JP4005978B2 - 位置追跡用光センサー装置およびこれを利用した位置推定方法 - Google Patents

Description

本発明は位置追跡用光センサー装置およびその方法に関する。より具体的には、過去前処理画像に対するモーションベクター座標値たちの履歴によって既設定された方向決定係数、速度決定係数、および／または、方向／速度決定係数に連関された特定座標軸に対する部分検索（partial Search）を実行して、現在前処理画像に対するモーションベクター座標値を算出し、前記モーションベクター座標値の履歴によって未来前処理画像に対する方向／速度決定係数を算出して、正確な位置追跡を実行する追跡用光センサー装置およびその方法に関する。

光マウスは、コンピューターのディスプレー装置で表示されるカーソルを利用して、その位置を指示するコンピューターの周辺装置として、マウス本体に内蔵された発光ダイオードから照射される光が、マウスが置かれる所定の材質で構成される底表面から反射して再入射される反射光に対する信号処理を実行して、マウスのＸ軸およびＹ軸の移動量を検出した後、この検出された移動量に基づいてコンピューターのディスプレー装置を通じてカーソルをＸ軸およびＹ軸方向に移動させるコンピューターの周辺装置中の一つである。

図１は前記光マウスを用いて図形をなぞったときの、マウスポインタの軌跡１０の例を示す。前記光マウスは、柄が明らかで反射が少ない一般マウスパッド上では、図１ａに示されるマウスポインタの軌跡１０のように、正常に動作するが、たとえば黄色いゲルでできたパッドのように、光が散乱されるパッドにおかれた場合には、図１ｂのマウスポインタの軌跡１０に示されるように、不完全に動作するという問題点があった。

このような問題点を解決するための従来の光マウスの制御方法として、Ａ／Ｄ変換部の出力信号に対する大きさの変換幅に基づいて、Ａ／Ｄ変換部の入力レンジを調整させることで、低照度レンジまたは微細な照度レンジに対して相対的に分解能を高めて、微細な信号変化に対して感知性能をを向上させるダイナミクスレンジを有する光マウスに関する技術が、特許文献１に開示されている。

しかし、上述したところのような従来の光マウスに対する制御方法の場合にはそれぞれのピクセルに対する微細な光量変化、アナログ回路で発生するノイズによるデジタル電圧値（ＡＤＣ）に雑音要素が存在して、これに基づいてマウスの方向性を正確で效果的に測定することが出来なかった。

このような問題点を解決するための光マウスの他の制御方法として、図２（図２ａおよび図２ｂ）に示されるように、底表面から反射してそれぞれのピクセルに照射する入射光を４〜８ビットのデジタル電圧値に変換したのち（入力画像２１）、所定のビット値を有するように変換されたそれぞれのピクセル値相互間の明るさと暗さ（１または０）を比べて、それぞれのピクセルに対するビット値を１ビット値になるように設定して（２値画像２２）、マウスの方向性を決定する方法がある。

しかし、従来のこのようなマウスの制御方法は、現在ピクセルの明るさをどちらの周辺ピクセルの明るさと大小比較をするのかによって、ある一方向に対する光マウスの方向性が強調されて、これに基づいて光マウスは一方向に対する動きの特性は良好であるが、他の方向に対する動きの特性が悪くなるという問題点があった。

韓国特許公開公報第２００３−００２２６２３号明細書

本発明は前記のような問題を解決し、光が散乱される表面に光マウスが置かれた場合でも、反応方向が偏ることなく、マウスの動きに忠実にその位置を追跡して、正しい位置および移動情報を得ることができる光センサ装置およびその位置追跡方法を提供することを目的とする。

本発明は前記の問題を解決するために、過去前処理画像に対するモーションベクター座標値の履歴に基づいて算出された方向決定係数の速度決定係数、および方向／速度決定係数に連関された特定座標値に対する部分検索を実行して、現在または未来前処理画像に対する正確なモーションベクター座標値（移動座標値）を算出することができる位置追跡用光センサー装置およびその方法を提供する。

前記の目的を果たすための本発明による位置追跡用光センサー装置は、所定個数のピクセルで構成されて、各ピクセルに照射される光エネルギーをアナログ電圧値に変換させる画像ピクセル配列と、前記画像ピクセル配列から入力される各ピクセルのアナログ電圧値をデジタル電圧値に変換させるＡ／Ｄ変換部と、前記デジタル電圧値に対する前処理を実行して所定ビット数のデジタル電圧値を有するピクセル配列で構成された現在前処理画像を生成する前処理部と、既設定された参照画像を現在前処理画像の全体領域にオーバーラップする全体検索を実行して第１モーションベクター座標値を算出し、既設定された方向決定係数に連関された特定座標値に対する部分検索を実行して第２モーションベクター座標値を算出し、前記第１および第２モーションベクター座標値の中のいずれか１つのモーションベクター座標値を、現在前処理画像に対する最終モーションベクター座標値として算出した後、最終モーションベクター座標値の履歴に基づいて未来前処理画像に対する方向決定係数を算出する移動座標算出部と、前記移動座標算出部から入力される最終モーションベクター座標値を所定間隔で積算した後、前記積算した座標値を所定の外部装置へ伝達するインターフェース部とを含んで構成されることを特徴とする。

ここで、移動座標算出部は過去前処理画像のモーションベクター座標値の履歴に基づいて、既設定された速度決定係数と連関された特定座標値に対する部分検索を実行して、第２モーションベクター座標値を算出することもできる。

また、移動座標算出部は過去前処理画像のモーションベクター座標値の履歴に基づいて、既設定された方向決定係数および速度決定係数に共通に連関された特定座標値に対する部分検索を実行して、第２モーションベクター座標値を算出することもできる。

本発明による位置追跡用光センサー装置を利用した位置追跡方法は、移動座標算出部で現在前処理画像および現在前処理中央画像を抽出する段階と、移動座標算出部で現在前処理画像に対する全体検索（full Search）を実行して、第１モーションベクター座標値を算出する段階と、移動座標算出部で既設定された方向決定係数に連動して現在前処理画像に対する部分検索（partial Search）を実行して、第２モーションベクター座標値を算出する段階と、移動座標算出部で前記第１および第２モーションベクター座標値速度の一つを、現在前処理画像に対する最終モーションベクター座標値として算出する段階と、移動座標算出部で最終モーションベクター座標値の履歴に基づいて未来前処理画像の方向決定係数を算出する段階と、および移動座標算出部で前記最終モーションベクター座標値の移動量に基づいて参照画像を再設定する段階とを含んで構成されることを特徴とする。

本発明による位置追跡用光センサー装置およびこれを利用した位置推定方法によれば、既設定された参照画像を現在前処理画像の全体領域にオーバラップする全体検索（full Search）、および既設定された方向決定係数の速度決定係数および方向決定係数と速度決定係数に連関される、特定座標値に対する部分検索を実行して、現在または未来前処理画像に対するモーションベクター座標値を算出することで、エラー発生確率を最小化して、現在または未来前処理画像に対する正確な位置追跡を実行することができるという效果を提供する。

以下、添付図面を参照して本発明による位置追跡用光センサー装置およびこれを利用した位置追跡方法に対して詳細に説明する。

実施の形態１
まず、図３ないし図１７を参照して本発明の実施の形態１による位置追跡用光センサー装置およびこれを利用した位置追跡方法を詳細に説明する。本発明の実施の形態１による位置追跡用光センサー装置は、図３に示されるように、画像ピクセル配列１００、Ａ／Ｄ変換部２００、前処理部３００、移動座標算出部４００およびインターフェース部５００を含んで構成される。ここで、画像ピクセル配列１００は、光センサー装置に装着された発光素子の出射光の中で、前記光センサー装置が位置する底表面で反射する光を受ける。

画像ピクセル配列１００は照射される反射光の強度に対応して光エネルギーを所定のアナログ電圧値に変換した後、これを後述するＡ／Ｄ変換部２００へ伝達する。ここで、本発明に適用される画像ピクセル配列１００は１８×１８個のピクセル配列の構造になっているが、このピクセル配列構成に限定されるわけではなく、多様な形態のピクセル配列構造で構成されることができるということに留意しなければならない。

Ａ／Ｄ変換部２００は画像ピクセル配列１００から入力される各ピクセルに対するアナログ電圧値を所定のデジタル電圧値、より具体的には４〜８ｂｉｔを有する前記底表面に対する現在画像を生成した後、これを後述する前処理部３００へ出力する。

前処理部３００は前記Ａ／Ｄ変換部２００から入力される各ピクセルに対するデジタル電圧値を、既設定されたタイミング信号に基づいて順次入力したのち、これをメモリー部（図示せず）に保存させる。

ここで、メモリー部はＡ／Ｄ変換部２００から４〜８ｂｉｔで構成された１８×１８個のピクセルに対するデジタル電圧値を同時に入力するのではなくて、既設定されたタイミング信号に同期して４〜８ビットのデジタル電圧値を、４〜８本の信号線を通じて伝達されるように、４〜８ビットのラインバッファー（line buffer）構造で構成されている。前記ラインバッファーは３×１８個の４〜８ビットメモリー構造を有する。

したがって、前処理部３００のメモリー部では、Ａ／Ｄ変換部２００から４〜８ビットのデジタル電圧値が入力されると、以前に入力されたデジタル電圧値は一件ずつつぎのメモリにシフトされて、ラインバッファーの終端のデジタル電圧値は捨てられる。

前処理部３００は、メモリー部から順次に入力される底表面の現在画像に対する前処理を実行して、所定のビット値、より具体的には１ビット以上のデジタル電圧値を有するピクセル配列で構成される、現在前処理画像を形成する。ここで、現在前処理画像は２ビットのデジタル電圧値を有するピクセル配列で構成されているが、このピクセル配列に限定されるものではなく、１ビット以上の所定ビット値で構成されることができるという点に留意しなければならない。

これをより具体的に説明すれば、表１に示すように所定のビット、より具体的には４〜８ｂｉｔに変換された前記底表面の現在画像を構成する各ピクセルに対するデジタル電圧値（ＡＤＣ）がメモリー部から入力される場合、前処理部３００は現在入力されるピクセルの中で２ビットに変換されるピクセル、例えばＡＤＣ２２ピクセルと、前記２ビットに変換されるピクセルであるＡＤＣ２２と接したピクセルの間のデジタル電圧値を以下の式（１）および（２）を使用して加算する。

CURRENT_X＝ＡＤＣ０２＋ＡＤＣ１２＋ＡＤＣ２２、
BEFORE_X＝ＡＤＣ００＋ＡＤＣ１０+ＡＤＣ２０ ・・・・（１）
CURRENT_Y＝ＡＤＣ２０＋ＡＤＣ２１＋ＡＤＣ２２、
BEFORE_Y＝ＡＤＣ００＋ＡＤＣ０１+ＡＤＣ０２ ・・・・（２）

すなわち、前記ＡＤＣ２２ピクセルに対しては前記式（１）を通じて計算されたCURRENT_XがBEFORE_Xに対して、大きいか小さいかを比べて１ビットに変換したのち、この値をCOMP_Xに保存する。また、前記式（２）を通じて計算されたCURRENT_YがBEFORE_Yに対して、大きいか小さいかを比べて１ｂｉｔで変換したのち、この値をCOMP_Yに保存する。

このとき、前処理部３００はメモリー部から順次に伝達される現在ピクセルに対する電圧値を第２ビット値に変換するときに、現在ピクセルに接する所定のピクセルに対して加重値を適用することも出来る。

つぎに、CURRENT値とBEFORE値の大きさを相互に比べて、CURRENT値がBEFORE値より大きい場合を１、小さい場合を０に設定する。２ビットに変換した値を２ビット画像とすると、２ビット画像の場合の数は表２に記載するベクター値（COMP_X、COMP_Y）として表示される。

すなわち、前記表２に記載したところのような場合の数に基づいて、前記メモリー部から入力される４ビットのデジタル電圧値を有するそれぞれのピクセルには、２ビットに変換された２ビット値が、表３に示されるように保存される。

ここで、×が表示された部分は計算をする対象（CURRENT値、BEFORE値）がないので、無視してよい（don’t care）部分である。

前処理部３００は前記の方法によって生成された所定のビット値、より具体的には１ビット以上のデジタル電圧値で構成された現在前処理画像を生成した後、現在前処理画像から所定のピクセル配列で構成された現在前処理中央画像を抽出する。

これをより具体的に説明すれば、前記底表面の現在画像が４ビットの第１ビット値を有する１８×１８ピクセル配列で構成される場合、底表面の現在画像を前記の式（１）および（２）を利用する前処理によって所定のビット値、より具体的には１ビット以上のビット値を有する１６×１６のピクセル配列を有する現在前処理画像を形成する。

すなわち、現在画像がｎ×ｎピクセル配列で構成されるとすると、前記現在画像に対する現在前処理画像は（ｎ−２）×（ｎ−２）ピクセル配列構造を有するのである。

このように現在画像から所定のピクセル配列構造を有する現在前処理画像を形成した後、前処理部３００は現在前処理画像の所定位置、より具体的には中央から所定のピクセル配列構造、より具体的には１０×１０ピクセル配列構造を有する現在前処理中央画像を抽出して、これを後述する移動座標算出部４００へ出力する。

移動座標算出部４００は既設定された参照画像を現在前処理画像の全体領域に対してオーバーラッピングする全体検索を実行するか、または既設定された方向決定係数に連関される特定座標値に対する部分検索を実行して現在前処理画像のモーションベクター座標値を算出する。

ここで、既設定された方向決定係数は、過去前処理画像のモーションベクター座標値の履歴を分析して算出されたものであり、現在前処理画像の移動方向に対する予測および決定時に利用される。

ついで、移動座標算出部４００は、全体または部分検索によって算出されたモーションベクター座標値の履歴に基づいて、未来前処理画像の移動方向を決定するために利用される方向決定係数を算出する。移動座標算出部４００は、図３に示されるように、画像比較部４１０、モーションベクター部４２０、Ｘチャネル参照部４３０およびＹチャネル参照部４４０を含んで構成される。

ここで、画像比較部４１０は既設定されたタイミング信号に基づいて前処理部３００から入力される現在前処理画像に対する全体検索および部分検索を実行する部分であり、図４に示されるように、Ｘ軸画像比較部４１１およびＹ軸画像比較部４１２で構成されている。

すなわち、画像比較部４１０は前処理部３００から現在前処理画像が入力される場合、現在前処理画像の全体領域、より具体的には（−３、＋３）、（−２、＋３）、（−１、＋３）、（０、＋３）、（＋１、＋３）、（＋２、＋３）、（＋３、＋３）、．．．、（−３、−３）、（−２、−３）、（−１、−３）、（０、−３）、（＋１、−３）、（＋２、−３）、（＋３、−３）などの４９種類の場合の座標値に対して、既設定された参照画像をオーバーラップさせる全体検索を実行することで、現在前処理画像に対する第１モーションベクター座標値（Ｖ_X1、Ｖ_Y1）を算出したのち、これをモーションベクター部４２０へ出力する。

これをより具体的に説明すれば、Ｘ軸画像比較部４１１は、図５に示されように、上述した７種場合のＸ座標値である−３から＋３までのＸ座標値に対して、後述するＸチャネル参照部４３０に既設定された参照画像６０５をオーバーラップさせる全体検索を実行する。

つぎに、Ｘ軸画像比較部４１１は、既設定された参照画像６０５を構成するピクセル値と一致するピクセルの個数が一番多い場合のＸ座標値を、現在前処理画像６０３に対するＸ軸モーションベクター座標値（Ｖ×１）として算出したのち、これを後述するモーションベクター部４２０へ出力する。

このとき、Ｙ軸画像比較部４１２は、−３で＋３までのＹ座標値に対して後述するＹチャネル参照部４４０に既設定された参照画像６０５をオーバーラップさせる全体検索を実行して、前記全体検索によって算出されたＹ軸モーションベクター座標値（Ｖ_Y1）を後述するモーションベクター部４２０へ出力する。

画像比較部４１０は、モーションベクター部４２０から過去前処理画像に対するモーションベクター座標値の履歴によって既設定された方向決定係数が入力される場合、方向決定係数に対応する座標軸に対して既設定された参照画像６０５を現在前処理画像６０３にオーバーラップさせる部分検索を実行して現在前処理画像６０３の第２モーションベクター座標値（Ｖ_X2、Ｖ_Y2）を算出した後、これを後述するモーションベクター部４２０へ出力する。

すなわち、モーションベクター部４２０から入力された既設定されたＸ軸方向決定係数が、過去モーションベクター座標値の履歴がＸ軸に対して左側方向にあるというのを表わす（−）値の場合、Ｘ軸画像比較部４１１は、図６に示されるように、Ｘ座標値の中で原点を含んで−１、−２、−３の座標値を有する左側領域の座標値に対する部分検索を実行してＸ軸モーションベクター座標値（Ｖ_X2）を算出する。

また、既設定されたＸ軸方向決定係数が、過去モーションベクター座標値の履歴がＸ軸に対して右側方向にあるというのを表わす（＋）値の場合、Ｘ軸画像比較部４１１は、図７に示されるように、Ｘ座標値の中で原点を含んで１、２、３の座標値を有する右側領域の座標値に対する部分検索を実行してＸ軸モーションベクター座標値（Ｖ_X2）を算出する。

また、モーションベクター部４２０からデフォルト（default）信号およびエラー信号が入力される場合、Ｘ軸画像比較部４１１は、図５に示されるように、既設定された参照画像６０５を、現在前処理画像６０３の全体領域に対して全体検索を実行して、Ｘ軸モーションベクター座標値（Ｖ_X2）を算出する。ここで、前記Ｘ軸方向決定係数がデフォルト値に設定されるという意味は、Ｘ軸方向に対する全体検索領域６０１と部分検索領域６０２が等しい領域に設定されるということを意味する。

モーションベクター部４２０から入力された既設定されたＹ軸方向決定係数が、過去モーションベクター座標値の履歴がＹ軸に対して上側方向にあるというのを表わす（＋）値の場合、Ｙ軸画像比較部４１２は、図８に示されるように、Ｙ座標値の中で原点を含んで１、２、３の座標値を有する上側の座標値に対する部分検索を実行してＹ軸モーションベクター座標値（Ｖ_Y2）を算出する。

