CN104571489A - 光学输入装置的唤醒方法及使用其的光学输入装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光学输入装置的唤醒方法及使用其的光学输入装置，其方法包括以下方式。于光学输入装置进入睡眠模式时，采集第一影像以作为一参考影像框架。在光学输入装置运行于睡眠模式时，采集第二影像以作为比较影像框架。比较比较影像框架与参考影像框架，以产生灰阶亮度直方图差异信息。随后，判断灰阶亮度差异信息的灰阶统计峰值是否小于预设阀值。当灰阶亮度直方图差异信息的灰阶统计峰值小于预设阀值时，使光学输入装置进入一工作模式。

Description

光学输入装置的唤醒方法及使用其的光学输入装置
技术领域
本发明涉及一种光学输入装置，且特别涉及一种光学输入装置的唤醒方法及使用其的光学输入装置。
背景技术
光学鼠标一般包括用以照射光学鼠标工作平面的一光源以及具微型数位相机功能的一影像感测器。影像感测器可用以连续采集被光源照射的工作平面的多张影像。于光学鼠标因操作而于工作平面移动时，可借由依序比较采集的这些影像判断光学鼠标的移动速度与移动方向，据此控制一显示屏幕上鼠标的运行。
近年来，配备有无线通讯功能的光学鼠标，例如，光学无线鼠标，已被广泛地运用于控制鼠标运行。光学无线鼠标一般是由电池来供电。例如，光学无线鼠标是使用配置的电池来提供运行所需的工作电力。光学无线鼠标设计整合省电功能，例如，光学无线鼠标在被闲置一段时间之后会自动进入睡眠模式(sleep mode)或是冬眠模式(hibernate mode)，并于检测到光学鼠标被操作而移动时，自动进入工作模式或是运行模式(run mode)，借以节省电力。
目前普遍采用使光学无线鼠标由睡眠模式唤醒的算法包括最大与最低的像素值比较算法(pixmon wakeup algorithm)、去相关算法(de-correlationalgorithm)以及表面品质唤醒算法（SQUAL）。然而，最大与最低的像素值比较算法仅仅于光学无线鼠标操作在睡眠模式时，检测任一张瞬间采集到的光学无线鼠标的影像框架的最大像素值以及最小像素值之间的变化，因此，并无法准确的检测到光学无线鼠标是否已被移动。而去相关算法以及表面品质（SQUAL）唤醒算法与最大与最低的像素比较算法还可以精确地检测光学无线鼠标移动。前者，检测影像框架之间的相关联性，而后者检测影相框架中工作平面的变化，然而两种的方法都需要复杂密集的运算，例如，数位影像边缘去除滤波器(DCR filter)运算以及影像相关性运算，然此类运算可能会过多地消耗电池的电量。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种光学输入装置的唤醒方法及使用其的光学输入装置。本发明的光学输入装置的唤醒方法可以主动借由分析于睡眠模式中所采集到影像框架的直方图中的像素变化，准确地判断是否唤醒在睡眠模式下的光学输入装置，而无需使用复杂的影像处理技术。据此，光学输入装置于睡眠模式下消耗的功率可以大幅度的减少。
本发明实施例提供一种光学输入装置的唤醒方法，且此唤醒方法包括下列步骤。首先，于光学输入装置进入睡眠模式时，采集一第一影像作为一参考影像框架。而后，在光学输入装置运行于睡眠模式时，采集一第二影像作为一比较影像框架。接着，比较比较影像框架与参考影像框架，以产生灰阶亮度直方图差异信息。随后，判断灰阶亮度差异信息的灰阶统计峰值是否小于一预设阀值。当灰阶亮度直方图差异信息的灰阶统计峰值小于预设阀值时，使光学输入装置进入一工作模式。
根据本发明的一实施例，所述比较比较影像框架与参考影像框架以产生灰阶亮度直方图差异信息的步骤包括：比较所述比较影像框架中的每一像素值与所述参考影像框架中对应的每一像素值。根据比较结果计算所述灰阶亮度直方图差异信息，以获取所述灰阶亮度直方图差异信息中的所述灰阶统计峰值。
根据另一实施例，所述光学输入装置的唤醒方法还包括：当判断所述灰阶亮度直方图差异信息的所述灰阶统计峰值大于所述预设阀值时，重新于光学输入装置进入睡眠模式时，采集一第一影像作为一参考影像框架。随后，重新判断灰阶亮度差异信息的灰阶统计峰值是否小于一预设阀值。
根据另一实施例，在于光学输入装置进入睡眠模式时采集一第一影像作为一参考影像框架之前，所述光学输入装置的唤醒方法包括：根据所述光学输入装置的一影像采集单元的一运行状态设定所述预设阀值。
根据另一实施例，在于光学输入装置进入睡眠模式时采集一第一影像作为一参考影像框架之前，所述光学输入装置的唤醒方法还包括：利用一温度感测单元感测所述光学输入装置的一工作温度。根据感测到的所述工作温度，调整所述预设阀值。
