重建数据的方法及系统，扫描设备与流程

1.本发明涉及数据处理技术领域，具体而言，涉及一种重建数据的方法及系统，扫描设备。


背景技术：

2.相关技术中，获取牙模数据的手段从印模三维扫描逐渐转向口内三维扫描技术，口内三维扫描技术，通过口内三维扫描仪直接入口扫描获取牙齿三维数据，但是由于金属材质本身较多的镜面反射，通常口内三维扫描仪获取该类材质数据时采用多角度多次扫描的方式进行，降低了数据获取的效率，给扫描操作者和患者都带来了不适感。尤其是出现光学死角的时候，口内三维扫描仪无法获取到较完整的数据，为后续的设计和戴牙都引入修复的工作量。
3.同时，高反光通常会减少物体成像的动态范围，采用多角度多次扫描的方式来采集口内牙齿数据，扫描物体如存在局部区域高亮或超暗的情况，会导致相机无法获取均匀亮度的图像，需要利用不同视角避免反光对三维重建的影响，若尝试改变牙齿光学特性的方法是利用在牙齿和牙龈上进行固体喷粉或液体涂层，利用粉或涂层对入射光进行了遮挡，控制该粉或涂层的厚度即可还原出粉层下面的牙齿表面三维信息。然而粉末与涂层均有其不方便处，如患者对此过敏或难以接受，延长整个扫描的时间，粉末或涂层的厚度直接影响三维数据的精度，掩盖了牙齿表面的缺陷，无法获取真实的牙齿色彩等。
4.针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供了一种重建数据的方法及系统，扫描设备，以至少解决相关技术中口内扫描仪采用多角度多次扫描的方式来采集口内牙齿数据，扫描物体如存在局部区域高亮或超暗的情况，会导致相机无法获取均匀亮度的图像的技术问题。
6.根据本发明实施例的一个方面，提供了一种重建数据的方法，包括：采集待扫描物体上同一位置的多组不同亮等级的图像序列；基于所述多组不同亮等级的图像序列，进行图像的融合和三维重建，生成所述待扫描物体的三维数据。
7.可选地，所述采集待扫描物体上同一位置的多组不同亮度等级的图像序列，包括：三维扫描仪基于不同的光学条件获取同一位置的多组图像序列。
8.可选地，方法还包括：通过调整投影光学设备的光源亮度和/或曝光参数以调整三维扫描仪的光学条件，和/或，通过调整图像采集设备的曝光参数和/或增益参数以调整三维扫描仪的光学条件。
9.可选地，采集待扫描物体上同一位置的多组不同亮等级的图像序列：基于不同的光学条件获取同一位置的多组图像序列，该步骤包括：采集第一光学条件下的第一数量集的图像，其中，所述第一数量集的图像的类型包括:编码图、重建图和纹理图；采集第二光学条件下的第二数量集的图像，其中，所述第二数量集的图像的类型包括:重建图和纹理图；
和/或，采集第三光学条件下的第三数量集的图像，其中，所述第三数量集的图像的类型包括:重建图和纹理图。
10.可选地，基于所述多组不同亮等级的图像序列，进行图像的融合和三维重建，生成所述待扫描物体的三维数据，包括：将所述第一数量集的图像、所述第二数量集的图像和所述第三数量集的图像进行融合处理；将融合后的图像进行三维重建，生成所述待扫描物体的三维数据，其中，所述三维数据包括点云数据和纹理数据；对所述第一数量集的图像、所述第二数量集的图像和所述第三数量集的图像分别进行三维重建；对所述三维重建的重建结果进行融合，生成所述待扫描物体的三维数据，其中，所述三维数据包括点云数据和纹理数据。
11.可选地，在采集待扫描物体上同一位置的多组不同亮度等级的图像序列之前，所述方法还包括：获取待扫描物体表面的图像并评估图像均匀性；如果所述图像均匀性为均匀，则启动第一扫描模式如果所述图像均匀性为不均匀，则启动第二扫描模式，其中，第二扫描模式为采集待扫描物体上同一位置的多组不同亮度等级的图像序列，并进行融合和三维重建的模式；和/或，通过所述图像的非均匀程度来确定图像序列的亮度等级。
12.可选地，所述第一扫描模式为：基于预设的第四光学条件采集图像序列，其中，所述图像序列包括编码图、重建图和纹理图；基于所述编码图和重建图进行三维重建得到点云图像，并基于纹理图得到纹理图像，其中，所述纹理图像与点云图像相对应。
