CN113448723A - 影像感测系统控制方法以及影像感测系统 - Google Patents

影像感测系统控制方法以及影像感测系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种影像感测系统控制方法，使用在包括影像传感器和控制电路的影像感测系统上，包括：(a)预测该影像传感器的第一速度；(b)计算第一图框时间和该第一图框时间后的第一轮询时间之间的第一时间区间，其中该影像传感器在该第一图框时间撷取第一图框且在该第一轮询时间接收来自该控制电路的第一轮询；以及(c)根据该第一速度以及该第一时间区间计算该第一时间区间的第一预测移动差量。本发明可以输出对应图框时间和轮询时间之间的时间差异的移动差量，从而可以减少因为图框率和轮询之间的不同步引起的影响。

Description

影像感测系统控制方法以及影像感测系统
技术领域
本发明有关于影像感测系统控制方法以及影像感测系统，特别有关于可降低图框率和MCU(Micro Control Unit，微处理器)轮询(polling)间不同步所造成影响的影像感测系统控制方法以及影像感测系统。
背景技术
在诸如光学鼠标之类的光学导航装置中，其影像传感器以预定图框速率撷取图框，然后计算不同图框之间的移动差量。这样的预定图框率可以对应于不同模式而改变，例如，活动模式或待机模式。而且，MCU会轮询影像传感器以获取移动差量(即，请求影像传感器输出移动差量)。但是，MCU轮询速率和影像传感器图框速率通常是不同的，并且彼此不同步。结果，移动差量输出和MCU轮询常常不一致。
图1为绘示了现有技术中图框率以及MCU轮询间的不同步问题的示意图。如图1所示，图框f_1，f_2…f_8由影像传感器撷取，并且不同图框之间的移动差量D_1，D_2…由影像传感器分别计算。而且，耦接到影像传感器的MCU产生轮询P_1-P_3以请求移动差量。
更详细来说，影像传感器对应于轮询P_1向MCU输出移动差量D_1，D_2，向MCU输出移动差量D_3，D_4，D_5，并且对应于轮询P_2将移动差量D_6，D_7输出至MCU。然而，由于不同步，轮询P_1，P_2，P_3分别具有与图框f_3，f_6和f_8不同的延迟L_1，L_2，L_3。同样的，由于不同步，MCU可能会收到对应不同的轮询的不同数量的移动差量。例如，MCU会接收到对应轮询P1的两个移动差量D_1，D_2，但是会接收到对应于轮询P2的三个移动差量D_3，D_4，D_5。由于移动差量常应用于计算光学指向装置的位置，因此图1中所示的问题可能会影响位置计算的准确性。
发明内容
本发明一目的为公开一种可降低图框率和MCU和轮询间不同步所造成影响的影像感测系统控制方法。
本发明另一目的为公开一种可降低图框率和MCU和轮询间不同步所造成影响的影像感测系统。
本发明一实施例公开了一种影像感测系统控制方法，使用在包括影像传感器和控制电路的影像感测系统上，包括：(a)预测该影像传感器的第一速度；(b)计算第一图框时间和该第一图框时间后的第一轮询时间之间的第一时间区间，其中该影像传感器在该第一图框时间撷取第一图框且在该第一轮询时间接收来自该控制电路的第一轮询；以及(c)根据该第一速度以及该第一时间区间计算该第一时间区间的第一预测移动差量。
本发明一实施例公开了一种影像感测系统，包括：控制电路；影像传感器，用以施行：(a)预测该影像传感器的第一速度；(b)计算第一图框时间和该第一图框时间后的第一轮询时间之间的第一时间区间，其中该影像传感器在该第一图框时间撷取第一图框且在该第一轮询时间接收来自该控制电路的第一轮询；以及(c)根据该第一速度以及该第一时间区间计算该第一时间区间的第一预测移动差量。
根据前述实施例，可以输出对应图框时间和轮询时间之间的时间差异的移动差量，从而可以减少因为图框率和轮询之间的不同步引起的影响。
