CN117496092B - 三维扫描重建方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本公开实施例提供了一种三维扫描重建方法、装置、设备及存储介质，涉及三维扫描仪技术领域。该方法通过获取待测物体表面的当前帧图像，对所述当前帧图像进行实时处理，得到当前帧三维点数据，其中，所述当前帧三维点数据用于表征待测物体当前表面形状轮廓的离散点数据，基于所述当前帧三维点数据进行实时网格重建，得到当前三维网格更新数据；其中，所述当前三维网络更新数据用于表征所述待测物体表面形状轮廓的连续面数据。采用本技术方案，能够使得手持三维扫描仪所扫描的待测量物体的扫描结果准确性更高，能够更直接得体现最终的扫描结果。
Description
技术领域
本公开实施例涉及三维扫描仪技术领域，尤其涉及一种三维扫描重建方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
手持三维扫描仪作为一种非接触式的三维测量工具在工业、医疗、教育等领域都得到了广泛的应用。在手持三维扫描仪扫描时，往往需要实时显示已扫描的待测量物体表面，以协助使用者判断已扫描区域和未扫描区域。
目前，市面上常见的手持三维扫描仪一般选择物体表面的三维点进行显示，但是仅使用三维点对待测物体的表示有其局限性。
因此，亟需一种三维扫描重建方法，能够使得手持三维扫描仪所扫描的待测量物体的扫描结果准确性更高，能够更直接得体现最终的扫描结果。
发明内容
为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开实施例提供了一种三维扫描重建方法、装置、设备及存储介质。
本公开实施例的第一方面提供了一种三维扫描重建方法，该方法包括：
获取待测物体表面的当前帧图像；
对所述当前帧图像进行实时处理，得到当前帧三维点数据，其中，所述当前帧三维点数据用于表征待测物体当前表面形状轮廓的离散点数据；
基于所述当前帧三维点数据进行实时网格重建，得到当前三维网格更新数据；其中，所述当前三维网络更新数据用于表征所述待测物体表面形状轮廓的连续面数据。
在一个示例中，所述当前帧图像为非首帧图像时，在所述得到当前帧三维点数据之后，所述方法还包括：
将所述当前帧三维点数据与当前三维点数据实时拼接融合得到当前三维点更新数据；所述当前三维点数据为所述当前帧三维点数据之前获取的一帧或多帧三维点数据拼接融合后的三维点数据。
在一个示例中，所述当前帧图像为非首帧图像时，所述基于所述当前帧三维点数据进行实时网格重建，得到当前三维网格更新数据，包括：
在所述当前三维点更新数据中确定与所述当前帧三维点数据对应的部分数据；
基于当前三维网格数据，对所述部分数据进行实时网格重建，得到当前三维网格更新数据；其中，所述当前三维网格数据为所述当前三维点数据生成的三维网格数据。
在一个示例中，在所述得到当前三维网格更新数据之后，所述方法还包括：
对所述当前三维网格更新数据进行渲染，并生成三维网格显示图像。
在一个示例中，所述对所述部分数据进行实时网格重建，得到当前三维网格更新数据，包括：
基于所述部分数据，并行构建其中各个三维点邻域间的拓扑关系，得到当前三维网格更新数据。
在一个示例中，所述基于所述部分数据，并行构建其中各个三维点邻域间的拓扑关系，得到当前三维网格更新数据，包括：
将所述部分数据划分为多个空间体块；
构建每一个所述空间体块内每一个三维点邻域间的拓扑关系，得到多个子网格；
基于每一个所述空间体块所构建的所述多个子网格，得到所述当前三维网格更新数据。
在一个示例中，所述构建每一个所述空间体块内每一个三维点邻域间的拓扑关系，得到多个子网格，包括：
对于每一个所述空间体块，基于所述空间体块内的三维点确定初始边作为当前拓扑边；
在所述空间体块内遍历当前拓扑边之外的每一个三维点，确定每一个三维点与当前拓扑边构成的三角形，并确定满足预设条件的三角形作为子网格的面片；
将所述面片中初始边之外的两条边更新作为当前拓扑边。
在一个示例中，所述基于所述空间体块内的三维点确定初始边作为当前拓扑边，包括：
在所述空间体块内确定任意不属于任何面片的三维点作为初始点；
在所述空间体块内遍历初始点之外的每一个三维点，计算所述每一个三维点与所述初始点的距离值，并确定距离值最小的三维点作为第一连接三维点；