13.根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种重建数据的系统，包括：投影光学设备，按照预先设置调整光学条件，以调整投影到待扫描物体上的光源亮度；图像采集设备，采集待扫描物体上同一位置的多组不同亮等级的图像序列，其中，所述不同亮度等级为所述投影光学设备的调整光源亮度的结果；处理器，分别与所述投影光学设备和所述图像采集设备通信，用于基于所述多组不同亮等级的图像序列，进行图像的融合和三维重建，生成所述待扫描物体的三维数据。
14.根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种扫描设备，包括：处理器；以及存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行上述任意一项所述的重建数据的方法。
15.根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述任意一项所述的重建数据的方法。
16.本发明实施例中，通过采集待扫描物体上同一位置的多组不同亮度等级的图像序列，投影光学设备投射多组图像序列至被测物体表面，每组图像序列包括一张或多张图像，投影光学设备按照预先设置调整，使得任一组图像序列中的图像与其他组图像序列中的图像一致仅亮度等级不同，在本实施例中，投影光学设备按照预先设置调整曝光时间，即投影光学设备基于第一曝光时间投射一组图像序列，基于第二曝光时间投射一组图像序列，图像采集设备采集待扫描物体表面的图像序列，图像采集设备由此获取到不同亮度等级的图像序列，基于多组不同亮度等级的图像序列，进行图像的融合和三维重建，生成待扫描物体的三维数据。在该实施例中，扫描过程中如存在局部区域高亮或超暗的情况，可通过同一位置的多组不同亮度等级的图像序列，进行图像的融合和三维重建，实现不同亮暗材质的待扫描物体均能获取高质量三维数据，从而解决相关技术中口内扫描仪采用多角度多次扫描
的方式来采集口内牙齿数据，扫描物体如存在局部区域高亮或超暗的情况，会导致相机无法获取均匀亮度的图像的技术问题。
附图说明
17.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
18.图1是根据本发明实施例的一种可选的重建数据的方法的流程图；
19.图2是根据本发明实施例的一种可选的重建数据的系统的示意图。
具体实施方式
20.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
21.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
22.为便于本领域技术人员理解本发明，下面对本发明各实施例中涉及的部分术语或者名词做出解释：
23.口腔数字印模仪，又称口内三维扫描仪，是一种应用探入式光学扫描头，直接扫描患者口腔内部，获取口腔内牙齿、牙龈、黏膜等软硬组织表面的三维形貌及彩色纹理信息的设备。利用投影光学设备投射主动光图案，图像采集设备获取图案，通过算法处理进行三维重建和拼接。当然口腔数字印模仪使用的原理并不限定，例如，也可采用显微共焦成像原理等原理进行成像处理。
24.投影光学设备，采用dlp(数字光处理，digital light procession的简写)投影技术，并使用数字微镜设备(dmd，digital micromirror device的简写)作为关键处理元件以实现数字光学处理过程。投影光学设备较小的像元尺寸可减少牙齿上相邻条纹图案之间的干扰，利用高精度条纹中心线提取算法避免条纹间不可消除的相互影响，该技术大大降低牙齿本身牙釉质对光的透射和扩散的影响，利用图像采集设备光轴与投影光学设备光轴夹角调整的配合，大大减少了牙齿或口水的高反光性质。
25.本发明实施例的口内三维扫描仪集成第一扫描模式及第二扫描模式，在直接获取牙齿和牙龈三维数据的过程中，当碰到有金属修复牙等高反光材质时，启用第二扫描模式。第二扫描模式的实现方式为，利用dlp投影机可实时调整投影亮度和图像采集设备实时调整曝光参数和增益参数的优势，在扫描的当前位置，将dlp投影机设为至少两个以上的亮度