既設定されたＹ軸方向決定係数が過去モーションベクター座標値の履歴がＹ軸に対して下側方向にあるというのを表わす（−）値の場合、Ｙ軸画像比較部４１２は、図９に示されるように、Ｙ座標値の中で原点を含んで−１、−２、−３の座標値を有する下側の座標値に対する部分検索を実行してＹ軸モーションベクター座標値（Ｖ_Y2）を算出する。

また、モーションベクター部４２０から、デフォルト信号およびエラー信号が入力される場合、Ｙ軸画像比較部４１２は、図５に示されるように、既設定された参照画像６０５を、前記現在前処理画像６０３の全体領域に対して全体検索を実行して、Ｙ軸モーションベクター座標値（Ｖ_Y2）を算出する。ここで、前記Ｙ軸方向決定係数がデフォルト値を有するという意味はＹ軸方向に対する全体検索領域６０１と部分検索領域６０２が等しい領域なのを意味する。

画像比較部４１０は、モーションベクター部４２０から現在前処理画像６０３に対する最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）がフィードバックされる場合、最終モーションベクター座標値の移動量がゼロの場合には、後述するＸチャネル／Ｙチャネル参照部４３０、４４０に既設定されている参照画像６０５を変更させないで、ゼロではない場合には既設定されている参照画像６０５を現在前処理中央画像６０４に変更させる。

モーションベクター部４２０はエラー発生有無に基づいて、全体検索による第１モーションベクター座標値（Ｖ_X1、Ｖ_Y1）と、部分検索による第２モーションベクター座標値（Ｖ_X2、Ｖ_Y2）のいずれかを、現在前処理画像６０３に対する最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）として算出する。

つぎに、前記モーションベクター部４２０は、算出された最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）の履歴に基づいて、未来フレームの前処理画像に対する方向決定係数を算出する。モーションベクター部４２０は、図１０に示されるように、Ｘ軸方向設定部４２１、Ｙ軸方向設定部４２２、エラー検出部４２３およびモーションベクター算出部４２４を含んで構成される。

Ｘ軸方向設定部４２１は、モーションベクター算出部４２４からフィードバックされるモーションベクター座標値（Ｖ_X）に対する履歴に基づいて、Ｘ軸方向決定係数を算出する部分であり、Ｘ軸方向計数器４２５およびＸ軸方向設定器４２６で構成されている。

ここで、モーションベクター算出部４２４からフィードバックされて入力される最終Ｘ軸モーションベクター座標値（Ｖ_X）は、エラー検出部４２３によってエラーが検出された場合には、全体検索によって算出されたＸ軸モーションベクター座標値（Ｖ_X1）になり、エラーが検出されない場合には部分検索によって算出されたＸ軸モーションベクター座標値（Ｖ_X2）になる。

Ｘ軸方向計数器４２５は、モーションベクター算出部４２４から入力される最終Ｘ軸モーションベクター座標値（Ｖ_X）の方向を、フレームごとに回数で積算した後、これをＸ軸方向設定器４２６へ出力する。このとき、Ｘ軸方向設定器４２６は、最終Ｘ軸モーションベクター座標値（Ｖ_X）の履歴に基づいて未来前処理画像に対する方向決定係数、より具体的には左（−）、右（＋）およびデフォルトのＸ軸方向決定係数を算出した後、これをＸ軸画像比較部４１１へ出力する。

これをより具体的に説明すれば、最終Ｘ軸モーションベクター座標値（Ｖ_X）に対する履歴が６フレーム以上右側方向、より具体的には“０”を含んで（＋）の座標値に出力される場合、Ｘ軸方向設定器４２６は（＋）方向設定係数を前記Ｘ軸画像比較部４１１へ出力する。

また、最終Ｘ軸モーションベクター座標値（Ｖ_X）に対する履歴が６フレーム以上左側方向、より具体的には“０”を含んで（−）の座標値に出力される場合、Ｘ軸方向設定器４２６は（−）方向設定係数を前記Ｘ軸画像比較部４１１へ出力する。

この時、最終Ｘ軸モーションベクター座標値（Ｖ_X）に対する履歴が１０フレーム以上連続して“０”のＸ座標値に出力されるか、または後述するエラー検出部４２３からエラー発生信号が入力されるデフォルトモードの場合、Ｘ軸方向設定器４２６はデフォルト信号を前記Ｘ軸画像比較部４１１へ出力する。

ここで、Ｘ軸方向決定係数が（＋）方向決定係数の場合は、現在前処理画像６０３がＸ軸に対して右側方向に移動しているということを表わすか、または未来前処理画像がＸ軸に対して右側方向に移動するはずだということを表わす。

また、Ｘ軸方向決定係数が（−）方向決定係数の場合は、現在前処理画像６０３が左側方向に移動しているということを表わすか、または未来前処理画像がＸ軸に対して左側方向に移動するはずだということを表わす。

また、Ｘ軸方向決定係数がデフォルトモードの場合は、現在前処理画像６０３および未来前処理画像がＸ軸方向に対して、明らかな移動方向性を持っていないということを意味する。

Ｙ軸方向設定部４２２はモーションベクター算出部４２４からフィードバックされる最終Ｙ軸モーションベクター座標値（Ｖ_Y）の履歴に基づいて、Ｙ軸方向決定係数を算出する部分であり、Ｙ軸方向計数器４２７およびＹ軸方向設定器４２８で構成されている。

ここで、Ｙ軸方向計数器４２７はモーションベクター算出部４２４で出力される最終Ｙ軸モーションベクター座標値（Ｖ_Y）の方向を、フレームごとに回数で積算した後、これをＹ軸方向設定器４２８へ出力する。この時、Ｙ軸方向設定器４２８は最終Ｙ軸モーションベクター座標値（Ｖ_Y）の履歴に基づいてＸ軸方向設定部４２１と等しい方法によって上側方向決定係数（＋）、下側方向決定係数（−）およびデフォルト決定係数のＹ軸方向決定係数を算出した後、これをＹ軸画像比較部４１２へ出力する。

ここで、Ｙ軸方向決定係数が上側方向決定係数（＋）の場合は、現在前処理画像６０３がＹ軸に対して上側方向に移動しているということを表わすか、または未来前処理画像がＹ軸に対して上側方向に移動するはずだということを表わす。

Ｙ軸方向決定係数が下側方向決定係数（−）の場合は、現在前処理画像６０３が下側方向に移動しているということを表わすか、または未来前処理画像がＹ軸に対して下側方向に移動するはずだということを表わす。

また、Ｙ軸方向決定係数がデフォルト信号の場合は、現在および未来前処理画像がＹ軸方向に対して明らかな移動方向性を持っていないということを意味する。

エラー検出部４２３は、全体検索による第１モーションベクター座標値（Ｖ_X1、Ｖ_Y1）と、既設定された方向決定係数による部分検索を通じて算出された第２モーションベクター座標値（Ｖ_X2、Ｖ_Y2）を、フレームごとに入力して相互に比べた後、所定フレームに対するモーションベクター座標値の一致可否に基づいてエラー発生有無を検出する。

この時、全体検索による第１モーションベクター座標値（Ｖ_X1、Ｖ_Y1）と、部分検索による第２モーションベクター座標値（Ｖ_X2、Ｖ_Y2）が所定回数のフレーム、より具体的には３フレーム連続してお互いに相異なっている場合、エラー検出部４２３はエラー信号を発生させると同時に、全体検索による第１モーションベクター座標値（Ｖ_X1、Ｖ_Y1）を現在前処理画像６０３に対する最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）として算出した後、Ｘ軸方向設定部４２１およびＹ軸方向設定部４２２をデフォルトモードに設定する。

しかし、所定回数のフレーム、より具体的には連続された３フレームの中で、ただ一度でも等しいモーションベクター座標値が入力される場合は、エラー検出部４２３は部分検索による第２モーションベクター座標値（Ｖ_X2、Ｖ_Y2）を現在前処理画像６０３に対する最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）として算出した後、Ｘ軸方向設定部４２１およびＹ軸方向設定部４２２を駆動モードに設定する。

モーションベクター算出部４２４は、エラー検出部４２３からエラー信号が入力されない場合、部分検索による第２モーションベクター座標値（Ｖ_X2、Ｖ_Y2）を、現在前処理画像６０３に対する最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）としてインターフェース部５００へ出力した後、最終モーションベクター座標値を方向設定部４２１、４２２および画像比較部４１１、４１２へフィードバックする。

この時、エラー検出部４２３からエラー信号が入力される場合、モーションベクター出力部４２４は、全体検索による第１モーションベクター座標値（Ｖ_X1、Ｖ_Y1）を、現在前処理画像６０３に対する最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）としてインターフェース部５００へ出力した後、最終モーションベクター座標値を方向設定部４２１、４２２および画像比較部４１１、４１２へフィードバックする。

Ｘチャネル参照部４３０は、前処理部３００から入力される現在前処理画像６０３の中央位置から抽出された、所定のピクセル配列で構成された現在前処理中央画像６０４を、未来前処理画像のモーションベクター座標値を算出するためのＸ軸候補参照画像として保存する。

ついで、モーションベクター部４２０からフィードバックされる現在前処理画像６０３に対する最終Ｘ軸モーションベクター座標値（Ｖ_X）がゼロではない場合、Ｘチャネル参照部４３０は画像比較部４１０の制御信号に基づいて、現在前処理中央画像６０４をＸ軸参照画像として設定する。

しかし、現在前処理画像６０３に対するＸ軸方向のモーションベクター座標値（Ｖ_X）がゼロの場合、Ｘチャネル参照部４３０は既設定されていたＸ軸参照画像をそのまま維持させる。

Ｙチャネル参照部４４０は、前記Ｘチャネル参照部４３０で説明したところのように、モーションベクター部４２０からフィードバックされる最終Ｙ軸モーションベクター座標値（Ｖ_Y）がゼロではない場合は、現在前処理中央画像６０４をＹ軸参照画像で設定し、最終Ｙ軸モーションベクター座標値（Ｖ_Y）がゼロの場合は、既設定されていたＹ軸参照画像をそのまま維持させる。

インターフェース部５００は、モーションベクター出力部４２４から入力される最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）を一定時間の間積算した後、前記積算した座標値を所定の外部装置へ伝達させる。以下、図１１ないし図１７を参照して、本発明による光センサー装置を利用した位置追跡方法の一実施の形態に対して詳細に説明する。

まず、移動座標算出部４００は前処理部３００から、現在前処理画像および現在前処理中央画像を入力する（図１１のステップＳ１００。以下、実施の形態１では図１１〜１７のステップ番号を参照）。図１２を参照してより具体的に説明すれば、画像ピクセル配列１００は外部から照射される光エネルギーをアナログ電圧値に変換してＡ／Ｄ変換部２００へ出力する（ステップＳ１０１）。

この時、Ａ／Ｄ変換部２００は、各ピクセルのアナログ電圧値に対するアナログ‐デジタル変換を実行して、所定のデジタル電圧値、より具体的には４〜８ビットのデジタル電圧値を有する現在画像を生成して、前処理部３００へ伝達する（ステップＳ１０２）。つぎに、前処理部３００は、現在画像から各ピクセルのデジタル電圧値が所定のデジタル電圧値、より具体的には１ビット以上のデジタル電圧値を有するピクセル配列で構成された現在前処理画像を形成する（ステップＳ１０３）。

前処理部３００で現在前処理画像を形成する段階（ステップＳ１０３）を、より具体的に説明すれば次のようになる。前処理部３００は現在画像を構成する所定の第１ビット値、より具体的には４〜８ビット値を有する各ピクセルに対するデジタル電圧値を、既設定されたタイミング信号に基づいて、順次入力してメモリー部に保存する。

ついで、メモリー部から現在画像を構成する各ピクセルに対するデジタル電圧値が順次に入力される場合、前処理部３００は各ピクセルの中から所定のビット値に変換しようとするターゲットピクセルと、前記ターゲットピクセルに接したピクセルを含む基本画像行列を設定する。

ここで、前記基本画像行列は３×３行列形式で構成しているが、この構成に限定されるものではなく、多様な形式の行列を構成することができるという点に留意しなければならない。

前処理部３００は、前記の式（１）と（２）を使用して、前記基本画像行列に含まれる各ピクセル相互間の、デジタル電圧値に対する行と行および列と列間の前処理過程を実行する。

すなわち、前記のような前処理過程を実行して、前記ターゲットピクセルのデジタル電圧値を１ビット以上のデジタル電圧値、より具体的には１ないし２ビットのデジタル電圧値に変換させることで、前処理部３００は現在画像から現在前処理画像を生成した後、これを移動座標算出部４００へ出力する。

ここで、前記各ピクセルのデジタル電圧値が第２ビット値に変換される以前の現在画像がｎ×ｎのピクセル配列で構成されていたら、現在前処理画像は（ｎ−２）×（ｎ−２）ピクセル配列で構成される。

前処理部３００は現在前処理画像の所定位置、より具体的には中央部分から所定のピクセル配列構造、より具体的には（ｎ−８）×（ｎ−８）のピクセル配列構造を有する現在前処理中央画像を抽出した後、これを移動座標算出部４００へ送る（ステップＳ１０４）。

前処理部３００から現在前処理画像および現在前処理中央画像が入力される場合、移動座標算出部４００は現在前処理画像に対する全体検索を実行して、第１モーションベクター座標値（Ｖ_X1、Ｖ_Y1）を算出する（図１１ステップＳ２００）。図１３を参照して全体検索による現在前処理画像の第１モーションベクター座標値（Ｖ_X1、Ｖ_Y1）を算出する過程を説明すれば次のようになる。

前処理部３００から現在前処理画像が入力される場合（ステップＳ２０１）、画像比較部４１０はＸチャネル／Ｙチャネル参照部４３０、４４０に既設定された参照画像を、現在前処理画像の全体領域、より具体的には（−３、＋３）、（−２、＋３）、（−１、＋３）、（０、＋３）、（＋１、＋３）、（＋２、＋３）、（＋３、＋３）、．．．、（−３、−３）、（−２、−３）、（−１、−３）、（０、−３）、（＋１、−３）、（＋２、−３）、（＋３、−３）の座標値を領域にオーバーラップさせる全体検索を実行する（ステップＳ２０２）。

つぎに、画像比較部４１０は前記オーバーラップされた現在前処理画像の中で、既設定された参照画像を構成するピクセル値と等しいピクセル値を有する個数を、オーバーラップされる全体Ｘ／Ｙ座標値ごとに算出する（ステップＳ２０３）。

この時、画像比較部４１０は、既設定された参照画像を構成するピクセル値と一致するピクセルの個数が一番多い場合のＸ／Ｙ座標値を、現在前処理画像に対する第１モーションベクター座標値（Ｖ_X1、Ｖ_Y1）として算出した後、これを後述するモーションベクター部４２０に出力する（ステップＳ２０４）。

現在前処理画像に対する全体検索を実行して、第１モーションベクター座標値（Ｖ_X1、Ｖ_Y1）を算出すると同時に、移動座標算出部４００は、既設定された方向決定係数に連動する現在前処理画像に対する部分検索を実行して、第２モーションベクター座標値（Ｖ_X2、Ｖ_Y2）を算出する（図１１ステップＳ３００）。

図１４ａを参照して、部分検索を通じて第２モーションベクター座標値のＸ軸モーションベクター座標値（Ｖ_X2）を算出する過程を説明する。Ｘ軸方向設定部４２１のＸ軸方向設定器４２６から、既設定された方向決定係数が入力される場合（ステップＳ３０１ａ）、Ｘ軸画像比較部４１１は既設定された方向決定係数が（＋）方向決定係数、（−）方向決定係数およびデフォルトの方向決定係数のいずれであるかを判断する（ステップＳ３０２ａ）。

前記段階（ステップＳ３０２ａ）の判断の結果、（＋）方向決定係数の場合、Ｘ軸画像比較部４１１は、Ｘ座標値の中で原点を含む右側座標値に対する部分検索を実行する（ステップＳ３０３ａ）。Ｘ軸画像比較部４１１は、既設定された参照画像を構成するピクセル値と一致するピクセルの個数が一番多い場合のＸ座標値を、現在前処理画像に対する第２モーションベクター座標値（Ｖ_X2）として算出する（ステップＳ３０４ａ）。

前記段階（ステップＳ３０２ａ）の判断の結果、（＋）方向決定係数ではない場合、Ｘ軸画像比較部４１１は前記方向決定係数が（−）方向決定係数またはデフォルト方向決定係数のいずれであるかを判断する（ステップＳ３０５ａ）。

前記段階（ステップＳ３０５ａ）の判断の結果、（−）方向決定係数の場合、Ｘ軸画像比較部４１１は、Ｘ座標値の中で原点を含む左側座標値に対する部分検索を実行する（ステップＳ３０６ａ）。ついで、Ｘ軸画像比較部４１１は前記段階（ステップＳ３０４ａ）と等しい方法によって、現在前処理画像に対する第２モーションベクター座標値（Ｖ_X2）を算出する（ステップＳ３０７ａ）。

前記段階（ステップＳ３０５ａ）の判断の結果、デフォルト方向決定係数が入力される場合、Ｘ軸画像比較部４１１は、全体Ｘ座標値に対する全体検索を実行した後（ステップＳ３０８ａ）、既設定された参照画像を構成するピクセル値と一致するピクセルの個数が一番多い場合のＸ座標値を、前記現在前処理画像に対する第２モーションベクター座標値（Ｖ_X2）として算出する（ステップＳ３０９ａ）。

以下、図１４ｂを参照して、部分検索を通じて第２モーションベクター座標値のＹ軸モーションベクター座標値（Ｖ_Y2）を算出する過程を説明する。Ｙ軸方向設定部４２２のＹ軸方向設定器４２８から既設定された方向決定係数が入力される場合（ステップＳ３０１ｂ）、Ｙ軸画像比較部４１２は前記方向決定係数が（＋）方向決定係数、（−）方向決定係数およびデフォルトの方向決定係数のいずれであるかを判断する（ステップＳ３０２ｂ）。