将初始点与第一连接三维点构成的边确定为初始边。
在一个示例中，所述基于每一个所述空间体块所构建的所述多个子网格，得到所述当前三维网格更新数据，包括：
在任一所述空间体块中查找没有被多个面片共用的边作为当前拓扑边；
在所述空间体块的邻域空间体块内遍历每一个三维点，确定每一个三维点与当前拓扑边构成的三角形，并确定满足预设条件的三角形作为当前三维网格的面片。
本公开实施例的第二方面提供了一种三维扫描重建装置，该装置包括：
获取模块，用于获取待测物体表面的当前帧图像；
处理模块，用于对所述当前帧图像进行实时处理，得到当前帧三维点数据，其中，所述当前帧三维点数据用于表征待测物体当前表面形状轮廓的离散点数据；
重建模块，用于基于所述当前帧三维点数据进行实时网格重建，得到当前三维网格更新数据；其中，所述当前三维网络更新数据用于表征所述待测物体表面形状轮廓的连续面数据。
在一个示例中，所述当前帧图像为非首帧图像时，在所述得到当前帧三维点数据之后，所述装置还包括：
融合模块，用于将所述当前帧三维点数据与当前三维点数据实时拼接融合得到当前三维点更新数据；所述当前三维点数据为所述当前帧三维点数据之前获取的一帧或多帧三维点数据拼接融合后的三维点数据。
在一个示例中，所述当前帧图像为非首帧图像时，所述重建模块，包括：
确定单元，用于在所述当前三维点更新数据中确定与所述当前帧三维点数据对应的部分数据；
重建单元，用于基于当前三维网格数据，对所述部分数据进行实时网格重建，得到当前三维网格更新数据；其中，所述当前三维网格数据为所述当前三维点数据生成的三维网格数据。
在一个示例中，在所述得到当前三维网格更新数据之后，所述装置还包括：
渲染模块，用于对所述当前三维网格更新数据进行渲染，并生成三维网格显示图像。
在一个示例中，所述重建模块，包括：
构建单元，用于基于所述部分数据，并行构建其中各个三维点邻域间的拓扑关系，得到当前三维网格更新数据。
在一个示例中，所述构建单元，包括：
划分子单元，用于将所述部分数据划分为多个空间体块；
构建子单元，用于构建每一个所述空间体块内每一个三维点邻域间的拓扑关系，得到多个子网格；
确定子单元，用于基于每一个所述空间体块所构建的所述多个子网格，得到所述当前三维网格更新数据。
在一个示例中，构建子单元，具体用于：
对于每一个所述空间体块，基于所述空间体块内的三维点确定初始边作为当前拓扑边；
在所述空间体块内遍历当前拓扑边之外的每一个三维点，确定每一个三维点与当前拓扑边构成的三角形，并确定满足预设条件的三角形作为子网格的面片；
将所述面片中初始边之外的两条边更新作为当前拓扑边。
在一个示例中，构建子单元，具体用于：
在所述空间体块内确定任意不属于任何面片的三维点作为初始点；
在所述空间体块内遍历初始点之外的每一个三维点，计算所述每一个三维点与所述初始点的距离值，并确定距离值最小的三维点作为第一连接三维点；
将初始点与第一连接三维点构成的边确定为初始边。
在一个示例中，所述确定子单元，具体用于：
在任一所述空间体块中查找没有被多个面片共用的边作为当前拓扑边；
在所述空间体块的邻域空间体块内遍历每一个三维点，确定每一个三维点与当前拓扑边构成的三角形，并确定满足预设条件的三角形作为当前三维网格的面片。
本公开实施例的第三方面提供了一种电子设备，该服务器包括：处理器和存储器，其中，所述存储器中存储有计算机程序，当所述计算机程序被所述处理器执行时，所述处理器执行上述第一方面的方法。
本公开实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，该存储介质中存储有计算机程序，当该计算机程序被处理器执行时，可以实现上述第一方面的方法。
本公开实施例提供了一种三维扫描重建方法、装置、设备及存储介质，该方法通过获取待测物体表面的当前帧图像，对所述当前帧图像进行实时处理，得到当前帧三维点数据，其中，所述当前帧三维点数据用于表征待测物体当前表面形状轮廓的离散点数据，基于所述当前帧三维点数据进行实时网格重建，得到当前三维网格更新数据；其中，所述当前三维网络更新数据用于表征所述待测物体表面形状轮廓的连续面数据。采用本技术方案，能够使得手持三维扫描仪所扫描的待测量物体的扫描结果准确性更高，能够更直接得体现最终的扫描结果。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本公开实施例一提供的一种三维扫描重建方法的流程示意图；
