CN111915654B - 一种光电导航设备的休眠状态的快速退出方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光电导航设备的休眠状态的快速退出方法及系统，所述退出方法包括如下步骤：在休眠状态下，获取当前的采样帧的图像，并计算当前的采样帧的图像特征值；计算当前的采样帧的图像特征值与上一个采样帧的图像特征值的差值，获得图像特征值变化量；根据图像特征值变化量，判断是否退出休眠状态，获得第一判断结果；若否，则根据休眠状态下的采样率计算下一个采样帧，进行下一采样帧的图像的采集，若是，则提前退出休眠状态。本发明通过特征值的变化来判断光电导航设备正在靠近目标平面，以便让设备提前退出休眠状态，使设备提前工作在高帧率下，避免运动向量的延迟或停滞现象。

Description

一种光电导航设备的休眠状态的快速退出方法及系统
技术领域
本发明涉及光电导航技术领域，特别是涉及一种光电导航设备的休眠状态的快速退出方法及系统。
背景技术
光电导航设备(如鼠标)，在远离目标平面(如鼠标垫、鼠标桌面)之后，图像失焦，图像对比度变差，图像不适合图像匹配，所以设备会进入休眠状态，不再输出运动向量。在休眠状态下，采样率会被控制在很低的值，以省电、保护元器件等等。
当设备再次接近目标平面时，图像会慢慢变得清晰，图像对比度升高，接近到一定距离时，图像对比度足以进行图像匹配，以输出运动向量，设备退出休眠状态，进入工作状态，采样率变高。
现有方案：当设备接近目标平面(如鼠标垫)，图像对比度足够好，可以进行图像匹配以输出正确的运动向量时，才退出休眠状态。
因休眠状态下，帧率很慢，对比度好的图像出现的也晚，所以匹配会延迟，容易导致短暂的跟踪停滞现象。
更有甚者，当设备接近目标平面时，光从目标平面反射到设备Sensor的光能量会显著增多，曝光很可能溢出(会导致图像失真)，需要不断调节LED，以获得适当的反射光强度。实际上，在休眠状态下，帧率慢，调节速度也慢，而此时设备已经在目标平面上开始运动，但因为没来的及获得较好对比度的图像，无法输出正确的运动向量，停滞现象更加明显。
以光电鼠标为例：
当鼠标抬起后，因失焦，导致图像变得模糊。若此状态持续一段时间，则设备进入休眠状态。在休眠状态中，设备依然会对目标桌面(如鼠标垫)进行图像采样以判断是否退出休眠回到正常工作状态，但此时的采样率比较低，以便节省功耗，亦可以降低IC与其他元器件的损耗，如LED灯。
当鼠标慢慢接近目标平面时，鼠标内的传感器采集到清晰的桌面图像，足以进行运动匹配，此时，鼠标退出休眠状态。这是现有技术的做法。
另，休眠状态下的低帧率更会导致LED光照系统调节不及时，这种迟滞效应会更加明显：当鼠标往目标平面接近时，目标平面反射的光会更多地射入设备内，大强光会导致图像曝光过量，图像特征值丢失，对比度变差。此时LED光照系统根据帧图像的特征参数(如平均值)调节光强，但由于低帧率，调节速度慢，现有技术会等到适当的LED光照强度并获得较好对比度的图像采能退出休眠状态。而本发明的方法，在判断出光强变化导致特征值变化后，退出休眠，采用高帧率工作，很快能使得LED光照系统调节出适当的光强。大大地缩短了获取较好对比度的图像的时间，从而能更快进入图像匹配，获取运动参数。
办公类鼠标，应用要求不高，能忍受退出休眠状态时间比较长。但一些高性能鼠标，如高端游戏鼠标，对延迟要求极高(很短的延迟)，因此，现有技术无满足法应用需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种光电导航设备的休眠状态的快速退出方法及系统，以便设备提前工作在高帧率下，避免运动向量的延迟或停滞现象。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种光电导航设备的休眠状态的快速退出方法，所述退出方法包括如下步骤：
在休眠状态下，获取当前的采样帧的图像，并计算当前的采样帧的图像特征值；
计算当前的采样帧的图像特征值与上一个采样帧的图像特征值的差值，获得图像特征值变化量；
根据所述图像特征值变化量，判断是否退出休眠状态，获得第一判断结果；
若所述第一判断结果表示不退出休眠状态，则根据休眠状态下的采样率计算下一个采样帧，返回步骤“在休眠状态下，获取当前的采样帧的图像，并计算当前的采样帧的图像特征值”；