前記段階（ステップＳ３０２ｂ）の判断の結果、（＋）方向決定係数の場合、Ｙ軸画像比較部４１２はＹ座標値の中で原点を含む上側座標値に対する部分検索を実行する（ステップＳ３０３ｂ）。ついで、Ｙ軸画像比較部４１２は、既設定された参照画像を構成するピクセル値と一致するピクセルの個数が一番多い場合のＹ座標値を、前記現在前処理画像に対する第２モーションベクター座標値（Ｖ_Y2）として算出する（ステップＳ３０４ｂ）。

前記段階（ステップＳ３０２ｂ）の判断の結果、（＋）方向決定係数ではない場合、Ｙ軸画像比較部４１２は、方向決定係数が（−）方向決定係数およびデフォルト方向決定係数のいずれでるかを判断する（ステップＳ３０５ｂ）。前記段階（ステップＳ３０５ｂ）の判断の結果、（−）方向決定係数の場合、Ｙ軸画像比較部４１２はＹ座標値の中で原点を含む下側座標値に対する部分検索を実行する（ステップＳ３０６ｂ）。

つぎに、Ｙ軸画像比較部４１２は、前記段階（ステップＳ３０４ｂ）と等しい方法によって、現在前処理画像に対する第２モーションベクター座標値（Ｖ_Y2）を算出する（ステップＳ３０７ｂ）。前記段階（ステップＳ３０５ｂ）の判断の結果、デフォルト方向決定係数の場合、Ｙ軸画像比較部４１２は全体Ｙ座標値に対する全体検索を実行した後（ステップＳ３０８ｂ）、既設定された参照画像を構成するピクセル値と一致するピクセルの個数が一番多い場合のＹ座標値を、現在前処理画像に対するモーションベクター座標値（Ｖ_Y2）として算出する（ステップＳ３０９ｂ）。

移動座標算出部４００は、全体／部分検索によって算出されたモーションベクター座標値のいずれか１つを、現在前処理画像に対する最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）として出力する（図１１ステップＳ４００）。図１５を参照して、現在前処理画像に対する最終モーションベクター座標値の出力過程を、具体的に説明すれば次のようになる。

エラー検出部４２３は、画像比較部４１０から、現在前処理画像に対する全体検索を通じて算出された、第１モーションベクター座標値（Ｖ_X1、Ｖ_Y1）を入力する（ステップＳ４０１）。この時、エラー検出部４２３は画像比較部４１０から、既設定された方向決定係数に連動する部分検索によって算出された、現在前処理画像の第２モーションベクター座標値（Ｖ_X2、Ｖ_Y2）を同時に入力する（ステップＳ４０２）。

ついで、エラー検出部４２３は、第１および第２モーションベクター座標値を、フレームごとに相互に比べた後（ステップＳ４０３）、所定回数のフレームに対する前記第１および第２モーションベクター座標値の一致可否を判断する（ステップＳ４０４）。前記段階（ステップＳ４０４）の判断の結果、モーションベクター座標値が相互に一致するか、または一致しないフレームが所定回数以下の場合は、エラー検出部４２３はモーションベクター算出部４２４へエラー未発生信号を出力する（ステップＳ４０５）。

エラー検出部４２３からエラー未発生信号が入力される場合、モーションベクター算出部４２４は、部分検索を通じて算出された第２モーションベクター座標値（Ｖ_X2、Ｖ_Y2）を、現在前処理画像に対する最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）として算出して、インターフェース部５００へ出力する（ステップＳ４０６）。同時に、前記最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）を、画像比較部４１１、４１２および方向設定部４２１、４２２へフィードバックする（ステップＳ４０７）。

前記段階（ステップＳ４０４）の判断の結果、モーションベクター座標値が所定回数以上のフレームに対して相互一致しない場合、エラー検出部４２３は、モーションベクター算出部４２４へエラー発生信号を出力する（ステップＳ４０８）。

エラー検出部４２３からエラー発生信号が入力される場合、モーションベクター算出部４２４は、全体検索を通じて算出された前記第１モーションベクター座標値（Ｖ_X1、Ｖ_Y1）を、現在前処理画像に対する最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）として算出して、インターフェース部５００へ出力する（ステップＳ４０９）。同時に、前記最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）を、前記画像比較部４１１、４１２および方向設定部４２１、４２２へフィードバックする（ステップＳ４１０）。

移動座標算出部４００は最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）に対する履歴を分析して未来前処理画像に対する方向決定係数を算出する（図１１のステップＳ５００）。図１６ａを参照して、未来前処理画像に対するＸ軸方向決定係数の算出過程を説明すれば次のようになる。

モーションベクター算出部４２４から、所定回数のフレームに対するモーションベクター座標値（Ｖ_X）が入力される場合（ステップＳ５０１ａ）、Ｘ軸方向計数器４２５は、所定回数のフレームの間に入力された前記モーションベクター座標値（Ｖ_X）を積算させた後（ステップＳ５０２ａ）、これをＸ軸方向設定器４２６へ出力する（ステップＳ５０３ａ）。

Ｘ軸方向設定器４２６は、所定フレームに対するモーションベクター座標値（Ｖ_X）の履歴を分析した後（ステップＳ５０４ａ）、モーションベクター座標値（Ｖ_X）に対する履歴が、６フレーム以上“０”を含んで（＋）方向のＸ座標値に出力される履歴を形成するかどうかを判断する（ステップＳ５０５ａ）。

前記段階（ステップＳ５０５ａ）の判断の結果、原点を含んで（＋）方向のＸ座標値が出力される履歴が形成される場合、Ｘ軸方向設定器４２６は、未来前処理画像がＸ軸に対して右側方向に移動するはずだという（＋）方向設定係数を、Ｘ軸画像比較部４１１へ出力する（ステップＳ５０６ａ）。

前記段階（ステップＳ５０５ａ）の判断の結果、原点を含んで（＋）方向のＸ座標値に出力される履歴を形成しない場合、Ｘ軸方向設定器４２６は、前記モーションベクター座標値（Ｖ_X）が６フレーム以上“０”を含んで（−）方向のＸ座標値に出力される履歴を形成するかどうかを判断する（ステップＳ５０７ａ）。

前記段階（ステップＳ５０５ａ）の判断の結果、原点を含んで（−）方向のＸ座標値に出力される履歴が形成する場合、Ｘ軸方向設定器４２６は未来前処理画像がＸ軸に対して左側方向に移動するはずだという（−）方向設定係数をＸ軸画像比較部４１１へ出力する（ステップＳ５０６ａ）。

また、前記段階（ステップＳ５０７ａ）の判断の結果、前記モーションベクター座標値（Ｖ_X）が、１０フレーム以上連続して“０”のＸ座標値が出力されるか、または後述するエラー検出部４２３からエラー発生信号が入力される場合、Ｘ軸方向設定器４２６は、未来前処理画像がＸ軸に対して明らかな方向性を表わさないというデフォルト方向決定係数をＸ軸画像比較部４１１へ出力する（ステップＳ５０９ａ）。

以下、図１６ｂを参照して、未来前処理画像に対するＹ軸方向決定係数の算出過程を説明すれば次のようになる。モーションベクター算出部４２４から、所定フレームに対する最終Ｙ軸モーションベクター座標値（ＶＹ）が入力される場合（ステップＳ５０１ｂ）、Ｙ軸方向計数器４２７は、入力された最終Ｙ軸モーションベクター座標値（ＶＹ）を積算させた後（ステップＳ５０２ｂ）、これをＹ軸方向設定器４２８へ出力する（ステップＳ５０３ａ）。

ついで、Ｙ軸方向設定器４２８は、所定フレームに対する前記モーションベクター座標値（Ｖ_Y）の履歴を分析した後（ステップＳ５０４ｂ）、前記モーションベクター座標値（Ｖ_Y）に対する履歴が６フレーム以上“０”を含んで（＋）方向のＹ座標値に出力される履歴を形成するかどうかを判断する（ステップＳ５０５ｂ）。

前記段階（ステップＳ５０５ｂ）の判断の結果、原点、すなわち“０”を含んで（＋）方向のＹ座標値に出力される履歴が形成される場合、Ｙ軸方向設定器４２８は、未来前処理画像がＹ軸に対して上側方向に移動するはずだという（＋）方向設定係数を、Ｙ軸画像比較部４１２へ出力する（ステップＳ５０６ｂ）。

前記段階（ステップＳ５０５ｂ）の判断の結果、原点を含んで（＋）方向のＹ座標値に出力される履歴を形成しない場合、Ｙ軸方向設定器４２８は前記モーションベクター座標値（Ｖ_Y）が６フレーム以上原点、すなわち“０”を含んで（−）方向のＹ座標値に出力される履歴を形成するかどうかを判断する（ステップＳ５０７ｂ）。

前記段階（ステップＳ５０７ｂ）の判断の結果、原点を含んで（−）方向のＹ座標値に出力される履歴が形成される場合、Ｙ軸方向設定器４２８は、未来前処理画像がＹ軸に対して下側方向に移動するはずだという（−）方向設定係数をＹ軸画像比較部４１２へ出力する（ステップＳ５０８ｂ）。

また、前記段階（ステップＳ５０７ｂ）の判断の結果、前記モーションベクター座標値（Ｖ_Y）が、１０フレーム以上連続して“０”のＹ座標値に出力されるか、または後述するエラー検出部４２３からエラー発生信号が入力される場合、Ｙ軸方向設定器４２８は、未来前処理画像がＹ軸に対して明らかな方向がないということを表わす、デフォルト方向決定係数をＹ軸画像比較部４１２へ出力する（ステップＳ５０９ｂ）。

移動座標算出部４００は、最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）の移動量に基づいて、Ｘチャネル／Ｙチャネル参照部４３０、４４０に参照画像を再設定させる（図１１ステップＳ６００）。

図１７を参照してより具体的に説明すれば、モーションベクター部４２０から積算した最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）がフィードバックされる場合（ステップＳ６０１）、画像比較部４１０は前記最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）の移動量がゼロであるかどうかを判断する（ステップＳ６０２）。

前記段階（ステップＳ６０２）の判断の結果、最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）の移動量がゼロの場合、画像比較部４１０はＸチャネル／Ｙチャネル参照部４３０、４４０に既設定された参照画像を維持させる（ステップＳ６０３）。

前記段階（ステップＳ６０２）の判断の結果、最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）の移動量がゼロではない場合、画像比較部４１０は前記Ｘチャネル／Ｙチャネル参照部４３０、４４０に既設定された参照画像を、現在前処理画像から抽出された現在前処理中央画像に変更する（ステップＳ６０４）。

実施の形態２
以下、図１８ないし図２９を参照して、本発明の実施の形態２による位置追跡用光センサー装置およびこれを利用した位置追跡方法を詳細に説明する。まず、図１８を参照して本発明の実施の形態２による位置追跡用光センサー装置の構成を詳細に説明する。

本発明の実施の形態２による位置追跡用光センサー装置は、現在前処理画像に対する全体検索および既設定された速度決定係数による部分検索を通じて、現在前処理画像に対する最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）を算出し、算出された最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）の履歴に基づいて、未来前処理画像に対する速度決定係数を算出する。位置追跡用光センサー装置は、画像ピクセル配列１００、Ａ／Ｄ変換部２００、前処理部３００、移動座標算出部４００およびインターフェース部５００で構成されている。

ここで、前記画像ピクセル配列１００、Ａ／Ｄ変換部２００、前処理部３００およびインターフェース部５００は前記実施の形態１の構成内容と等しいので、ここでは移動座標算出部４００の構成および動作過程に対して詳しく説明する。

移動座標算出部４００は、既設定された参照画像を現在前処理画像の全体領域に対してオーバーラッピングする全体検索を実行するか、または既設定された速度決定係数に連関される特定座標値に対する部分検索を実行して、現在前処理画像に対するモーションベクター座標値を算出する。

移動座標算出部４００は、算出されたモーションベクター座標値の履歴に基づいて未来前処理画像に対する速度決定係数を算出するために、画像比較部４１０、モーションベクター部４２０、Ｘチャネル参照部４３０およびＹチャネル参照部４４０を含んで構成される。

ここで、画像比較部４１０は、既設定されたタイミング信号に基づいて、前記前処理部３００から入力される前記現在前処理画像に対する全体検索、および部分検索を実行して、図１８に示されるように、Ｘ軸画像比較部４１１およびＹ軸画像比較部４１２で構成されている。

すなわち、画像比較部４１０は、実施の形態１の図５に示されるように、現在前処理画像の全体領域、たとえば前記４９種類の場合のＸ／Ｙ座標値に対して、Ｘチャネル／Ｙチャネル参照部４３０、４４０に既設定された参照画像をオーバーラップさせる全体検索を実行して、現在前処理画像に対する第１モーションベクター座標値（Ｖ_X1、Ｖ_Y1）を算出する。

また、画像比較部４１０は、モーションベクター部４２０から入力される既設定された速度決定係数に対応する座標軸に対する部分検索を実行して、現在前処理画像に対する第２モーションベクター座標値（Ｖ_X2、Ｖ_Y2）を算出した後、これを後述するモーションベクター部４２０へ出力する。

すなわち、既設定されたＸ軸の速度決定係数が、過去モーションベクター座標値の履歴がＸ軸について内側に位置しているということを表わす低速モードが入力される場合、Ｘ軸画像比較部４１１は、図１９に示されるように、Ｘ座標値の中で原点を含んで±１の座標値を有するＸ軸領域に対する部分検索を実行する。

Ｘ軸画像比較部４１１は、既設定された参照画像６０５を構成するピクセル値と一致するピクセルの個数が一番多い場合のＸ座標値を、現在前処理画像６０３に対するモーションベクター座標値（Ｖ_X2）として算出した後、これをモーションベクター部へ出力する。

また、既設定されたＸ軸の速度決定係数が、過去モーションベクター座標値の履歴がＸ軸に対して外側に位置しているということを表わす高速モードが入力される場合、Ｘ軸画像比較部４１１は、図２０に示されるように、Ｘ軸に座標値の中で外側座標値、より具体的には±２、±３の座標値を有するＸ軸領域に対する部分検索を実行して、Ｘ軸モーションベクター座標値（Ｖ_X2）を算出する。

また、既設定されたＸ軸の速度決定係数が、過去モーションベクター座標値の履歴がＸ軸について中間領域に位置しているということを表わす中速モードが入力される場合、Ｘ軸画像比較部４１１は、図２１に示されるように、Ｘ座標値の中で原点と±３の領域を除いた領域に対する部分検索を実行して、Ｘ軸モーションベクター座標値（Ｖ_X2）を算出する。

この時、既設定されたＸ軸の速度決定係数がデフォルト速度モードの場合、Ｘ軸画像比較部４１１は、実施の形態１の図５に示されるように、Ｘ軸全体座標軸に対する全体検索を実行して、Ｘ軸モーションベクター座標値（Ｖ_X2）を算出する。ここで、前記Ｘ軸方向決定係数が、デフォルト速度モードであるという意味は、全体検索領域６０１と部分検索領域６０２が等しい領域であることを意味する。

Ｙ軸画像比較部４１２は、既設定されたＹ軸の速度決定係数が、過去モーションベクター座標値の履歴がＹ軸に対して内側に位置しているということを表わす低速モードが入力される場合、図２２に示されるように、Ｙ座標値の中で原点を含んで±１の座標値を有するＹ軸領域に対する部分検索を実行する。

ついで、Ｙ軸画像比較部４１２は、既設定された参照画像６０５を構成するピクセル値と一致するピクセルの個数が一番多い場合のＹ座標値を、現在前処理画像６０３に対するモーションベクター座標値（Ｖ_Y2）として算出した後、これをモーションベクター部へ出力する。

また、既設定されたＹ軸の速度決定係数が過去モーションベクター座標値の履歴がＹ軸に対して外側に位しているということを表わす高速モードの場合、Ｙ軸画像比較部４１２は、図２３に示されるように、±２、±３の座標値を有するＹ軸領域に対する部分検索を実行して、Ｙ軸モーションベクター座標値（Ｖ_Y2）を算出する。

また、既設定されたＹ軸の速度決定係数が、過去モーションベクター座標値の履歴がＹ軸に対して中間領域に位置しているということを表わす中速モードが入力される場合、Ｙ軸画像比較部４１２は、図２４に示されるように、Ｙ座標値の中で原点と±３である領域を除いた領域にＹ軸領域に対する部分検索を実行して、Ｙ軸モーションベクター座標値（Ｖ_Y2）を算出する。

この時、既設定されたＹ軸の速度決定係数がデフォルト速度モードの場合、Ｙ軸画像比較部４１２は、実施の形態１の図５に示されるように、全体座標軸に対する全体検索を実行して、Ｙ軸モーションベクター座標値（Ｖ_Y2）を算出する。ここで、前記Ｙ軸方向決定係数が、デフォルト速度モードであるという意味は、全体検索領域６０１と部分検索領域６０２が等しい領域であることを意味する。

モーションベクター部４２０はエラー発生有無に基づいて、全体検索による第１モーションベクター座標値（Ｖ_X1、Ｖ_Y1）と、既設定された速度決定係数による部分検索を通じて算出された第２モーションベクター座標値（Ｖ_X2、Ｖ_Y2）のいずれか１つのモーションベクター座標値を、現在前処理画像６０３に対する最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）として算出する。

モーションベクター部４２０は最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）の履歴に基づいて未来前処理画像に対する速度決定係数を算出するために、図２５に示されるように、Ｘ軸の速度設定部（４３１）、Ｙ軸の速度設定部（４３２）、エラー検出部４２３およびモーションベクター算出部４２４を含んで構成されている。

Ｘ軸の速度設定部（４３１）は、モーションベクター算出部４２４からフィードバックされて入力されるベクター座標値（Ｖ_X）の履歴に基づいて、Ｘ軸の速度決定係数を算出するために、Ｘ軸の速度計数器（４３３）およびＸ軸の速度設定器（４３４）で構成されている。