等级并搭配合适的相机曝光参数和增益参数，获取到同一位置的多等级图像(包括：亮等级图像和暗等级图像，dlp投影机的亮暗等级按待扫描物体的材质情况可调整，如分2、3、4、5等的等级，即三维扫描仪的第二扫描模式下可基于两种或三种或其他种光学条件进行扫描)，然后分别对多等级图像序列进行三维重建，将多等级图像序列重建的三维数据融合成更完美的三维数据，或者对多等级图像序列进行融合，获取更完美的图像序列后再三维重建得到完美的三维数据。此模式下，需要至少两组不同的亮度等级的图像序列，针对局部的高亮区域才运用该模式，针对高光部位从第一扫描模式切换到第二扫描模式进行扫描，可以满足高反光情形下的实时扫描的要求。第一扫描模式的实现方式为，保持dlp投影机及图像采集设备的光学参数不变，同一位置仅采集一种亮度等级的图像序列，即普通扫描模式，适于常规情况下的扫描。
26.在本实施例中，投影光学设备为dlp投影机，图像采集设备为相机。
27.根据本发明实施例，提供了一种重建数据的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
28.图1是根据本发明实施例的一种可选的重建数据的方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：
29.步骤s102，采集待扫描物体上同一位置的多组不同亮等级的图像序列；
30.步骤s104，基于多组不同亮等级的图像序列，进行图像的融合和三维重建，生成待扫描物体的三维数据。
31.通过上述步骤，采集待扫描物体上同一位置的多组不同亮度等级的图像序列，投影光学设备投射多组图像序列至被测物体表面，每组图像序列包括一张或多张图像，投影光学设备按照预先设置调整，使得任一组图像序列中的图像与其他组图像序列中的图像一致仅亮度等级不同，在本实施例中，投影光学设备按照预先设置调整曝光时间，即投影光学设备基于第一曝光时间投射一组图像序列，基于第二曝光时间投射一组图像序列，图像采集设备采集待扫描物体表面的图像序列，图像采集设备由此获取到不同亮度等级的图像序列，基于多组不同亮度等级的图像序列，进行图像的融合和三维重建，生成待扫描物体的三维数据。在该实施例中，扫描过程中如存在局部区域高亮或超暗的情况，可通过同一位置的多组不同亮度等级的图像序列，进行图像的融合和三维重建，实现不同亮暗材质的待扫描物体均能获取高质量三维数据，从而解决相关技术中口内扫描仪采用多角度多次扫描的方式来采集口内牙齿数据，扫描物体如存在局部区域高亮或超暗的情况，会导致相机无法获取均匀亮度的图像的技术问题。
32.本发明实施例的扫描主体可以为一个扫描系统，该扫描系统包括但不限于：口内三维扫描仪和计算机。口内三维扫描仪包括但不限于：dlp投影机、单目黑白相机。当然也可以是其它组合，例如：dlp投影机、单目黑白相机、纹理相机，或者，dlp投影机、双目黑白相机等。口内三维扫描仪集成第一扫描模式及第二扫描模式，针对高光部位从第一扫描模式切换到第二扫描模式进行扫描。当然也可仅包含第二扫描模式，或者包含其他类型的扫描模式，且第二扫描模式还可进行模式细分，例如，将第二扫描模式细分为第二扫描模式a和第二扫描模式b，其中，第二扫描模式a包含第一、第二、第三这三种亮度等级；第二扫描模式b
包含第四、第五两种亮度等级。
33.需要说明的是，本发明实施例的扫描主体并不局限于口内三维扫描系统，也可以是义齿三维扫描系统，或其他三维扫描系统。
34.下面结合上述各步骤来详细说明本发明。
35.步骤s102，采集待扫描物体上同一位置的多组不同亮度等级的图像序列。
36.口内三维扫描仪通常能扫描的病例有：修复，正畸和种植。在修复病例领域，口内三维扫描仪在获取牙齿数据的时候往往会碰到患者之前修复的假牙如金属牙。在种植病例领域，口内三维扫描仪需要获取患者口内牙齿数据的同时还能直接扫描缺失位的扫描杆、基台等，而他们的材料包括高反光的金属，亮白色的材质，钛合金等。无论是修复的金属牙，还是扫描杆等，都属于高反光物体，给利用光学成像原理的口内三维扫描仪带来了不小的麻烦。因为光投射到此类待扫描物体上，会发生不同角度的镜面反射或吸光现象，导致图像采集设备只能获取到过曝图像或者过暗图像，为三维重建引入较差的图像质量，本发明实施例可以通过采集待扫描物体上同一位置的多张不同亮度等级的图像序列，来获取高质量三维数据。