若所述第一判断结果表示退出休眠状态，则退出休眠状态，采用工作状态下的最高采样率工作或采用工作模式下设备的运动速率对应的采样率工作。
可选的，所述根据所述图像特征值变化量，判断是否退出休眠状态，获得第一判断结果，具体包括：
判断所述图像特征值变化量是否大于第一变化量阈值，获得第二判断结果；
若所述第二判断结果为是，则令统计计数的值增加1；
若所述第二判断结果为否，则判断所述图像特征值变化量是否小于第二变化量阈值，获得第三判断结果；
若所述第三判断结果为是，则将统计计数的值设置为0；
判断所述统计计数的值是否大于统计计数阈值，获得第四判断结果；
若所述第四判断结果表示是，则所述第一判断结果表示退出休眠状态；
若所述第四判断结果表示否，则所述第一判断结果表示不退出休眠状态。
可选的，所述第一变化量阈值为32，所述第二变化量阈值为20。
可选的，所述统计计数阈值为大于0的整数。
一种光电导航设备的休眠状态的快速退出系统，所述退出系统包括：
图像特征值计算模块，用于在休眠状态下，获取当前的采样帧的图像，并计算当前的采样帧的图像特征值；
图像特征值变化量计算模块，用于计算当前的采样帧的图像特征值与上一个采样帧的图像特征值的差值，获得图像特征值变化量；
第一判断模块，用于根据所述图像特征值变化量，判断是否退出休眠状态，获得第一判断结果；
返回模块，用于若所述第一判断结果表示不退出休眠状态，则根据休眠状态下的采样率计算下一个采样帧，返回步骤“在休眠状态下，获取当前的采样帧的图像，并计算当前的采样帧的图像特征值”，
休眠状态退出模块，用于若所述第一判断结果表示退出休眠状态，则退出休眠状态，采用工作状态下的最高采样率工作或采用工作模式下设备的运动速率对应的采样率工作。
可选的，所述第一判断模块，具体包括：
第二判断子模块，用于判断所述图像特征值变化量是否大于第一变化量阈值，获得第二判断结果；
统计计数的值更新子模块，用于若所述第二判断结果为是，则令统计计数的值增加1；
第三判断子模块，用于若所述第二判断结果为否，则判断所述图像特征值变化量是否小于第二变化量阈值，获得第三判断结果；
统计计数的值归零子模块，用于若所述第三判断结果为是，则将统计计数的值设置为0；
第四判断子模块，用于判断所述统计计数的值是否大于统计计数阈值，获得第四判断结果；
第一判断结果获取子模块，用于若所述第四判断结果表示是，则所述第一判断结果表示退出休眠状态；若所述第四判断结果表示否，则所述第一判断结果表示不退出休眠状态。
可选的，所述第一变化量阈值为32，所述第二变化量阈值为20。
可选的，所述统计计数阈值为大于0的整数。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供的一种光电导航设备的休眠状态的快速退出方法，所述退出方法包括如下步骤：在休眠状态下，获取当前的采样帧的图像，并计算当前的采样帧的图像特征值；计算当前的采样帧的图像特征值与上一个采样帧的图像特征值的差值，获得图像特征值变化量；根据所述图像特征值变化量，判断是否退出休眠状态，获得第一判断结果；若所述第一判断结果表示不退出休眠状态，则根据休眠状态下的采样率计算下一个采样帧，返回步骤“在休眠状态下，获取当前的采样帧的图像，并计算当前的采样帧的图像特征值”，若所述第一判断结果表示退出休眠状态，则提前退出休眠状态。本发明通过特征值的变化来判断光电导航设备正在靠近目标平面，以便让设备提前退出休眠状态，使设备提前工作在高帧率下，避免运动向量的延迟或停滞现象。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本发明提供的一种光电导航设备的休眠状态的快速退出方法的流程图；
图2为本发明提供的一种光电导航设备的休眠状态的快速退出方法的原理图。
具体实施方式
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，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种光电导航设备的休眠状态的快速退出方法及系统，以便设备提前工作在高帧率下，避免运动向量的延迟或停滞现象。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明提供一种光电导航设备的休眠状态的快速退出方法，所述退出方法包括如下步骤：