ここで、Ｘ軸の速度計数器（４３３）は、モーションベクター出力部からフィードバックされる最終Ｘ軸モーションベクター座標値（Ｖ_X）の速度を、フレームごとに回数で積算した後、これをＸ軸の速度設定器（４３４）へ出力する。Ｘ軸の速度設定器（４３４）は、前記Ｘ軸の速度計数器（４３３）から一定時間の間入力された、最終Ｘ軸モーションベクター座標値（Ｖ_X）の履歴を分析してして、未来前処理画像に対するＸ軸の速度決定係数を算出した後、これを前記Ｘ軸画像比較部４１１へ出力する。

すなわち、Ｘ軸モーションベクター座標値（Ｖ_X）が、一定時間の間ある程度水準以上のレベルを維持する履歴を形成する場合、Ｘ軸の速度設定器（４３４）は、高速モード速度決定係数を前記Ｘ軸画像比較部４１１に出力する。また、Ｘ軸モーションベクター座標値（Ｖ_X）が、一定時間の間ある程度水準以下のレベルを維持する履歴を形成する場合、Ｘ軸の速度設定器（４３４）は低速モードの速度決定係数を前記Ｘ軸画像比較部４１１に出力する。

また、Ｘ軸モーションベクター座標値（Ｖ_X）が低速と高速の中間レベルを維持する履歴を形成する場合、Ｘ軸の速度設定器（４３４）は、中速モードの速度決定係数を前記Ｘ軸画像比較部４１１に出力する。この時、Ｘ軸モーションベクター座標値（Ｖ_X）が決まったレベルを維持することができない履歴を形成する場合、Ｘ軸の速度設定器（４３４）はデフォルト速度モードの速度決定係数を前記Ｘ軸画像比較部４１１に出力する。

Ｙ軸の速度設定部（４３２）は、モーションベクター算出部４２４から入力される所定フレームに対するモーションベクター座標値（Ｖ_Y）の履歴に基づいて、Ｙ軸の速度決定係数を算出するために、Ｙ軸の速度計数器（４３５）およびＹ軸の速度設定器（４３６）で構成されている。

ここで、Ｙ軸の速度計数器（４３５）は、前記モーションベクター出力部４２４から入力されるＹ軸モーションベクター座標値（Ｖ_Y）の速度を、フレームごとに回数で積算した後、これをＹ軸の速度設定器（４３６）へ出力する。

Ｙ軸の速度設定器（４３６）は、前記Ｘ軸の速度設定器（４３４）と等しい方式によって、Ｙ軸の速度計数器（４３５）から入力されるモーションベクター座標値（Ｖ_Y）の履歴を分析して、未来前処理画像に対するＹ軸の速度決定係数を算出した後、これをＹ軸画像比較部４１２へ出力する。

したがって、Ｙ軸の速度設定器（４３６）でモーションベクター座標値（Ｖ_Y）の履歴を分析して、未来前処理画像に対するＹ軸の速度決定係数を算出する過程は、Ｘ軸の速度設定器（４３４）でモーションベクター座標値（Ｖ_X）の履歴を分析して未来前処理画像に対するＸ軸の速度決定係数を算出する過程と等しいので、これに対する詳細な説明は略する。

上述したように、速度設定部（４３１）、（４３２）はモーションベクター算出部４２４から入力される最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）の履歴に連動して、高速、低速、中速およびデフォルト速度の４モードの速度設定係数を前記画像比較部４１０に出力する。

エラー検出部４２３は全体検索を通じて算出された第１モーションベクター座標値（Ｖ_X1、Ｖ_Y1）と、既設定された速度設定係数と連関された特定座標軸に対する部分検索を通じて算出された第２モーションベクター座標値（Ｖ_X2、Ｖ_Y2）をフレームごとに入力した後、所定フレームに対するモーションベクター座標値の一致可否に基づいて、エラー発生有無を検出する。

この時、全体検索による第１モーションベクター座標値（Ｖ_X1、Ｖ_Y1）と、部分検索による第２モーションベクター座標値（Ｖ_X2、Ｖ_Y2）が所定回数のフレーム、より具体的には３フレーム連続してお互いに相異なっている場合、エラー検出部４２３はエラー信号を発生させる。同時に、全体検索による第１モーションベクター座標値（Ｖ_X1、Ｖ_Y1）を、現在前処理画像６０３に対する最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）としてモーションベクター算出部４２４へ出力した後、Ｘ軸の速度設定部（４３１）およびＹ軸の速度設定部（４３２）へデフォルト速度モードを出力させる。

しかし、前記モーションベクター座標値が所定回数のフレーム、より具体的には連続された３フレームの中で、ただ一度でも等しい座標値が入力される場合、エラー検出部４２３は、部分検索による第２モーションベクター座標値（Ｖ_X2、Ｖ_Y2）を、現在前処理画像６０３に対する最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）としてモーションベクター算出部４２４へ出力する。

モーションベクター算出部４２４は、エラー検出部４２３からエラー信号が出力されない場合、既設定された速度決定係数による部分検索によって算出された第２モーションベクター座標値（Ｖ_X2、Ｖ_Y2）を、現在前処理画像６０３に対する最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）としてインターフェース部５００へ出力する。

この時、エラー検出部４２３からエラー信号が出力される場合、モーションベクター算出部４２４は、全体検索を実行して算出された第１モーションベクター座標値（Ｖ_X1、Ｖ_Y1）を、現在前処理画像６０３に対する最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）としてインターフェース部５００へ出力する。

以下、図２６ないし図２９ｂを参照して、本発明による部分検索アルゴリズムを利用した位置追跡方法の実施の形態２について詳細に説明する。まず、移動座標算出部４００は前処理部３００から現在前処理画像および現在前処理中央画像を入力する（図２６のステップＳ１００。以下、実施の形態２では図２６〜２９ｂにおけるステップ番号を参照）。

ここで、前記段階（ステップＳ１００）は、本発明の実施の形態１に示された図１２の内容と等しいので、これに対する詳細な説明は略する。つぎに、前記前処理部３００から底表面に対する現在前処理画像、および現在前処理中央画像が入力されると、前記移動座標算出部４００は、２次元の全体座標軸に対する全体検索を実行して、前記現在前処理画像に対する第１モーションベクター座標値（Ｖ_X1、Ｖ_Y1）を算出する（ステップＳ２００）。

ここで、前記段階（ステップＳ２００）は、先に述べた本発明の実施の形態１に示された図１３の内容と等しいので、これに対する詳細な説明は略する。現在前処理画像に対する全体検索を実行してモーションベクター座標値（Ｖ_X1、Ｖ_Y1）を算出すると同時に、移動座標算出部４００は、既設定された速度設定係数に連動する座標値に対する部分検索を実行して、第２モーションベクター座標値（Ｖ_X2、Ｖ_Y2）を算出する（ステップＳ３００）。

図２７ａを参照して、既設定された速度設定係数に連動する部分検索を通じて、Ｘ軸モーションベクター座標値（Ｖ_X2）を算出する過程を説明する。Ｘ軸の速度設定部（４３１）のＸ軸の速度設定器（４３４）から、既設定された速度決定係数が入力される場合（ステップＳ３０１ａ）、Ｘ軸画像比較部４１１は速度決定係数が高速モード、低速モード、中速モードおよびデフォルト速度モードの中でいずれが入力されたのかを判断する（ステップＳ３０２ａ）。

前記段階（ステップＳ３０２ａ）の判断の結果、高速モードが入力された場合、Ｘ軸画像比較部４１１はＸ座標値の中で原点を含む外側座標値、より具体的には±２、±３の座標値を有するＸ座標値に対する部分検索を実行する（ステップＳ３０３ａ）。

以後、Ｘ軸画像比較部４１１は、既設定された参照画像を構成するピクセル値と一致するピクセルの個数が一番多い場合のＸ座標値を、現在前処理画像に対するモーションベクター座標値（Ｖ_X2）として算出する（ステップＳ３０４ａ）。前記段階（ステップＳ３０２ａ）の判断の結果、高速モードが入力されない場合、Ｘ軸画像比較部４１１は速度決定係数が低速モード、中速モードおよびデフォルト速度モード中いずれが入力されたのかを判断する（ステップＳ３０５ａ）。

前記段階（ステップＳ３０５ａ）の判断の結果、低速モードが入力された場合、Ｘ軸画像比較部４１１はＸ座標値の中で原点を含む内側座標値、より具体的には０、±１の座標値を有するＸ座標値に対する部分検索を実行する（ステップＳ３０６ａ）。以後、Ｘ軸画像比較部４１１は前記段階（ステップＳ３０４ａ）と等しい方法によって、現在前処理画像に対するモーションベクター座標値（Ｖ_X2）を算出する（ステップＳ３０７ａ）。

前記段階（ステップＳ３０５ａ）の判断の結果、低速モードが入力されない場合、Ｘ軸画像比較部４１１は速度決定係数が中速モードおよびデフォルト信号中いずれが入力されたのかを判断する（ステップＳ３０８ａ）。前記段階（ステップＳ３０８ａ）の判断の結果、中速モードが入力された場合、Ｘ軸画像比較部４１１はＸ座標値の中で中間座標値、より具体的には±１および±２の座標値を有するＸ座標値に対する部分検索を実行する（ステップＳ３０９ａ）。

以後、Ｘ軸画像比較部４１１は前記段階（ステップＳ３０４ａ）と等しい方法によって、現在前処理画像に対するモーションベクター座標値（Ｖ_X2）を算出する（ステップＳ３１０ａ）。前記段階（ステップＳ３０８ａ）の判断の結果、前記Ｘ軸の速度決定係数がデフォルト信号の場合、前記Ｘ軸画像比較部４１１はＸ座標値全体に対する全体検索を実行する（ステップＳ３１１ａ）。

つぎに、前記Ｘ軸画像比較部４１１は、既設定された参照画像を構成するピクセル値と一致するピクセルの個数が一番多い場合のＸ座標値を、前記現在前処理画像に対するモーションベクター座標値（Ｖ_X2）として算出する（ステップＳ３１２ａ）。

図２７ｂを参照して既設定された速度設定係数に連動する部分検索を通じてＹ軸モーションベクター座標値（Ｖ_Y2）を算出する過程を説明する。

Ｙ軸画像比較部４１２はＹ軸の速度設定部（４３２）のＹ軸の速度設定器（４３６）から、既設定された速度決定係数、より具体的には高速モード、低速モード、中速モードおよびデフォルト信号などの速度決定係数を入力する。

Ｙ軸画像比較部４１２は、既設定された速度決定係数に連動するＹ座標値に対する部分検索を実行した後、既設定された参照画像を構成するピクセル値と一致するピクセルの個数が一番多い場合のＹ座標値を、前記現在前処理画像に対するモーションベクター座標値（Ｖ_Y2）として算出する。

ここで、Ｙ軸画像比較部４１２で現在前処理画像に対するＹ軸モーションベクター座標値（Ｖ_Y2）を算出する過程は、Ｘ軸画像比較部４１１でＸ軸モーションベクター座標値を算出する過程を図示する図２７ａと等しいので、これに対する詳細な説明は略する。

上述したように、現在前処理画像に対する全体検索、および部分検索を通じてモーションベクター座標値を算出した後、移動座標算出部４００は、前記モーションベクター座標値を相互に比べて、現在前処理画像に対する最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）をインターフェース部５００へ出力する（ステップＳ４００）。

図２８を参照して移動座標算出部４００で現在前処理画像に対する最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）を算出する過程を説明すれば次のようになる。

エラー検出部４２３は画像比較部４１０から、現在前処理画像に対する全体検索を通じて算出された第１モーションベクター座標値（Ｖ_X1、Ｖ_Y1）を入力する（ステップＳ４０１）。

また、エラー検出部４２３は、前記画像比較部４１０から全体検索を通じて算出された第１モーションベクター座標値（Ｖ_X1、Ｖ_Y1）を入力すると同時に、既設定された速度決定係数による部分検索を通じて算出された現在前処理画像に対する第２モーションベクター座標値（Ｖ_X2、Ｖ_Y2）を入力する（ステップＳ４０２）。

エラー検出部４２３は前記それぞれのモーションベクター座標値（Ｖ_X1、Ｖ_Y1）および（Ｖ_X2、Ｖ_Y2）を、フレームごとに相互に比べた後（ステップＳ４０３）、所定回数のフレームに対する前記モーションベクター座標値（Ｖ_X1、Ｖ_Y1）および（Ｖ_X2、Ｖ_Y2）の一致可否を判断する（ステップＳ４０４）。

前記段階（ステップＳ４０４）の判断の結果、前記モーションベクター座標値が相互に一致するか、または一致しないフレームが所定回数以下の場合、エラー検出部４２３はモーションベクター算出部４２４へエラー未発生信号を出力する（ステップＳ４０５）。

エラー検出部４２３からエラー未発生信号が入力される場合、モーションベクター算出部４２４は速度決定係数による部分検索を通じて算出された第２モーションベクター座標値（Ｖ_X2、Ｖ_Y2）を、現在前処理画像に対する最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）として算出して、インターフェース部５００へ出力する（ステップＳ４０６）。同時に、最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）を画像比較部４１１、４１２および速度設定部（４３１）、（４３２）へフィードバックする（ステップＳ４０７）。

前記段階（ステップＳ４０４）の判断の結果、前記モーションベクター座標値が所定回数以上のフレームに対して相互に一致しない場合、エラー検出部４２３はモーションベクター算出部４２４へエラー発生信号を出力する（ステップＳ４０８）。

エラー検出部４２３からエラー発生信号が入力される場合、モーションベクター算出部４２４は全体検索を通じて算出された第１モーションベクター座標値（Ｖ_X1、Ｖ_Y1）を、現在前処理画像に対する最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）として算出して、インターフェース部５００へ出力する（ステップＳ４０９）。同時に、前記最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）を前記画像比較部４１１、４１２および速度設定部（４３１）、（４３２）へフィードバックする（ステップＳ４１０）。

現在前処理画像に対する最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）を算出した後、移動座標算出部４００は前記モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）に対する履歴を分析して、未来前処理画像に対する方向決定係数を算出する（ステップＳ５００）。

図２９ａを参照して、未来前処理画像に対するＸ軸の速度決定係数の算出過程を説明すれば次のようになる。

モーションベクター算出部４２４から、現在前処理画像に対するモーションベクター座標値（Ｖ_X）が入力される場合（ステップＳ５０１ａ）、Ｘ軸の速度計数器（４３３）は、入力された所定回数のフレームに対する前記モーションベクター座標値（Ｖ_X）を積算させた後（ステップＳ５０２ａ）、これを前記モーションベクター部４２０のＸ軸の速度設定器（４３４）へ出力する（ステップＳ５０３ａ）。

つぎに、Ｘ軸の速度設定器（４３４）は所定フレームに対する前記モーションベクター座標値（Ｖ_X）の履歴を分析した後（ステップＳ５０４ａ）、前記履歴が一定時間の間、一定レベル以上を維持するのかという可否を判断する（ステップＳ５０５ａ）。

前記段階（ステップＳ５０５ａ）の判断の結果、一定時間の間、一定レベル以上を維持する履歴を形成する場合、前記Ｘ軸の速度設定器（４３４）は、未来前処理画像がＸ座標値の中で外側座標値に存在するはずだという高速モードの速度設定係数を、Ｘ軸画像比較部４１１へ出力する（ステップＳ５０６ａ）。

前記段階（ステップＳ５０３ａ）の判断の結果、履歴が一定時間の間、一定レベル以上を維持する履歴を形成しない場合、前記Ｘ軸の速度設定器（４３４）は、前記履歴が一定時間の間、一定レベル以下を維持すべきかどうかを判断する（ステップＳ５０７ａ）。

前記段階（ステップＳ５０７ａ）の判断の結果、履歴が一定時間の間、一定レベル以下を維持する履歴を形成する場合、Ｘ軸の速度設定器（４３４）は、未来前処理画像がＸ座標値の中で内側座標値に存在するはずだという低速モードの速度決定係数を、Ｘ軸画像比較部４１１へ出力する（ステップＳ５０８ａ）。

前記段階（ステップＳ５０７ａ）の判断の結果、履歴が一定時間の間、一定レベル以下を維持する履歴を形成しない場合、Ｘ軸の速度設定器（４３４）は、履歴が低速レベルと高速レベルの中間レベルを維持する履歴を形成するかどうかを判断する（ステップＳ５０９ａ）。

前記段階（ステップＳ５０９ａ）の判断の結果、履歴が低速レベルと高速レベルの中間レベルを維持する場合、Ｘ軸の速度設定器（４３４）は、未来前処理画像がＸ座標値の中で中間座標値に存在するはずだという中速モードの速度決定係数を、Ｘ軸画像比較部４１１へ出力する（ステップＳ５１０ａ）。

このとき、前記段階（ステップＳ５０９ａ）の判断の結果、履歴が一定時間の間の積算値の大きさが一定レベルで維持されない場合、Ｘ軸の速度設定器（４３４）は未来前処理画像がＸ座標値に対して明らかな速度がないということを表わすデフォルト速度モードの速度決定係数をＸ軸画像比較部４１１へ出力する（ステップＳ５１１ａ）。

以下、図２９ｂを参照して、未来前処理画像に対するＹ軸の速度決定係数を算出する過程を説明する。すなわち、Ｙ軸の速度設定器（４３６）はＹ軸の速度計数器（４３５）から、所定回数のフレームに対する現在前処理画像の最終モーションベクター座標値（Ｖ_Y）を入力する。

ついで、Ｙ軸の速度設定器（４３６）は最終モーションベクター座標値（Ｖ_Y）に対する履歴を分析して、未来前処理画像に対する所定の速度決定係数を算出する。ここで、Ｙ軸の速度設定器（４３６）で未来前処理画像に対するＹ軸の速度決定係数を算出する過程は、Ｘ軸の速度設定器（４３４）でＸ軸モーションベクター座標値（Ｖ_X）の履歴を分析して、未来前処理画像に対するＸ軸の速度決定係数を算出する過程を示す図２９ａと等しいので、これに対する詳細な説明は略する。

つぎに、移動座標算出部４００は最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）の移動量に基づいて、Ｘチャネル／Ｙチャネル参照部４３０、４４０に参照画像を設定する（ステップＳ６００）。ここで、前記段階（ステップＳ６００）の内容は、本発明の実施の形態１に示された図１７の内容と等しい。したがってこれに対する詳細な説明は略する。

