CN1198243C

CN1198243C - 影像感测器的移动量检测方法

Info

Publication number: CN1198243C
Application number: CN 01143993
Authority: CN
Inventors: 林俊煌; 蓝正丰; 黄建章
Original assignee: Pixart Imaging Inc
Current assignee: Pixart Imaging Inc
Priority date: 2001-12-29
Filing date: 2001-12-29
Publication date: 2005-04-20
Anticipated expiration: 2021-12-29
Also published as: CN1430181A

Abstract

一种影像感测器的移动量检测方法，适用在根据一影像检测器由第一位置移动至第二位置所撷取的第一影像以及一第二影像而判断影像感测器的移动量，包括下列步骤：首先，在第一影像中取得第一撷取影像区；接着，在第二影像中取得与第一撷取影像区的灰阶值差异在特定范围内的第一对应区；接下来，在第二影像中取得第二撷取影像区，并在第一影像中取得与第二撷取影像区的灰阶值差异在特定范围内的第二对应区；最后，当第一撷取影像区和第一对应区的相对距离与第二撷取影像区和第二对应区的相对距离相同且方向相反时，则根据第一撷取影像区与第一对应区判断影像感测器的移动量。

Description

影像感测器的移动量检测方法

技术领域

本发明是有关一种影像感测器的移动量检测方法，特别是有关一种根据影像感测器在第一位置所撷取第一影像的特定部分影像画面与影像感测器移动至第二位置所撷取的第二影像相比较，待取得与上述特定部分影像画面相同的画面后，执行特定验证操作，以判定影像感测器位移量的影像感测器的移动量检测方法。

背景技术

已有技术是使用区块比较法(block match method)来判断影像感测器的移动量。区块比较法可根据比较函数(例如均方差MSE(mean squarederror)或绝对值平均法MAD(mean absolute difference))所取得的符合区块与原始区块作比较而求得影像感测器的移动量。

参阅图1A及图1B，图1A及图1B是显示已有技术中利用区块比较法来判断影像感测器移动量的示意图。画面10A为影像感测器在第一位置所撷取到的画面。当影像感测器移动到第二位置时，其撷取到的影像为图1B的画面10B。接下来，在此以影像感测器所撷取到画面的尺寸为6×6的画面为例，在画面10A以2×2的画面区块为单位，分割成9个不重叠的画面区块，并依序以画面区块12A在画面10B以区块比较法作搜寻，藉以取得与画面区块12A的灰阶值相同的画面。实际上，影像感测器本身具有许多噪声源，除了其本身的半导体制造变动、电源噪声、以及讯号噪声外，还受到其外部环境的温度以及亮度的影响。因此仅能找到与画面区块12A灰阶值最接近的画面，结果找到画面区块12B，因此可视为与画面区块12A相同。同理，继续以同样方法在画面10B取得与画面区块14A的灰阶值最接近的画面14B。已有技术必须比较原始画面中所有的画面区块，因此在此例子中，必须比较25×9＝225个画面区块后，才能够根据画面10A及画面10B判断影像感测器的移动量。

然而，已有技术的方法必须比较所有的画面区块才能判断影像感测器的移动量，此方法虽然较为准确，但必须处理庞大的数据量，因此判断速度较慢。

发明内容

有鉴在此，为了解决上述问题，本发明主要目的在于提供一种影像感测器的移动量检测方法，在作原始画面与后续画面的比较时，不像已有技术那样需要针对原始画面中所有画面区块作全面比较(fullysearch)，仅撷取原始画面中单一的画面区块与后续画面作全面比较。再者，为了避免在画面符合配对时的误判，本发明另外提供三种验证配对结果的方法及原则，如相对比较法(cross checking)，最大误差临界值筛选法(maximum error threshold)，以及藉由判断搜寻结果的符合区块数目，皆可避免因为比较结果的错误所导致影像感测器的位移误判。因此，根据本发明所提供的影像感测器的移动量检测方法，能够在传输较少数据量以及运算量的情况下，快速及准确地判断出影像感测器的移动量，不仅减少硬件的负担，并大幅减少影像感测器位移误判的机会。

为实现上述的目的，本发明提出一种影像感测器的移动量检测方法，适用在根据一影像检测器由第一位置移动至第二位置所撷取的第一画面以及一第二画面而判断影像感测器的移动量，包括下列步骤：首先，在第一画面中取得第一撷取画面区；接着，在第二画面中取得与第一撷取画面区的灰阶值差异在特定范围内的第一对应区；接下来，在第二画面中取得第二撷取画面区，并在第一画面中取得与第二撷取画面区的灰阶值差异在特定范围内的第二对应区；最后，当第一撷取画面区和第一对应区的相对距离与第二撷取画面区和第二对应区的相对距离相同且方向相反时，则根据第一撷取画面区与第一对应区判断影像感测器的移动量。