图2是本公开实施例二提供的另一种三维扫描重建方法的流程示意图；
图3是本公开实施例二提供的一种空间体块的结构示意图；
图4是本公开实施例二提供的一种三维网格显示图像的示意图；
图5是本公开实施例三提供的一种三维扫描重建装置的结构示意图；
图6是本公开实施例四提供的一种三维扫描重建装置的结构示意图；
图7是本公开实施例中的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
图1是本公开实施例一提供的一种三维扫描重建方法的流程示意图，该方法可以由一种电子设备来执行。该电子设备可以示例性的理解为诸如手机、平板电脑、笔记本电脑、台式机、智能电视等设备。如图1所示，本实施例提供的方法包括如下步骤：
S101、获取待测物体表面的当前帧图像。
本实施例中，待测物体可以是各种形状的物体。当前帧图像包括首帧图像和非首帧图像。具体的，通过三维扫描仪对待测物体表面进行扫描，然后得到待测物体表面的当前帧图像，并通过三维扫描仪将待测物体表面的当前帧图像发送至显卡中。本实施例中的执行主体为显卡。
S102、对当前帧图像进行实时处理，得到当前帧三维点数据，其中，当前帧三维点数据用于表征待测物体当前表面形状轮廓的离散点数据。
本实施例中，当前帧三维点数据用于表征待测物体当前表面形状轮廓的离散点数据。如果当前帧图像为首帧图像，则当前帧三维点数据为首帧三维点数据。如果当前帧图像为非首帧图像，则当前帧三维点数据为非首帧三维点数据。通过显卡对当前帧图像进行实时处理，然后能够得到待测物体当前表面形状轮廓的离散点数据。上述离散点数据是采集到的并不连续的点数据。
S103、基于当前帧三维点数据进行实时网格重建，得到当前三维网格更新数据；其中，当前三维网络更新数据用于表征待测物体表面形状轮廓的连续面数据。
在一个示例中，当前三维网络更新数据表征的是将待测物体当前表面形状轮廓的离散点数据进行面的搭建后得到的，即，当前三维网络更新数据表征的是待测物体表面形状轮廓的连续面数据。
本实施例中，每一次得到当前帧三维点数据，就实时对当前帧三维点数据进行处理，具体的处理方式为网格重建，进而得到当前三维网格更新数据。
本公开实施例提供了一种三维扫描重建方法，该方法通过获取待测物体表面的当前帧图像，对当前帧图像进行实时处理，得到当前帧三维点数据，其中，当前帧三维点数据用于表征待测物体当前表面形状轮廓的离散点数据，基于当前帧三维点数据进行实时网格重建，得到当前三维网格更新数据；其中，当前三维网络更新数据用于表征待测物体表面形状轮廓的连续面数据。采用本技术方案，能够使得手持三维扫描仪所扫描的待测量物体的扫描结果准确性更高，能够更直接得体现最终的扫描结果。
图2示出了本公开实施例二提供的另一种三维扫描重建方法的流程示意图。本公开实施例在上述实施例的基础上进行优化，本公开实施例可以与上述一个或者多个实施例中各个可选方案结合。
如图2所示，该三维扫描重建方法可以包括如下步骤：
S201、获取待测物体表面的当前帧图像。
示例性地，本步骤可以参见上述步骤S101，不再赘述。
S202、对当前帧图像进行实时处理，得到当前帧三维点数据，其中，当前帧三维点数据用于表征待测物体当前表面形状轮廓的离散点数据。
示例性地，本步骤可以参见上述步骤S102，不再赘述。
S203、当前帧图像为非首帧图像时，将当前帧三维点数据与当前三维点数据实时拼接融合得到当前三维点更新数据；当前三维点数据为当前帧三维点数据之前获取的一帧或多帧三维点数据拼接融合后的三维点数据。
本实施例中，当前帧图像为首帧图像时，直接对首帧图像进行实时处理，得到首帧三维点数据，然后对首帧三维点数据进行实时网格重建，得到当前三维网格更新数据。
本实施例中，当前帧图像为非首帧图像时，并且非首帧图像为第二帧图像时，则当前帧三维点数据为第二帧三维点数据，当前三维点数据为首帧三维点数据，则当前三维点更新数据为首帧三维点数据和第二帧三维点数据实时拼接融合得到的。