根据另一实施例，在于光学输入装置进入睡眠模式时采集一第一影像作为一参考影像框架之前，所述光学输入装置的唤醒方法还包括：利用一噪声检测单元检测所述光学输入装置的所述影像采集单元的一噪声强度。根据检测到的所述噪声强度，调整所述预设阀值。
根据另一实施例，在于光学输入装置进入睡眠模式时采集一第一影像作为一参考影像框架之前，所述光学输入装置的唤醒方法包括：根据所述预设阀值以及所述光学输入装置检测到的一工作温度与一噪声强度的至少其中之一，产生一校正函数。利用所述校正函数校正所述光学输入装置的运行状态。
根据另一实施例，所述在光学输入装置运行于睡眠模式时采集一第二影像作为一比较影像框架的步骤包括：当所述光学输入装置运行于所述睡眠模式时，依据一影像框架采集频率采集所述第二影像。
本发明实施例提供一种光学输入装置，且此光学输入装置包括光源、影像采集单元以及处理单元。光源以及影像采集单元分别耦接处理单元。光源用以照射光学输入装置的一工作平面。影像采集单元用于根据一预设影像框架采集频率采集对应该工作平面的反射光线的多张影像，以产生多张影像框架。处理单元根据所采集的这些影像框架分析光学输入装置的移动运行。
处理单元于光学输入装置进入一睡眠模式时，驱动影像采集单元采集第一影像，以产生参考影像框架。处理单元并于光学输入装置操作在睡眠模式下，驱动影像采集单元采集第二影像以产生比较影像框架。处理单元比较比较影像框架与参考影像框架，以产生一灰阶亮度直方图差异信息。当处理单元判断灰阶亮度直方图差异信息的灰阶统计峰值小于一预设阀值时，处理单元使光学输入装置进入一工作模式。
根据另一实施例，上述在计算灰阶亮度直方图差异信息的该步骤中进一步包括比较比较影像框架中的每一像素值与参考影像框架中对应的每一像素值以及根据比较结果计算灰阶亮度直方图差异信息。
根据另一实施例，所述光学输入装置还包括一存储单元，所述存储单元耦接所述处理单元，所述存储单元用以储存所述参考影像框架、所述比较影像框架、所述灰阶亮度直方图差异信息以及所述预设阀值。
根据另一实施例，所述光学输入装置还包括一温度感测单元以及一噪声监测单元，所述温度感测单元耦接所述处理单元，所述温度感测单元用以检测所述光学输入装置的一工作温度。所述噪声检测单元耦接所述处理单元，所述噪声检测单元用以检测所述光学输入装置的所述影像采集单元的一噪声强度。
根据另一实施例，所述处理单元根据所述工作温度以及所述噪声强度的至少其中之一调整所述预设阀值。
根据另一实施例，所述处理单元根据所述预设阀值与所述光学输入装置检测到的所述工作温度与所述噪声强度的至少其中之一产生一校正函数，所述处理单元并利用所述校正函数校正所述光学输入装置的运行状态。
根据另一实施例，当所述处理单元判断所述灰阶亮度直方图差异信息的所述灰阶统计峰值大于所述预设阀值时，所述处理单元持续使所述光学输入装置操作于所述睡眠模式。
根据另一实施例，当所述光学输入装置操作于所述睡眠模式时，所述预设影像框架采集频率为所述光学输入装置的一睡眠模式影像框架采集频率；当所述光学输入装置操作于所述工作模式时，所述预设影像框架采集频率为所述光学输入装置的一工作模式影像框架采集频率，其中所述睡眠模式影像框架采集频率小于所述工作模式影像框架采集频率。
根据另一实施例，所述光学输入装置为一光学鼠标。
根据另一实施例，所述光源包括至少一发光二极管。
综上所述，本发明实施例提供一种光学输入装置的唤醒方法及使用其的光学输入装置。所述光学输入装置的唤醒方法可以在光学输入装置操作在睡眠模式时，可通过统计分析所采集的连续影像框架之间的灰阶亮度直方图差异信息，准确地判断光学输入装置是否被移动。据此，光学输入装置可借由本发明的光学输入装置的唤醒方法自动且有效地决定由睡眠模式进入工作模式的时间。此外，所述光学输入装置的唤醒方法大幅度地降低运算过程，从而有效降低光学输入装置在睡眠模式的电力消耗。
上文概略地叙述本发明的技术特征及所达到的技术效果，为了能更进一步了解本发明为解决上述技术问题所采取的技术、方法及功效，请参阅以下有关本发明的详细说明和附图，相信本发明的目的、特征与特点，当可由此得以深入且具体的了解，然而所附附图与附件仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1是本发明实施例提供的光学输入装置的功能方块示意图；
图2是本发明实施例提供的光学输入装置的运行波形与灰阶统计峰值之间的关系示意图；
图3是本发明另一实施例提供的光学输入装置的功能方块示意图；
图4是本发明实施例提供的光学输入装置的唤醒方法的流程示意图；
图5是本发明实施例提供的光学输入装置的校正方法的流程示意图；
图6是本发明实施例提供的预设阀值设定方法的流程示意图。