37.投影光学设备可以通过调整光源亮度(一般透过电流值调整来调节光源亮度)或曝光参数来调节投射的光的亮度等级，图像采集设备可以通过调整曝光参数或增益参数来调节获取到的图像的亮度等级。
38.可选的，图像采集设备通过实时调整曝光参数和增益参数来采集多组图像序列。在本发明实施例中，图像采集设备可调节，也可不调节，只需能够适配投影光学设备的多个亮度等级以采集到各种亮度等级的图像即可。其中，曝光参数包括曝光时间。
39.口内三维扫描仪基于不同的光学条件获取同一位置的多组图像序列，通过调整投影光学设备的光源亮度和/或曝光参数，和/或，通过调整图像采集设备的曝光参数和/或增益参数，来调节口内三维扫描仪的光学条件，具体地，将口内三维扫描仪设为至少两个以上的亮度等级，获取到同一位置的多组不同亮度等级的图像序列，例如，亮等级图像和暗等级图像。投影光学设备的亮暗等级按材质情况可调整，如分2、3、4、5等的等级，分别对亮暗等级的图像序列进行三维重建，结合多组三维数据融合成更完美的三维数据，或者对亮暗等级的图像序列进行融合，获取更完美的图像序列后再三维重建得到完美的三维数据。
40.作为本发明可选的实施例，采集待扫描物体上同一位置的多组不同亮度等级的图像序列：投影光学设备基于不同曝光时间投射图像序列至被测物体表面，图像采集设备同步采集被测物体表面的图像序列，获取到不同亮度等级的图像序列，该步骤包括：投影光学设备基于第一曝光时间投射第一数量集的图像至被测物体表面，图像采集设备同步采集被测物体表面的第一数量集的图像，其中，第一数量集的图像包括:编码图、重建图和纹理图；投影光学设备基于第二曝光时间投射第二数量集的图像至被测物体表面，图像采集设备同步采集被测物体表面的第二数量集的图像，其中，第二数量集的图像包括:重建图和纹理图；和/或，投影光学设备基于第三曝光时间投射第三数量集的图像至被测物体表面，图像采集设备同步采集被测物体表面的第三数量集的图像，第三数量集的图像的类型包括:重建图和纹理图。需要说明的是，第二扫描模式下，三维扫描仪基于至少两个不同的光学条件进行扫描，以获得多组不同亮等级的图像，在本实施例中，如上列举了三维扫描仪基于两种光学条件进行扫描的情形及基于三种光学条件进行扫描的情形，下文针对三维扫描仪基于
三种光学条件进行扫描获取到的三组图像序列的处理进行了具体说明，如第二扫描模式采用了两种光学条件或其他数量种的光学条件，其图像序列的处理参考三组图像序列的处理即可。
41.本发明实施例中的纹理图包括红色单色图、绿色单色图及蓝色单色图，通过红、黄、蓝单色图组合形成纹理图像。当然，如果口内三维扫描仪配设有纹理相机时，纹理图即为纹理图像。
42.获取第一光学条件下的第一数量集的图像，可选地，获取第一曝光时间下的图像序列，具体包括：
43.投影光学设备基于第一光学条件投射编码图至被测物体表面，图像采集设备基于第一光学条件获取经被测物体表面调制的编码图，在本实施例中，投影光学设备基于第一光学条件先后投射3张编码图，相机基于第一光学条件同步获取经被测物体表面调制的3张编码图；
44.投影光学设备基于第一光学条件投射重建图至被测物体表面，图像采集设备基于第一光学条件获取经被测物体表面调制的重建图，在本实施例中，投影光学设备基于第一光学条件先后投射3张重建图，相机基于第一光学条件同步获取经被测物体表面调制的3张重建图(第一子重建图a、第一子重建图b、第一子重建图c)；
45.投影光学设备基于第一光学条件投射纹理图至被测物体表面，图像采集设备基于第一光学条件获取经被测物体表面反射的纹理图，在本实施例中，投影光学设备基于第一光学条件先后投射3张纹理图，相机基于第一光学条件同步获取经被测物体表面反射的3张纹理图，其中，3张纹理图分别为红色单色图、绿色单色图及蓝色单色图；
46.获取第二光学条件下的第二数量集的图像，可选地，获取第二曝光时间下的图像序列，具体包括：