本发明还提出一种影像感测器的移动量检测方法，用于根据一影像检测器由第一位置移动至第二位置所撷取的第一画面以及一第二画面而判断影像感测器的移动量，该方法包括下列步骤：在第一画面中取得一撷取画面区；在第二画面中取得与撷取画面区的灰阶值差异在特定范围内的对应区；及当撷取画面区与对应区的差异小于一既定误差临界值时，则根据撷取画面区与对应区判断影像感测器的移动量。

本发明还提出一种影像感测器的移动量检测方法，用于根据一影像检测器由第一位置移动至第二位置所撷取的第一画面以及一第二画面而判断影像感测器的移动量，该方法包括下列步骤：(A)在第一画面中取得一撷取画面区；(B)在第二画面中取得与撷取画面区的灰阶值差异在特定范围内的对应区；(C)当对应区的数目为多个时，则回到步骤(A)，重新取得撷取画面区，当对应区的数目单一时，则执行步骤(D)；及(D)根据撷取画面区与对应区判断影像感测器的移动量。

附图说明

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文结合附图对本发明的较佳实施例详细说明如下。

图1A及图1B是显示已有技术中利用区块比较法来判断影像感测器移动量的示意图。

图2A及图2B是显示根据本发明实施例利用区块比较法来判断影像感测器移动量的示意图。

具体实施方式

第一实施例

参阅图2A及图2B，图2A及图2B是显示根据本发明实施例利用区块比较法来判断影像感测器移动量的示意图。第一画面20A为影像感测器在第一位置所撷取到的画面。当影像感测器移动到第二位置时，其撷取到的影像为图2B的第二画面20B。接下来，在此以影像感测器所撷取到画面的尺寸为6×6的画面为例，在画面20A撷取2×2的画面区块22A，并根据此画面区块22A在画面20B以区块比较法作搜寻，藉以在第二画面20B取得与画面区块22A的灰阶值差异在特定范围内的对应画面22B。另外，在第一画面20A撷取画面区块22A时，以选取位于第一画面20A中间部分的区块为较佳，原因是避免影像感测移动范围过大而导致发生无法在第二画面20B取得对应画面的情形，并同时让影像感测器在各个方向的最大移动范围取得平衡。

接下来执行验证的程序，根据本发明第一实施例是采用相对比较法(cross checking)，即由第二画面20B的中央取得另一画面区块24B，并用以在原来的第一画面20A作全面搜寻，假设搜寻到的对应画面区块为画面区块24A，则计算画面区块22B与画面区块22A的位移量及方向(以向量26A表示)，以及画面区块24A与画面区块24B的位移量及方向(以向量26B表示)。若向量26A与向量26B的大小相同且方向相反，则可根据画面区块22B与画面区块22A判断影像感测器的移动方向及距离。

藉此，无须比较第一画面20A中所有的画面区块，仅比较少数的画面区块，并搭配上述的验证方法，即可大幅减少处理的数据量，并准确的判断出影像感测器的移动方向及距离。

第二实施例

参阅图2A及图2B，图2A及图2B是显示根据本发明实施例利用区块比较法来判断影像感测器移动量的示意图。第一画面20A为影像感测器在第一位置所撷取到的画面。当影像感测器移动到第二位置时，其撷取到的影像为图2B的第二画面20B。接下来，在此以影像感测器所撷取到画面的尺寸为6×6的画面为例，在画面20A撷取2×2的画面区块22A，并根据此画面区块22A在画面20B以区块比较法作搜寻，藉以在第二画面20B取得与画面区块22A的灰阶值差异在特定范围内的对应画面22B。另外，在第一画面20A撷取画面区块22A时，以选取位于第一画面20A中间部分的区块为较佳，原因是避免影像感测器移动范围过大导致发生无法在第二画面20B取得对应画面的情形，并同时让影像感测器在各个方向的最大移动范围取得平衡。

接下来，执行验证的程序，根据本发明第二实施例是采用最大误差临界值筛选法(maximum error threshold)，亦即当在第二画面20B所搜寻到的对应画面区块与画面区块22A的误差大于特定的临界值时，则放弃此搜寻结果，其原因在于此搜寻结果很有可能是不正确的，而不正确的结果很有可能导致操作的错误。

以第二实施例为例，假设影像感测器具有6位的解析度，尺寸为6×6，而可允许的误差为10％。以绝对值平均法MAD来说，最大误差临界值为2^6×10％＝6.4，因此，若撷取到的影像的MAD值大于6.4，则舍去此可能错误的数据。

