一、文献综述
（一）国内外研究现状
拼图是一种解决平面空间填充和排列难题的游戏，要求玩家将成百上千枚印有局部图案的扁平零片进行拼组，把全部零片拼接起来构成一幅几何平面（一般为长方形），平面上将展现出完整的图案，是一种历史悠久，广为人知的益智游戏，对思维的开拓有着启发性作用，尤其是在儿童启蒙教育中,拼图游戏对儿童自主探究能力的提高有着很大的推动作用，例如，可以让儿童理解“部分”与“整体”的关系，可以提高儿童手眼协调能力等[12]。拼图游戏已然走过235年的岁月，早在1760年，就在英法两国几乎同时出现了相似的娱乐方式。最初拼图是拥有教育意义的，要么附有适合年轻人阅读的短文，要么是向新兴资产阶级传授历史或地理知识[3]。
实体拼图需要的工艺十分繁复并且精准，随着移动通信技术和网络技术的迅速发展，手机系统发生了巨大的变化，从进行简单会话功能的非智能手机到现在集上网、聊天、收发邮件、视频电话会议等各种服务与娱乐为一身的智能手机系统[14]。随着数字图像处理技术的发展,电子拼图开始盛行。对于现有的在线拼图游戏或拼图软件，原始拼图大多由游戏制作方提供,用户通常无法更新拼图数据库。同时目前的电子拼图仍然停留在传统拼图以数字电子模式呈现而没有创新，并且通常采用简单粗暴的重新开始使得用户体验不佳。相关的智能拼图研究工作往往侧重于拼图模块之间的相似性比较。缺乏拼图模块之间的邻接关系描述，从而无法实时给用户提供引导[9]。
（二）研究主要成果
目前可以有效提高拼图准确性的算法存在以下几种：
1．曹戴等学者[4]基于杰卡德度量的智能拼图改进算法，先求出各个碎片之间的相似度度量, 再根据度量还原图像，实验结果表明，对于由自选图像随机生成的碎片，算法能够更准确地还原图像，并且能减小出现“乱码”图像的概率，提出了把Jaccard度量和MGC度量相结合的方法运用在智能拼图的还原中，尤其是当拼图碎片中有很多相似物体的情况下，该方法能明显地减少“乱码”现象，同时实验仿真结果证明了提出的方法比单纯的MGC方法具有抗噪性强和拼图准确率高的特点，在考古学碎片图片和文字复原、计算机取证、图像合成和场景无缝拼接等领域有一定的实用价值。
采用了新的度量方式即Jaccard度量，同时将Jaccard度量与MGC度量结合, 形成了新的度量方式JMGC1和JMGC2, 经实验表明新的度量方式JMGC2在算法准确率及抗噪声能力上有着杰出的表现, 十分优秀地抑制了“乱码”图像的出现, 尤其在碎片中有很多相似物体的情况下。在考古文物碎片的复原、公安破案现场的复原、图像合成和基因还原等场景下都具有一定的实用价值。
2．胡振震等学者[5]基于边界链码的球链接形状拼图算法，针对可扩展的球链接形状拼图，提出了一种基于边界链码的拼图算法。首先利用由Morre方法改良的边界检测方法生成边界链码，然后通过原始链与差分链的相互变换实现链接球形状的旋转和翻转，其次基于最大数量链码匹配、合理性检查实现形状拼接，最后通过链码与形状矩阵互相转换完成形状定位和结果显示。矩阵大小为5～9的拼图实验中，一次实验所用拼图次数为1的实验数占比从0.69下降到0.02,说明随着拼图矩阵增大，拼图复杂度升高。对矩阵大小为6～10的拼图做1000次实验，与基于矩阵填充的算法相比，基于边界链码的算法平均用时最高下降了68.2%，分析表明该算法效率提升的关键是减少了拼图过程形状选择的随机性。
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