本实施例中，当前帧图像为非首帧图像时，并且非首帧图像为第三帧图像时，则当前帧三维点数据为第三帧三维点数据，当前三维点数据为首帧三维点数据和第二帧三维点数据，则当前三维点更新数据为首帧三维点数据、第二帧三维点数据和第三帧三维点数据实时拼接融合得到的。当前帧图像为非首帧图像时，并且非首帧图像为第N帧图像时，其中，N大于3，当前三维网格更新数据的确定过程同第三帧图像确定当前三维网格更新数据的过程。
S204、在当前三维点更新数据中确定与当前帧三维点数据对应的部分数据。
本实施例中，若当前帧三维点数据为第三帧三维点数据，则由于当前三维点更新数据包括首帧三维点数据、第二帧三维点数据和第三帧三维点数据，则需要在当前三维点更新数据中确定第三帧三维点数据为部分数据。
S205、基于当前三维网格数据，对部分数据进行实时网格重建，得到当前三维网格更新数据；其中，当前三维网格数据为当前三维点数据生成的三维网格数据。
本实施例中，若当前帧三维点数据为第三帧三维点数据，则当前三维网格数据是首帧三维点数据和第二帧三维点数据得到的，则基于当前三维网格数据，对第三帧三维点数据进行实时网格重建，得到当前三维网格更新数据。
在一个示例中，对部分数据进行实时网格重建，得到当前三维网格更新数据，包括：
基于部分数据，并行构建其中各个三维点邻域间的拓扑关系，得到当前三维网格更新数据。
本实施例中，在显卡中，是并行对部分数据进行处理的，具体的是并行构建部分数据中各个三维点邻域间的拓扑关系，得到当前三维网格更新数据。这样设置的好处是提高显卡的处理效率。
在一个示例中，基于部分数据，并行构建其中各个三维点邻域间的拓扑关系，得到当前三维网格更新数据，包括：
将部分数据划分为多个空间体块；
构建每一个空间体块内每一个三维点邻域间的拓扑关系，得到多个子网格；
基于每一个空间体块所构建的多个子网格，得到当前三维网格更新数据。
在一个示例中，空间体块是由当前三维点更新数据所在体素网格中的一个体素或者多个体素组成的。为了更好地说明，可以参见图3示出的一种空间体块的结构示意图。三维点邻域是指三维点预设范围内的点。拓扑关系是连接结构关系。通过在每一个空间体块内每一个三维点邻域间的拓扑关系，得到多个子网格，其中，子网格可以是三角形子网格，也可以是四边形子网格。然后基于上述子网格以及历史子网格构建当前三维网格更新数据。
在一个示例中，构建每一个空间体块内每一个三维点邻域间的拓扑关系，得到多个子网格，包括：
对于每一个空间体块，基于空间体块内的三维点确定初始边作为当前拓扑边；
在空间体块内遍历当前拓扑边之外的每一个三维点，确定每一个三维点与当前拓扑边构成的三角形，并确定满足预设条件的三角形作为子网格的面片；
将面片中初始边之外的两条边更新作为当前拓扑边。
在一个示例中，初始边为首选确定下来的边，例如，AB边。然后在空间体块内遍历AB边之外的每一个三维点，这里为了方便说明，记为C，其中，BC和AC作为当前拓扑边，然后确定A、B和C构成的三角形是否满足预设条件，其中，预设条件包括如下至少一项：
1）；
2）对于非初始面片，在后获取的面片与之前获取的面片之间无重叠。
在一个示例中，基于空间体块内的三维点确定初始边作为当前拓扑边，包括：
在空间体块内确定任意不属于任何面片的三维点作为初始点；
在空间体块内遍历初始点之外的每一个三维点，计算每一个三维点与初始点的距离值，并确定距离值最小的三维点作为第一连接三维点；
将初始点与第一连接三维点构成的边确定为初始边。
在一个示例中，在空间体块内确定任意不属于任何面片的三维点作为初始点A，在空间体块内遍历初始点之外的每一个三维点，然后将距离值最小的三维点作为第一连接三维点B，并将AB确定为初始边。
在一个示例中，基于每一个空间体块所构建的多个子网格，得到当前三维网格更新数据，包括：
在任一空间体块中查找没有被多个面片共用的边作为当前拓扑边；
在空间体块的邻域空间体块内遍历每一个三维点，确定每一个三维点与当前拓扑边构成的三角形，并确定满足预设条件的三角形作为当前三维网格的面片。
在一个示例中，任一空间体块包括当前空间体块，也包括其他空间体块。例如，EF为没有被多个面片共用的边，则EF为当前拓扑边，然后在空间体块的邻域空间体块内遍历每一个三维点G，确定EFG构成的三角形，并且该三角形满足预设条件，其中，预设条件包括如下至少一项：
1）；
