具有自动对焦功能的三维扫描系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型涉及一种具有自动对焦功能的三维扫描系统。
【背景技术】
[0002]随着光电成像测量设备向高精度、自动化方向发展，其对系统成像质量也提出了更高的要求。在长焦距变焦系统中，存在多种因素使得系统成像由于离焦而模糊。随着电子技术和图像处理理论的发展，近年来基于图像处理的自动对焦技术不断完善，由于其相较于传统的有源自动调焦方式有很多优点，因此在光电成像测量领域具有广阔的应用前景，但是目前市场上的三维扫描系统基于图像处理的自动对焦技术还存在以下几种问题需要解决:一是无法准确快速的评价图像的清晰度;二是无法在一系列图像中快速准确地找到最清晰的位置;三是现用的低通滤波器成本太高。
[0003]因此，如何提供一种能够快速自动对焦的三维扫描系统，就成为了亟待解决的事
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【发明内容】
[0004]为了解决上述问题，本实用新型联系图像模糊的原因，结合成像系统的数学模型，提供了一种具有自动对焦功能的三维扫描系统，其特征在于，所述系统包括:摄像头、计算机、低通滤波器、DSP和时钟控制器；
[0005]所述摄像头通过所述低通滤波器与所述计算机电性连接；
[0006]所述低通滤波器与所述DSP电性连接；
[0007]所述低通滤波器包括:沿光路方向依次设置的第一石英晶体片、四分之一波片、第一.石英晶体片；
[0008]其中，在所述第一石英晶体片的光线入射侧的表面上镀有四十层的红外截止膜组，每层红外截止膜组包括第一高折射率层和第一低折射率层，其中所述第一高折射率层的折射率为1.46;所述第一低折射率层的折射率为2.42;
[0009]在所述第二石英晶体片的光线出射侧的表面上镀有四十八层受抑波长漂移膜组，每层受抑波长漂移膜组包括第一匹配膜组和第二匹配膜组，所述第一匹配模组由第二高折射率层、第二低折射率层组成，所述第二匹配膜组由第三高折射率层、第三低折射率层以及位于所述第三高折射率层和所述第三低折射率层之间的中间折射率层组成；
[0010]所述第二高折射率层的折射率值与所述第一高折射率层的折射率值相同；
[0011 ]所述第三高折射率层的折射率值与所述第一高折射率层的折射率值相同；
[0012]所述第二低折射率层和所述第三低折射率层的折射率值均与所述第一低折射率层的折射率值相同；
[0013]所述中间折射率层的折射率为1.0;
[0014I所述DSP与所述计算机电性连接；
[0015]所述时钟控制器和所述DSP电连接。
[0016]进一步的，所述第一石英晶体片和所述第二石英晶体片的厚度为0.85mm，所述四分之一波片采用塑料玻片，厚度为0.1mm。
[0017]进一步的，所述低通滤波器为均值滤波器或高斯平滑滤波器，所述滤波器的波门大小为5 X 5?9 X 9。
[0018]本实用新型提供一种具有自动对焦功能的三维扫描系统，具有以下优点:(I)实现了可以在系列图像中快速准确地找到最清晰的位置；
[0019](2)可以准确快速完成自动对焦；
[0020](3)降低了生产成本，提高了图像质量。
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型一种具有自动对焦功能的三维扫描系统的结构示意图；
[0022]图2为现有技术的蓝玻璃低通滤波器和本实用新型的低通滤波器结构对比示意图，其中(a)为现有技术的蓝玻璃低通滤波器的结构示意图；(b)本实用新型的低通滤波器结构示意图；
[0023]图3为本实用新型一种具有自动对焦功能的三维扫描系统中对一个图像序列的评价结果示意图。
【具体实施方式】
[0024]体现本实用新型特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本实用新型能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本实用新型的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本实用新型。
[0025]图1示出了本实用新型的连接示意图，是采用无参考结构清晰度对图像模糊进行快速自动对焦，一种具有自动对焦功能的三维扫描系统，该系统具体包括:摄像头1、计算机
2、低通滤波器3、DSP 4和时钟控制器5;
[0026]摄像头I主要用于获取原始图像，通过所述低通滤波器3将原始图像存储到计算机2中；
[0027]低通波器3用于对获取到的原始图像进行预处理，去除孤立噪声点对原始图像清晰度的影响，得到待评估原始图像，并对待评估原始图像构造参考图像；
[0028]具体的，原始图像模糊是由于高频分量丢失造成的，因此原始图像模糊的评价实际上就是计算图像所含高频分量的多少。而孤立的噪声点正是对应于原始图像中的调频分量，因此应该去除，低通滤波器是一种去噪效果较好且不会丢失图像细节的滤波器；
[0029]在本实施例中，该低通滤波器3具体为均值滤波器或高斯平滑滤波器，该滤波器的波门大小为5 X 5?9X9;
[0030]本实施例通过结合成像系统数学模型的低通滤波方法为待评估图像构造参考图像。由成像系统的数学模型可知，成像系统实际上是一个低通滤波器，滤波器的截止频率越低，所获取的原始图像就越模糊。因此，清晰图像比模糊图像的高频信息更丰富。若对一幅原始图像进行低通滤波，清晰图像将损失大部分的高频信息，使得到的参考图像变得模糊；若原始图像本身就模糊的，则低通滤波对其影响不大，成像系统有两种应用广泛的数学模型:圆盘模型和高斯模型。若采用圆盘模型，则对应的低通滤波器为均值滤波器;若采用高斯模型，则对应高斯低通滤波器。在本实施例中，该滤波器的大小选为7X7可取得较好的效果O
[0031]如图2所示，(a)是现有技术中蓝玻璃低通滤波器6，(b)是本实用新型的低通滤波器3; (a)和(b)是指获得同样滤波效果的情况下进行结构比较；(a)中，61为厚度约为0.5_的蓝玻璃，并在光线入射侧表面上镀有红外截止膜和紫外截止膜62，63、64、65均是石英晶体片，对五微米的像元尺寸，其厚度为0.85mm，然后在石英晶体片65的光线出射侧表面上镀有减反射膜66，现有技术中的蓝玻璃低通滤波器6总厚度为3.05mm；
[0032]而本实用新型中的低通滤波器3包括:沿光路方向依次设置的第一石英晶体片31、四分之一波片32、第二石英晶体片33;其中，在第一石英晶体片31的光线入射侧的表面上镀有四十层的红外截止膜组34，每层红外截止膜组34包括第一高折射率层和第一低折射率层，具体的，第一高折射率层为Nb2O5层，折射率为1.46;第一低折射