47.投影光学设备基于第二光学条件投射重建图至被测物体表面，图像采集设备基于第二光学条件获取经被测物体表面调制的重建图，在本实施例中，投影光学设备基于第二光学条件先后投射3张重建图，图像采集设备基于第二光学条件同步获取经被测物体表面调制的3张重建图(第二子重建图a、第二子重建图b、第二子重建图c)；
48.投影光学设备基于第二光学条件投射纹理图至被测物体表面，图像采集设备基于第二光学条件获取经被测物体表面反射的纹理图，在本实施例中，投影光学设备基于第二光学条件先后投射3张纹理图，相机基于第二光学条件同步获取经被测物体表面反射的3张纹理图，其中，3张纹理图分别为红色单色图、绿色单色图及蓝色单色图；
49.获取第三光学条件下的第三数量集的图像，可选地，获取第三曝光时间下的图像序列，具体包括：
50.投影光学设备基于第三光学条件投射重建图至被测物体表面，图像采集设备基于第三光学条件获取经被测物体表面调制的重建图，在本实施例中，投影光学设备基于第三光学条件先后投射3张重建图，相机基于第三光学条件同步获取经被测物体表面调制的3张重建图(第三重建图a、第三子重建图b、第三子重建图c)；
51.投影光学设备基于第三光学条件投射单色图至被测物体表面，图像采集设备基于第三光学条件获取经被测物体表面反射的纹理图，在本实施例中，投影光学设备基于第三光学条件先后投射3张纹理图，图像采集设备基于第三光学条件同步获取经被测物体表面
反射的3张纹理图，其中，3张纹理图分别为红色单色图、绿色单色图及蓝色单色图；
52.第一子重建图a、第二子重建图a及第三子重建图a条纹图案一致，即图像一致仅亮度等级不同；第一子重建图b、第二子重建图b及第三子重建图b条纹图案一致，即图像一致仅亮度等级不同；第三子重建图c、第三子重建图c及第三子重建图c条纹图案一致，即图像一致仅亮度等级不同；
53.基于第一子重建图a、第二子重建图a及第三子重建图a融合成重建图a，基于第一子重建图b、第二子重建图b及第三子重建图b融合成重建图b，基于第一子重建图c、第二子重建图c及第三子重建图c融合成重建图c，在本实施例中，第一子重建图、第二子重建图及第三子重建图分别通过灰度值的加权平均融合成重建图，以此剔除不良数据；基于3张编码图确定第一子重建图a、第一子重建图b、第一子重建图c各自的条纹序列，即确定重建图a、重建图b、重建图c各自的条纹序列，基于重建图a及其条纹序列三维重建出被测物体表面的部分点云a，基于重建图b及其条纹序列三维重建出被测物体表面的部分点云b，基于重建图c及其条纹序列三维重建出被测物体表面的部分点云c，部分点云a、部分点云b及部分点云c构成单片密集点云；或者，分别对各子重建图进行三维重建，然后对各子重建图三维重建得到的点云进行融合，具体基于各点的坐标进行加权平均来融合，以此剔除不良数据；
54.基于第一光学条件下获取的红色单色图、基于第二光学条件下获取的红色单色图及基于第三光学条件下获取的红色单色图进行融合，基于第一光学条件下获取的绿色单色图、基于第二光学条件下获取的绿色单色图及基于第三光学条件下获取的绿色单色图进行融合，基于第一光学条件下获取的蓝色单色图、基于第二光学条件下获取的绿色蓝色图及基于第三光学条件下获取的蓝色单色图进行融合，在本实施例中，红色单色图、绿色单色图及蓝色单色图的融合分别通过灰度值的加权平均进行融合；基于融合后的红色单色图、绿色单色图及蓝色单色图合成纹理图；或者，基于第一光学条件下获取的红色单色图、绿色单色图及蓝色单色图合成第一纹理图，基于第二光学条件下获取的红色单色图、绿色单色图及蓝色单色图合成第二纹理图，基于第三光学条件下获取的红色单色图、绿色单色图及蓝色单色图合成第三纹理图，再基于第一纹理图、第二纹理图及第三纹理图进行融合形成纹理图，第一纹理图、第二纹理图及第三纹理图的融合通过灰度值的加权平均实现。
55.基于重建图与纹理图的像素点的对应关系即可确定单片密集点云与纹理图像的对应关系，即确定单片密集点云中各点所包含的纹理信息。
56.本发明实施例采集图像时，采用第二扫描模式进行多次图像序列采集，采用同一位置分别以不同曝光参数来曝光采集三组图像序列，并将图像进行融合和三维重建，实现口内三维扫描仪适于不同亮暗材质待测物体的三维数据的获取且均能获取到高质量的三维数据。
