掃描儀及其成像方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種掃描儀及其成像方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會的發(fā)展，三維掃描儀得到快速的發(fā)展，人們對三維掃描儀的要求也越來越高，比如當(dāng)其用于醫(yī)療領(lǐng)域，為用戶量身定制假牙時，在制造假牙之前，首先需要得到假牙的三維模型。例如，在對病牙進行掃描成像時，為了使掃描一次成功，避免用戶張開嘴的時間太長，要求三維掃描儀的掃描速度和成像速度匹配，即當(dāng)掃描儀探頭位于牙齒的某個位置時，顯示設(shè)備就顯示某個部分的成像。但現(xiàn)有的三維掃描儀在獲取物體的表面圖片后，需要對圖片經(jīng)過壓縮、編碼、傳輸、解碼、緩存，以及整理等繁瑣的步驟后才能生成三維模型，使得三維成像與掃描過程存在時差，不利于用戶對掃描儀的使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的主要目的在于提供一種三維成像與掃描過程同步的掃描儀。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種掃描儀，所述掃描儀包括投影儀、圖像采集器、重組模塊、主控模塊；
[0005]所述投影儀，用于對被掃描物體進行投影；
[0006]所述圖像采集器，用于對所述被掃描物體表面所反射的影像進行采集，并將采集的所述影像發(fā)送至所述重組模塊；
[0007]所述重組模塊，用于對所述影像的像素點進行編排重組得到目標(biāo)像素點，并將所述目標(biāo)像素點緩存至預(yù)設(shè)存儲器；
[0008]所述主控模塊，用于獲取所述目標(biāo)像素點，并根據(jù)預(yù)設(shè)的生成規(guī)則將所述目標(biāo)像素點生成被掃描物體的三維模型；
[0009]所述投影儀、圖像采集器以及重組模塊均與所述主控模塊電連接。
[0010]優(yōu)選地，所述重組模塊包括第一控制單元、分析單元以及排列單元；
[0011]所述分析單元和所述排列單元均與所述第一控制單元電連接，所述控制單元與所述主控模塊電連接；
[0012]所述分析單元，用于分析所述影像像素點的排布，并獲取所述影像的各像素點；
[0013]所述排列單元，用于將分析所述獲得的像素點，按照預(yù)設(shè)的排列規(guī)則進行重新排布；
[0014]所述第一控制單元用于控制所述分析單元和所述排列單元的工作情況。
[0015]優(yōu)選地，所述重組模塊具體用于，當(dāng)所述圖像采集器對所述被掃描物體的同一位置采集若干影像時；
[0016]根據(jù)所述圖像采集器采集若干所述影像的時間，對若干所述影像進行排序，并賦予相應(yīng)的序號；
[0017]將每一序號的所述影像的所有像素點，根據(jù)該像素點在所述影像中的位置進行編號;
[0018]將若干所述影像的同一編號的像素點根據(jù)所述序號排列到一起形成所述目標(biāo)像素點，并將排列好的所述目標(biāo)像素點存貯至所述預(yù)設(shè)存儲器。
[0019]優(yōu)選地，所述重組單元根據(jù)所述編號的奇偶性，將排列好的所述目標(biāo)像素點分別存貯至兩個所述預(yù)設(shè)存儲器。
[0020]優(yōu)選地，所述預(yù)設(shè)存儲器為FIFO存儲器。
[0021 ] 所述重組模塊包括現(xiàn)場可編程門陣列。
[0022]優(yōu)選地，所述掃描儀還包括預(yù)處理模塊，所述預(yù)處理模塊用于，接收所述圖像采集器所采集的所述影像，并將所述影像進行預(yù)處理后，再發(fā)送至所述重組模塊。
[0023]優(yōu)選地，所述掃描儀還包括圖像控制器，所述圖像控制器，用于接收所述主控模塊發(fā)送的圖像控制信號，并根據(jù)所述圖像控制信號控制所述投影儀進行投影。
[0024]優(yōu)選地，所述圖像控制信號包括待投影圖像的類型、數(shù)量，相鄰兩次投影的時間間隔，以及每次投影的幀率。
[0025]優(yōu)選地，所述圖像控制器包括現(xiàn)場可編程門陣列。
[0026]優(yōu)選地，所述圖像控制器還包括DLP單元。
[0027]本發(fā)明進一步提出一種掃描儀成像方法。
[0028]一種掃描儀成像方法所述掃描儀包括圖像采集器、重組模塊、存儲器以及主控模塊，所述掃描儀成像方法包括以下步驟:
[0029]所述圖像采集器對所述被掃描物體表面所反射的影像進行采集，并將采集的所述影像發(fā)送至所述重組模塊；
[0030]所述重組模塊對所述影像的像素點進行編排重組得到目標(biāo)像素點，并將所述目標(biāo)像素點緩存至預(yù)設(shè)存儲器；