需要说明的是，空间体块是指当前三维点更新数据对应的空间体块，可以是当前三维点更新数据中部分数据对应的空间体块，也可以是当前三维点更新数据中当前三维点数据对应的空间体块，这样新增三维网格数据与已有三维网格数据即可形成连续的网格。
2）对于非初始面片，在后获取的面片与之前获取的面片之间无重叠。
S206、对当前三维网格更新数据进行渲染，并生成三维网格显示图像。
在一个示例中，可以参见图4示出的一种三维网格显示图像的示意图。具体的，是对待测物体表面形状轮廓的连续面数据进行渲染得到的三维网格显示图像。
本公开实施例提供了一种三维扫描重建方法，该方法通过在当前三维点更新数据中确定与当前帧三维点数据对应的部分数据，基于当前三维网格数据，对部分数据进行实时网格重建，得到当前三维网格更新数据；其中，当前三维网格数据为当前三维点数据生成的三维网格数据，基于部分数据，并行构建其中各个三维点邻域间的拓扑关系，得到当前三维网格更新数据。采用本技术方案，能够使得显卡并行构建其中各个三维点邻域间的拓扑关系，得到当前三维网格更新数据，进而充分利用计算设备资源，使得得到的当前三维网格更新数据更准确。
需要说明的是，并行对部分数据进行处理，包括多个空间体块并行构建子网格，即一个空间体块构建子网格的同时，可有另外的空间体块也在构建子网格；并行对部分数据进行处理，包括多个子网格并行构建连续的网格，即一个空间体块与其邻域空间体块之间构建面片的同时，可有另外的空间体块与其邻域空间体块之间也在构建面片。这样即可快速得到当前三维网格更新数据，实现三维网格实时生成的效果。
图5是本公开实施例三提供的一种三维扫描重建装置的结构示意图，该三维扫描重建装置可以被理解为上述电子设备或者上述电子设备中的部分功能模块。如图5所示，该三维扫描重建装置50包括：
获取模块501，用于获取待测物体表面的当前帧图像。
处理模块502，用于对当前帧图像进行实时处理，得到当前帧三维点数据，其中，当前帧三维点数据用于表征待测物体当前表面形状轮廓的离散点数据。
重建模块503，用于基于当前帧三维点数据进行实时网格重建，得到当前三维网格更新数据；其中，当前三维网络更新数据用于表征待测物体表面形状轮廓的连续面数据。
本实施例提供的装置能够执行上述任一实施例的方法，其执行方式和有益效果类似，在这里不再赘述。
图6是本公开实施例四提供的一种三维扫描重建装置的结构示意图。该三维扫描重建装置可以被理解为上述电子设备或者上述电子设备中的部分功能模块。如图6所示，该三维扫描重建装置60包括：
获取模块601，用于获取待测物体表面的当前帧图像。
处理模块602，用于对当前帧图像进行实时处理，得到当前帧三维点数据，其中，当前帧三维点数据用于表征待测物体当前表面形状轮廓的离散点数据。
重建模块603，用于基于当前帧三维点数据进行实时网格重建，得到当前三维网格更新数据；其中，当前三维网络更新数据用于表征待测物体表面形状轮廓的连续面数据。
在一个示例中，当前帧图像为非首帧图像时，在得到当前帧三维点数据之后，装置60还包括：
融合模块604，用于将当前帧三维点数据与当前三维点数据实时拼接融合得到当前三维点更新数据；当前三维点数据为当前帧三维点数据之前获取的一帧或多帧三维点数据拼接融合后的三维点数据。
在一个示例中，当前帧图像为非首帧图像时，重建模块603，包括：
确定单元6031，用于在当前三维点更新数据中确定与当前帧三维点数据对应的部分数据。
重建单元6032，用于基于当前三维网格数据，对部分数据进行实时网格重建，得到当前三维网格更新数据；其中，当前三维网格数据为当前三维点数据生成的三维网格数据。
在一个示例中，在得到当前三维网格更新数据之后，装置60还包括：
渲染模块605，用于对当前三维网格更新数据进行渲染，并生成三维网格显示图像。
在一个示例中，重建模块603，包括：
构建单元6033，用于基于部分数据，并行构建其中各个三维点邻域间的拓扑关系，得到当前三维网格更新数据。
在一个示例中，构建单元6033，包括：
划分子单元60331，用于将部分数据划分为多个空间体块。
构建子单元60332，用于构建每一个空间体块内每一个三维点邻域间的拓扑关系，得到多个子网格。
确定子单元60333，用于基于每一个空间体块所构建的多个子网格，得到当前三维网格更新数据。