其中，附图标记说明如下：
10          光学输入装置
11          光源
13          影像采集单元
15          处理单元
17          存储单元
19          传输介面单元
20          光学输入装置
21          温度感测单元
23          噪声检测单元
C10         曲线
T0          时间点
T1          时间点
T2          时间点
T3          时间点
T4          时间点
T5          时间点
T6          时间点
T7          时间点
T8          时间点
S400～S440  步骤
S501～S505  步骤
S601～S607  步骤
具体实施方式
在下文中，将借由附图说明本发明的各种例示实施例来详细描述本发明。然而，本发明技术方案可能以许多不同形式来体现，且不应解释为限于本文中所阐述的例示性实施例。此外，在附图中相同参考数字可用以表示类似的元件。
本发明实施例主要在于提供一种用于光学输入装置被使用者操作时，自动使光学输入装置由睡眠模式中唤醒的低功耗唤醒方法。关于光学输入装置的实际硬件结构，光学输入装置的基本运行方式与原理，包括位移计算方式、鼠标(cursor)的控制运行方式以及使光学输入装置进入睡眠或休眠模式的方法或是算法并非本发明所着重的部分，且为本领域内技术人员所熟知，故本发明仅简述与本发明相关技术的部分。
光学输入装置实施例1
请参照图1，图1为本发明实施例提供的光学输入装置的功能方块示意图。光学输入装置10可例如为光学无线鼠标，无线触控式轨迹板(wirelesstrack pad)或是无线摇杆(wireless joystick)，但本发明不以此为限。
于本实施例中，光学输入装置10进一步配置有电池(未图示)以提供光学输入装置10运行所需电力，其中电池可例如为干电池。光学输入装置10是以无线的方式与主机(图未示)连结，并可以无线通讯方式传送所计算的位移信息至主机，据以控制连接于主机的一屏幕上的鼠标的运行。
于操作在睡眠模式下，光学输入装置10可以通过依序分析所采集的多张比较影像框架与参考影像框架之间的统计差异，决定是否由睡眠模式中唤醒。详细而言，于本实施例中，当检测到光学输入装置10被移动时，光学输入装置10会自动唤醒并进入一工作模式。
具体地说，光学输入装置10包括光源11、影像采集单元13、处理单元15、存储单元17以及传输介面单元19。光源11、影像采集单元13、存储单元17以及传输介面单元19分别耦接于处理单元15。处理单元15用以控制光源11、影像采集单元13、存储单元17以及传输介面单元19的运行。
更进一步地说，光源11用以照射光学输入装置10的一工作平面(例如，鼠标垫或是桌面)，并于该工作平面上产生一反射光线。光源11可以是由发光二极管(light-emitting diode，LED)或雷射二极体(laser diode，LD)来实现。于本实施例中，光源11可包括以阵列式排列的多个发光二极管。然而，于实务上，光源11可依据实际操作需求而具有一个或多个发光二极管，本发明并不限制。
影像采集单元13用于根据预设的影像框架采集频率依序采集对应工作平面的反射光线的多张影像，以依序产生多张影像框架。预设的影像框架采集频率会依据光学输入装置10的工作模式而改变。详细地说，当光学输入装置10操作于睡眠模式时，预设影像框架采集频率为光学输入装置10的睡眠模式影像框架采集频率，例如每秒500影像框架(fps)。而当光学输入装置10是操作于工作模式时，预设影像框架采集频率则为光学输入装置10的工作模式影像框架采集频率，例如每秒1000影像框架。
影像采集单元13可以是由电荷耦合元件（Charge-coupled Device，CCD）影像感测器或是互补金属氧化半导体（ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor，CMOS）影像感测器来实现，且本领域内技术人员可以依据实际应用需求进行设计，本发明并不以此为限。
处理单元15为光学输入装置10的运行核心。具体地说，处理单元15用于根据影像采集单元13所采集到的多个影像框架来分析光学输入装置10在工作平面的移动。于光学输入装置10因操作而于工作平面移动时，处理单元15会通过计算连续影像框架之间的影像相关性(image correlation)判断光学输入装置10的位移量、移动速度以及移动方向。上述利用影像相关性技术计算光输入装置10的位移量为习知技术，故在此不加以赘述。
