影像，根據(jù)采集影像的先后順序，給第一張影像至最后一張影像分別命名為tl、t2…ta，tl、t2…ta也為對(duì)應(yīng)影像的排列序號(hào)，即a張影像按照tl、t2…ta的順序排序。當(dāng)然，在實(shí)際過(guò)程中，每張影像上都會(huì)有被采集時(shí)留下的時(shí)間戳。更具體的，tl (第一)張影像包括η行像素點(diǎn)，其中，第一行包括像素點(diǎn)Pn_tl、P12_tl、P13_tl…Plnrtl;第二包括像素點(diǎn)P
2 卜 tl、P22—tl...P2m-tl;弟 η 4丁包括像素點(diǎn) P nl-tl、Pn2-tl …Pnm-tl。^ ? (取后一)張影像同樣包括η行像素點(diǎn)，其中，第一行包括像素點(diǎn)Pn_ta、P12_ta、P13_ta -Plnrta;第二包括像素點(diǎn)卜t a、?22-t a … P2nrt a;第η行包括像素點(diǎn)P nl_t a、Pn2_t a…Pmrt a。關(guān)于Pmrt a，P代表像素點(diǎn)，nm代表該像素點(diǎn)在整張影像中的位置，也為該像素點(diǎn)在該張影像中的編號(hào)，ta代表影像的順序和影像的名稱，Pmrta可代表像素點(diǎn)的名稱和位置。
[0050]重組模塊60的分析單元62對(duì)每一張采集影像進(jìn)行分析，以獲取每張影像的像素點(diǎn)；排列單元63按照預(yù)設(shè)的排列規(guī)則，對(duì)a張影像上所有的像素點(diǎn)進(jìn)行排列。其中，排列規(guī)則為，將每張影像同一位置的像素點(diǎn)按序號(hào)排列在一起，形成一個(gè)點(diǎn)集，而點(diǎn)集之間的順序，則按照編號(hào)來(lái)排列。具體地，第一個(gè)點(diǎn)集為a張影像同一位置像素點(diǎn)的集合，其包括Pu-u、PmP1WPu-ta總共a個(gè)像素點(diǎn)，第二個(gè)點(diǎn)集包括P 12-tl、P12-t2、P12wP12-ta總共a個(gè)像素點(diǎn)，最后一個(gè)點(diǎn)集包括Ρ?-η、Pm-t2、PlyP.ta總共a個(gè)像素點(diǎn)。第一個(gè)點(diǎn)集為每張影像第一行第一個(gè)像素點(diǎn)的集合，第二個(gè)點(diǎn)集為每張影像第一行第二個(gè)像素點(diǎn)的集合，最后一個(gè)點(diǎn)集為每張影像最后一行最后一個(gè)像素的集合。將像素點(diǎn)按照上述方法排列后，即得到目標(biāo)像素點(diǎn)，將目標(biāo)像素點(diǎn)按編號(hào)存貯至預(yù)設(shè)的存儲(chǔ)器70中。
[0051]其中，預(yù)設(shè)的存儲(chǔ)器70優(yōu)選為FIFO (first in first out先進(jìn)先出)存儲(chǔ)器70，將目標(biāo)像素點(diǎn)存儲(chǔ)至FIFO存儲(chǔ)器70中后，當(dāng)主控模塊10獲取目標(biāo)像素點(diǎn)時(shí)，其獲取到的目標(biāo)像素點(diǎn)的順序?yàn)榇鎯?chǔ)時(shí)目標(biāo)像素點(diǎn)的順序。目標(biāo)像素點(diǎn)的生成，至存儲(chǔ)需要一定的時(shí)間，為了使生成的目標(biāo)像素點(diǎn)可以更快的存儲(chǔ)，主控模塊10可以更快的獲取，將目標(biāo)像素點(diǎn)按照奇偶順序分別存儲(chǔ)至兩FIFOl和FIF02兩個(gè)存儲(chǔ)器70中。具體地，將第一個(gè)點(diǎn)集、第三個(gè)點(diǎn)集、第五個(gè)點(diǎn)集...編號(hào)為奇數(shù)的點(diǎn)集存儲(chǔ)至FIFOl中，將第二個(gè)點(diǎn)集、第四個(gè)點(diǎn)集、第六個(gè)點(diǎn)集，編號(hào)為偶數(shù)的點(diǎn)集存儲(chǔ)至FIF02中。
