青铜器是我国的文化瑰宝。然而,随着我国文物事业的快速发展,积累了大量残破青铜器,目前青铜器的修复还主要采用传统技术。传统青铜器修复不仅难以保证修复质量,而且时间花费长。因此,将现代数字化技术与传统青铜器修复技术相结合,发展青铜器修复技术,是解决日益凸现的青铜器修复难题的必由之路。青铜器的表面纹饰和铭文都可以看成是浅浮雕特征,在修复过程中要保证碎片之间纹饰、铭文的连贯性。因此,研究浮雕纹饰的提取对青铜器的数字化修复是至关重要。本文着重研究基于三角网格模型的浮雕纹饰提取算法,为实现青铜器数字化修复奠定基础。主要研究内容及取得的成果如下:(1)实现了一种基于三维曲面循环引导的浮雕提取算法。该算法将浮雕上的纹饰看成是附着在基曲面上的起伏或内嵌部分,通过准确地估算基曲面的法矢量,进而重构出基曲面的空间位置,然后将纹饰相对于基曲面的偏移量计算出来,最终使用一种聚类算法将浮雕过滤出来。实验结果表明:在基曲面占优的条件下,该算法能生成高质量的基曲面,并对浮雕特征具有较好的提取效果。(2)实现了一种基于高度估计的浮雕提取算法。该算法认为浮雕由两部分组成:基曲面和定义在该基曲面上的高度函数。由于浮雕所位于的基曲面是未知的,这使得基曲面上的高度函数分析非常困难。在没有准确估计基曲面情况下,该算法能够较为准确估计出高度函数,然后采用高斯混合模型分析该高度函数来自动确定分割阈值,从而提取出浮雕纹饰特征。实验结果表明该算法对于高浮雕的提取效果较好。(3)提出并实现了一种基于特征增强的浮雕尖锐特征提取算法。首先,为了减少网格均匀度对特征提取的不利影响,提出了一种加权投影距离;其次,为了增强尖锐特征,提出一种逆双边滤波算法,并利用该算法获得反锐化掩膜法,增强投影距离;最后,采用Otsu算法自动确定分割阈值,依据该阈值把网格顶点分为特征点集和非特征点集。实验结果表明,该算法能自动、高效的提取浮雕的尖锐特征,对于纹饰复杂青铜器有较好提取效果。