実施の形態３
以下、図３０ないし図３６を参照して、本発明の実施の形態３による位置追跡用光センサー装置、およびこれを利用した位置追跡方法を詳細に説明する。まず、図３０を参照して本発明の実施の形態３による位置追跡用光センサー装置の構成を詳細に説明する。

本発明による位置追跡用光センサー装置は、現在前処理画像に対する全体検索、および既設定された速度決定係数および方向決定係数による部分検索を通じて、現在前処理画像に対するモーションベクター座標値を算出し、算出されたモーションベクター座標値の履歴に基づいて、未来前処理画像に対する方向および速度決定係数を算出するために、画像ピクセル配列１００、Ａ／Ｄ変換部２００、前処理部３００、移動座標算出部４００およびインターフェース部５００で構成されている。

ここで、前記画像ピクセル配列１００、Ａ／Ｄ変換部２００、前処理部３００およびインターフェース部５００は、前記の実施の形態１および実施の形態２の構成と等しいので、ここでは移動座標算出部４００の構成および動作過程について詳しく説明する。

移動座標算出部４００は、全体検索を実行して検索された第１モーションベクター座標値（Ｖ_X1、Ｖ_Y1）と、既設定された方向決定係数および速度決定係数に連関された特定座標値に対する部分検索を実行して算出された第２モーションベクター座標値（Ｖ_X2、Ｖ_Y2）とのいずれかを、現在前処理画像に対する最終モーションベクター算出値（Ｖ_X、Ｖ_Y）として算出する。

移動座標算出部４００は、全体検索または部分検索を通じて算出されたモーションベクター座標値の履歴に基づいて、未来前処理画像に対する方向／速度決定係数を算出するために、図３０に示されるように、画像比較部４１０、モーションベクター部４２０、Ｘチャネル参照部４３０およびＹチャネル参照部４４０を含んで構成される。

ここで、既設定された方向決定係数および速度決定係数は過去フレーム、より具体的には現在フレームの以前フレームたちに対するモーションベクター座標値たちの履歴に基づいて算出される。

画像比較部４１０は、現在前処理画像の全体／部分領域に対して、既設定された参照画像をオーバーラッピングする全体／部分検索を実行して、モーションベクター座標値を算出するために、図３０に示されるように、Ｘ軸画像比較部４１１およびＹ軸画像比較部４１２で構成されている。

ここで、Ｘ軸画像比較部４１１は、前記現在前処理画像をＸ座標値全体に対する全体検索を実行して、前記現在前処理画像に対するＸ軸モーションベクター座標値（Ｖ_X1）を算出する。

また、Ｘ軸画像比較部４１１は、モーションベクター部４２０の方向設定部４２１および速度設定部（４３１）から入力される、方向決定係数および速度決定係数に共通であるＸ座標値に対する部分検索を実行して、Ｘ軸モーションベクター座標値（Ｖ_X2）を算出する。

図３１を参照してより具体的に説明すれば、モーションベクター部４２０を構成するＸ軸方向設定器４２６から（＋）方向決定係数が入力された場合、Ｘ軸画像比較部４１１はＸ軸の速度設定器（４３４）から入力される速度決定係数に連動して特定のＸ座標値に対する部分検索を実行する。

すなわち、Ｘ軸の速度設定器（４３４）から入力された速度決定係数が高速モードの場合、Ｘ軸画像比較部４１１は、Ｘ座標値の中で右側座標値と外側座標値に共通である座標値に対してのみ部分検索を実行して、Ｘ軸モーションベクター座標値（Ｖ_X2）を算出する。

また、Ｘ軸の速度設定器（４３４）から入力された速度決定係数が低速モードの場合、Ｘ軸画像比較部４１１は、右側座標値と内側座標値に共通である座標値に対してのみ部分検索を実行して、Ｘ軸モーションベクター座標値（Ｖ_X2）を算出する。また、Ｘ軸の速度設定器（４３４）から入力された速度決定係数が中速モードの場合、Ｘ軸画像比較部４１１は、右側座標値と中間座標値に共通である座標値に対してのみ部分検索を実行して、Ｘ軸モーションベクター座標値（Ｖ_X2）を算出する。この時、Ｘ軸の速度設定器（４３４）から入力された速度決定係数がデフォルト速度モードの場合、Ｘ軸画像比較部４１１は、Ｘ座標値の中で右側座標値に対してのみ部分検索を実行して、Ｘ軸モーションベクター座標値（Ｖ_X2）を算出する。

また、モーションベクター部４２０を構成するＸ軸方向設定器４２６から（−）方向決定係数が入力された場合、Ｘ軸画像比較部４１１は前記モーションベクター部４２０を構成するＸ軸の速度設定器（４３４）から入力される速度決定係数に連動して特定のＸ座標値に対する部分検索を実行する。

すなわち、Ｘ軸の速度設定器（４３４）から入力された速度決定係数が高速モードの場合、Ｘ軸画像比較部４１１は、Ｘ座標値の中で左側座標値と外側座標値に共通である座標値に対する部分検索を実行して、Ｘ軸モーションベクター座標値（Ｖ_X2）を算出する。

また、Ｘ軸の速度設定器（４３４）から入力された速度決定係数が低速モードの場合、Ｘ軸画像比較部４１１は、左側座標値と内側座標値に共通である座標値に対してのみ部分検索を実行して、Ｘ軸モーションベクター座標値（Ｖ_X2）を算出する。また、Ｘ軸の速度設定器（４３４）から入力された速度決定係数が中速モードの場合、Ｘ軸画像比較部４１１は、左側座標値と中間座標値に対してのみ部分検索を実行して、Ｘ軸モーションベクター座標値（Ｖ_X2）を算出する。

この時、Ｘ軸の速度設定器（４３４）から入力された速度決定係数がデフォルト速度モードの場合、Ｘ軸画像比較部４１１はＸ座標値の中で左側座標値に対してのみ部分検索を実行して、Ｘ軸モーションベクター座標値（Ｖ_X2）を算出する。

もし、Ｘ軸方向設定器４２６から入力される方向決定係数がデフォルトであって、Ｘ軸の速度設定器（４３４）から入力される速度設定係数がデフォルトである場合、前記Ｘ軸画像比較部４１１はＸ座標値全体に対する全体検索を実行してＸ軸モーションベクター座標値（Ｖ_X2）を算出する。

Ｙ軸画像比較部４１２は前記現在前処理画像をＹ座標値全体に対する全体検索を実行して、前記現在前処理画像に対するモーションベクター座標値（Ｖ_Y1）を算出する。

また、Ｙ軸画像比較部４１２は、モーションベクター部４２０を構成するＹ軸方向設定器４２８およびＹ軸の速度設定器（４３６）から入力される、方向決定係数および速度決定係数に共通である座標値に対する部分検索を実行してＹ軸モーションベクター座標値（Ｖ_Y2）を算出する。

図３１を参照してより具体的に説明すれば、モーションベクター部４２０を構成するＹ軸方向設定器４２８から（＋）方向決定係数が入力された場合、Ｙ軸画像比較部４１２はＹ軸の速度設定器（４３６）から入力される速度決定係数に基づいて、特定のＹ座標値に対する部分検索を実行する。

すなわち、Ｙ軸の速度設定器（４３６）から入力された速度決定係数が高速モードの場合、Ｙ軸画像比較部４１２は、Ｙ座標値の中で上側座標値と外側座標値に共通である座標値に対してだのみ部分検索を実行して、Ｙ軸モーションベクター座標値（Ｖ_Y2）を算出する。

また、Ｙ軸の速度設定器（４３６）から入力された速度決定係数が低速モードの場合、Ｙ軸画像比較部４１２は、上側座標値と内側座標値に共通である座標値に対してのみ部分検索を実行して、Ｙ軸モーションベクター座標値（Ｖ_Y2）を算出する。また、Ｙ軸の速度設定器（４３６）から入力された速度決定係数が中速モードの場合、Ｙ軸画像比較部４１２は、上側座標値と中間座標値に対してのみ部分検索を実行して、Ｙ軸モーションベクター座標値（Ｖ_Y2）を算出する。

この時、Ｙ軸の速度設定器（４３６）から入力された速度決定係数がデフォルト信号の場合、Ｙ軸画像比較部４１２は、Ｙ座標値の中で上側座標値に対してのみ部分検索を実行して、Ｙ軸モーションベクター座標値（Ｖ_Y2）を算出する。

また、前記モーションベクター部４２０を構成するＹ軸方向設定器４２８から（−）方向決定係数が入力された場合、Ｙ軸画像比較部４１２は、前記Ｙ軸の速度設定器（４３６）から入力される速度決定係数に基づいて、特定のＹ座標値に対する部分検索を実行する。

すなわち、Ｙ軸の速度設定器（４３６）から入力された速度決定係数が高速モードの場合、Ｙ軸画像比較部４１２は、Ｙ座標値の中で下側座標値と外側座標値に共通である座標値に対する部分検索を実行して、Ｙ軸モーションベクター座標値（Ｖ_Y2）を算出する。また、Ｙ軸の速度設定器（４３６）から入力された速度決定係数が低速モードの場合、Ｙ軸画像比較部４１２は、下側座標値と内側座標値に共通である座標値に対してのみ部分検索を実行して、Ｙ軸モーションベクター座標値（Ｖ_Y2）を算出する。

また、Ｙ軸の速度設定器（４３６）から入力された速度決定係数が中速モードの場合、Ｙ軸画像比較部４１２は、下側座標値と中間座標値に共通である座標値に対してのみ部分検索を実行して、Ｙ軸モーションベクター座標値（Ｖ_Y2）を算出する。この時、Ｙ軸の速度設定器（４３６）から入力された速度決定係数がデフォルト信号の場合、前記Ｙ軸画像比較部４１２は、Ｙ座標値の中で下側座標値に対する部分検索を実行してＹ軸モーションベクター座標値（Ｖ_Y2）を算出する。

もし、Ｙ軸方向設定器４２８から入力される方向決定係数がデフォルトであり、Ｙ軸の速度設定器（４３６）から入力される速度設定係数がデフォルトである場合、Ｙ軸画像比較部４１２は、Ｙ座標値全体に対する全体検索を実行して、Ｙ軸モーションベクター座標値（Ｖ_Y2）を算出する。

モーションベクター部４２０はエラー発生有無に基づいて、画像比較部４１０から入力される全体検索による第１モーションベクター座標値（Ｖ_X1、Ｖ_Y1）と、部分検索による第２モーションベクター座標値（Ｖ_X2、Ｖ_Y2）とのいずれかのモーションベクター座標値を、現在前処理画像に対する最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）として算出する。

つぎに、モーションベクター部４２０は、算出されたモーションベクター座標値の履歴に基づいて、未来前処理画像の方向および速度を予測するための方向／速度決定係数を算出するために、図３１に示されるように、Ｘ軸方向設定部４２１、Ｙ軸方向設定部４２２、Ｘ軸の速度設定部（４３１）、Ｙ軸の速度設定部（４３２）、エラー検出部４２３およびモーションベクター算出部４２４で構成されている。

ここで、Ｘ軸方向設定部４２１は、本発明の実施の形態１で記述したように、モーションベクター算出部４２４から入力される現在前処理画像に対するＸ軸モーションベクター座標値（Ｖ_X）に対する履歴を分析して、未来前処理画像に対するＸ軸方向決定係数を算出するために、前記Ｘ軸方向計数器４２５とＸ軸方向設定器４２６を含んで構成される。

ここで、前記Ｘ軸方向設定器４２６は、前記Ｘ軸方向計数器４２５に蓄積される前記Ｘ軸モーションベクター座標値（Ｖ_X）の履歴がＸ軸に対して、原点を含んで右側座標値に算出される場合は（＋）方向決定係数を、原点を含んで左側座標値に算出される場合は（−）方向決定係数を、および明らかな方向性がない場合にはデフォルト方向決定係数を算出する。

また、Ｙ軸方向設定部４２２は、本発明の実施の形態１で記述したように、モーションベクター算出部４２４から入力される現在前処理画像に対するＹ軸モーションベクター座標値（Ｖ_Y）の履歴を分析して、未来前処理画像に対するＹ軸方向決定係数を算出するこために、方向計数器４２７とＹ軸方向設定器４２８を含んで構成される。

ここで、前記Ｙ軸方向設定器４２８は、前記Ｙ軸方向計数器４２７に蓄積される前記Ｙ軸モーションベクター座標値（Ｖ_Y）の履歴がＹ軸に対して、原点を含んで上側座標値に算出される場合は（＋）方向決定係数を、原点を含んで下側座標値に算出される場合は（−）方向決定係数を、および明らかな方向性ない場合にはデフォルト方向決定係数を算出する。

また、Ｘ軸の速度設定部（４３１）は、本発明の実施の形態２で記述したように、モーションベクター算出部４２４から入力される現在前処理画像に対するＸ軸モーションベクター座標値（Ｖ_X）の履歴を分析して、未来前処理画像に対するＸ軸の速度決定係数を算出するために、Ｘ軸の速度計数器（４３３）とＸ軸の速度設定器（４３４）を含んで構成される。

ここで、Ｘ軸の速度設定器（４３４）はＸ軸の速度計数器（４３３）に蓄積されるＸ軸モーションベクター座標値（Ｖ_X）の履歴がＸ軸に対して、外側座標値に算出される場合は高速モードの速度決定係数を、内側座標値に算出される場合は低速モードの速度決定係数を、中間座標値に算出される場合は中速モードの速度決定係数を、および決まったレベルを維持することができない場合はデフォルト速度モードの速度決定係数を算出する。

また、前記Ｙ軸の速度設定部（４３２）は、本発明の実施の形態２で記述したように、モーションベクター算出部（４１４）から入力される現在前処理画像に対するＹ軸モーションベクター座標値（Ｖ_Y）の履歴を分析して、未来前処理画像にＹ軸の速度決定係数を算出するために、Ｙ軸の速度計数器（４３５）とＹ軸の速度設定器（４３６）を含んで構成される。

ここで、Ｙ軸の速度設定器（４３６）は、Ｙ軸の速度計数器（４３５）に蓄積されるＹ軸モーションベクター座標値（Ｖ_Y）の履歴がＹ軸に対して、外側座標値に算出される場合は高速モードの速度決定係数、内側座標値に算出される場合は低速モードの速度決定係数を、中間座標値に算出される場合は中速モードの速度決定係数を、および決まったレベルを維持することができない場合はデフォルト速度モードの速度決定係数を算出する。

エラー検出部４２３は、画像比較部４１０から入力される全体検索による第１モーションベクター座標値（Ｖ_X1、Ｖ_Y1）と、部分検索による第２モーションベクター座標値（Ｖ_X2、Ｖ_Y2）とを、フレームごとに比べた後、所定回数の連続フレーム、より具体的には３フレーム連続してお互いに相異なっている座標値が入力される場合、エラー信号を発生させる。同時に、前記方向設定部４２１、４２２および速度設定部（４３１）、（４３２）にデフォルト速度モードを出力させる。

この時、エラー検出部４２３によって前記方向決定部および速度決定部がデフォルトに設定される場合、前記画像比較部４１０は現在前処理画像を全体座標軸に対する全体検索を実行して、最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）を算出するようになる。

モーションベクター算出部４２４は、エラー検出部４２３からエラー信号が出力されない場合、前記現在前処理画像に対する部分検索を実行して算出された第２モーションベクター座標値（Ｖ_X2、Ｖ_Y2）を、最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）としてインターフェース部５００へ出力する。

また、モーションベクター算出部４２４は、エラー検出部４２３からエラー信号が出力される場合、現在前処理画像に対する全体検索を実行して算出された第１モーションベクター座標値（Ｖ_X1、Ｖ_Y1）を、最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）として前記インターフェース部５００へ出力する。

以下、図３２ないし図３６を参照して、本発明による部分検索アルゴリズムを利用した位置追跡方法の実施の形態３について詳細に説明する。まず、移動座標算出部４００は前処理部３００から現在前処理画像および現在前処理中央画像を入力する（図３２のステップＳ１００。以下、実施の形態３では図３２〜３６のステップ番号を参照）。

ここで、前記段階（ステップＳ１００）は本発明の実施の形態１に示された図１２の内容と等しいので、これに対する詳細な説明は略する。

つぎに、移動座標算出部４００は全体座標軸に対する全体検索を実行して前記現在前処理画像に対する第１モーションベクター座標値（Ｖ_X1、Ｖ_Y1）を算出する（ステップＳ２００）。

ここで、前記段階（ステップＳ２００）は本発明の実施の形態１に示された図１３の内容と等しいので、これに対する詳細な説明は略する。前記のように、現在前処理画像に対する全体検索を通じて第１モーションベクター座標値（Ｖ_X1、Ｖ_Y1）を算出すると同時に、移動座標算出部４００は、既設定されたＸ軸／Ｙ軸方向決定係数および速度決定係数に連動する座標値に対する部分検索を実行して、第２モーションベクター座標値（Ｖ_X2、Ｖ_Y2）を算出する（ステップＳ３００）。

図３３（図３３ａおよび図３３ｂ）を参照して、Ｘ軸方向決定係数および速度決定係数に共通する座標値に対する部分検索を通じて、Ｘ軸モーションベクター座標値（Ｖ_X2）を算出する過程を説明する。Ｘ軸画像比較部４１１はモーションベクター部４２０のＸ軸方向設定器４２６から、既設定された方向決定係数を入力する（ステップＳ３０１ａ）。

また、Ｘ軸画像比較部４１１は、Ｘ軸方向設定器４２６から、既設定された方向決定係数を入力すると同時に、Ｘ軸の速度設定器（４３４）から、既設定された速度決定係数を入力する（ステップＳ３０２ａ）。ついで、Ｘ軸画像比較部４１１は前記方向決定係数の入力状態が（＋）方向決定係数なのかを判断する（ステップＳ３０３ａ）。