附图说明
图1为绘示了现有技术中图框率以及MCU轮询间的不同步问题的示意图。
图2为绘示了根据本发明一实施例的影像感测系统的方块图。
图3-图7为绘示了根据本发明不同实施例的影像感测系统控制方法的示意图。
图8为绘示了根据本发明一实施例的影像感测系统控制方法的流程图。
图9绘示了根据本发明实施例的影像感测系统运用在计算机系统的方块图。
其中，附图标记说明如下：
200 影像感测系统
201 控制电路
203 影像传感器
900 电子装置
901 与计算机
903 协议分析器
905 数据比较器
具体实施方式
以下将以多个实施例来描述本发明的内容，还请留意，各实施例中的元件可通过硬件(例如装置或电路)或是韧体(例如微处理器中写入至少一程序)来实施。此外，以下描述中的”第一”、”第二”以及类似描述仅用来定义不同的元件、参数、数据、信号或步骤。并非用以限定其次序。举例来说，第一装置和第二装置可表示这些装置具有相同结构但为不同的装置。
图2为绘示了根据本发明一实施例的影像感测系统的方块图。如图2所述，影像感测系统200包括控制电路201以及影像传感器203。控制电路201可以是上述的MCU或可以执行相同功能的任何其他装置，例如处理器。影像传感器203用以撷取多个图框并计算不同图框之间的移动差量。控制电路201产生对影像传感器203的轮询，并且影像传感器203输出对应于轮询的移动差量。还请理解，控制电路201和影像传感器203可以被设置在相同的电子装置(例如，光学指向装置)中，但是也可以被设置在不同的电子装置中。另外，这里提到的影像传感器203用以撷取多个图框并计算不同图框之间的移动差量，因此也可以被称为移动传感器。然而，影像传感器203可仅用以撷取多个图框，并且可以由独立于影像传感器203的其他电路来执行其他计算。
在以下实施例中，会预测影像传感器的至少一个速度(或包括了影像传感器的电子装置的至少一个速度)。然后，根据预测速度计算至少一个预测移动差量，并基于预测移动差量计算输出到控制电路的输出移动差量。许多方法可用来预测速度，将在以下描述中详细说明。
图3-图6为绘示了根据本发明不同实施例的影像感测系统控制方法的示意图。在图3和图4的实施例中，是根据实时移动差量来预测速度。另外，在图5和图6的实施例中，是根据轮询区间和对应于至少一个轮询的累积移动差量来预测速度。
请参考图3，影像传感器203在第一图框时间T_f1撷取第一图框f_1，并在第一轮询时间T_P1从控制电路201接收第一轮询P_1。此外，影像传感器203在第二图框时间T_f2撷取第二图框f_2，并在第二轮询时间T_P2从控制电路201接收第二轮询P_2。影像传感器203计算在第一图框时间T_f1之后的第一轮询时间T_P1和第一图框时间T_f1之间的第一时间区间TD_1。此外，影像传感器203计算在第一图框时间T_f1之前的第二图框时间T_f2和第一图框时间T_f1之间的第二时间区间TD_2。然后，影像传感器203根据第一图框f_1和第二图框f_2之间的第一移动差量D_1并根据第二时间区间TD_2来预测影像传感器203(或包括影像传感器203的电子装置)的第一速度V_1。。接下来，影像传感器203根据第一速度V_1和第一时间区间TD_1计算第一时间区间TD_1的第一预测移动差量PD_1。在一实施例中，影像传感器203根据方程式
Figure BDA0002747824390000041
预测第一速度。D_1代表第一移动差量，T_f1代表第一图框时间，T_f2代表第二图框时间。在这情况下，第一速度等于
Figure BDA0002747824390000042