[0052]具體地，本實(shí)施例中，通過(guò)重組模塊60的設(shè)置，使得三維掃描儀I三維模型的成型過(guò)程變成，重組模塊60將圖像采集器50采集的多張影像所包涵的像素點(diǎn)進(jìn)行重組，其中多張影像為被掃描物體40同一位置的影像，重組后的目標(biāo)像素點(diǎn)一起形成三維片，主控模塊10將所有三維片拼接后形成三維模型，此過(guò)程有效的提高了被掃描物體40三維模型的形成速度，使得三維成像與掃描過(guò)程同步，從而有利于用戶更加方便、準(zhǔn)確的掃描物體。
[0053]進(jìn)一步地，掃描儀I還包括預(yù)處理模塊80，預(yù)處理模塊80用于接收?qǐng)D像采集器50所采集的影像，并將影像進(jìn)行預(yù)處理后，再發(fā)送至重組模塊60。具體地，圖像采集器50所采集的影像會(huì)存在一些非被掃描物體40表面特征的參數(shù)，經(jīng)過(guò)預(yù)處理模塊80對(duì)采集的影像進(jìn)行帶通濾波后，使得傳輸至重組模塊60的影像所表達(dá)的特征更加準(zhǔn)確、清晰，從而有利于提高每張影像的精度，進(jìn)而有利于提高目標(biāo)像素點(diǎn)的精度。
[0054]進(jìn)一步地，掃描儀I還包括圖像控制器20，圖像控制器20接收主控模塊10發(fā)送的圖像控制信號(hào)，并根據(jù)圖像控制信號(hào)控制投影儀30進(jìn)行投影。圖像控制信號(hào)包括待投影圖像的類型、數(shù)量，相鄰兩次投影的時(shí)間間隔，以及每次投影的幀率。圖像控制器20包括FPGA (現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)和DLP單元(Digital Light Process1n數(shù)字光處理)。
[0055]具體地，F(xiàn)PGA可對(duì)光柵圖像控制信號(hào)進(jìn)行圖像處理和時(shí)鐘處理，它是在PAL、GAL、CPLD等可編程器件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的產(chǎn)物，作為專用集成電路(ASIC)領(lǐng)域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點(diǎn)。具體地，圖像控制器20根據(jù)圖像控制信號(hào)，確定待投影圖像的圖像類型，控制光柵圖像發(fā)送的幀率和發(fā)送的時(shí)間。通過(guò)FPGA的使用，使得發(fā)送光柵圖像的幀率可控，發(fā)送的具體時(shí)間可控，有利于更合理的調(diào)配光柵圖像控制信號(hào)的投影與圖像采集器50之間協(xié)調(diào)工作；大幅的提高了發(fā)送光柵圖像的幀率，所支持的理論幀率可達(dá)2K fps，即每秒所傳輸?shù)墓鈻艌D像可達(dá)2K幀。
[0056]DLP (Digital Light Process1n數(shù)字光處理)將FPGA處理后的光柵圖像控制信號(hào)發(fā)送至投影儀30。DLP單元對(duì)光柵圖像進(jìn)行數(shù)字光學(xué)處理，其中利用到關(guān)鍵的元件DMD(Digital Micromirror Device數(shù)字微鏡元件)。DMD是在半導(dǎo)體芯片上布置一個(gè)由微鏡片(精密、微型的反射鏡)所組成的矩陣，每一個(gè)微鏡片控制投影畫面中的一個(gè)像素，本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，微鏡片的角度只有兩種狀態(tài):“開(kāi)”和“關(guān)”。微鏡片在兩種狀態(tài)間切換的頻率是可以變化的，這使得DMD反射出的光線呈現(xiàn)出黑(微鏡片處于“關(guān)”狀態(tài))與白(微鏡片處于“開(kāi)”狀態(tài))之間的各種灰度。DLP單元在接收光柵圖像控制信號(hào)后，將編輯好后的光柵圖像控制信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)字光處理得到光柵圖像控制信號(hào)，并且將光柵圖像控制信號(hào)發(fā)送至投影儀30進(jìn)行投影。