步骤101，在休眠状态下，获取当前的采样帧的图像，并计算当前的采样帧的图像特征值；
步骤102，计算当前的采样帧的图像特征值与上一个采样帧的图像特征值的差值，获得图像特征值变化量；
步骤103，根据所述图像特征值变化量，判断是否退出休眠状态，获得第一判断结果。
步骤103所述根据所述图像特征值变化量，判断是否退出休眠状态，获得第一判断结果，具体包括：判断所述图像特征值变化量是否大于第一变化量阈值，获得第二判断结果；若所述第二判断结果为是，则令统计计数的值增加1；若所述第二判断结果为否，则判断所述图像特征值变化量是否小于第二变化量阈值，获得第三判断结果；若所述第三判断结果为是，则将统计计数的值设置为0；判断所述统计计数的值是否大于统计计数阈值，获得第四判断结果；若所述第四判断结果表示是，则所述第一判断结果表示退出休眠状态；若所述第四判断结果表示否，则所述第一判断结果表示不退出休眠状态。
其中，所述第一变化量阈值为32，所述第二变化量阈值为20；统计计数阈值为大于0的整数。
步骤104，若所述第一判断结果表示不退出休眠状态，则根据休眠状态下的采样率计算下一个采样帧，返回步骤“在休眠状态下，获取当前的采样帧的图像，并计算当前的采样帧的图像特征值”；
步骤105，若所述第一判断结果表示退出休眠状态，则退出休眠状态，采用工作状态下的最高采样率工作或采用工作模式下设备的运动速率对应的采样率工作。
具体的，如图2所示作为一个具体的实施方式，但是不限于该实施方式。
当光电导航设备(如鼠标)远离目标平面，图像失焦，对比度变差，不适合进行图像匹配以计算运动向量，此时，设备会进入休眠状态。
本方法是基于休眠状态，所以如图2所示，本发明先判断设备是否在休眠状态，如果在休眠状态，则进入该方法流程。
(1)在休眠状态下，获取一帧图像，并计算图像特征值(如平均值Avr1)。
(2)与上一个已经获取的图像特征值(如平均值Avr0)做比较。
(3)如果|Avr1-Avr0|>TH0(本例中TH0＝32)，则说明图像特征值有大的变化，设备与目标平面的距离也发生了大的变化。需对该现象进行统计计数：ChgCnt增1。
(4)如果|Avr1-Avr0|<TH1(本例中TH1＝20，TH1也可以为小于等于TH0的其他值),则认为设备与平面距离变化不大，无需统计该现象。且统计计数的值清零，ChgCnt＝0。不改变状态，依然在休眠中。
(5)如果(3)与(4)都不满足条件，则认为该现象可能存在也可能不存在，保持现状，不做变化，在后续帧中进行验证。
(6)当统计计数器ChgCnt>TH2(本例TH2为1，也可以为不包括0的任何其他整数)，则认为连续的图像大变化，需要提前退出休眠状态。
(7)退出休眠，回到工作状态。进一步，可以采用正常工作状态下的最高帧率工作，以确保退出休眠后设备能更快反应(对于某些低功耗产品，工作模式下，根据设备的运动速率，采用不同级别的采样率，以节约功耗)。
本发明还提供一种光电导航设备的休眠状态的快速退出系统，所述退出系统包括：
图像特征值计算模块，用于在休眠状态下，获取当前的采样帧的图像，并计算当前的采样帧的图像特征值；
图像特征值变化量计算模块，用于计算当前的采样帧的图像特征值与上一个采样帧的图像特征值的差值，获得图像特征值变化量；
第一判断模块，用于根据所述图像特征值变化量，判断是否退出休眠状态，获得第一判断结果。
所述第一判断模块，具体包括：第二判断子模块，用于判断所述图像特征值变化量是否大于第一变化量阈值，获得第二判断结果；统计计数的值更新子模块，用于若所述第二判断结果为是，则令统计计数的值增加1；第三判断子模块，用于若所述第二判断结果为否，则判断所述图像特征值变化量是否小于第二变化量阈值，获得第三判断结果；统计计数的值归零子模块，用于若所述第三判断结果为是，则将统计计数的值设置为0；第四判断子模块，用于判断所述统计计数的值是否大于统计计数阈值，获得第四判断结果；第一判断结果获取子模块，用于若所述第四判断结果表示是，则所述第一判断结果表示退出休眠状态；若所述第四判断结果表示否，则所述第一判断结果表示不退出休眠状态。其中，所述第一变化量阈值为32，所述第二变化量阈值为20；统计计数阈值为大于0的整数。