处理单元15进一步依据判断结果来产生位移信息，并控制传输介面单元19以无线传输方式将位移信息传送至主机，从而对应地控制鼠标的移动。
当光学输入装置10从工作模式进入到睡眠模式时，影像采集单元13会采集第一影像作为参考影像框架IMG_REF并储存于存储单元17。于光学输入装置10运行于睡眠模式时，影像采集单元13会依据一预设影像框架采集频率(例如，睡眠模式影像框架采集频率)采集第二影像作为比较影像框架IMG_CMP。也就是说，于光学输入装置10操作于睡眠模式时，影像采集单元13会根据睡眠模式影像框架采集频率，依序采集多张第二影像以产生多张比较影像框架IMG_CMP。
于本实施例中，第一影像为光学输入装置10在进入睡眠模式之后，所采集的第一张影像。每一张第二影像会被用以作为比较影像框架IMG_CMP并储存于存储单元17，直到采集到下一张第二影像。换句话说，每当新的第二影像被采集到时，比较影像框架IMG_CMP即会被更新，而参考影像框架IMG_REF则维持不变。
处理单元15会依序比较比较影像框架IMG_CMP与参考影像框架IMG_REF，以产生比较影像框架IMG_CMP与参考影像框架IMG_REF之间的灰阶亮度直方图差异信息。于本实施例中，灰阶亮度直方图差异信息为比较影像框架与参考影像框架之间像素值差异的灰阶亮度直方图信息。处理单元15并会将灰阶亮度直方图差异信息储存于存储单元17，以供后续存取运行。
接着，处理单元15判断灰阶亮度差异信息的一灰阶统计峰值是否小于一预设阀值HIS_TH。当处理单元15判断灰阶亮度直方图差异信息的灰阶统计峰值小于预设阀值HIS_TH时，即表示光学输入装置10被操作移动，处理单元15唤醒光学输入装置10以使光学输入装置10进入工作模式。相反地，当处理单元15判断灰阶亮度直方图差异信息的灰阶统计峰值大于预设阀值HIS_TH时，即表示光学输入装置10未被移动(或仍为静止)，处理单元15使光学输入装置10继续操作于睡眠模式，并驱动影像采集单元13采集另一张比较影像框架IMG_CMP。
于一实施例中，处理单元15比较比较影像框架IMG_CMP中的每一像素值与参考影像框架IMG_REF中相对应的每一像素值。接着，处理单元15根据所获得的像素值差异，计算灰阶亮度直方图差异信息，例如，处理单元15计算各像素值差异的像素数量。
在一般情况下，每当光学输入装置10静止时，例如，没有操作被移动时，比较影像框架IMG_CMP与参考影像框架IMG_REF重叠的面积较大，故灰阶亮度差异信息的灰阶统计峰值相对地较大。相反地，当比较影像框架IMG_CMP与参考影像框架IMG_REF重叠的面积较小，灰阶亮度差异信息的灰阶统计峰值会相对地较小。
为了更清楚的说明本发明的技术方案，以下举两个简单但具说明性的实施例。假设光学输入装置10为静止状态并操作于睡眠模式，且参考影像框架IMG_REF具有一像素阵列[4321]，而比较影像框架IMG_CMP具有一像素阵列[4321]。据此，所计算像素差异的差异阵列为[0000]，其中差异阵列中各数值是通过计算比较影像框架IMG_CMP与参考影像框架IMG_REF之间的像素值差异并取像素值差异的绝对值所产生的，亦即|IMG_CMP[i]-IMG_REF[i]|，且i为正整数。灰阶亮度直方图差异信息在此例子中为[4000]，而灰阶亮度直方图差异信息的灰阶统计峰值为4。
另假设光学输入装置10被操作移动了，而参考影像框架IMG_REF具有一像素阵列[4321]，并比较影像框架IMG_CMP具有一像素阵列[1243]。据此，所计算像素差异产生的差异阵列为[3122]，灰阶亮度直方图差异信息为[0121]，而灰阶亮度直方图差异信息的灰阶统计峰值为2。由此可知，当光学输入装置10被操作移动时，由于参考影像框架IMG_REF与影像框架IMG_CMP之间重叠面积变小，灰阶亮度直方图差异信息的灰阶统计峰值亦会随之变小。
据此，光学输入装置10的处理单元15可有效地且准确地通过判断灰阶亮度直方图差异信息的灰阶统计峰值是否小于预设阀值HIS_TH，来判断是否需将光学输入装置10从睡眠模式中唤醒。此外，本领域内技术人员应知计算像素差异以及像素差异的灰阶亮度直方图差异于影像处理中为简单计算，故可降低光学输入装置10在睡眠模式中的电力消耗。
另外，以下针对光学输入装置10操作进一步说明。请参照图2并同时参照图1，图2是本发明实施例提供的光学输入装置的运行波形与灰阶统计峰值之间的关系示意图。曲线C10表示随着时间所计算出的灰阶统计峰值。
于时间点T0到时间点T1之间，光学输入装置10会先操作于工作模式。接着，于光学输入装置10操作于工作模式时，处理单元15会控制影像采集单元13，持续依据工作模式影像框架采集频率采集影像。处理单元15并分析根据目前的影相框架以及先前的影像框架所计算的统计信息，对应产生位移信息，据以根据所计算的统计信息相对应地控制鼠标的移动。