在一个示例中，构建子单元60332，具体用于：
对于每一个空间体块，基于空间体块内的三维点确定初始边作为当前拓扑边；
在空间体块内遍历当前拓扑边之外的每一个三维点，确定每一个三维点与当前拓扑边构成的三角形，并确定满足预设条件的三角形作为子网格的面片；
将面片中初始边之外的两条边更新作为当前拓扑边。
在一个示例中，构建子单元60332，具体用于：
在空间体块内确定任意不属于任何面片的三维点作为初始点；
在空间体块内遍历初始点之外的每一个三维点，计算每一个三维点与初始点的距离值，并确定距离值最小的三维点作为第一连接三维点；
将初始点与第一连接三维点构成的边确定为初始边。
在一个示例中，确定子单元60333，具体用于：
在任一空间体块中查找没有被多个面片共用的边作为当前拓扑边；
在空间体块的邻域空间体块内遍历每一个三维点，确定每一个三维点与当前拓扑边构成的三角形，并确定满足预设条件的三角形作为当前三维网格的面片。
本实施例提供的装置能够执行上述任一实施例的方法，其执行方式和有益效果类似，在这里不再赘述。
本公开实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括：存储器，存储器中存储有计算机程序；处理器，用于执行计算机程序，当计算机程序被处理器执行时可以实现上述任一实施例的方法。
示例的，图7是本公开实施例中的一种电子设备的结构示意图。下面具体参考图7，其示出了适于用来实现本公开实施例中的电子设备1000的结构示意图。本公开实施例中的电子设备1000可以包括但不限于诸如移动电话、笔记本电脑、数字广播接收器、PDA（个人数字助理）、PAD（平板电脑）、PMP（便携式多媒体播放器）、车载终端（例如车载导航终端）等等的移动终端以及诸如数字TV、台式计算机等等的固定终端。图7示出的电子设备仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图7所示，电子设备1000可以包括处理装置（例如中央处理器、图形处理器等）1001，其可以根据存储在只读存储器（ROM）1002中的程序或者从存储装置1008加载到随机访问存储器（RAM）1003中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 1003中，还存储有电子设备1000操作所需的各种程序和数据。处理装置1001、ROM 1002以及RAM 1003通过总线1004彼此相连。输入/输出（I/O）接口1005也连接至总线1004。
通常，以下装置可以连接至I/O接口1005：包括例如触摸屏、触摸板、键盘、鼠标、摄像头、麦克风、加速度计、陀螺仪等的输入装置1006；包括例如液晶显示器（LCD）、扬声器、振动器等的输出装置1007；包括例如磁带、硬盘等的存储装置1008；以及通信装置1009。通信装置1009可以允许电子设备1000与其他设备进行无线或有线通信以交换数据。虽然图7示出了具有各种装置的电子设备1000，但是应理解的是，并不要求实施或具备所有示出的装置。可以替代地实施或具备更多或更少的装置。
特别地，根据本公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在非暂态计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信装置1009从网络上被下载和安装，或者从存储装置1008被安装，或者从ROM 1002被安装。在该计算机程序被处理装置1001执行时，执行本公开实施例的方法中限定的上述功能。
需要说明的是，本公开上述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器（CD-ROM）、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开中，计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读信号介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：电线、光缆、RF（射频）等等，或者上述的任意合适的组合。
