本申请涉及一种三维扫描方法及系统，该方法通过对图像采集模块采集到的扫描对象的原始图像数据，进行几何特征检测，以提取所述原始图像数据中的几何特征的坐标数据；对原始图像数据进行流水检测，以基于几何特征的坐标数据，提取原始图像数据中的几何特征的像素数据；最后，将几何特征的坐标数据和像素数据，传输至预先关联的计算单元，以供计算单元进行实时三维建模。本申请在不影响建模结果的前提下，相较于现有技术中直接将原始图像数据传输至后端的计算单元，大大减少了数据的传输量和计算单元的计算量，从而保证三维扫描效率。从而保证三维扫描效率。从而保证三维扫描效率。
【技术实现步骤摘要】
一种三维扫描方法及系统
[0001]本申请涉及三维扫描
，特别是涉及一种三维扫描方法及系统。
技术介绍
[0002]现有的三维扫描系统，通常利用前端的相机等图像采集模块采集扫描对象的原始图像数据，然后将图像采集模块获取到的原始图像数据传输至后端PC（个人计算机）等计算单元进行数据处理以及后续识别、匹配、和重建等操作。相机和计算单元之间传输的都是原始图像数据，数据传输量很大。
[0003]目前，越来越多的高分辨率相机应用在三维扫描系统中，以实现更清晰的扫描效果。以3D双摄像头扫描仪为例，500万分辨率8bit位宽的单帧图像大小为5MB，用USB3.0的协议传输左右两个相机的原始图像，使用8bit的数据位宽，USB3.0总线估算约70%的带宽利用率，接口传输速度按照400MB/s计算，500万分辨率的双相机只能配置40fps（Frames Per Second，每秒传输帧数）。可见，在三维扫描系统中，前端所图像采集模块获取的原始图像数据以这样的传输速度至后端PC，无法保证高帧率运行，而且后端PC计算压力大，严重制约了三维扫描效率。
[0004]针对相关技术中存在直接将图像采集模块获取的原图数据传输至pc进行数据处理以及后续识别、匹配、重建操作，由于前后端传输的数据量很大，严重制约三维扫描效率的问题，目前还没有提出有效的解决方案。
技术实现思路
[0005]在本实施例中提供了一种三维扫描方法及系统，以解决相关技术中采用高分辨率相机时无法保证三维扫描效率的问题。
[0006]第一个方面，在本实施例中提供了一种三维扫描方法，该方法包括以下步骤：对图像采集模块采集到的扫描对象的原始图像数据，进行几何特征检测，以提取所述原始图像数据中的几何特征的坐标数据；对所述原始图像数据进行流水检测，以基于所述几何特征的坐标数据，提取所述原始图像数据中的所述几何特征的像素数据；将所述几何特征的坐标数据和像素数据，传输至预先关联的计算单元，以供所述计算单元进行实时三维建模。
[0007]在其中的一些实施例中，所述对所述原始图像数据进行流水检测，以基于所述几何特征的坐标数据，提取所述原始图像数据中的所述几何特征的像素数据，包括：对所述原始图像数据中进行几何特征检测的当前帧图像的原图进行缓存；基于所述当前帧图像的几何特征的坐标数据，在所述当前帧图像的缓存图像中查找对应位置的像素数据，将查找结果确定为所述当前帧图像中的几何特征的像素数据。
[0008]在其中的一些实施例中，所述对所述原始图像数据进行流水检测，以基于所述几何特征的坐标数据，提取所述原始图像数据中的所述几何特征的像素数据，包括：
基于相邻两帧图像中的第一帧图像中的几何特征的坐标数据，在所述相邻两帧图像中的第二帧图像中查找对应位置的像素数据，将查找结果确定为所述第一帧图像中的几何特征的像素数据。
[0009]在其中的一些实施例中，所述对图像采集模块采集到的扫描对象的原始图像数据，进行几何特征检测，以提取所述原始图像数据中的几何特征的坐标数据，包括以下步骤：检测所述原始图像数据中的所述几何特征的边沿信息；对检测到的所述几何特征的边沿信息，进行连通域提取，以得到所述几何特征的坐标数据。
[0010]在其中的一些实施例中，在所述几何特征的边沿信息的检测过程中，针对图像中的多行像素，同步检测所述几何特征的边沿信息。
[0011]在其中的一些实施例中，在所述连通域提取的过程中，将图像中的每一行像素划分为均等长度的多段像素，并对所述多段像素中的边沿数据同步进行连通域提取。
[0012]在其中的一些实施例中，检测所述原始图像数据中的所述几何特征的边沿信息，包括以下步骤：遍历当前帧图像中的每一行像素，记录每个像素的灰度值；以当前像素为中心，往前以及往后寻找相同个数的像素，形成像素群，并对所述像素群的灰度值取均值；实时计算前一个像素群的灰度值均值与后一个像素群的灰度值均值之间的差值，得到灰度梯度；如果连续两个所述灰度梯度符合上升沿梯度阈值，则确定为所述几何特征的上升沿；如果连续两个所述灰度梯度符合下降沿梯度阈值，则确定为所述几何特征的下降沿。
[0013]在其中的一些实施例中，所述根据检测到的所述几何特征的边沿信息，进行连通域提取，得到所述几何特征的坐标数据，包括以下步骤：遍历当前帧图像中的图像数据，检测所述图像数据中的所述几何特征的边沿信息，并根据检测结果确定所述几何特征的边沿坐标；在检测到存在至少两个所述几何特征的边沿坐标发生重合的情况下，对发生重合的所述几何特征的边沿坐标进行合并，并对应更新所述发生重合的几何特征的边沿坐标；在检测到所述几何特征的边沿信息不再更新的情况下，确认所述几何特征的边沿和周围边沿的连通域处理完成，输出连通域；根据所述几何特征的边沿和周围边沿的连通域，以及所述几何特征的边沿坐标，得到所述前帧图像中的几何特征的坐标数据。
