘

fori=1:209

I=imread([str,num2str(i),'.jpg']);%依次读取每一幅图像

i1=rgb2gray(I);%i1灰度图像

i2=im2bw(i1);%i2是二值图像

mi=i2(:,72);%取纸片左边缘

ni=a-mi;

A(j,i)=sqrt(dot(ni,ni));%用以判断差距

end

end

xlswrite('D:\photo31.xls',A);%将矩阵元素导入excel表格

fori=1:209

forj=1:209

if(A(i,j)==0)

l(i)=l(i)+1;

end

end

end

fori=1:209

if(l(i)>=11)

i

end

end

附录八：

%以下程序的运行，请注意文件存放的位置！！！

%请使用经格式转化器转化后的JPG格式图片。

%%%%%%选取以008作为开始第9组的行排序%%%%%%%

A=zeros(19,19);

a=[1,8,33,46,54,57,69,71,94,127,138,139,154,159,167,175,176,197,209;]%共十九个纸条

forj=1:19

str='D:\附件\附件3\';

s=a(j)

I=imread([str,num2str(a(j)),'.jpg']);%依次读取每一幅图像

i1=rgb2gray(I);%i1灰度图像

i2=im2bw(i1);%i2是二值图像

t=i2(:,72);%取纸片右边缘

fori=1:19

I=imread([str,num2str(a(i)),'.jpg']);%依次读取每一幅图像

i1=rgb2gray(I);%i1灰度图像

i2=im2bw(i1);%i2是二值图像

mi=i2(:,1);%取纸片左边缘

ni=t-mi;

A(j,i)=sqrt(dot(ni,ni));

end

end

%%%%%%%%判断相邻图片并自动连接%%%%%%%%%%

r=[0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0];%记录和纸片右相邻的纸片g=[1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1];%记录和纸片右相邻的纸片fori=1:19

k=A(i,1);

r(i)=1;

forj=1:19

if(k>A(i,j)&&j~=2)

k=A(i,j);

r(i)=a(j);

g(i)=j

end

end

end

first=2;

str='D:\附件\附件3\';

z=imread([str,num2str(a(first)),'.jpg']);

form=1:18

x=z;

y=imread([str,num2str(r(first)),'.jpg']);%记录下一张纸条

z=[x,y];

first=g(first);

end

imshow(z)%请打开图片显示窗口查看拼接结果

附件九：

图15附件三的拼接图片

附录十：

图16附件4的拼接图片

附录十一：

%以下程序的运行，请注意文件存放的位置！！！

%请使用经格式转化器转化后的JPG格式图片。

A=zeros(19,19);

a=[791 1121 1260 1410 1560 1510 1841 1751 1110 670 1090 191 300 1901 821 1651 210 480 1371

900 111 370 771 1790 450 261 1930 1251 230 1211 1450 800 150 600 611 1480 1530 60

1871 1540 851 431 310 390 1220 990 951 621 1381 460 1390 571 1321 1881 871 2011 1441

2001 121 1620 1701 1951 1741 2071 1570 350 1821 1991 880 1331 940 731 1760 980 401 840

891 1080 1501 1810 381 1920 661 1161 1671 21 1521 1711 420 711 1401 30 1631 2041 910

1150 1851 1801 1171 2080 590 1590 1980 1551 291 130 181 1031 651 2090 1430 580 250 140

1470 1721 320 2020 510 1911 931 201 171 1781 541 2030 221 1310 1640 1941 741 1600 360

1661 1960 1290 1580 1690 470 680 641 761 1680 1181 91 691 1890 1280 410 1831 1230 1730

41 81 861 1491 780 50 700 330 751 1271 1770 1860 11 811 280 1361

1420 2051 1060

241 1340 490 521 960 1611 1200 341 721 530 630 1301 1191 1020 161 2060 831 1460 101

1000 440 971 1100 1240 70 1050 1350 1140 271 501 921 1071 1011 561 1040 1130 1971 551

];%共十九个纸条

str='D:\附件\附件5\';

I=imread([str,num2str(a(1,1)),'.jpg']);%依次读取每一幅图像

forj=2:19

str='C:\Users\Administrator\Desktop\附件5\';

J=imread([str,num2str(a(1,j)),'.jpg']);%依次读取每一幅图像

I=[I,J];

end

fori=2:11

str='D:\附件\附件5\';

K=imread([str,num2str(a(i,1)),'.jpg']);%依次读取每一幅图像

forj=2:19

str='C:\Users\Administrator\Desktop\附件5\';

J=imread([str,num2str(a(i,j)),'.jpg']);%依次读取每一幅图像

K=[K,J];

end

I=[I;K];

end