在一些实施方式中，客户端、服务器可以利用诸如HTTP（HyperText TransferProtocol，超文本传输协议）之类的任何当前已知或未来研发的网络协议进行通信，并且可以与任意形式或介质的数字数据通信（例如，通信网络）互连。通信网络的示例包括局域网（“LAN”），广域网（“WAN”），网际网（例如，互联网）以及端对端网络（例如，ad hoc端对端网络），以及任何当前已知或未来研发的网络。
上述计算机可读介质可以是上述电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。
上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被该电子设备执行时，使得该电子设备：获取待测物体表面的当前帧图像；对当前帧图像进行实时处理，得到当前帧三维点数据，其中，当前帧三维点数据用于表征待测物体当前表面形状轮廓的离散点数据；基于当前帧三维点数据进行实时网格重建，得到当前三维网格更新数据；其中，当前三维网络更新数据用于表征待测物体表面形状轮廓的连续面数据。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开的操作的计算机程序代码，上述程序设计语言包括但不限于面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机（例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接）。
附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本公开实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。其中，单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。
本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：现场可编程门阵列（FPGA）、专用集成电路（ASIC）、专用标准产品（ASSP）、片上系统（SOC）、复杂可编程逻辑设备（CPLD）等等。
在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦除可编程只读存储器（EPROM或快闪存储器）、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器（CD-ROM）、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
本公开实施例还提供一种计算机可读存储介质，存储介质中存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时可以实现上述任一实施例的方法，其执行方式和有益效果类似，在这里不再赘述。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种三维扫描重建方法，其特征在于，包括：
获取待测物体表面的当前帧图像；
对所述当前帧图像进行实时处理，得到当前帧三维点数据，其中，所述当前帧三维点数据用于表征待测物体当前表面形状轮廓的离散点数据；
基于所述当前帧三维点数据进行实时网格重建，得到当前三维网格更新数据；其中，所述当前三维网络更新数据用于表征所述待测物体表面形状轮廓的连续面数据；
所述当前帧图像为非首帧图像时，所述基于所述当前帧三维点数据进行实时网格重建，得到当前三维网格更新数据，包括：
在所述当前三维点更新数据中确定与所述当前帧三维点数据对应的部分数据；
基于当前三维网格数据，以及基于所述部分数据，并行构建其中各个三维点邻域间的拓扑关系，得到当前三维网格更新数据；其中，所述当前三维网格数据为所述当前三维点数据生成的三维网格数据；
所述基于所述部分数据，并行构建其中各个三维点邻域间的拓扑关系，得到当前三维网格更新数据，包括：
将所述部分数据划分为多个空间体块；
构建每一个所述空间体块内每一个三维点邻域间的拓扑关系，得到多个子网格；