返回模块，用于若所述第一判断结果表示不退出休眠状态，则根据休眠状态下的采样率计算下一个采样帧，返回步骤“在休眠状态下，获取当前的采样帧的图像，并计算当前的采样帧的图像特征值”，
休眠状态退出模块，用于若所述第一判断结果表示退出休眠状态，则退出休，采用工作状态下的最高采样率工作或采用工作模式下设备的运动速率对应的采样率工作。
本发明所采用的方法及系统，提前退出休眠，采用较高帧率调节光照强度，能极快地获取到所需对比度图像。所以迟滞问题被完全解决。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种光电导航设备的休眠状态的快速退出方法，其特征在于，所述退出方法包括如下步骤：
在休眠状态下，获取当前的采样帧的图像，并计算当前的采样帧的图像特征值；
计算当前的采样帧的图像特征值与上一个采样帧的图像特征值的差值，获得图像特征值变化量；
根据所述图像特征值变化量，判断是否退出休眠状态，获得第一判断结果；
若所述第一判断结果表示不退出休眠状态，则根据休眠状态下的采样率计算下一个采样帧，返回步骤“在休眠状态下，获取当前的采样帧的图像，并计算当前的采样帧的图像特征值”；
若所述第一判断结果表示退出休眠状态，则退出休眠状态，采用工作状态下的最高采样率工作或采用工作模式下设备的运动速率对应的采样率工作；
所述根据所述图像特征值变化量，判断是否退出休眠状态，获得第一判断结果，具体包括：
判断所述图像特征值变化量是否大于第一变化量阈值，获得第二判断结果；
若所述第二判断结果为是，则令统计计数的值增加1；
若所述第二判断结果为否，则判断所述图像特征值变化量是否小于第二变化量阈值，获得第三判断结果；
若所述第三判断结果为是，则将统计计数的值设置为0；
判断所述统计计数的值是否大于统计计数阈值，获得第四判断结果；
若所述第四判断结果为是，则所述第一判断结果表示退出休眠状态；
若所述第四判断结果为否，则所述第一判断结果表示不退出休眠状态。
2.根据权利要求1所述的光电导航设备的休眠状态的快速退出方法，其特征在于，所述第一变化量阈值为32，所述第二变化量阈值为20。
3.根据权利要求1所述的光电导航设备的休眠状态的快速退出方法，其特征在于，所述统计计数阈值为大于0的整数。
4.一种光电导航设备的休眠状态的快速退出系统，其特征在于，所述退出系统包括：
图像特征值计算模块，用于在休眠状态下，获取当前的采样帧的图像，并计算当前的采样帧的图像特征值；
图像特征值变化量计算模块，用于计算当前的采样帧的图像特征值与上一个采样帧的图像特征值的差值，获得图像特征值变化量；
第一判断模块，用于根据所述图像特征值变化量，判断是否退出休眠状态，获得第一判断结果；
返回模块，用于若所述第一判断结果表示不退出休眠状态，则根据休眠状态下的采样率计算下一个采样帧，返回步骤“在休眠状态下，获取当前的采样帧的图像，并计算当前的采样帧的图像特征值”；
休眠状态退出模块，用于若所述第一判断结果表示退出休眠状态，则退出休眠状态，采用工作状态下的最高采样率工作或采用工作模式下设备的运动速率对应的采样率工作；
所述第一判断模块，具体包括：
第二判断子模块，用于判断所述图像特征值变化量是否大于第一变化量阈值，获得第二判断结果；
统计计数的值更新子模块，用于若所述第二判断结果为是，则令统计计数的值增加1；
第三判断子模块，用于若所述第二判断结果为否，则判断所述图像特征值变化量是否小于第二变化量阈值，获得第三判断结果；
统计计数的值归零子模块，用于若所述第三判断结果为是，则将统计计数的值设置为0；
第四判断子模块，用于判断所述统计计数的值是否大于统计计数阈值，获得第四判断结果；
第一判断结果获取子模块，用于若所述第四判断结果表示是，则所述第一判断结果表示退出休眠状态；若所述第四判断结果表示否，则所述第一判断结果表示不退出休眠状态。
5.根据权利要求4所述的光电导航设备的休眠状态的快速退出系统，其特征在于，所述第一变化量阈值为32，所述第二变化量阈值为20。
6.根据权利要求4所述的光电导航设备的休眠状态的快速退出系统，其特征在于，所述统计计数阈值为大于0的整数。
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