当光学输入装置10进入睡眠模式时(即被闲置或于一时段内处于非活动状态)，处理单元15会控制影像采集单元13采集第一张影像(例如第100张影像)当作参考影像框架IMG_REF。之后，处理单元15会控制影像采集单元13依据睡眠模式影像框架采集频率持续采集多张第二影像，以依序作为比较影像框架IMG_CMP。接着，处理单元15会比较比较影像框架IMG_CMP与参考影像框架IMG_REF之间的灰阶亮度直方图差异信息，以对应获取灰阶统计峰值。
当处理单元15判定灰阶亮度直方图差异信息的灰阶统计峰值小于预设阀值HIS_TH(例如，46)，处理单元15即判定光学输入装置10已被操作移动。如图2所示，于光学输入装置10操作在睡眠模式，每当所计算的灰阶统计峰值低于预设阀值HIS_TH(例如，曲线C10于时间点T2、T3、T4、T5、T6以及T7)，即表示使用者在操作光学输入装置10。因此，处理单元15会自动地将光学输入装置10由睡眠模式中唤醒并使光学输入装置10操作在工作模式。
值得一提的是，于本实施例中，预设阀值HIS_TH可以是依据光学输入装置10的实际操作需求，例如依据影像采集单元13的感测能力，预先定义的。于一实施方式中，预设阀值HIS_TH可在光学输入装置10出厂前，预先定义并储存于存储单元17中。于另一实施方式中，预设阀值HIS_TH可以是即时地根据光学输入装置10的运行状态(例如，影像采集单元13的工作温度、工作电压或噪声强度等)动态地调整。于又一实施方式中，光学输入装置10可在运行时，根据预先储存于存储单元17的预设阀值HIS_TH来校准光学输入装置10的工作状态。上述动态调整预设阀值HIS_TH以及校准光学输入装置10的工作状态的具体实施方式会于其他实施例中加以说明，在此不加以赘述。
附带一提的是，处理单元15可以是通过处理晶片(processing chip)来实现，且处理晶片包括但不限制于具有唤醒算法程式的微处理器(microcontroller)或是嵌入式控制器(embedded controller)，且设置于光学输入装置10。于本实施例中，存储单元17为挥发性存储体(volatile memory)或是非挥发性存储体(non-volatile memory)，例如快闪存储体(flash memory)、只读存储体(read-only memory，ROM)或是随机存取存储存储体(random accessmemory，RAM)，但本实施例不以此为限。
传输介面单元19可为一无线传输介面，例如蓝牙传输介面(Bluetoothinterface)或是Wi-Fi传输介面(Wi-Fi interface)。传输介面单元19的实际的结构及/或相关实施方式可以是根据实际主机与光学输入装置10的实际结构来设计，故本发明不以此为限。
应当理解的是，光学输入装置10的实际类内部结构可依据特定设计结构及/或操作需求而有所变化。换句话说，图1仅是用以说明用于光学输入装置10的唤醒方法的一种实施方式，并非用以限定本发明。同样地，图2仅是说明光学输入装置10的唤醒操作，亦并非用以限定本发明。
光学输入装置实施例2
如上述所述，预先阀值是用以判断光学输入装置10是否为静止或运行状态，且可以是依据光学输入装置10的实际运行状态来设置。请参照图3，图3为本发明另一实施例提供的光学输入装置的功能方块示意图。
光学输入装置20的基本结构类似于图1所示的光学输入装置10。光学输入装置20可以根据其运行状态，动态地调整预设阀值，使光学输入装置20可以更有效且准确地于睡眠模式中判断唤醒的时机点。
图3的光学输入装置20与图1的光学输入装置10不同处在于，光学输入装置20进一步包括温度感测单元21以及噪声检测单元23。光学输入装置20可检测其运行状态。温度感测单元21以及噪声检测单元23分别耦接于处理单元15。
于本实施例中，温度感测单元21可以是由温度感测器来实现。温度感测器可以是热敏电阻器，其可根据所感测到的温度对应地改变其电阻值。噪声检测单元23可以是用以于正常模式(即工作模式中)，根据影像框架来检测噪声，以相对应地产生噪声强度。
当光学输入装置20刚刚开始工作时(例如，使用者开启时或是在其无线连接至主机时)，处理单元15可主动控制温度感测单元21以及噪声检测单元23检测光学输入装置20即时地运行状态。或者，于另一实施方式中，处理单元15也可以是定时地(例如，以固定检测频率检测或是每隔一段预设时间)，控制温度感测单元21以及噪声检测单元23检测光学输入装置20的运行状态。