前記段階（ステップＳ３０３ａ）の判断の結果、方向決定係数が（＋）方向決定係数の場合、Ｘ軸画像比較部４１１はＸ軸の速度設定部（４３１）から入力される速度決定係数の入力状態が高速モード、低速モード、中速モードおよびデフォルトのいずれかを判断する（ステップＳ３０４ａ）。前記段階（ステップＳ４０４ａ）の判断の結果、速度決定係数が高速モードの場合、Ｘ軸画像比較部４１１はＸ座標値の中で右側座標値および外側座標値に共通に含まれる座標値に対する部分検索を実行する（ステップＳ３０５ａ）。

ついで、Ｘ軸画像比較部４１１は既設定された参照画像を構成するピクセル値と一致するピクセルの個数が一番多い場合のＸ座標値を、現在前処理画像に対するモーションベクター座標値（Ｖ_X2）として算出する（ステップＳ３０６ａ）。前記段階（ステップＳ３０４ａ）の判断の結果、速度決定係数が高速モードではない場合、Ｘ軸画像比較部４１１は速度決定係数が低速モード、中速モードおよびデフォルト速度モードのいずれかを判断する（ステップＳ３０７ａ）。

前記段階（ステップＳ３０７ａ）の判断の結果、速度決定係数が低速モードの場合、Ｘ軸画像比較部４１１は、Ｘ座標値の中で原点を含む右側座標値および内側座標値に共通に含まれる座標値に対する部分検索を実行する（ステップＳ３０８ａ）。つぎに、Ｘ軸画像比較部４１１は前記段階（ステップＳ３０６ａ）と等しい方法によって、現在前処理画像に対するＸ軸モーションベクター座標値（Ｖ_X2）を算出する。

前記段階（ステップＳ３０７ａ）の判断の結果、速度決定係数が低速モードではない場合、Ｘ軸画像比較部４１１は速度決定係数が中速モードおよびデフォルト速度モードのいずれかを判断する（ステップＳ３０９ａ）。前記段階（ステップＳ３０９ａ）の判断の結果、速度決定係数が中速モードの場合、Ｘ軸画像比較部４１１はＸ座標値の中で右側座標値および中間座標値に含まれる座標値に対する部分検索を実行する（ステップＳ３１０ａ）。ついで、Ｘ軸画像比較部４１１は前記段階（ステップＳ３０４ａ）と等しい方法によって、現在前処理画像に対するモーションベクター座標値（Ｖ_X2）を算出する。

前記段階（ステップＳ４０９ａ）の判断の結果、速度決定係数がデフォルト速度モードの場合、Ｘ軸画像比較部４１１はＸ座標値の中で原点を含む右側座標値に対する部分検索を実行する（ステップＳ３１１ａ）。

ついで、Ｘ軸画像比較部４１１は既設定された参照画像を構成するピクセル値と一致するピクセルの個数が一番多い場合のＸ座標値を現在前処理画像に対するモーションベクター座標値（Ｖ_X2）として算出する。前記段階（ステップＳ４０３ａ）の判断の結果、前記Ｘ軸方向決定係数が（＋）方向決定係数ではない場合、前記Ｘ軸画像比較部４１１はＸ軸方向決定係数が（−）方向決定係数なのかを判断する（ステップＳ３１３ａ）。

前記段階（ステップＳ３１３ａ）の判断の結果、方向決定係数が（−）方向決定係数の場合、Ｘ軸画像比較部４１１は、図３３ｂに示されるように、Ｘ軸の速度設定器（４３４）から入力されたＸ軸の速度決定係数の入力状態が高速モード、低速モード、中速モードおよびデフォルトのいずれかを判断する（ステップＳ３１４ａ）。

前記段階（ステップＳ３１４ａ）の判断の結果、Ｘ軸の速度決定係数が高速モードの場合、Ｘ軸画像比較部４１１は、Ｘ座標値の中で左側座標値および外側座標値に共通に含まれる座標値に対する部分検索を実行する（ステップＳ３１５ａ）。つぎに、Ｘ軸画像比較部４１１は、既設定された参照画像を構成するピクセル値と一致するピクセルの個数が一番多い場合のＸ座標値を、現在前処理画像に対するモーションベクター座標値（Ｖ_X2）として算出する（ステップＳ３１６ａ）。

また、前記段階（ステップＳ３１３ａ）の判断の結果、速度決定係数が高速モードではない場合、Ｘ軸画像比較部４１１は速度決定係数が低速モードなのかを判断する（ステップＳ３１７ａ）。

前記段階（ステップＳ３１７ａ）の判断の結果、速度決定係数が低速モードの場合、Ｘ軸画像比較部４１１は、Ｘ座標値の中で原点を含む左側座標値および内側座標値に含まれる座標値に対する部分検索を実行する（ステップＳ３１８ａ）。

ついで、Ｘ軸画像比較部４１１は、前記段階（ステップＳ３１６ａ）と等しい方法によって現在前処理画像に対するモーションベクター座標値（Ｖ_X2）を算出する。また、前記段階（ステップＳ３１７ａ）の判断の結果、速度決定係数が低速モードではない場合、Ｘ軸画像比較部４１１は速度決定係数が中速モードなのかを判断する（ステップＳ３１９ａ）。

前記段階（ステップＳ３１８ａ）の判断の結果、速度決定係数が中速モードの場合、Ｘ軸画像比較部４１１は、Ｘ座標値の中で左側座標値および中間座標値に共通に含まれる座標値に対する部分検索を実行する（ステップＳ３２０ａ）。以後、Ｘ軸画像比較部４１１は前記段階（ステップＳ３１６ａ）と等しい方法によって現在前処理画像に対するモーションベクター座標値（Ｖ_X2）を算出する。

また、前記段階（ステップＳ３１９ａ）の判断の結果、速度決定係数がデフォルト速度モードの場合、Ｘ軸画像比較部４１１はＸ座標値の中で原点を含む左側座標値に対する部分検索を実行する（ステップＳ３２１ａ）。ついで、Ｘ軸画像比較部４１１は前記段階（ステップＳ３１６ａ）と等しい方法によって現在前処理画像に対するモーションベクター座標値（Ｖ_X2）を算出する。

前記段階（ステップＳ３１３ａ）の判断の結果、Ｘ軸方向決定係数がデフォルトモードの場合、Ｘ軸画像比較部４１１はＸ座標値全体に対する全体検索を実行する（ステップＳ３２２ａ）。ついで、Ｘ軸画像比較部４１１は既設定された参照画像を構成するピクセル値と一致するピクセルの個数が一番多い場合のＸ座標値を前記現在前処理画像に対するモーションベクター座標値（Ｖ_X2）を算出する。

以下、図３４（図３４ａおよび図３４ｂ）を参照して、Ｙ軸方向決定係数および速度決定係数に共通する座標値の部分検索を通じて、Ｘ軸モーションベクター座標値（Ｖ_Y2）を算出する過程を説明する。Ｙ軸画像比較部４１２はモーションベクター部４２０のＹ軸方向設定器４２８から既設定された方向決定係数を入力する（ステップＳ３０１ｂ）。

また、前記Ｙ軸画像比較部４１２は、Ｙ軸方向設定器４２８から既設定された方向決定係数を入力すると同時に、Ｙ軸の速度設定器（４３６）から既設定された速度決定係数を入力する（ステップＳ３０２ｂ）。ついで、前記Ｙ軸画像比較部４１２は前記方向決定係数の入力状態が（＋）方向決定係数なのかを判断する（ステップＳ３０３ｂ）。

前記段階（ステップＳ３０３ｂ）の判断の結果、方向決定係数が（＋）方向決定係数の場合、Ｙ軸画像比較部４１２は前記Ｙ軸の速度設定部（４３２）から入力される速度決定係数の入力状態が高速モードなのかを判断する（ステップＳ３０４ｂ）。前記段階（ステップＳ３０４ｂ）の判断の結果、速度決定係数が高速モードの場合、Ｙ軸画像比較部４１２はＹ座標値の中で上側座標値および外側座標値に含まれる座標値に対する部分検索を実行する（ステップＳ３０５ｂ）。

ついで、Ｙ軸画像比較部４１２は既設定された参照画像を構成するピクセル値と一致するピクセルの個数が一番多い場合のＹ座標値を前記現在前処理画像に対するモーションベクター座標値（Ｖ_Y2）として算出する（ステップＳ３０６ｂ）。前記段階（ステップＳ３０４ｂ）の判断の結果、速度決定係数が高速モードではない場合、Ｙ軸画像比較部４１２は速度決定係数が低速モードなのかを判断する（ステップＳ３０７ｂ）。

前記段階（ステップＳ３０７ｂ）の判断の結果、速度決定係数が低速モードの場合、Ｙ軸画像比較部４１２はＹ座標値の中で原点を含む上側座標値および内側座標値に含まれる座標値に対する部分検索を実行する（ステップＳ３０８ｂ）。ついで、Ｙ軸画像比較部４１２は前記段階（ステップＳ３０６ｂ）と等しい方法によって、現在前処理画像に対するモーションベクター座標値（Ｖ_Y2）を算出する。

前記段階（ステップＳ３０７ｂ）の判断の結果、速度決定係数が低速モードではない場合、Ｙ軸画像比較部４１２は速度決定係数が中速モードなのかを判断する（ステップＳ３０９ｂ）。前記段階（ステップＳ３０９ｂ）の判断の結果、速度決定係数が中速モードの場合、Ｙ軸画像比較部４１２はＹ座標値の中で上側座標値および中間座標値に含まれる座標値に対する部分検索を実行する（ステップＳ３１０ｂ）。

ついで、Ｙ軸画像比較部４１２は前記段階（ステップＳ３０６ｂ）と等しい方法によって現在前処理画像に対するモーションベクター座標値（ＶＹ２）を算出する。前記段階（ステップＳ３０９ｂ）の判断の結果、速度決定係数がデフォルト速度モードの場合、Ｙ軸画像比較部４１２はＹ座標値の中で原点を含む上側座標値に対する部分検索を実行する（ステップＳ３１１ｂ）。

ついで、Ｙ軸画像比較部４１２は前記段階（ステップＳ３０６ｂ）と等しい方法によって、現在前処理画像に対するモーションベクター座標値（Ｖ_Y2）を算出する。前記段階（ステップＳ３０３ｂ）の判断の結果、方向決定係数が（＋）方向決定係数ではない場合、Ｙ軸画像比較部４１２は前記方向決定係数が（−）方向決定係数なのかを判断する（図３４ｂステップＳ３１３ｂ）。

前記段階（ステップＳ３１３ｂ）の判断の結果、方向決定係数が（−）方向決定係数の場合、前記Ｙ軸画像比較部４１２は、図３４ｂに示されるように、Ｙ軸の速度設定部（４３２）から入力されたＹ軸の速度決定係数の入力状態が速度決定係数の入力状態が高速モードなのかを判断する（ステップＳ３１４ｂ）。前記段階（ステップＳ３１４ｂ）の判断の結果、速度決定係数が高速モードの場合、Ｙ軸画像比較部４１２はＹ座標値の中で下側座標値および外側座標値にモード含まれる座標値に対する部分検索を実行する（ステップＳ３１５ｂ）。

ついで、Ｙ軸画像比較部４１２は既設定された参照画像を構成するピクセル値と一致するピクセルの個数が一番多い場合のＹ座標値を前記現在前処理画像に対するモーションベクター座標値（Ｖ_Y2）として算出する（ステップＳ３１６ｂ）。前記段階（ステップＳ３１４ｂ）の判断の結果、速度決定係数が高速モードではない場合、Ｙ軸画像比較部４１２は速度決定係数が低速モードなのかを判断する（ステップＳ３１７ｂ）。

前記段階（ステップＳ３１７ｂ）の判断の結果、速度決定係数が低速モードの場合、Ｙ軸画像比較部４１２はＹ座標値の中で原点を含む下側座標値および内側座標値に共通に含まれる座標値に対する部分検索を実行する（ステップＳ３１８ｂ）。ついで、Ｙ軸画像比較部４１２は前記段階（ステップＳ３１６ｂ）と等しい方法によって現在前処理画像に対するモーションベクター座標値（Ｖ_Y2）を算出する。

前記段階（ステップＳ３１７ｂ）の判断の結果、速度決定係数が低速モードではない場合、Ｙ軸画像比較部４１２は速度決定係数が中速モードなのかを判断する（ステップＳ３１９ｂ）。前記段階（ステップＳ４１８ｂ）の判断の結果、速度決定係数が中速モードの場合、Ｙ軸画像比較部４１２はＹ座標値の中で下側座標値および中間座標値に含まれる座標値に対する部分検索を実行する（ステップＳ３２０ｂ）。

ついで、Ｙ軸画像比較部４１２は前記段階（ステップＳ３１６ｂ）と等しい方法によって現在前処理画像に対するモーションベクター座標値（Ｖ_Y2）を算出する。前記段階（ステップＳ３１９ｂ）の判断の結果、速度決定係数がデフォルト速度モードの場合、Ｙ軸画像比較部４１２はＹ座標値の中で原点を含む下側座標値に対する部分検索を実行する（ステップＳ３２１ｂ）。

以後、Ｙ軸画像比較部４１２は前記段階（ステップＳ３１６ｂ）と等しい方法によって現在前処理画像に対するモーションベクター座標値（Ｖ_Y2）を算出する。前記段階（ステップＳ３１３ｂ）の判断の結果、Ｙ軸方向決定係数がデフォルトの場合、Ｙ軸画像比較部４１２はＹ座標値全体に対する全体検索を実行する（ステップＳ３２２ｂ）。

ついで、Ｙ軸画像比較部４１２は既設定された参照画像を構成するピクセル値と一致するピクセルの個数が一番多い場合のＹ座標値を、前記現在前処理画像に対するモーションベクター座標値（Ｖ_Y2）として算出する。上述したように、現在前処理画像に対する全体検索および部分検索を実行して、現在前処理画像に対するモーションベクター座標値を算出した後、移動座標算出部４００はモーションベクター座標値を相互に比べて現在前処理画像に対する最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）を算出する（ステップＳ４００）。

図３５を参照してより具体的に説明すれば、エラー検出部４２３は現在前処理画像に対する全体検索を通じて算出された、第１モーションベクター座標値（Ｖ_X1、Ｖ_Y1）を画像比較部４１０から入力する（ステップＳ４０１）。また、エラー検出部４２３は、既設定された方向決定係数および速度決定係数に連動した部分検索によって算出された現在前処理画像の第２モーションベクター座標値（Ｖ_X2、Ｖ_Y2）を画像比較部４１０から入力する（ステップＳ４０２）。

つぎに、エラー検出部４２３はそれぞれのモーションベクター座標値をフレームごとに相互に比べた後（ステップＳ４０３）、所定回数のフレームに対する前記モーションベクター座標値が一致するかどうかを判断する（ステップＳ４０４）。前記段階（ステップＳ４０４）の判断の結果、モーションベクター座標値が相互に一致するか、または一致しないフレームが所定回数以下の場合、エラー検出部４２３はモーションベクター算出部４２４へエラー未発生信号を出力する（ステップＳ４０５）。

前記エラー検出部４２３からエラー未発生信号が入力される場合、モーションベクター算出部４２４は、方向および速度決定係数に連動する部分検索を通じて算出された第２モーションベクター座標値（Ｖ_X2、Ｖ_Y2）を、現在前処理画像に対する最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）として算出して、インターフェース部５００へ出力する（ステップＳ４０６）。同時に、前記最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）を画像比較部４１０、方向設定部および速度設定部へフィードバックする（ステップＳ４０７）。

前記段階（ステップＳ４０４）の判断の結果、前記モーションベクター座標値が所定回数以上のフレームに対して相互に一致しない場合、エラー検出部４２３はモーションベクター算出部４２４でエラー発生信号を出力させる（ステップＳ４０８）。

エラー検出部４２３からエラー発生信号が入力される場合、モーションベクター算出部４２４は全体検索を通じて算出された前記第１モーションベクター座標値（Ｖ_X1、Ｖ_Y1）を、現在前処理画像に対する最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）として算出して、インターフェース部５００へ出力する（ステップＳ４０９）。同時に、前記最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）を、前記画像比較部４１０、方向設定部および速度設定部へフィードバックする（ステップＳ４１０）。

現在前処理画像に対する最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）を算出した後、移動座標算出部４００は最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）に対する履歴を分析して、未来前処理画像に対する方向決定係数および速度決定係数を算出する（ステップＳ５００）。

図３６を参照してより具体的に説明すれば、モーションベクター算出部４２４から前記現在前処理画像に対する最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）が入力される場合（ステップＳ５０１）、方向計数器４２５、４２７および速度計数器（４３３）、（４３５）は前記最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）を積算した後、これを方向設定器４２６４２８および速度設定器（４３４）、（４３６）へ出力する（ステップＳ５０２）。

つぎに、方向設定器４２６、４２８および速度設定器（４３４）、（４３６）は、所定フレームに対する前記積算したモーションベクター座標値（Ｖ_X）の履歴を分析して（ステップＳ５０３）、前記履歴に基づいて未来前処理画像に対する方向決定係数および速度決定係数を算出した後（ステップＳ５０４）、これを前記画像比較部４１０へ出力する（ステップＳ５０５）。ここで、前記過程（ステップＳ５０４）中で方向決定係数を算出する過程は、本発明の実施の形態１において、図１６ａおよび図１６ｂに記載された過程と等しい。

また、前記過程（ステップＳ５０４）中で、速度決定係数を算出する過程は、本発明の実施の形態２において、図２９ａおよび図２９ｂに記載される過程と等しい。つづいて、モーションベクター部から現在前処理画像に対する最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）がフィードバックされる場合、画像比較部４１０は最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）の移動量に基づいて、Ｘチャネル／Ｙチャネル参照部４３０、４４０に参照画像を設定する（ステップＳ６００）。ここで、前記段階（ステップＳ６００）の内容は、本発明の実施の形態１に示された図１７の内容と等しいので、これに対する詳細な説明は略する。

本発明における望ましい実施の形態を、図を参照して説明したが、該当の技術分野の熟練された当業者は、下記の特許請求範囲に記載した本発明の思想および領域から脱しない範囲内で、本発明を多様に修正および変更することができることを理解することができる。

