文物修复领域,考古学家在处理文物碎片的过程中,常需要对文物模型进行特征线提取工作,以获取其形状信息,为后续的拼接、展示工作奠定基础。以此为研究重点,本文针对以往特征提取方法中特征冗余点多、时间复杂度高等问题,提出了基于多尺度协方差矩阵的特征点提取方法,并通过高斯映射与K-Means完成特征线的拟合,将该方法应用于兵马俑碎片模型特征线提取工作中,展开相关研究。本文的研究内容包括:(1)由于兵马俑碎片模型数量多、形状不规则、噪声大,以往的特征提取算法应用于兵马俑碎片特征提取时时间复杂度较高、提取精度差、抗噪性差。针对以上问题,本文提出了基于多尺度协方差矩阵的特征点提取方法,并将该方法应用于兵马俑碎片模型特征点提取。通过实验验证了该提取方法与传统方法相比,在提取兵马俑模型碎片特征点的数量以及抗噪性上的优势。(2)针对以往特征线拟合方法中拟合结果精度不高、特征线出现断点等问题,本文提出了基于高斯映射与K均值聚类的特征线拟合方法,同时使用移动最小二乘法对特征曲线进行平滑操作,以提取出质量更好的兵马俑碎片模型特征曲线,并通过实验验证了本文提出的方法在特征线提取过程中的优势。(3)将上述特征点、特征线提取算法应用于实际工作中,设计实现了文物模型特征提取系统,该系统以兵马俑模型为输入,验证了本文方法特征提取的效果,并可将提取后的效果进行展示。