在图3的实施例中，第一图框时间T_f1和第二图框时间T_f2在第一轮询时间T_P1之前和第二轮询时间T_P2之后。也就是说，影像传感器203使用位于两个连续轮询之间的图框来预测第一速度V_1。此外，影像传感器203在第二时间区间TD_2中没有撷取任何图框。换句话说，在影像传感器203用来预测第一速度V_1的两个图框之间的时间区间内没有图框存在。
然而，在一实施例中，影像传感器203用来预测第一速度的两个图框之间的时间区间中存在至少一图框。请参考图4，在这样的实施例中，影像传感器203在第二时间区间TD_2中撷取图框f_a，f_b。但是，影像传感器203仍可以根据上述的方程式
Figure BDA0002747824390000051
预测第一速度。D_1代表第一移动差量，T_f1代表第一图框时间，T_f2代表第二图框时间。也就是说，影像传感器203根据方程式
Figure BDA0002747824390000052
预测第一速度V_1。D_2a，D_ab和D_b1分别代表第二图框f_2/图框a，图框f_a/图框f_b和图框f_b/第一图框f_1之间的移动差量。此外，TD_2a，TD_ab和TD_b1分别代表第二图框f_2/图框a，图框f_a/图框f_b和图框f_b/第一图框f_1之间的时间区间。
如上所述，可以通过各种方法来预测第一速度V_1。在图5和图6的实施例中，是根据轮询区间和对应于至少一个轮询的累积移动差量来预测第一速度V_1。在图5的实施例中，影像传感器203计算在第一轮询时间T_P1与第二轮询时间T_P2之间的第一轮询区间Pe_1。此外，影像传感器203计算第一轮询T_P1的第一累积移动差量ACM_1。在一实施例中，影像传感器203使用如图1所示的现有的移动差量计算方法来计算第一累积移动差量ACM_1。例如，在图5的实施例中，在第一轮询时间T_P1和第二轮询时间T_P2之间存在第一图框f_1，第二图框f_2和第三图框f_3。另外，第一图框f_1和第二图框f_2之间的移动差量为移动差量D_1，第二图框f_2和第三图框f_3之间的移动差量为移动差量D_2。因此，在图5的实施例中，第一累积移动差量ACM_1是移动差量D_1+移动差量D_2。请注意，图3和图4所示的实施例可以与图5的实施例结合。在这种情况下，还计算第一预测移动差量PD_1，且第一累积移动差量ACM_1是移动差量D_1+移动差量D_2+第一预测移动差量PD_1。在这种情况下，可以通过不同的方法(图3-4中的方法和图5-6中的方法)来预测第一预测移动差量PD_1两次。
在获取第一累积移动差量ACM_1之后，影像传感器203根据第一累积移动差量ACM_1和第一轮询区间Pe_1预测第一速度V_1。在一实施例中，影像传感器203根据方程式
Figure BDA0002747824390000053
预测第一速度V_1。ACM_1代表第一累积移动差量，而Pe_1代表第一轮询区间。之后，影像传感器203通过V_1×TD_1计算第一预测移动差量PD_1。TD_1是上述的第一时间区间。
图5所示的实施例不限于用户仅一个累积移动差量和仅一个轮询区间。请参考图6，影像传感器203在第二轮询时间T_P2之前的第三轮询时间T_P3接收第三轮询P_3。此外，影像传感器203在第二轮询时间T_P2与第三轮询时间T_P3之间撷取图框f_a，f_b。因此，第二轮询P_2的第二累积移动差量ACM_2是图框f_a和图框f_b之间的移动差量D_ab。影像传感器203根据第二累积移动差量ACM_2和第二轮询区间Pe_2来预测第二速度V_2(例如
Figure BDA0002747824390000061
)。
在预测第二速度V_2之后，影像传感器203对第一速度V_1和第二速度V_2执行加权方程式以产生加权结果。然后，影像传感器203根据加权结果来预测影像传感器203或包括影像传感器203的电子装置的速度。在一实施例中，影像传感器203计算第一速度V_1和第二速度V_2的平均值作为加权结果。还请理解，虽然图6中的实施例使用两个轮询区间和两个累积移动差量来预测速度。但是，可以使用两个以上的轮询区间和两个以上的累积移动差量来预测速度。