具体来说，处理单元15可以驱动温度感测单元21感测光学输入装置20的工作温度。同时，处理单元15还可以驱动噪声检测单元23检测光学输入装置20的影像采集单元13的噪声强度。据此，处理单元15可以根据检测到的工作温度以及噪声强度适当地调整预设阀值HIS_TH。
更详细地说，当光学输入装置20的工作温度超过正常工作温度范围或是影像采集单元13的噪声强度超过可容忍的噪声强度范围，使得影像采集单元13的运行变得不稳定时，处理单元15可降低目前储存于存储单元17中预设阀值HIS_TH。也就是说，在影像采集单元13的运行变得不稳定时，处理单元15会于检测到比较影像框架IMG_CMP与参考影像框架IMG_REF之间的有显著地变化之后才会唤醒光学输入装置20。
当工作温度位于正常工作温度范围内，或是噪声强度在可容忍于的噪声强度范围内时，处理单元15会提高目前储存于存储单元17的预设阀值HIS_TH。也就是说，当影像采集单元13的运行处于稳定状态时，当检测到比较影像框架IMG_CMP与参考影像框架IMG_REF之间有任何细微的变化时，处理单元15即唤醒光学输入装置20。
于另一实施方式中，处理单元15可根据所设的预设阀值HIS_TH来校正光学输入装置20的运行状态。更具体地说，可通过韧体程式化方式，使处理单元15产生校正函数并根据校正函数校正光学输入装置20的运行状态，其中处理单元15是依据所设的预设阀值HIS_TH以及影像采集单元13所检测到的工作温度与噪声强度的至少其中之一，来产生一校正函数。
具体来说，处理单元15可根据校正函数以及所设的预设阀值HIS_TH对应配置校正光学输入装置20目前的工作温度以及影像采集单元13的噪声强度。
更进一步地说，处理单元15可根据校正函数调整光学输入装置20的工作温度。处理单元15可通过设置的预设影像框架采集频率来调整工作温度至一目标温度值。同样地，处理单元15可以利用校正函数来补偿影像采集单元13所采集到影像中各该像素之间的亮度差异。换句话说，通过使用校正函数，光学输入装置20的作状态与所设的预设阀值HIS_TH可共同产生最佳影像感测结果。影像采集单元13的校正方式为本领域内技术人员熟知的现有技术，故不再赘述。
值得注意的是，处理单元15亦可将所检测到的工作温度以及噪声强度信息传送至主机，并由主机来计算对应的预设阀值HIS_TH，据以减少光学输入装置10的运算负担与电力消耗。
光学输入装置20的运行方式以及其他的结构类似于图1的光学输入装置10，因此，本发明技术领域具有通常知识者应可以轻易推知光学输入装置20的运行与实施方式，故在此不予赘述。
光学输入装置的唤醒方法实施例
由上述实施例的说明，本发明可归纳出一种应用于在上述实施例中的光学输入装置的唤醒方法。请参照图4并同时配合参照图1，图4表示本发明实施例提供的光学输入装置的唤醒方法的流程示意图。
首先，于步骤S400中，在光学输入装置10进入睡眠模式时(例如，光学输入装置10被闲置一段时间之后)，处理单元15控制影像采集单元13采集第一影像作为一参考影像框架IMG_REF。处理单元15并会将第一影像的相关像素资料储存于存储单元17中。
于步骤S410中，处理单元15根据预设影像框架采集频率(例如，睡眠模式影像框架采集频率)驱动影像采集单元13采集第二影像作为一比较影像框架IMG_CMP。第二影像的相关像素资料会被储存于存储单元17中直至采集到下一张第二影像。
在光学输入装置10运行于睡眠模式时，影像采集单元13会主动依据睡眠模式影像框架采集频率，依序采集多张第二影像，以产生多张比较影像框架IMG_CMP。
接着，于步骤S420中，处理单元15会比较比较影像框架IMG_CMP与参考影像框架IMG_REF，以产生一灰阶亮度直方图差异信息。更具体地说，处理单元15会比较比较影像框架IMG_CMP中的各该像素值与参考影像框架IMG_REF中相对应的各该像素值，据以计算出像素值差异。接着，处理单元15根据所获得的像素值差异，计算灰阶亮度直方图差异信息。处理单元15亦可将灰阶亮度直方图差异信息储存于存储单元17以于后续运行时存取。
于步骤S430中，处理单元15判断灰阶亮度直方图差异信息的一灰阶统计峰值是否小于一预设阀值HIS_TH。处理单元15会先由灰阶亮度直方图差异信息获取该灰阶统计峰值，处理单元15随后获取的该比较灰阶统计峰值与预设阀值HIS_TH。值得注意的是，于本实施例中，预设阀值HIS_TH可以是预先定义并储存于存储单元17。
当处理单元15判断灰阶亮度直方图差异信息的灰阶统计峰值小于预设阀值HIS_TH时，即表示光学输入装置10已被操作移动，处理单元15执行步骤S440。反之，当处理单元15判断灰阶亮度直方图差异信息的灰阶统计峰值大于预设阀值HIS_TH，回到步骤S400，处理单元15持续驱动影像采集单元13采集另一张第二影像。