[0031]所述主控模塊獲取所述目標(biāo)像素點，并根據(jù)預(yù)設(shè)的生成規(guī)則將所述目標(biāo)像素點生成被掃描物體的三維模型。
[0032]本發(fā)明通過重組模塊的設(shè)置，使得三維掃描儀三維模型的成型過程變成，重組模塊將圖像采集器采集的多張影像所包涵的像素點進行重組，其中多張影像為被掃描物體同一位置的影像，重組后的目標(biāo)像素點一起形成三維片，主控模塊將所有三維片拼接后形成三維模型，此過程有效的提高了被掃描物體三維模型的形成速度，使得三維成像與掃描過程同步，從而有利于用戶更加方便、準(zhǔn)確的掃描物體。
【附圖說明】
[0033]圖1為本發(fā)明掃描儀第一實施例的功能模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖2為本發(fā)明掃描儀第二實施例的功能模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖3為本發(fā)明掃描儀第三實施例的功能模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖4為本發(fā)明掃描儀第四實施例的功能模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖5為本發(fā)明掃描儀的圖像采集器獲取的被掃描物體某位置第I張影像的像素點分布圖；
[0038]圖6為本發(fā)明掃描儀的圖像采集器獲取的被掃描物體某位置第α張影像的像素點分布圖；
[0039]圖7為本發(fā)明掃描儀的重組模塊對α張影像的像素點重排后在FIF03中的分布圖；
[0040]圖8為本發(fā)明掃描儀的重組模塊對α張影像的像素點重排后在FIFOl中的分布圖；
[0041]圖9為本發(fā)明掃描儀的重組模塊對α張影像的像素點重排后在FIF02中的分布圖；
[0042]圖10為本發(fā)明掃描儀第五實施例的功能模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0043]本發(fā)明目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結(jié)合實施例，參照附圖做進一步說明。
【具體實施方式】
[0044]應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0045]本發(fā)明提供一種掃描儀I。
[0046]在本發(fā)明實施例中，參照圖1至圖10，該掃描儀I包括投影儀30、圖像采集器50、重組模塊60、主控模塊10。投影儀30對被掃描物體40進行投影，圖像采集器50對被掃描物體40表面所反射的影像進行采集，并將采集的影像發(fā)送至重組模塊60。重組模塊60對影像的像素點進行編排重組得到目標(biāo)像素點，并將目標(biāo)像素點緩存至預(yù)設(shè)存儲器70。主控模塊10從存儲器70內(nèi)獲取目標(biāo)像素點，并根據(jù)預(yù)設(shè)的生成規(guī)則將目標(biāo)像素點生成被掃描物體40的三維模型。投影儀30、圖像采集器50以及重組模塊60均與主控模塊10電連接。
[0047]具體地，本實施例中，投影儀30中存儲有多種待投影的圖片，投影儀30根據(jù)投影指令，將圖片按照一定的規(guī)律投影至待掃描物體的表面。
[0048]重組模塊60包括第一控制單元61、分析單元62以及排列單元63。分析單元62和排列單元63均與第一控制單元61電連接，第一控制單元61與主控模塊10電連接。分析單元62用于分析影像像素點的排布，并獲取影像的各像素點。排列單元63用于將分析獲得的像素點，按照預(yù)設(shè)的排列規(guī)則進行重新排布。第一控制單元61用于控制分析單元62和排列單元63的工作情況。具體地，當(dāng)圖像采集器50對被掃描物體40的同一位置采集若干影像時，重組模塊60根據(jù)圖像采集器50采集若干影像的時間，對若干影像進行排序，并賦予相應(yīng)的序號；將每一序號的影像的所有像素點，根據(jù)該像素點在影像中的位置進行編號；將若干影像的同一編號的像素點根據(jù)序號排列到一起形成目標(biāo)像素點，并將排列好的目標(biāo)像素點存貯至預(yù)設(shè)存儲器70。在實際使用時，重組模塊60包括FPGA (現(xiàn)場可編程門陣列)，重組模塊60的功能可通過FPGA來實現(xiàn)。
[0049]具體地，參照圖5至圖9，假設(shè)每一影像的像素為nXm，即每一張影像包括η行像素點，每一行像素點包括m個像素點；在對某物體的外表進行掃描時，連續(xù)投影了 α張圖片，則圖像采集器50采集到α張