マウスパッドの種類による光マウスのポイント軌跡を示した図面である。 従来の光マウスの前処理過程によって形成された一方向性を有する光マウスが置かれた底表面の画像を示した図面である。 従来の光マウスの前処理過程によって形成される、一方向性を有する光マウスが置かれた底表面の画像を図示した図面である。 本発明の実施の形態１による位置追跡用光センサー装置の構成を図示したブロック図である。 本発明の実施の形態１による移動座標算出部を構成する画像比較部の内部構成を示した図面である。 本発明の実施の形態１による現在前処理画像に対する全体検索過程を説明するための図面である。 本発明の実施の形態１による（−）方向決定係数による現在前処理画像のＸ軸方向に対する部分検索過程を説明するための図面である。 本発明の実施の形態１による（＋）方向決定係数による現在前処理画像のＸ軸方向に対する部分検索過程を説明するための図面である。 本発明の実施の形態１による（＋）方向決定係数による現在前処理画像のＹ軸方向に対する部分検索過程を説明するための図面である。 本発明の実施の形態１による（−）方向決定係数による現在前処理画像のＹ軸方向に対する部分検索過程を説明するための図面である。 本発明の実施の形態１による移動座標算出部を構成するモーションベクター部の内部構成図である。 本発明の実施の形態１による位置追跡用光センサー装置を利用した位置追跡過程を示した順序図である。 本発明の実施の形態１による移動座標算出部で、前処理部から現在前処理画像および現在前処理中央画像を入力する過程を示した順序図である。 本発明の実施の形態１による現在前処理画像の全体検索によって、第１モーションベクター座標値（Ｖ_X1、Ｖ_Y1）を算出する過程を示した順序図である。 本発明の実施の形態１による既設定されたＸ軸方向決定係数による部分検索によって、第２モーションベクター座標値（Ｖ_X2、Ｖ_Y2）のＸ軸モーションベクター座標値（Ｖ_X2）を算出する過程を示した順序図である。 本発明の実施の形態１による既設定されたＹ軸方向決定係数による部分検索によって、第２モーションベクター座標値（Ｖ_X2、Ｖ_Y2）のＹ軸モーションベクター座標値（Ｖ_Y2）を算出する過程を示した順序図である。 本発明の実施の形態１による現在前処理画像の最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）を算出する過程を示した順序図である。 本発明の実施の形態１による最終Ｘ軸モーションベクター座標値（Ｖ_X）の履歴に基づいて、未来前処理画像のＸ軸方向決定係数を算出する過程を示した順序図である。 本発明の実施の形態１による最終Ｙ軸モーションベクター座標値（Ｖ_Y）の履歴に基づいて、未来前処理画像のＹ軸方向決定係数を算出する過程を示した順序図である。 本発明の実施の形態１による最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）の移動量に基づいて、Ｘチャネル／Ｙチャネル参照部の参照画像を再設定する過程を示した順序図である。 本発明の実施の形態２による位置追跡用光センサー装置の構成を示したブロック図である。 本発明の実施の形態２による低速の速度決定係数による、現在前処理画像に対するＸ軸方向の部分検索過程を説明するための図面である。 本発明の実施の形態２による高速の速度決定係数による、現在前処理画像に対するＸ軸方向の部分検索過程を説明するための図面である。 本発明の実施の形態２による中速の速度決定係数による、現在前処理画像に対するＸ軸方向の部分検索過程を説明するための図面である。 本発明の実施の形態２による低速の速度決定係数による、現在前処理画像のＹ軸方向に対する部分検索過程を説明するための図面である。 本発明の実施の形態２による高速の速度決定係数による、現在前処理画像のＹ軸方向に対する部分検索過程を説明するための図面である。 本発明の実施の形態２による中速の速度決定係数による、現在前処理画像のＹ軸方向に対する部分検索過程を説明するための図面である。 本発明の実施の形態２による移動座標算出部を構成するモーションベクター部の内部構成を説明するための図面である。 本発明の実施の形態２による位置追跡用光センサー装置を利用した位置追跡過程を示した順序図である。 本発明の実施の形態２による既設定されたＸ軸の速度決定係数による部分検索によって、第２モーションベクター座標値（Ｖ_X2、Ｖ_Y2）のＸ軸モーションベクター座標値（Ｖ_X2）を算出する過程を示した順序図である。 本発明の実施の形態２による既設定されたＹ軸の速度決定係数による部分検索によって、第２モーションベクター座標値（Ｖ_X2、Ｖ_Y2）のＹ軸モーションベクター座標値（Ｖ_Y2）を算出する過程を示した順序図である。 本発明の実施の形態２による現在前処理画像に対する最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）を算出する過程を示した順序図である。 本発明の実施の形態２による最終Ｘ軸モーションベクター座標値（Ｖ_X）の履歴に基づいて、未来前処理画像に対するＸ軸方向決定係数を算出する過程を示した順序図である。 本発明の実施の形態２による最終Ｙ軸モーションベクター座標値（Ｖ_Y）の履歴に基づいて、未来前処理画像に対するＹ軸方向決定係数を算出する過程を示した順序図である。 本発明の実施の形態３による位置追跡用光センサー装置の内部構成を示した図面である。 本発明の実施の形態３による移動座標算出部の内部構成を示した図面である。 本発明の実施の形態３による位置追跡用光センサー装置を利用した位置追跡過程を示した順序図である。 本発明の実施の形態３による既設定されたＸ軸方向および速度決定係数による部分検索によって、第２モーションベクター座標値（Ｖ_X2、Ｖ_Y2）のＸ軸モーションベクター座標値（Ｖ_X2）を算出する過程を示した順序図である。 本発明の実施の形態３による既設定されたＸ軸方向および速度決定係数による部分検索によって、第２モーションベクター座標値（Ｖ_X2、Ｖ_Y2）のＸ軸モーションベクター座標値（Ｖ_X2）を算出する過程を示した順序図である。 本発明の実施の形態３による既設定されたＹ軸方向および速度決定係数による部分検索によって、第２モーションベクター座標値（Ｖ_X2、Ｖ_Y2）のＹ軸モーションベクター座標値（Ｖ_Y2）を算出する過程を示した順序図である。 本発明の実施の形態３による既設定されたＹ軸方向および速度決定係数による部分検索によって、第２モーションベクター座標値（Ｖ_X2、Ｖ_Y2）のＹ軸モーションベクター座標値（Ｖ_Y2）を算出する過程を示した順序図である。 本発明の実施の形態３による現在前処理画像の最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）を算出する過程を示した順序図である。 発明の実施の形態３による最終モーションベクター座標値（Ｖ_X、Ｖ_Y）の履歴に基づいて、未来前処理画像に対する方向／速度決定係数を算出する過程を示した順序図である。

符号の説明

１００ 画像ピクセル配列
２００ Ａ／Ｄ変換部
３００ 前処理部
４００ 移動座標算出部
４１０ 画像比較部
４１１ Ｘ軸画像比較部
４１２ Ｙ軸画像比較部
４２０ モーションベクター部
４２１ Ｘ軸方向設定部
４２２ Ｙ軸方向設定部
４２３ エラー検出部
４２４ Ｘモーションベクター算出部
４２５ Ｘ軸方向計数器
４２６ Ｘ軸方向設定器
４２７ Ｙ軸方向計数器
４２８ Ｙ軸方向設定器
４３１ Ｘ軸の速度設定部
４３２ Ｙ軸の速度設定部
４３３ Ｘ軸の速度計数器
４３４ Ｘ軸の速度設定器
４３５ Ｙ軸の速度計数器
４３６ Ｙ軸の速度設定器
４３０ Ｘチャネル参照部
４４０ Ｙチャネル参照部
５００ インターフェース部
６０１ 全体検索領域
６０２ 部分検索領域
６０３ 現在前処理画像
６０４ 現在前処理中央画像
６０５ 参照画像

Claims (64)