图7绘示了在预测至少一个速度之后影像传感器203如何回报对应于轮询的输出移动差量的示意图。在图7的实施例中，影像传感器在第一轮询时间T_P1，第二轮询时间T_P2和第三轮询时间T_P3分别接收第一轮询P_1，第二轮询P_2和第三轮询P_3。此外，影像传感器203分别在第一图框时间T_f1，第二图框时间T_f2和第三图框时间T_f3撷取第一图框f_1，第二图框f_2和第三图框f_3。此外，影像传感器203会通过前述的方法预测第一速度V_1和第二速度V_2，从而获得第一预测移动差量PD_1和第二预测移动差量PD_2。
然后，影像传感器203根据与第一轮询相对应的第一累积移动差量ACM_1，第一预测移动差量PD_1和第二预测移动差量PD_2，回报对应于第一轮询P_1的输出移动差量。在这情况下，第一累积移动差量ACM_1可以是第一图框f_1与第二图框f_2之间的移动差量D_1和第二图框f_2与第三图框f_3之间的移动差量D_2的和。同样，在一实施例中，输出移动差量为ACM_1+PD_1-PD_2。
根据前述实施例，可得到影像感测系统控制方法，其可通过执行至少一程序施行。程序可存储在计算机可存取存储媒体中，例如存储在光盘、硬盘或是内存中。图8为绘示了根据本发明一实施例的影像感测系统控制方法的流程图，其包括以下步骤：
步骤801
预测影像传感器(例如图2中的203)的第一速度(例如图3至图6中的V_1)。
步骤803
计算第一图框时间(例如图1中的Tf_1)和该第一图框时间后的第一轮询时间(例如图1中的TP_1)之间的第一时间区间(例如图1中的TD_1)。
步骤805
根据该第一速度以及该第一时间区间计算该第一时间区间的第一预测移动差量PD_1。
其他细节已说明在前述实施例中，因此为简洁起见，在此省略。还请留意，前述实施例仅是用于说明的范例，基于前述教导的组合或变化也应落入本发明的范围内。
图9绘示了根据本发明实施例的影像感测系统运用在计算机系统的方块图。在图9的实施例中，控制电路201和影像传感器203被设置在电子装置900中。电子装置900可以是能够与计算机901通讯的任何类型的装置。例如，电子装置900可以是光学导航装置(例如光学鼠标)或光学指向装置。如上所述，控制电路201可以轮询影像传感器203来输出上述输出移动差量OD。在接收到输出移动差量OD之后，控制电路201可以将输出移动差量OD传送到计算机901。请注意，计算机901可以由任何其他电子装置代替。
因此，如果需要确认计算机901是否正确接收到输出移动差量OD，则可以使用协议分析器903来撷取控制电路201和影像传感器203之间的通讯。然后，从协议分析器903生成的纪录档案(log file)来提取输出移动差量OD(源)。此外，在计算机901处撷取输出移动差量OD(目的地)，并以数据比较器905比较输出移动差量OD(源)和输出移动差量OD(目的地)。如果控制电路201不改变来自影像传感器203的输出移动差量OD，则输出移动差量OD(源)相同。协议分析器903可以由专门设计用于撷取输出移动差量OD(源)的电路来实现。而且，协议分析器903可以是安装有至少一个程序的处理器，以撷取输出移动差量OD(源)。
根据前述实施例，可以输出对应图框时间和轮询时间之间的时间差异的移动差量，从而可以减少因为图框率和轮询之间的不同步引起的影响。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (22)

1.一种影像感测系统控制方法，使用在包括影像传感器和控制电路的影像感测系统上，其特征在于，包括：