基于每一个所述空间体块所构建的所述多个子网格，得到所述当前三维网格更新数据；
所述构建每一个所述空间体块内每一个三维点邻域间的拓扑关系，得到多个子网格，包括：
对于每一个所述空间体块，基于所述空间体块内的三维点确定初始边作为当前拓扑边；
在所述空间体块内遍历当前拓扑边之外的每一个三维点，确定每一个三维点与当前拓扑边构成的三角形，并确定满足预设条件的三角形作为子网格的面片；
将所述面片中初始边之外的两条边更新作为当前拓扑边；
所述基于所述空间体块内的三维点确定初始边作为当前拓扑边，包括：
在所述空间体块内确定任意不属于任何面片的三维点作为初始点；
在所述空间体块内遍历初始点之外的每一个三维点，计算所述每一个三维点与所述初始点的距离值，并确定距离值最小的三维点作为第一连接三维点；
将初始点与第一连接三维点构成的边确定为初始边。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当前帧图像为非首帧图像时，在所述得到当前帧三维点数据之后，所述方法还包括：
将所述当前帧三维点数据与当前三维点数据实时拼接融合得到当前三维点更新数据；所述当前三维点数据为所述当前帧三维点数据之前获取的一帧或多帧三维点数据拼接融合后的三维点数据。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述得到当前三维网格更新数据之后，所述方法还包括：
对所述当前三维网格更新数据进行渲染，并生成三维网格显示图像。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于每一个所述空间体块所构建的所述多个子网格，得到所述当前三维网格更新数据，包括：
在任一所述空间体块中查找没有被多个面片共用的边作为当前拓扑边；
在所述空间体块的邻域空间体块内遍历每一个三维点，确定每一个三维点与当前拓扑边构成的三角形，并确定满足预设条件的三角形作为当前三维网格的面片。
5.一种三维扫描重建装置，其特征在于，所述装置，包括：
获取模块，用于获取待测物体表面的当前帧图像；
处理模块，用于对所述当前帧图像进行实时处理，得到当前帧三维点数据，其中，所述当前帧三维点数据用于表征待测物体当前表面形状轮廓的离散点数据；
重建模块，用于基于所述当前帧三维点数据进行实时网格重建，得到当前三维网格更新数据；其中，所述当前三维网络更新数据用于表征所述待测物体表面形状轮廓的连续面数据；
当前帧图像为非首帧图像时，重建模块，包括：
确定单元，用于在当前三维点更新数据中确定与当前帧三维点数据对应的部分数据；
重建单元，用于基于当前三维网格数据，对部分数据进行实时网格重建，得到当前三维网格更新数据；其中，当前三维网格数据为当前三维点数据生成的三维网格数据；
构建单元，用于基于部分数据，并行构建其中各个三维点邻域间的拓扑关系，得到当前三维网格更新数据；
所述构建单元，包括：
划分子单元，用于将部分数据划分为多个空间体块；
构建子单元，用于构建每一个空间体块内每一个三维点邻域间的拓扑关系，得到多个子网格；
确定子单元，用于基于每一个空间体块所构建的多个子网格，得到当前三维网格更新数据；
所述构建子单元，具体用于：
对于每一个空间体块，基于空间体块内的三维点确定初始边作为当前拓扑边；
在空间体块内遍历当前拓扑边之外的每一个三维点，确定每一个三维点与当前拓扑边构成的三角形，并确定满足预设条件的三角形作为子网格的面片；
将面片中初始边之外的两条边更新作为当前拓扑边；
所述构建子单元，具体用于：
在空间体块内确定任意不属于任何面片的三维点作为初始点；
在空间体块内遍历初始点之外的每一个三维点，计算每一个三维点与初始点的距离值，并确定距离值最小的三维点作为第一连接三维点；
将初始点与第一连接三维点构成的边确定为初始边。
6.一种电子设备，其特征在于，包括：
处理器和存储器，其中，所述存储器中存储有计算机程序，当所述计算机程序被所述处理器执行时，所述处理器执行权利要求1-4中任一项所述的方法。
7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1-4中任一项所述的方法。
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