57.上述实施例中的编码图也可用于三维重建，作为重建图，或者说，重建图也可以作为编码图，参与编解码计算。例如，在口内三维扫描仪工作在第一扫描模式(第一扫描模式)下：dlp投影机(投影光学设备)先后投影8张图像，单目黑白相机(图像采集设备)相对dlp投影机同步采集8张图像并传输至计算机，计算机对8张图像进行处理，其中5张图像为条纹图像，且其中3张作为编码图，用于确定各图像中各条纹的序列，5张图像还可作为重建图，一般将条纹密集的3张作为重建图，重建图基于条纹的序列进行三维重建，得到点云，另外3张图像分别为红色单色图(纹理图)、绿色单色图(纹理图)、蓝色单色图(纹理图)，3张单色图
像合成纹理图像，即为点云对应的纹理。
58.例如，在口内三维扫描仪工作在第二扫描模式(第一扫描模式)下：dlp投影机在第一曝光时间下先后投影8张图像(3张编码图 3张重建图 3张纹理图，有一张编码图和重建图一致，都是条纹图)，图像采集设备同步采集8张图像，在第二曝光时间下先后投影6张图像(3张重建图 3张单色图)，图像采集设备同步采集6张图像，在第三曝光时间下先后投影6张图像(3张重建图 3张纹理图)，图像采集设备同步采集6张图像，基于同一图像在不同曝光时间下获取的3张重建图进行融合处理后，进行三维重建，9张单色图合成纹理图像。当然，基于同一图像在不同曝光时间下获取的3张重建图也可分别进行点云重建后，再进行融合。
59.在本发明实施例中，各图像的投影顺序不作限制。
60.步骤s104，基于多组不同亮度等级的图像序列，进行图像的融合和三维重建，生成待扫描物体的三维数据。
61.在本发明实施例中，在得到多组不同亮度等级的图像序列后，可以先进行图像融合，然后进行三维重建；当然，也可以先进行三维重建，再进行图像融合。完成图像的融合和三维重建后，生成待扫描物体的三维数据。
62.可选的，基于多组不同亮度等级的图像序列，进行图像的融合和三维重建，生成待扫描物体的三维数据，包括：将第一数量集的图像、第二数量集的图像和第三数量集的图像进行融合处理；将融合后的图像进行三维重建，生成待扫描物体的三维数据，其中，三维数据包括点云数据和/或纹理数据(即纹理图像)。
63.对应于上述的三个曝光时间下采集的数量集图像，在进行图像的融合和三维重建时，可对不同曝光时间的数量集图像进行一次性三维重建，利用不同曝光时间的数量集图像，直接生成待扫描物体的三维数据。
64.三种曝光时间下采集的图像也可分别进行点云重建后，再进行融合。
65.在本发明实施例中，基于多张不同亮度等级的图像，进行图像的融合和三维重建，生成待扫描物体的三维数据，还包括：对第一数量集的图像、第二数量集的图像和第三数量集的图像分别进行点云重建；对点云重建的重建结果进行融合，生成待扫描物体的三维数据。
66.作为本发明可选的实施例，在采集待扫描物体上同一位置的多组不同亮度等级的图像序列之前，还包括：获取待扫描物体表面的图像并评估图像均匀性；如果图像均匀性为均匀，则启动第一扫描模式；如果图像均匀性为不均匀，则启动第二扫描模式，其中，第二扫描模式为采集待扫描物体上同一位置的多组不同亮度等级的图像，并进行融合和三维重建的模式。其中，第二扫描模式可以理解为适于高反光情形的扫描模式，针对反光较高的待扫描物体在不同光学条件下进行扫描。
67.本发明实施例中，每获取一组图像序列，可使用一个线程将该组图像序列用于三维重建和融合，使用另一个线程对图像序列进行均匀性评估，根据均匀性评估结果确定下一次图像序列采集的扫描模式，其中，均匀性评估，是根据图像序列中任一图像的灰度值是否发生明显变化确定的，优选地，根据图像序列中任一图像的重建区域的灰度值是否发生明显变化确定的。如果图像均匀性评估结果为均匀，则使用第一扫描模式扫描待扫描物体，如果图像均匀性评估结果为非均匀，则使用第二扫描模式扫描待扫描物体。