(a)预测该影像传感器的第一速度；
(b)计算第一图框时间和该第一图框时间后的第一轮询时间之间的第一时间区间，其中该影像传感器在该第一图框时间撷取第一图框且在该第一轮询时间接收来自该控制电路的第一轮询；以及
(c)根据该第一速度以及该第一时间区间计算该第一时间区间的第一预测移动差量。
2.如权利要求1所述的影像感测系统控制方法，其特征在于，该步骤(a)包括以下步骤以预测该第一速度：
(a1)计算该第一图框时间与该第一图框时间之前的第二图框时间之间的第二时间区间，该影像传感器在该第二图框时间撷取第二图框；以及
(a2)根据与该第一图框和该第二图框相对应的第一移动差量，并根据该第二时间区间来预测该第一速度。
3.如权利要求2所述的影像感测系统控制方法，其特征在于，该步骤(a2)根据方程式
Figure FDA0002747824380000011
来预测该第一速度：其中，D_1代表该第一移动差量，T_f1代表该第一图框时间，且T_f2代表该第二图框时间。
4.如权利要求2所述的影像感测系统控制方法，其特征在于，该影像传感器在该第二时间区间内不撷取任何图框。
5.如权利要求2所述的影像感测系统控制方法，其特征在于，该影像传感器在该第一轮询时间之前的第二轮询时间处接收第二轮询，其中，该第一图框时间和该第二图框时间在该第一轮询时间之前且在第二轮询时间之后。
6.如权利要求1所述的影像感测系统控制方法，其特征在于，该影像传感器在该第一轮询时间之前的第二轮询时间处接收第二轮询，其中，该步骤(a)包括以下步骤以预测该第一速度：
(a1)计算该第一轮询时间与该第二轮询时间之间的第一轮询区间；
(a2)计算该第一轮询的第一累积移动差量；以及
(a3)根据该第一累积移动差量和该第一轮询区间预测该第一速度。
7.如权利要求6所述的影像感测系统控制方法，其特征在于，该步骤(a3)根据方程式
Figure FDA0002747824380000021
来预测该第一速度：其中，ACM_1代表该第一累积移动差量，且Pe_1代表该第一轮询区间。
8.如权利要求6所述的影像感测系统控制方法，其特征在于，该影像传感器在该第二轮询时间之前的第三轮询时间处接收第三轮询，其中，该影像感测系统控制方法还包括：
计算该第二轮询时间与该第三轮询时间之间的第二轮询区间；
计算该第二轮询的第二累积移动差量；以及
根据该第二累积移动差量和该第二轮询区间预测第二速度；
其中，该步骤(c)根据该第一速度，该第二速度和该第一时间区间计算该第一预测移动差量。
9.如权利要求8所述的影像感测系统控制方法，其特征在于，还包括：
对该第一速度和该第二速度执行加权方程式以产生加权结果；
其中该步骤(c)根据该加权结果和该第一时间区间来计算该第一预测移动差量。
10.如权利要求1所述的影像感测系统控制方法，其特征在于，还包括：
预测该影像传感器的第二速度；
计算在第三图框时间之后的第二轮询时间和该第三图框时间之间的第三时间区间，其中该影像传感器在该第三图框时间撷取第三图框，其中该影像传感器在该第三轮询时间从该控制电路接收第三轮询，其中该第三图框时间和该第二轮询时间在该第一图框时间和该第一轮询时间之前；以及
根据该第二速度和该第三时间区间计算该第三时间区间的第二预测移动差量；
其中，该影像传感器根据对应于该第一轮询的第一累积移动差量、该第一预测移动差量和该第二预测移动差量来回报对应于该第一轮询的输出移动差量。
11.如权利要求10所述的影像感测系统控制方法，其特征在于，该影像传感器通过方程式ACM_1+PD_1-PD_2回报该输出移动差量：其中，ACM_1代表该第一累积移动差量，PD_1代表该第一预测移动差量，PD_2代表该第二预测移动差量。
12.一种影像感测系统，其特征在于，包括：
控制电路；