[0057]本發(fā)明所公開(kāi)的掃描儀1，在另一實(shí)施例中，掃描儀I包括投影儀30、圖像采集器50、重組模塊60、存儲(chǔ)器70、生成模塊90以及主控模塊10。投影儀30對(duì)被掃描物體40進(jìn)行投影，圖像采集器50對(duì)被掃描物體40表面所反射的影像進(jìn)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(duì)影像的像素點(diǎn)進(jìn)行編排重組得到目標(biāo)像素點(diǎn)，并將目標(biāo)像素點(diǎn)緩存至預(yù)設(shè)存儲(chǔ)器70，生成模塊90從預(yù)設(shè)的存儲(chǔ)器70獲取目標(biāo)像素點(diǎn)，將目標(biāo)像素點(diǎn)生成三維片，并將三維片發(fā)送至主控模塊10。主控模塊10接收三維片，并將三維片拼接成被掃描物體40的三維模型。投影儀30、圖像采集器50、生成模塊90以及重組模塊60均與主控模塊10電連接。
[0058]具體地，本實(shí)施例中，目標(biāo)像素點(diǎn)生成三維片的工作由生成模塊90來(lái)完成，其獨(dú)立于主控模塊10設(shè)置。生成模塊90包括獲取單元92、生成單元93，以及第二控制單元91，獲取單元92和生成單元93均與第二控制單元91電連接，第二控制單元91與主控模塊10電連接。獲取單元92根據(jù)第二控制單元91的指令獲取目標(biāo)像素點(diǎn)，并將獲取的目標(biāo)像素點(diǎn)傳送至生成單元93，生成單元93將目標(biāo)像素點(diǎn)生成三維片，并將三維片傳輸至主控模塊10。在實(shí)際使用過(guò)程中，生成模塊90的功能優(yōu)選DSP (digital signal processor，數(shù)字信號(hào)處理器)模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，DSP因其強(qiáng)大的運(yùn)算功能，可在短時(shí)間內(nèi)將目標(biāo)像素點(diǎn)準(zhǔn)確的生成被掃描物體40的三維片。本實(shí)施例中，主控模塊10包括主控單元11和拼接單元12，主控單元11和拼接單元12電連接。拼接單元12接收三維片，并將三維片拼接成被掃描物體40的三維模型。
[0059]下面介紹拼接單元12如何將獲取的三維片進(jìn)行拼接。
[0060]三維掃描儀I的掃描方式為分區(qū)域掃描，即對(duì)被掃描物體40表面的某一區(qū)域進(jìn)行掃描，再對(duì)相鄰的區(qū)域進(jìn)行掃描，為了方便描述，將某一區(qū)域命為第一區(qū)域，相鄰的區(qū)域?yàn)榈诙^(qū)域，第一區(qū)域和第二區(qū)域存在重合的區(qū)域，重合區(qū)域所占面積為第一區(qū)域的5%至30%之間；第一區(qū)域反射出的影像為第一影像，根據(jù)第一影像生成的外形結(jié)構(gòu)為第一三維片，第二區(qū)域反射出的影像為第二影像，根據(jù)第二影像生成的外形結(jié)構(gòu)為第二三維片。
[0061]當(dāng)主控模塊10接收到第一區(qū)域的第一三維片時(shí)，將第一三維片添加到已生成的外形結(jié)構(gòu)上，如果第一三維片為被掃描物體40的第一次掃描所生成，那么就將第一三維片設(shè)置到預(yù)設(shè)的位置，等待第二三維片與其結(jié)合。獲取第二三維片后，將第二三維