摘 要

技术实现双扫描模式的扫描芯片、扫描仪、扫描系统及扫描方法，扫描芯片包括图像输入端口、多路输入开关器、深度计算引擎及输出端口以响应高精度扫描模式或快速扫描模式对三维扫描仪采集的左右特征图像数据进行处理；在高精度扫描模式下，通过图像输入端口接收左右特征图像进入多路输入开关器以允许左右特征图像经输出端口输出；在快速扫描模式下，通过图像输入端口接收左右特征图像进入多路输入开关器以允许左右特征图像进入深度计算引擎进行立体匹配处理得到视差图或深度图或进行光条提取处理得到左右感兴趣图像，从而通过输出端口进行输出。应用该扫描芯片的三维扫描仪具有不同测量精度，能适应不同应用场景的扫描需求。

背景技术

手持式扫描仪是一种是三维数据采集设备，其通常与应用于上位机的建模构建成三维扫描系统，其中，集成了投影模组及摄像头等硬件的手持扫描仪用于对扫描对象进行扫描得到扫描对象的图像数据，而应用于上位机中的建模软件则负责处理扫描仪采集的图像数据得到扫描对象的三维模型。
在现有技术中，手持扫描仪的扫描技术主要依赖于激光线扫描原理或条纹扫描原理，其中：激光线扫描原理为在单帧采集周期内通过投影模组发射一束或多束激光线至扫描对象表面部分区域，摄像头捕捉经部分区域反射回的激光线生成激光线图像并传输至上位机，上位机通过三角测量法计算扫描对象的三维信息进而重建扫描对象的三维模型；条纹扫描原理则是通过投影模组向物体表面投射一系列条纹图案至扫描对象，摄像头捕捉投影至扫描对象表面的条纹图案生成条纹图像并上传至上位机，上位机基于捕捉的条纹图像计算条纹图案的相位变化以获取扫描对象的三维信息进而重建扫描对象的三维模型。
具体而言，现有手持式扫描仪一般不支持对其采集的图像数据进行深度计算处理得到扫描对象的三维信息，进而传输扫描对象的三维信息至上位机进行处理得到扫描对象的三维模型，其通常是将图像直接传输至上位机以供上位机中的建模软件进行处理得到扫描对象的三维模型，因此对于多目成像的手持扫描仪，相较于前者在扫描端对多目采集图像进行深度计算后上传的处理方式，后者直接传输图像的处理方式会导致大量图像数据需要传输，对输出接口带宽要求较高。
进一步地，基于激光线扫描原理或条纹扫描原理的手持扫描仪虽然均能提供高精度的扫描结果，但两者耗时长，重建效率低，例如基于先扫描投影的激光线在单帧采集周期内投影的激光线仅能覆盖扫描对象较小区域，也即采集的每帧图像包括扫描对象的信息较少且需上传图像的全部信息，若需获取扫描对象的全部信息则需在多个采集周期多次向扫描对象不同区域投影激光线并采集多帧图像以获取扫描对象的三维模型，进而导致处理数据量大；而鉴于相位周期性特性，在利用基于条纹扫描原理的手持扫描仪得到条纹图像获取扫描对象的三维模型时会涉及相位包裹现象，因此在计算条纹相位变化时需要涉及解包裹（phase unwrapping）技术，进而导致计算量增大。
再者，现有的手持扫描仪实现的均是高精度的扫描结果，但不同扫描对象或场景对三维扫描仪的性能要求不同，例如工业设计场景需要高精度的三维扫描仪，3D打印场景则需要对物体完成快速扫描的三维扫描仪。对于现有的仅基于单个扫描原理的三维扫描仪而言，其无法满足扫描物体、场景的多样性，难以适应所有的扫描对象或场景。