实验项目4甲骨拓片字形的计算机辅助复原
一 实验目的
1了解甲骨拓片字形图像上噪声及字形边缘的特点。
2利用泊松分布的原理和分形几何的知识设计实验，去除噪声，对字形边缘进行平滑处理。
二 实验要求
1实验前，配置好Visual C++ 6.0开发环境。
2准备好测试用的BMP格式甲骨文字形图片。
三 实验内容
(1)利用数字扫描仪，以（300dpi）的分辨率将纸稿上的甲骨拓片字形扫描下来，存储进电脑中；
(2)对扫描得到的图像大小进行调整，对图像进行二值化处理（设置高度为512像素），这样便于处理；
(3)通过计算甲骨拓片上各连通区域的面积以及具有相同面积的连通区域的数量，获得甲骨拓片上连通区域的分布特征，这些连通区域的面积服从泊松分布；计算连通区域面积的数学期望，对区域面积进行识别处理。根据连通区域面积与面积期望的差值判定噪声区域和字形笔划区域，将面积小于期望的区域判定为噪声区域，并被填充，从而去除噪声区域，保留字形区域。
(4)计算甲骨拓片字形轮廓的特征点，通过特征点计算字形笔段的端点，通过笔段的端点，区分不同的笔段。
特征点的提取如下所示：
≤
上式中，
为字形轮廓上每一点Pi与相邻点Pi-1、Pi+1形成的向量V1、V2之间的夹角。考虑到用户的不同需求，我们设计了交互功能，让用户可以自行设置不同的角度阈值M，当两向量的夹角
<M时，系统就认为Pi是特征点。
笔段端点的提取方法与特征点的提取方法类似。如下所示：
≤
上式中，
为字形轮廓上每一特征点
与相邻特征点
、
形成的向量V1、V2之间的夹角。可以设置不同的角度阈值
，当偏移角度
<
时，系统就认为
是笔段的端点。
(5)对甲骨拓片字形的各笔段进行压缩变换。
以笔段的首尾两个端点的连线建立X轴，过其中一端点垂直于端点连线建立Y轴，建立平面直角坐标系。在对字形轮廓上的特征点进行压缩变换操作时，为了既对字形边缘进行平滑，同时又保持甲骨拓片字形笔划的基本走向和基本形状，对特征点的坐标与其相邻特征点的坐标进行加权处理，用矩阵表示如下：
。
、
、
、
是
相邻的四个特征点，
、
、
、
、
分别是特征点
、
、
、
、
的坐标权值，
是特征点
经过加权变换后的坐标点。
(6)计算甲骨拓片字形各笔段的分形维数。如果分形维数小于设定的阈值，则程序输出图像，否则继续对字形边缘进行压缩变换,直到字形边缘的分形维数符合设定的阈值要求。
四 课后思考
１甲骨拓片字形图像上噪声及字形边缘有哪些特征？
2如何利用泊松分布的原理和分形几何的知识设计实验，去除噪声，对字形边缘进行平滑处理？