[發明專利]立體掃描裝置

在審

• 申請號: 201310702860.5
• 申請日: 2013-12-19
• 公開（公告）號: CN104424662A
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發明（設計）人: 李洋得;何況
• 申請（專利權）人: 三緯國際立體列印科技股份有限公司;金寶電子工業股份有限公司;泰金寶電通股份有限公司
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 臧建明

技術領域

本發明是有關于一種掃描裝置，且特別是有關于一種立體掃描裝置。

背景技術

由于電腦技術的日新月異，多媒體的發展，電腦已慢慢地成為現代人日常生活中不可或缺的必需品，而圖像處理的進展一日千里，帶動許多電腦周邊圖像處理器的進步，立體掃描裝置即是一例。

一般而言，立體掃描裝置是一種用來檢測并分析現實世界中物體或環境的形狀（幾何構造）與外觀數據（如顏色、表面反照率等性質）的儀器，其搜集到的數據常被用來進行三維重建計算，以在虛擬世界中建立實際物體的數字模型。這些模型具有相當廣泛的用途，舉凡工業設計、瑕疵檢測、逆向工程、機器人導引、地貌測量、醫學信息、生物信息、刑事鑒定、數字文物典藏、電影制片、游戲創作素材、立體列印等都可見其應用。

現有技術的立體掃描裝置通常是使用至少兩個攝影機對待重建的物體拍攝多個彩色圖像，再將這些彩色圖像經過圖像處理軟體計算而建造出數字立體模型。此方法在概念上，類似人類通過雙眼感知的圖像相迭推算圖像深度，若已知攝影機的彼此間距與焦距長度，而擷取的圖片又能成功迭合，則深度信息可迅速推得。此法須仰賴有效的圖片像素匹配分析（correspondence?analysis），一般使用區塊比對（block?matching）或對極幾何（epipolar?geometry）演算法達成，其中，使用兩個攝影機的立體視覺法又稱做雙眼視覺法（binocular），另有三眼視覺（trinocular）與其他使用更多攝影機的延伸方法。然而，此種立體掃描裝置在建立數字立體模型的圖像處理及計算上十分復雜，因而導致成本無法有效降低。

發明內容

本發明提供一種立體掃描裝置，其元件配置簡單，建立數字立體模型的效率較高且成本較低。

本發明提供一種立體掃描裝置，其適用于建立關聯于立體物體的數字立體模型。立體掃描裝置包括光源模塊、屏幕、旋轉平臺、圖像擷取單元以及處理單元。光源模塊用于發出光束。屏幕設置在光束的傳遞路徑上并具有面向光源模塊的投影面。旋轉平臺用于承載立體物體，并設置在光源模塊與屏幕之間。旋轉平臺用于沿著旋轉軸旋轉立體物體至多個方位，以在屏幕的投影面上形成立體物體分別對應于所述方位的多個物體陰影。圖像擷取單元用于自屏幕的投影面擷取物體陰影，以獲得多個物體輪廓圖像。處理單元耦接圖像擷取單元，并用于讀取并處理物體輪廓圖像，以根據物體輪廓圖像建立關聯在立體物體的數字立體模型。

本發明提供一種立體掃描裝置，其適用于建立關聯在立體物體的數字立體模型。立體掃描裝置包括光源模塊、旋轉平臺、至少一圖像擷取單元以及處理單元。光源模塊經配置以發出多個光束而形成平面光幕。旋轉平臺用于承載立體物體，使立體物體位于平面光幕的傳遞路徑上。旋轉平臺經配置以沿著旋轉軸旋轉立體物體至多個方位，使平面光幕在立體物體的表面上形成分別對應于所述方位的多個光輪廓。圖像擷取單元經配置以擷取光輪廓，以獲得多個光輪廓圖像。處理單元耦接圖像擷取單元，經配置以讀取并處理光輪廓圖像，以根據光輪廓圖像建立關聯于立體物體的數字立體模型。

基于上述，本發明將立體物體設置在立體掃描裝置的旋轉平臺上，并在旋轉立體物體的同時，通過光源照射以將立體物體的陰影投射在后方屏幕上，或是利用準直光源照射以直接在立體物體的表面上形成光輪廓的方式得到立體物體的各角度的輪廓，并以圖像擷取單元分別擷取所述各角度的輪廓圖像，再通過處理單元根據這些輪廓圖像建立關聯于立體物體的數字立體模型。因此，由于處理單元僅需處理立體物體的輪廓信息，因而可大幅減輕處理單元進行圖像處理及計算上的負擔，進而增加立體掃描裝置建立數字立體模型的效率，并且，本發明的立體掃描裝置元件配置簡單，還可降低生產成本。

為讓本發明的上述特征和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳細說明如下。

附圖說明

圖1是依照本發明的一實施例的一種立體掃描裝置的部份方塊示意圖；

圖2是依照本發明的一實施例的一種立體掃描裝置的示意圖；

圖3是依照本發明的另一實施例的一種立體掃描裝置的部份構件示意圖；

圖4是依照本發明的另一實施例的一種立體掃描裝置的示意圖；

圖5是依照本發明的另一實施例的一種立體掃描裝置的部份構件示意圖；

圖6是依照本發明的另一實施例的一種立體掃描裝置的示意圖。

附圖標記說明：

10：立體物體；???????????????????12：凹陷部；