影像传感器，用以施行：
(a)预测该影像传感器的第一速度；
(b)计算第一图框时间和该第一图框时间后的第一轮询时间之间的第一时间区间，其中该影像传感器在该第一图框时间撷取第一图框且在该第一轮询时间接收来自该控制电路的第一轮询；以及
(c)根据该第一速度以及该第一时间区间计算该第一时间区间的第一预测移动差量。
13.如权利要求12所述的影像感测系统，其特征在于，该步骤(a)包括以下步骤以预测该第一速度：
(a1)计算该第一图框时间与该第一图框时间之前的第二图框时间之间的第二时间区间，该影像传感器在该第二图框时间撷取第二图框；以及
(a2)根据与该第一图框和该第二图框相对应的第一移动差量，并根据该第二时间区间来预测该第一速度。
14.如权利要求13所述的影像感测系统，其特征在于，该步骤(a2)根据方程式
Figure FDA0002747824380000041
来预测该第一速度：其中，D_1代表该第一移动差量，T_f1代表该第一图框时间，且T_f2代表该第二图框时间。
15.如权利要求13所述的影像感测系统，其特征在于，该影像传感器在该第二时间区间内不撷取任何图框。
16.如权利要求13所述的影像感测系统，其特征在于，该影像传感器在该第一轮询时间之前的第二轮询时间处接收第二轮询，其中，该第一图框时间和该第二图框时间在该第一轮询时间之前且在第二轮询时间之后。
17.如权利要求12所述的影像感测系统，其特征在于，该影像传感器在该第一轮询时间之前的第二轮询时间处接收第二轮询，其中，该步骤(a)包括以下步骤以预测该第一速度：
(a1)计算该第一轮询时间与该第二轮询时间之间的第一轮询区间；
(a2)计算该第一轮询的第一累积移动差量；以及
(a3)根据该第一累积移动差量和该第一轮询区间预测该第一速度。
18.如权利要求17所述的影像感测系统，其特征在于，该步骤(a3)根据方程式
Figure FDA0002747824380000042
来预测该第一速度：其中，ACM_1代表该第一累积移动差量，且Pe_1代表该第一轮询区间。
19.如权利要求17所述的影像感测系统，其特征在于，该影像传感器在该第二轮询时间之前的第三轮询时间处接收第三轮询，其中，该影像传感器更用以：
计算该第二轮询时间与该第三轮询时间之间的第二轮询区间；
计算该第二轮询的第二累积移动差量；以及
根据该第二累积移动差量和该第二轮询区间预测第二速度；
其中，该步骤(c)根据该第一速度，该第二速度和该第一时间区间计算该第一预测移动差量。
20.如权利要求19所述的影像感测系统，其特征在于，该影像传感器更用以：对该第一速度和该第二速度执行加权方程式以产生加权结果；
其中该步骤(c)根据该加权结果和该第一时间区间来计算该第一预测移动差量。
21.如权利要求12所述的影像感测系统，其特征在于，该影像传感器更用以：预测该影像传感器的第二速度；
计算在第三图框时间之后的第二轮询时间和该第三图框时间之间的第三时间区间，其中该影像传感器在该第三图框时间撷取第三图框，其中该影像传感器在该第三轮询时间从该控制电路接收第三轮询，其中该第三图框时间和该第二轮询时间在该第一图框时间和该第一轮询时间之前；以及
根据该第二速度和该第三时间区间计算该第三时间区间的第二预测移动差量；
其中，该影像传感器根据对应于该第一轮询的第一累积移动差量、该第一预测移动差量和该第二预测移动差量来回报对应于该第一轮询的输出移动差量。
22.如权利要求21所述的影像感测系统，其特征在于，该影像传感器通过方程式ACM_1+PD_1-PD_2回报该输出移动差量：其中，ACM_1代表该第一累积移动差量，PD_1代表该第一预测移动差量，PD_2代表该第二预测移动差量。
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