68.另一种可选的，通过所述图像的非均匀程度来确定图像序列的亮度等级，通过图像的非均匀程度来确定口内三维扫描仪在第二扫描模式所采用的亮度等级，也就是说，通过图像的非均匀程度确定口内三维扫描仪采用第二扫描模式a或第二扫描模式b或其他。可选的，第一扫描模式为：基于预设的第四光学条件采集图像序列，其中，图像序列包括编码图、重建图和纹理图；基于编码图和重建图进行三维重建得到点云图像，并基于纹理图得到纹理图像，其中，纹理图像与点云图像相对应。需要注意的是，第四光学条件可与第二扫描模式下任一光学条件相同，当然也可不同。
69.在本发明实施例中，第一扫描模式可理解为：扫描仪按默认光学条件采集编码图、重建图和纹理图，编码图为编码条纹图，重建图为密集条纹图，纹理图为单色图，编码图用于确定重建图中各条纹的序列，重建图基于条纹的序列进行三维重建得到点云数据，三种颜色的单色图合成真彩纹理图像。第二扫描模式可理解为：扫描仪按多个光学条件采集编码图、重建图和纹理图，通过融合和三维重建获得点云数据和纹理数据。
70.图2是根据本发明实施例的一种可选的重建数据的系统的示意图，如图2所示，该系统可以包括：投影光学设备21、图像采集设备23、处理器25，其中，
71.投影光学设备21，按照预先设置调整光学条件，投射不同亮度等级的图像序列至待扫描物体，具体地，按照预先设置调整曝光时间，以调整投射的光的亮度。其中，投影光学设备可以使用基于dlp的数字光学处理技术进行光源亮度调节，即投影光学设备为dlp投影机，dlp投影机通过调整光源亮度来调整投射的光的亮度。
72.图像采集设备23，采集待扫描物体上同一位置的多组不同亮度等级的图像序列。该图像采集设备包括但不限于：单目黑白相机、纹理相机、双目黑白相机等。
73.处理器25，分别与投影光学设备和图像采集设备通信，用于基于多组不同亮度等级的图像序列，进行图像的融合和三维重建，生成待扫描物体的三维数据。
74.上述重建数据的系统，可以通过投影光学设备21按照预先设置调整曝光时间，以调整投影到待扫描物体上的光的亮度，通过图像采集设备23采集待扫描物体上同一位置的多组不同亮度等级的图像序列，通过处理器25分别与投影光学设备和图像采集设备通信，用于基于多组不同亮度等级的图像序列，进行图像的融合和三维重建，生成待扫描物体的三维数据。在该实施例中，扫描过程中如存在局部区域高亮或超暗的情况，可通过同一位置的多组不同亮度等级的图像，进行图像的融合和三维重建，实现口内三维扫描仪针对不同亮暗材质的待扫描物体均能获取高质量的三维数据，从而解决相关技术中口内扫描仪采用多角度多次扫描的方式来采集口内牙齿数据，扫描物体如存在局部区域高亮或超暗的情况，会导致相机无法获取均匀亮度的图像的技术问题。
75.根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种扫描设备，包括：处理器；以及存储器，用于存储处理器的可执行指令；其中，处理器配置为经由执行可执行指令来执行上述任意一项的重建数据的方法。
76.根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在计算机程序运行时控制计算机可读存储介质所在设备执行上述任意一项的重建数据的方法。
77.上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
78.在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有
详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
79.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
80.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
81.另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
82.所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
83.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。