第三实施例

参阅图2A及图2B，图2A及图2B是显示根据本发明实施例利用区块比较法来判断影像感测器移动量的示意图。第一画面20A为影像感测器在第一位置所撷取到的画面。当影像感测器移动到第二位置时，其撷取到的影像为图2B的第二画面20B。接下来，在此以影像感测器所撷取到画面的尺寸为6×6的画面为例，在画面20A撷取2×2的画面区块22A，并根据此画面区块22A在画面20B以区块比较法作搜寻，藉以在第二画面20B取得与画面区块22A的灰阶值差异在特定范围内的对应画面22B。另外，在第一画面20A撷取画面区块22A时，以选取位于第一画面20A中间部分的区块为较佳，原因是避免影像感测器移动范围过大而导致发生无法在第二画面20B取得对应画面的情形，并同时让影像感测器在各个方向的最大移动范围取得平衡。

接下来，执行验证的程序，根据本发明第三实施例是藉由判断搜寻结果的符合区块数目来判断搜寻结果是否正确，亦即当在第二画面20B所搜寻到与画面区块22A对应的画面区块数目为多个时，则放弃此搜寻结果，其原因在于对应的画面应该是单一的，因此此搜寻结果很有可能是不正确的。而不正确的结果将很有可能导致操作的错误。

在上述的第二实施例以及第三实施例中，虽然舍去可能发生错误的数据，但是却不会影响判断影像感测器移动的整体结果。其原因在于影像感测器所撷取影像的画面速度(frame rate)相当高，以视觉为例，减少几次特定的错误数据并不会影响实际的视觉感受，以光学鼠标来说，减少几次特定的错误数据仅会造成鼠标游标短暂的停顿，但随后即会根据下一画面而判定光学鼠标所移动的位置，再者，若根据错误的信息移动光学鼠标的游标，则可能造成鼠标游标跑到屏幕上不可预期的位置，其对使用者操作的影响远大于无法由视觉感受的游标停顿状态。

综上所述，根据本发明上述实施例所述的影像感测器移动量检测方法，无须比较所有的画面，仅根据少数的撷取数据，并加入上述的验证方法后，即可在传输较少数据量的情况下，快速及准确地判断出影像感测器的移动量，不仅减少硬件的负担，并大幅减少影像感测器位移误判的机会。

本发明虽以较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明的范围，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可做若干的更动与润饰，因此本发明的保护范围视后附的权利要求所界定。

Claims

1.一种影像感测器的移动量检测方法，用于根据一影像检测器由第一位置移动至第二位置所撷取的第一画面以及一第二画面而判断上述影像感测器的移动量，该方法包括下列步骤：

在上述第一画面中取得一第一撷取画面区；

在上述第二画面中取得与第一撷取画面区的灰阶值差异在特定范围内的第一对应区；

在上述第二画面中取得一第二撷取画面区；

在上述第一画面中取得与第二撷取画面区的灰阶值差异在特定范围内的第二对应区；及

当上述第一撷取画面区与第一对应区的相对距离与第二撷取画面区与第二对应区的相对距离相同方向相反时，则根据上述第一撷取画面区与第一对应区判断上述影像感测器的移动量。

2.如权利要求1所述的影像感测器的移动量检测方法，其中上述第一撷取画面区是位于上述第一画面的中央附近。

3.一种影像感测器的移动量检测方法，用于根据一影像检测器由第一位置移动至第二位置所撷取的第一画面以及一第二画面而判断上述影像感测器的移动量，该方法包括下列步骤：

在上述第一画面中取得一撷取画面区；

在上述第二画面中取得与上述撷取画面区的灰阶值差异在特定范围内的对应区；及

当上述撷取画面区与对应区的差异小于一既定误差临界值时，则根据上述撷取画面区与对应区判断上述影像感测器的移动量。

4.如权利要求3所述的影像感测器的移动量检测方法，其中上述撷取画面区是位于上述第一画面的中央附近。

5.如权利要求4所述的影像感测器的移动量检测方法，其中上述既定误差临界值是根据上述影像检测器的解析度以及撷取画面尺寸而定。

6.一种影像感测器的移动量检测方法，用于根据一影像检测器由第一位置移动至第二位置所撷取的第一画面以及一第二画面而判断上述影像感测器的移动量，该方法包括下列步骤：

(A)在上述第一画面中取得一撷取画面区；

(B)在上述第二画面中取得与上述撷取画面区的灰阶值差异在特定范围内的对应区；

(C)当上述对应区的数目为多个时，则回到步骤(A)，重新取得上述撷取画面区，当上述对应区的数目单一时，则执行步骤(D)；及

(D)根据上述撷取画面区与对应区判断上述影像感测器的移动量。

7.如权利要求6所述的影像感测器的移动量检测方法，其中上述撷取画面区是位于上述第一画面的中央附近。