于步骤S440中，处理单元15使光学输入装置10由睡眠模式中唤醒，并操作在工作模式。于光学输入装置10操作在工作模式时，处理单元15分析影像采集单元13依据工作模式的预设影像框架采集频率(例如，工作模式影像框架采集频率)所采集影像框架分析，产生位移信息，以相对应地控制鼠标的移动。
此外，于一个实施例中，图4所示的光学输入装置的唤醒方法可以是由处理单元15通过执行储存于存储单元17相关的程式码来实现。于其他实施例中，所述的光学输入装置的唤醒方法亦可以是以固件设计方式写入于处理单元15。预设影像框架采集频率，例如工作模式影像框架采集频率以及睡眠模式影像框架采集频率可以是处理单元15根据光学输入装置20的实际操作情形来设置。
接着，根据上述，本发明还可以进一步归纳出一种应用于上述实施例中的预设阀值HIS_TH的设置方法。请参考图5并同时参照图3，图5为本发明实施例提供的光学输入装置的校正方法的流程示意图。
于步骤S501中，处理单元15会执行初始化程序，以校正光学输入装置20的运行状态。于步骤S503中，处理单元15根据预先储存于存储单元17的预设阀值HIS_TH、光学输入装置20的预设工作温度以及影像采集单元13的预设噪声强度来产生一校正函数。值得一提的是，预设阀值HIS_TH可以是依据光学输入装置20的实际运行需求及/或是光学输入装置20出厂前的制造参数。从而，于光学输入装置20操作于工作模式时，处理单元15可利用校正函数校正光学输入装置20的运行状态(步骤S505)。
具体而言，处理单元15可驱动温度感测单元21感测目前的工作温度，与驱动噪声检测单元23检测影像采集单元13的噪声强度。处理单元15随后根据校正函数即时地校正光学输入装置20的运行状态。
本发明还提供一种依据所检测到光学输入装置的运行状态来设定预设阀值的方法。请参考图6并同时参照图3，图6为本发明实施例提供的预设阀值设定方法的流程示意图。
于步骤S601中，处理单元15执行一校正程序。校正程序可以适于光学输入装置20刚启动或是定时执行(例如，每隔一预设时间后或进入睡眠模式之前)时，执行校正程序。
于步骤S603中，处理单元15驱动温度感测单元21感测光学输入装置20的工作温度。于步骤S605中，同时处理单元15亦会驱动噪声检测单元23检测光学输入装置20的影像采集单元13的噪声强度。于步骤S607中，处理单元15根据所检测到的工作温度以及噪声强度来设定预设阀值HIS_TH。在校正程序之后，处理单元15会进一步将预设阀值HIS_TH储存于存储单元17。
据此，光学输入装置20通过动态调整配置预设阀值HIS_TH或是校正光学输入装置20的运行状态，可准确且有效检测光学输入装置20的位移信息。
图5以及图6的所描述方法亦可以借由固件设计方式来实现，例如，通过将相关的固件写入于处理单元15的非挥发性存储体中。另外，预设阀值设定方法与校正方法可将相关程式码预先储存于存储单元17中，而后于光学输入装置20运行时由处理单元15读取执行。
综上所述，本发明实施例提供的用于光学输入装置的唤醒方法以及使用其的光学输入装置。光学输入装置的唤醒方法可以于睡眠模式时，通过分析所采集到影像框架之间像素差异的灰阶亮度直方图，精确地判断是否将光学输入装置唤醒。据此，光学输入装置可自动且有效地判断何时由睡眠模式中唤醒进入工作模式，同时大幅度地降低运算复杂度，降低光学输入装置在睡眠模式的功率消耗。
此外，光学输入装置可依据光学输入装置的运行状态(例如，工作温度、影像采集单元的噪声强度)动态地设定用于分析运算获得灰阶亮度直方图差异信息的阀值，以准确判断于睡眠模式中唤醒光学输入装置的时间点。光学输入装置还可以根据预设阀值校正光学输入装置的运行状态，以准确地判断光学输入装置的移动信息。
以上提出的技术方案与特定实施例可作为基础，并通过适当地予以修改或设计其他系统结构或系统运行方式而实现与本发明相同的目的。因此，以上所述仅为本发明的实施例，其并非用以限定本发明的专利保护范围。任何本领域内技术人员，在不脱离本发明的权利要求书范围与说明书内容的基础上，所作的改变及修饰性的等效替换，仍属于本发明的权利要求书范围内。

Claims (18)

1.一种光学输入装置的唤醒方法，其特征在于，所述光学输入装置的唤醒方法包括：
(a)于所述光学输入装置进入一睡眠模式时，采集一第一影像作为一参考影像框架；
(b)在所述光学输入装置运行于所述睡眠模式时，采集一第二影像作为一比较影像框架；
(c)比较所述比较影像框架与所述参考影像框架，以产生一灰阶亮度直方图差异信息；