[0014]在其中的一些实施例中，对所述原始图像数据，逐帧同步进行所述几何特征检测和所述流水检测。
[0015]第二个方面，在本实施例中提供了一种三维扫描系统，包括坐标数据提取模块、像素数据提取模块、以及数据传输模块；所述坐标数据提取模块，用于对图像采集模块采集到的扫描对象的原始图像数据，进行几何特征检测，以提取所述原始图像数据中的几何特征的坐标数据；所述像素数据提取模块，用于对所述原始图像数据进行流水检测，以基于所述几
何特征的坐标数据，提取所述原始图像数据中的所述几何特征的像素数据；所述数据传输模块，用于将所述几何特征的坐标数据和像素数据，传输至预先关联的计算单元，以供所述计算单元进行实时三维建模。
[0016]在其中一些实施例中，所述像素数据提取模块包括缓存单元和第一查找单元；所述缓存单元，用于对所述原始图像数据中进行几何特征检测的当前帧图像的原图进行缓存；所述第一查找单元，用于基于所述当前帧图像的几何特征的坐标数据，在所述当前帧图像的缓存图像中查找对应位置的像素数据，将查找结果确定为所述当前帧图像中的几何特征的像素数据。
[0017]在其中一些实施例中，所述像素数据提取模块包括第二查找单元；所述第二查找单元，用于基于相邻两帧图像中的第一帧图像中的几何特征的坐标数据，在所述相邻两帧图像中的第二帧图像中查找对应位置的像素数据，将查找结果确定为所述第一帧图像中的几何特征的像素数据。
[0018]在其中一些实施例中，所述坐标数据提取模块包括边沿检测单元和连通域提取单元；所述边沿检测单元，用于检测所述原始图像数据中的所述几何特征的边沿信息；所述连通域提取单元，用于对检测到的所述几何特征的边沿信息，进行连通域提取，以得到所述几何特征的坐标数据。
[0019]在其中一些实施例中，在所述几何特征的边沿信息的检测过程中，针对图像中的多行像素，同步检测所述几何特征的边沿信息。
[0020]在其中一些实施例中，在所述连通域提取的过程中，将图像中的每一行像素划分为均等长度的多段像素，并对所述多段像素中的边沿数据同步进行连通域提取。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种三维扫描方法，其特征在于，包括以下步骤：对图像采集模块采集到的扫描对象的原始图像数据，进行几何特征检测，以提取所述原始图像数据中的几何特征的坐标数据；对所述原始图像数据进行流水检测，以基于所述几何特征的坐标数据，提取所述原始图像数据中的所述几何特征的像素数据；将所述几何特征的坐标数据和像素数据，传输至预先关联的计算单元，以供所述计算单元进行实时三维建模。2.根据权利要求1所述的三维扫描方法，其特征在于，所述对所述原始图像数据进行流水检测，以基于所述几何特征的坐标数据，提取所述原始图像数据中的所述几何特征的像素数据，包括：对所述原始图像数据中进行几何特征检测的当前帧图像的原图进行缓存；基于所述当前帧图像的几何特征的坐标数据，在所述当前帧图像的缓存图像中查找对应位置的像素数据，将查找结果确定为所述当前帧图像中的几何特征的像素数据。3.根据权利要求1所述的三维扫描方法，其特征在于，所述对所述原始图像数据进行流水检测，以基于所述几何特征的坐标数据，提取所述原始图像数据中的所述几何特征的像素数据，包括：基于相邻两帧图像中的第一帧图像中的几何特征的坐标数据，在所述相邻两帧图像中的第二帧图像中查找对应位置的像素数据，将查找结果确定为所述第一帧图像中的几何特征的像素数据。4.根据权利要求1至权利要求3任一项所述的三维扫描方法，其特征在于，所述对图像采集模块采集到的扫描对象的原始图像数据，进行几何特征检测，以提取所述原始图像数据中的几何特征的坐标数据，包括以下步骤：检测所述原始图像数据中的所述几何特征的边沿信息；对检测到的所述几何特征的边沿信息，进行连通域提取，以得到所述几何特征的坐标数据。5.根据权利要求4所述的三维扫描方法，其特征在于，在所述几何特征的边沿信息的检测过程中，针对图像中的多行像素，同步检测所述几何特征的边沿信息。6.根据权利要求4所述的三维扫描方法，其特征在于，在所述连通域提取的过程中，将图像中的每一行像素划分为均等长度的多段像素，并对所述多段像素中的边沿数据同步进行连通域提取。7.根据权利要求4所述的三维扫描方法，其特征在于，所述检测所述原始图像数据中的所述几何特征的边沿信息，包括以下步骤：遍历当前帧图像中的每一行像素，记录每个像素的灰度值；以当前像素为中心，往前以及往后寻找相同个数的像素，形成像素群，并对所述像素群的灰度值取均值；实时计算前一个像素群的灰度值均值与后一个像素群的灰度值均值之间的差值，得到灰度梯度；如果连续两个所述灰度梯度符合上升沿梯度...
【专利技术属性】
技术研发人员：王江峰，叶炳，陈斌，陈尚俭，郑俊，
申请(专利权)人：思看科技杭州股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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