(d)判断所述灰阶亮度直方图差异信息的一灰阶统计峰值是否小于一预设阀值；以及
(e)当所述灰阶亮度直方图差异信息的所述灰阶统计峰值小于所述预设阀值时，使所述光学输入装置进入一工作模式。
2.如权利要求1所述的光学输入装置的唤醒方法，其中步骤(c)还包括：
比较所述比较影像框架中的每一像素值与所述参考影像框架中对应的每一像素值；以及
根据比较结果计算所述灰阶亮度直方图差异信息，以获取所述灰阶亮度直方图差异信息中的所述灰阶统计峰值。
3.如权利要求1所述的光学输入装置的唤醒方法，还包括：
(f)当判断所述灰阶亮度直方图差异信息的所述灰阶统计峰值大于所述预设阀值时，重新执行步骤(b)与(d)中的所述这些步骤。
4.如权利要求1所述的光学输入装置的唤醒方法，其中在步骤(a)之前包括：
根据所述光学输入装置的一影像采集单元的一运行状态设定所述预设阀值。
5.如权利要求4所述的光学输入装置的唤醒方法，其中在步骤(a)之前还包括：
利用一温度感测单元感测所述光学输入装置的一工作温度；以及
根据感测到的所述工作温度，调整所述预设阀值。
6.如权利要求4所述的光学输入装置的唤醒方法，其中在步骤(a)之前还包括：
利用一噪声检测单元检测所述光学输入装置的所述影像采集单元的一噪声强度；以及
根据检测到的所述噪声强度，调整所述预设阀值。
7.如权利要求1所述的光学输入装置的唤醒方法，其中在步骤(a)之前包括：
根据所述预设阀值以及所述光学输入装置检测到的一工作温度与一噪声强度的至少其中之一，产生一校正函数；以及
利用所述校正函数校正所述光学输入装置的运行状态。
8.如权利要求1所述的光学输入装置的唤醒方法，其中步骤(b)包括：
当所述光学输入装置运行于所述睡眠模式时，依据一影像框架采集频率采集所述第二影像。
9.一种光学输入装置，其特征在于，所述光学输入装置包括：
一光源，用以照射所述光学输入装置的一工作平面；
一影像采集单元，用于根据一预设影像框架采集频率采集对应所述工作平面的反射光线的多张影像，以产生多张影像框架；以及
一处理单元，耦接所述光源以及所述影像采集单元，所述处理单元根据所采集的所述这些影像框架分析所述光学输入装置的移动；
其中，于所述光学输入装置进入一睡眠模式时，所述处理单元驱动所述影像采集单元采集一第一影像，以产生一参考影像框架，所述处理单元并于所述光学输入装置操作在所述睡眠模式下，驱动所述影像采集单元采集一第二影像以产生一比较影像框架，且所述处理单元比较所述比较影像框架与所述参考影像框架，以产生一灰阶亮度直方图差异信息；
其中，当所述处理单元判断所述灰阶亮度直方图差异信息的一灰阶统计峰值小于一预设阀值时，所述处理单元使所述光学输入装置进入一工作模式。
10.如权利要求9所述的光学输入装置，其中所述处理单元比较所述比较影像框架中的每一像素值与所述参考影像框架中对应的每一像素值，所述处理单元并根据比较结果计算所述灰阶亮度直方图差异信息。
11.如权利要求9所述的光学输入装置，还包括：
一存储单元，耦接所述处理单元，所述存储单元用以储存所述参考影像框架、所述比较影像框架、所述灰阶亮度直方图差异信息以及所述预设阀值。
12.如权利要求9所述的光学输入装置，还包括：
一温度感测单元，耦接所述处理单元，所述温度感测单元用以检测所述光学输入装置的一工作温度；以及
一噪声检测单元，耦接所述处理单元，所述噪声检测单元用以检测所述光学输入装置的所述影像采集单元的一噪声强度。
13.如权利要求12所述的光学输入装置，其中所述处理单元根据所述工作温度以及所述噪声强度的至少其中之一调整所述预设阀值。
14.如权利要求12所述的光学输入装置，其中所述处理单元根据所述预设阀值与所述光学输入装置检测到的所述工作温度与所述噪声强度的至少其中之一产生一校正函数，所述处理单元并利用所述校正函数校正所述光学输入装置的运行状态。
15.如权利要求9所述的光学输入装置，其中当所述处理单元判断所述灰阶亮度直方图差异信息的所述灰阶统计峰值大于所述预设阀值时，所述处理单元持续使所述光学输入装置操作于所述睡眠模式。
16.如权利要求9所述的光学输入装置，其中当所述光学输入装置操作于所述睡眠模式时，所述预设影像框架采集频率为所述光学输入装置的一睡眠模式影像框架采集频率；当所述光学输入装置操作于所述工作模式时，所述预设影像框架采集频率为所述光学输入装置的一工作模式影像框架采集频率，其中所述睡眠模式影像框架采集频率小于所述工作模式影像框架采集频率。
17.如权利要求9所述的光学输入装置，其中所述光学输入装置为一光学鼠标。
18.如权利要求9所述的光学输入装置，其中所述光源包括至少一发光二极管。
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