1. 所定個数のピクセルで構成されて、各ピクセルに照射される光エネルギーをアナログ電圧値に変換させる画像ピクセル配列と、
   前記画像ピクセル配列から入力される各ピクセルのアナログ電圧値をデジタル電圧値に変換するＡ／Ｄ変換部と、
   前記デジタル電圧値に対する前処理を実行して、所定ビット数のデジタル電圧値を有するピクセル配列で構成される現在前処理画像を生成する前処理部と、
   現在前処理画像の全体領域に既設定された参照画像をオーバーラップする全体検索を実行して、第１モーションベクター座標値を算出し、既設定された方向決定係数に連関された特定座標値に対する部分検索を実行して、第２モーションベクター座標値を算出し、前記第１および第２モーションベクター座標値をフレーム毎に比較した後、所定のフレームに対して前記第１および第２モーションベクター座標値の一致可否によってエラー発生有無を検出し、前記エラー発生有無によって前記第１および第２モーションベクター座標値のいずれか１つを最終モーションベクター座標値として算出した後、前記最終モーションベクター座標値の履歴によって未来前処理画像の方向決定係数を算出する移動座標算出部と、
   前記移動座標算出部から出力される最終モーションベクター座標値を所定時間の間積算した後、前記積算した座標値を所定の外部装置へ伝達するインターフェース部と、
   を含んで構成されることを特徴とする位置追跡用光センサー装置。
2. 前記移動座標算出部が、
   前記現在前処理画像に対する全体検索を実行して第１モーションベクター座標値を算出し、既設定された方向決定係数による部分検索を実行して第２モーションベクター値を算出する画像比較部と、
   前記第１および第２モーションベクター座標値を所定回数の連続フレームに対して相互に比べてエラー発生有無を検出した後、エラーが検出されない場合は第２モーションベクター座標値を最終モーションベクター座標値として算出し、エラーが検出された場合は第１モーションベクター座標値を最終モーションベクター座標値として算出した後、前記最終モーションベクター座標値の履歴に基づいて未来前処理画像の方向決定係数を算出するモーションベクター部と、
   を含んで構成される請求項１記載の位置追跡用光センサー装置。
3. 前記画像比較部が、
   現在前処理画像のＸ軸全体領域に対する全体検索を実行して前記第１モーションベクター座標値のＸ座標値を算出し、既設定されたＸ軸方向決定係数に連動する特定座標値に対する部分検索を実行して前記第２モーションベクター座標値のＸ座標値を算出するＸ軸画像比較部と、
   現在前処理画像のＹ軸全体領域に対する全体検索を実行して前記第１モーションベクター座標値のＹ座標値を算出し、既設定されたＹ軸方向決定係数に連動する特定座標値に対する部分検索を実行して前記第２モーションベクター座標値のＹ座標値を算出するＹ軸画像比較部と、
   を含んで構成される請求項２記載の位置追跡用光センサー装置。
4. 前記Ｘ軸画像比較部が、
   前記Ｘ軸方向決定係数が正（＋）の場合、Ｘ座標値の中で原点を含む右側座標値に対する部分検索を実行し、
   前記Ｘ軸方向決定係数が負（−）の場合、Ｘ座標値の中で原点を含む左側座標値に対する部分検索を実行し、
   前記Ｘ軸方向決定係数がデフォルトの場合、Ｘ座標値に対する全体検索を実行して、
   前記第２モーションベクター座標値のＸ座標値を算出する請求項３記載の位置追跡用光センサー装置。
5. 前記Ｙ軸画像比較部が、
   前記Ｙ軸方向決定係数が正（＋）の場合、Ｙ座標値の中で原点を含む上側座標値に対する部分検索を実行し、
   前記Ｙ軸方向決定係数が負（−）の場合、Ｙ座標値の中で原点を含む下側座標値に対する部分検索を実行し、
   前記Ｙ軸方向決定係数がデフォルトの場合、Ｙ座標値に対する全体検索を実行して、
   前記第２モーションベクター座標値のＹ座標値を算出する請求項３記載の位置追跡用光センサー装置。
6. 前記モーションベクター部が、
   前記第１および第２モーションベクター座標値を毎フレーム当り相互に比べた後、所定回数の連続フレームに対して前記第１および第２モーションベクター座標値が相異なっている場合エラー信号を生成するエラー検出部と、
   エラー検出部からエラー信号が入力されない場合、前記第２モーションベクター座標値を最終モーションベクター座標値として算出し、前記エラー信号が入力される場合には、前記第１モーションベクター座標値を最終モーションベクター座標値として算出するモーションベクター算出部と、
   過去前処理画像に対するモーションベクター座標値の履歴に基づいて既設定された方向決定係数と、前記モーションベクター算出部から入力される最終モーションベクター座標値の履歴に基づいて算出された未来前処理画像の方向決定係数を画像比較部へ伝達する方向設定部と、
   を含んで構成される請求項２記載の位置追跡用光センサー装置。
7. 前記方向設定部が、
   前記モーションベクター算出部から入力される最終モーションベクター座標値のＸ座標値の方向をフレームごとに回数で積算し、前記Ｘ座標値の方向に対する履歴を分析して、未来前処理画像に対するＸ軸方向決定係数を算出するＸ軸方向設定器で構成されるＸ軸方向設定部と、
   前記モーションベクター算出部から入力される最終モーションベクター座標値のＹ座標値の方向をフレームごとに回数で積算し、前記Ｙ座標値の方向に対する履歴を分析して、未来前処理画像に対するＹ軸方向決定係数を算出するＹ軸方向設定器で構成されたＹ軸方向設定部と、
   を含んで構成される請求項６記載の位置追跡用光センサー装置。
8. 前記Ｘ軸方向設定器が、
   前記最終モーションベクター座標値のＸ座標値に対する方向履歴がＸ軸に対して右側座標値に算出される場合は（＋）方向決定係数を、左側座標値に算出される場合は（−）方向決定係数を、および明らかな方向性がない場合にはデフォルトの方向決定係数を算出する請求項７記載の位置追跡用光センサー装置。
9. 前記Ｙ軸方向設定器が、
   前記最終モーションベクター座標値のＹ座標値に対する方向履歴がＹ軸に対して上側座標値に算出される場合は（＋）方向決定係数を、下側座標値に算出される場合は（−）方向決定係数を、および明らかな方向性がない場合にはデフォルトの方向決定係数を算出する請求項７記載の位置追跡用光センサー装置。
10. 所定個数のピクセルで構成されて、各ピクセルに照射される光エネルギーをアナログ電圧値に変換する画像ピクセル配列と、
    前記画像ピクセル配列から入力される各ピクセルのアナログ電圧値をデジタル電圧値に変換するＡ／Ｄ変換部と、
    前記デジタル電圧値に対する前処理を実行して、所定ビット数のデジタル電圧値を有するピクセル配列で構成された現在前処理画像を生成する前処理部と、
    現在前処理画像の全体領域に既設定された参照画像をオーバーラップする全体検索によって第１モーションベクター座標値を算出し、既設定された速度決定係数に連関された特定座標値に対する部分検索によって第２モーションベクター座標値を算出し、前記第１および第２モーションベクター座標値をフレーム毎に比較した後、所定のフレームに対して前記第１および第２モーションベクター座標値の一致可否によってエラー発生有無を検出し、前記エラー発生有無によって前記第１および第２モーションベクター座標値のいずれか１つを最終モーションベクター座標値として算出した後、前記最終モーションベクター座標値の履歴に基づいて未来前処理画像に対する速度決定係数を算出する移動座標算出部と、
    前記移動座標算出部から出力される最終モーションベクター座標値を所定時間の間積算した後、前記積算した座標値を外部装置へ伝達するインターフェース部と、
    を含んで構成される位置追跡用光センサー装置。
11. 前記移動座標算出部が、
    前記現在前処理画像に対する全体検索を実行して前記第１モーションベクター座標値を算出し、過去前処理画像に対するモーションベクター座標値の履歴に基づいて既設定された速度決定係数に連動する特定座標値に対する部分検索による前記第２モーションベクター値を算出する画像比較部と、
    前記第１モーションベクター座標値と前記第２モーションベクター座標値に対する所定回数の連続フレームを相互に比べてエラー発生有無を検出した後、エラーが検出されない場合は前記第２モーションベクター座標値を現在前処理画像に対する最終モーションベクター座標値として算出し、エラーが検出される場合は前記第１モーションベクター座標値を最終モーションベクター座標値として算出した後、前記最終モーションベクター座標値の履歴に基づいて未来前処理画像に対する速度決定係数を算出するモーションベクター部と、
    を含んで構成される請求項１０記載の位置追跡用光センサー装置。
12. 前記画像比較部が、
    Ｘ軸座標に対して前記現在前処理画像に対する全体検索を実行して前記第１モーションベクター座標値のＸ座標値を算出して、既設定された速度決定係数に連動する特定座標値に対する部分検索を実行して前記第２モーションベクター座標値のＸ座標値を算出するＸ軸画像比較部と、
    Ｙ座標値に対して前記現在前処理画像に対する全体検索を実行して前記第１モーションベクター座標値のＹ座標値を算出して、既設定された速度決定係数に連動する特定座標値に対する部分検索を実行して前記第２モーションベクター座標値のＹ座標値を算出するＹ軸画像比較部と、
    を含んで構成される請求項１１記載の位置追跡用光センサー装置。
13. 前記Ｘ軸画像比較部が、
    前記モーションベクター部から高速の速度決定係数が入力される場合は、Ｘ座標値の中で外側座標値に対する部分検索を実行し、
    前記モーションベクター部から低速の速度決定係数が入力される場合は、Ｘ座標値の中で内側座標値に対する部分検索を実行し、
    前記モーションベクター部から中速の速度決定係数が入力される場合は、Ｘ座標値の中で中間座標値に対する部分検索を実行し、
    前記モーションベクター部からデフォルトの速度決定係数が入力される場合は、Ｘ軸全体座標値に対する全体検索を実行して、
    前記第２モーションベクター座標値のＸ座標値を算出する請求項１２記載の位置追跡用光センサー装置。
14. 前記Ｙ軸画像比較部が、
    前記モーションベクター部から高速の速度決定係数が入力される場合は、Ｙ座標値の中で外側座標値に対する部分検索を実行し、
    前記モーションベクター部から低速の速度決定係数が入力される場合は、Ｙ座標値の中で内側座標値に対する部分検索を実行し、
    前記モーションベクター部から中速の速度決定係数が入力される場合は、Ｙ座標値の中で中間座標値に対する部分検索を実行し、
    前記モーションベクター部からデフォルトの速度決定係数が入力される場合は、Ｙ軸全体座標値に対する全体検索を実行して、
    前記第２モーションベクター座標値のＹ座標値を算出する請求項１２記載の位置追跡用光センサー装置。
15. 前記モーションベクター部が、
    前記第１モーションベクター座標値と前記第２モーションベクター座標値を毎フレーム当り相互に比べた後、所定回数の連続フレームに対して前記第１および第２モーションベクター座標値が相異なっている場合、エラー信号を生成するエラー検出部と、
    前記エラー検出部からエラー信号が入力されない場合は、前記第２モーションベクター座標値を最終モーションベクター座標値として算出し、前記エラー信号が入力される場合には場合前記第１モーションベクター座標値を最終モーションベクター座標値として算出するモーションベクター算出部と、
    過去前処理画像に対するモーションベクター座標値の履歴に基づいて既設定された速度決定係数、および前記モーションベクター算出部から入力される最終モーションベクター座標値の履歴に基づいて算出された未来前処理画像の速度決定係数を、前記画像比較部へ伝達する速度設定部と、
    を含んで構成される請求項１１記載の位置追跡用光センサー装置。
16. 前記の速度設定部が、
    前記フレームごとに、前記モーションベクター算出部から入力される、前記最終モーションベクター座標値のＸ座標値を積算し、前記Ｘ座標値の速度履歴を分析して、未来前処理画像に対するＸ軸の速度決定係数を算出する、Ｘ軸の速度設定器で構成されるＸ軸の速度設定部と、
    前記フレームごとに、前記モーションベクター算出部から入力される、前記最終モーションベクター座標値のＹ座標値を積算し、前記Ｙ座標値の速度履歴を分析して、未来前処理画像に対するＹ軸の速度決定係数を算出する、Ｙ軸の速度設定器で構成されるＹ軸の速度設定部と、
    を含んで構成される請求項１５記載の位置追跡用光センサー装置。
17. 前記Ｘ軸の速度設定器が、
    前記最終モーションベクター座標値のＸ座標値に関する速度履歴が、Ｘ軸に対して所定時間の間外側座標値を維持する場合は、高速の速度決定係数を、
    内側座標値で維持される場合は低速の速度決定係数を、
    中間座標値で維持される場合は中速の速度決定係数を、および
    出力される座標値が所定時間の間、一定範囲の値を維持することができない場合はデフォルトの速度決定係数を算出する請求項１６記載の位置追跡用光センサー装置。
18. 前記Ｙ軸の速度設定器が、
    前記最終モーションベクター座標値のＹ座標値に関する速度履歴が、Ｙ軸に対して所定時間の間外側座標値を維持する場合は、高速の速度決定係数を、
    内側座標値で維持される場合は低速の速度決定係数を、
    中間座標値で維持される場合は中速の速度決定係数を、および
    出力される座標値が所定時間の間、一定範囲の値を維持することができない場合はデフォルトの速度決定係数を算出する請求項１６記載の位置追跡用光センサー装置。
19. 所定個数のピクセルで構成されて、各ピクセルに照射される光エネルギーをアナログ電圧値に変換させる画像ピクセル配列と、
    前記画像ピクセル配列から入力される各ピクセルのアナログ電圧値をデジタル電圧値に変換するＡ／Ｄ変換部と、
    前記デジタル電圧値に対する前処理を実行して所定ビット数のデジタル電圧値を有するピクセル配列で構成された現在前処理画像を生成する前処理部と、
    現在前処理画像の全体領域に既設定された参照画像をオーバーラップする全体検索を実行して第１モーションベクター座標値を算出し、既設定された方向決定係数および速度決定係数に連関された特定座標値に対する部分検索を実行して、第２モーションベクター座標値を算出し、前記第１および第２モーションベクター座標値をフレーム毎に比較した後、所定のフレームに対して前記第１および第２モーションベクター座標値の一致可否によってエラー発生有無を検出し、前記エラー発生有無によって前記第１および第２モーションベクター座標値のいずれか１つを最終モーションベクター座標値として算出した後、前記最終モーションベクター座標値の履歴に基づいて、未来前処理画像に対する方向決定係数および速度決定係数を算出する移動座標算出部と、
    前記移動座標算出部から出力される最終モーションベクター座標値を所定時間の間積算した後、前記積算した座標値を外部装置へ伝達するインターフェース部と、
    を含んで構成される位置追跡用光センサー装置。
20. 前記移動座標算出部が、
    前記現在前処理画像に対する全体検索を実行して前記第１モーションベクター座標値を算出し、過去前処理画像に対するモーションベクター座標値の履歴に基づいて既設定された方向決定係数および速度決定係数に連動する、特定座標値に対する部分検索を実行して前記第２モーションベクター値を算出する画像比較部と、
    前記画像比較部から出力される前記第１モーションベクター座標値と前記第２モーションベクター座標値を、所定回数の連続フレームに対して相互に比べてエラー発生有無を検出した後、エラーが検出されない場合は前記第２モーションベクター座標値を現在前処理画像に対する最終モーションベクター座標値として外部へ伝達して、エラーが検出される場合は前記第１モーションベクター座標値を現在前処理画像に対する最終モーションベクター座標値として外部へ伝達した後、前記最終モーションベクター座標値の履歴に基づいて、未来前処理画像に対する方向決定係数および速度決定係数を算出するモーションベクター部と、
    を含んで構成される請求項１９記載の位置追跡用光センサー装置。
21. 前記画像比較部が、
    Ｘ座標値に対して現在前処理画像に対する全体検索を実行して、前記第１モーションベクター座標値のＸ座標値を算出し、前記モーションベクター部から入力される、既設定されたＸ軸方向決定係数および速度決定係数に連動する特定座標値に対する部分検索を実行して、前記第２モーションベクター座標値のＸ座標値を算出するＸ軸画像比較部と、
    Ｙ座標値に対して現在前処理画像に対する全体検索を実行して、前記第１モーションベクター座標値のＹ座標値を算出し、前記モーションベクター部から入力される、既設定されたＹ軸方向決定係数および速度決定係数に連動する特定座標値に対する部分検索を実行して、前記第２モーションベクター座標値のＹ座標値を算出するＹ軸画像比較部と、
    を含んで構成される請求項２０記載の位置追跡用光センサー装置。
22. 前記Ｘ軸画像比較部が、
    前記Ｘ軸方向決定係数が（＋）の場合、
    前記の速度決定係数が高速の場合は、Ｘ座標値の中で原点を含む右側座標値と外側座標値に共通である座標値に対する部分検索を実行し、
    前記の速度決定係数が低速の場合は、原点を含む右側座標値と内側座標値に共通である座標値に対する部分検索を実行し、
    前記の速度決定係数が中速の場合は、原点を含む右側座標値と中間座標値に共通である座標値に対する部分検索を実行し、
    前記の速度決定係数がデフォルトの場合は、Ｘ軸全体座標値の中で原点を含む右側座標値に対する部分検索を実行して、
    前記第２モーションベクター座標値のＸ座標値を算出し、
    前記Ｘ軸方向決定係数が（−）の場合、
    前記の速度決定係数が高速の場合は、Ｘ座標値の中で原点を含む左側座標値と外側座標値に共通である座標値に対する部分検索を実行し、
    前記の速度決定係数が低速の場合は、原点を含む左側座標値と内側座標値に共通である座標値に対する部分検索を実行し、
    前記の速度決定係数が中速の場合は、原点を含む左側座標値と中間座標値に対する部分検索を実行し、
    前記の速度決定係数がデフォルトの場合は、Ｘ軸全体座標値に中で原点を含む左側座標値に対する部分検索を実行して、
    前記第２モーションベクター座標値のＸ座標値を算出し、
    前記Ｘ軸方向決定係数がデフォルトの場合、
    Ｘ軸全体座標値に対する全体検索を実行して、
    前記第２モーションベクター座標値のＸ座標値を算出する請求項２１記載の追跡用光センサー装置。
23. 前記Ｙ軸画像比較部が、
    前記Ｙ軸方向決定係数が（＋）方向決定係数の場合、
    前記の速度決定係数が高速の場合は、Ｙ座標値の中で原点を含む上側座標値と外側座標値に共通である座標値に対する部分検索を実行し、
    前記の速度決定係数が低速の場合は、原点を含む上側座標値と内側座標値に共通である座標値に対する部分検索を実行し、
    前記の速度決定係数が中速の場合は、原点を含む上側座標値と中間座標値に共通である座標値に対する部分検索を実行し、
    前記の速度決定係数がデフォルトの場合はＹ軸全体座標値の中で原点を含む上側座標値に対する部分検索を実行して、
    前記第２モーションベクター座標値のＹ座標値を算出し、
    前記Ｙ軸方向決定係数が（−）方向決定係数の場合、
    前記の速度決定係数が高速の場合は、Ｙ座標値の中で原点を含む下側座標値と外側座標値に共通である座標値に対する部分検索を実行し、
    前記の速度決定係数が低速の場合は、原点を含む下側座標値と内側座標値に共通である座標値に対する部分検索を実行し、
    前記の速度決定係数が中速の場合は、原点を含む左側座標値と中間座標値に対する部分検索を実行し、
    前記の速度決定係数がデフォルトの場合は、Ｙ軸全体座標値の中で原点を含む下側座標値に対する部分検索を実行して、
    前記第２モーションベクター座標値のＹ座標値を算出し、
    前記Ｙ軸方向決定係数がデフォルトの場合、
    Ｙ軸全体座標値に対する全体検索を実行して、
    前記第２モーションベクター座標値のＹ座標値を算出する請求項２１記載の追跡用光センサー装置。
24. 前記モーションベクター部が、
    前記第１モーションベクター座標値と前記第２モーションベクター座標値を、毎フレーム当り比べた後、所定回数の連続フレームに対して前記第１および第２モーションベクター座標値がお互いに相異なっている場合、エラー信号を生成して外部へ伝達するエラー検出部と、
    前記エラー検出部からエラー信号が入力されない場合は、前記第２モーションベクター座標値を最終モーションベクター座標値として出力し、前記エラー信号が入力される場合は、前記第１モーションベクター座標値を最終モーションベクター座標値として出力するモーションベクター算出部と、
    過去前処理画像に対するモーションベクター座標値の履歴に基づいて既設定された方向決定係数と、前記モーションベクター算出部から入力される最終モーションベクター座標値の履歴に基づいて算出された未来前処理画像の方向決定係数を画像比較部へ伝達する方向設定部と、
    過去前処理画像に対するモーションベクター座標値の履歴に基づいて既設定された速度決定係数と、前記モーションベクター算出部から入力される前記最終モーションベクター座標値の履歴に基づいて算出された未来前処理画像の速度決定係数を画像比較部へ伝達する速度設定部と、
    を含んで構成される請求項２０記載の位置追跡用光センサー装置。
25. 前記方向設定部が、
    前記モーションベクター算出部からフレームごとに入力される、前記最終モーションベクター座標値に対するＸ座標値の方向を回数で積算するＸ軸方向計数部と、前記Ｘ座標値の方向に対する履歴を分析して未来前処理画像に対するＸ軸方向決定係数を算出するＸ軸方向設定器とで構成されるＸ軸方向設定部と、
    前記モーションベクター算出部からフレームごとに入力される、前記最終モーションベクター座標値に対するＹ座標値の方向を回数で積算するＹ軸方向計数部と、前記Ｙ座標値の方向に対する履歴を分析して未来前処理画像に対するＹ軸方向決定係数を算出するＹ軸方向設定器とで構成されるＹ軸方向設定部と、
    を含んで構成される請求項２４記載の位置追跡用光センサー装置。
26. 前記の速度設定部が、
    前記モーションベクター算出部からフレームごとに入力される、前記最終モーションベクター座標値に対するＸ座標値の方向を回数で積算するＸ軸方向計数部と、前記Ｘ座標値の速度に対する履歴を分析して未来前処理画像に対するＸ軸の速度決定係数を算出するＸ軸の速度設定器とで構成されるＸ軸の速度設定部と、
    前記モーションベクター算出部からフレームごとに入力される、前記最終モーションベクター座標値に対するＹ座標値の方向を回数で積算するＹ軸方向計数部と、前記Ｙ座標値の速度に対する履歴を分析して未来前処理画像に対するＹ軸の速度決定係数を算出するＹ軸の速度設定器とで構成されるＹ軸方向設定部と、
    を含んで構成される請求項２４記載の位置追跡用光センサー装置。
27. 前記Ｘ軸方向設定器は、前記最終モーションベクター座標値に対するＸ座標値の方向に対する履歴が、Ｘ軸に対して右側座標値に算出される場合は（＋）方向決定係数を、左側座標値に算出される場合は（−）方向決定係数を、および明らかな方向性ない場合にはデフォルトの方向決定係数を算出し、
    前記Ｙ軸方向設定器は、前記最終モーションベクター座標値に対するＹ座標値の方向に対する履歴が、Ｙ軸に対して上側座標値に算出される場合は（＋）方向決定係数、下側座標値に算出される場合は（−）方向決定係数を、および明らかな方向性ない場合にはデフォルトの方向決定係数を算出する請求項２６記載の位置追跡用光センサー装置。
28. 前記Ｘ軸の速度設定器は、前記最終モーションベクター座標値に対するＸ座標値の履歴が、Ｘ軸に対して一定時間の間外側座標値で維持される場合は高速の速度決定係数を、内側座標値で維持される場合は低速の速度決定係数を、中間座標値に算出される場合は中速の速度決定係数を、および出力される座標値が一定範囲の値を一定時間の間維持することができない場合は、デフォルトの速度決定係数を算出し、
    前記Ｙ軸の速度設定器は、前記最終モーションベクター座標値に対するＹ座標値の履歴が、Ｙ軸に対して一定時間の間外側座標値で維持される場合は高速の速度決定係数を、内側座標値で維持される場合は低速の速度決定係数を、中間座標値で維持される場合は中速の速度決定係数を、および出力される座標値が一定範囲の値を一定時間の間維持することができない場合は、デフォルトの速度決定係数を算出する請求項２６記載の位置追跡用光センサー装置。
29. 移動座標算出部で、現在前処理画像および現在前処理中央画像を抽出する段階と、
    前記移動座標算出部で、現在前処理画像に対する全体検索を実行して第１モーションベクター座標値を算出する段階と、
    前記移動座標算出部で、既設定された方向決定係数に関し、参照画像を使用して現在前処理画像に対する部分検索を実行して第２モーションベクター座標値を算出する段階と、
    前記移動座標算出部で、前記第１および第２モーションベクター座標値をフレーム毎に比較した後、所定のフレームに対して前記第１および第２モーションベクター座標値の一致可否によってエラー発生有無を検出し、前記エラー発生有無によって前記第１および第２モーションベクター座標値速度の一つを現在前処理画像に対する最終モーションベクター座標値として算出する段階と、
    前記移動座標算出部で、最終モーションベクター座標値の履歴に基づいて未来前処理画像の方向決定係数を算出する段階と、
    前記移動座標算出部で、前記最終モーションベクター座標値の移動量に基づいて参照画像を再設定する段階を含んで構成されることを特徴とする光センサ装置の位置追跡方法。
30. 前記現在前処理画像および現在前処理中央画像を抽出する段階が、
    画像ピクセル配列で照射される光エネルギーをアナログ電圧値に変換してＡ／Ｄ変換部へ出力する段階と、
    前記Ａ／Ｄ変換部において、前記アナログ電圧値に対するアナログ−デジタル変換を実行して生成された、前記映像に対する現在画像を前処理部へ伝達する段階と、
    前記前処理部において、前記Ａ／Ｄ変換部から現在画像を構成する各ピクセルのデジタル電圧値を順次入力する段階と、
    前記順次入力される前記現在画像を構成する各ピクセルの中から、所定のビット値に変換しようとするターゲットピクセルと、前記ターゲットピクセルに接するピクセルとで構成される基本画像行列を設定する段階と、
    前記前処理部において設定される前記基本画像行列を構成する、各ピクセル相互の行と行、列と列および関連する行と列の間の演算を実行して、前記現在画像に対する現在前処理画像を生成する段階と、
    前記前処理部において、前記現在前処理画像から所定のピクセル配列で構成される、前記現在前処理中央画像を抽出する段階と、
    を含んで構成される請求項２９記載の光センサー装置の位置追跡方法。
31. 前記第１モーションベクター座標値を算出する段階が、
    前記移動座標算出部の画像比較部で、前記前処理部から現在前処理画像を入力する段階と、
    前記画像比較部において、既設定された参照画像を、現在前処理画像の全体領域にオーバーラップする全体検索を実行する段階と、
    前記画像比較部において、前記オーバーラップされた現在前処理画像の中で、既設定された参照画像を構成するピクセル値と等しいピクセル値を有するピクセルの個数を、各オーバーラップになる座標値ごとに算出する段階と、
    前記画像比較部において、既設定された参照画像を構成するピクセル値と一致するピクセルの個数が一番多い場合の座標値を、前記第１モーションベクター座標値として算出する段階と、
    を含んで構成される請求項２９記載の光センサー装置の位置追跡方法。
32. 前記第２モーションベクター座標値を算出する段階が、
    移動座標算出部の画像比較部で、モーションベクター部から既設定された方向決定係数を入力する段階と、
    前記画像比較部において、方向決定係数と連関された特定座標値に対する部分検索を実行して、前記第２モーションベクター座標値を算出する段階と、
    を含んで構成される請求項２９記載の光センサー装置の位置追跡方法。
33. 前記部分検索によって第２モーションベクター座標値を算出する段階が、
    前記画像比較部で既設定されたＸ軸方向決定係数による部分検索によって、前記第２モーションベクター座標値のＸ座標値を算出する段階と、
    前記画像比較部で既設定されたＹ軸方向決定係数による部分検索によって、前記第２モーションベクター座標値のＹ座標値を算出する段階とで構成され、
    前記それぞれの段階は同時に実行される請求項３２記載の光センサー装置の位置追跡方法。
34. 前記第２モーションベクター座標値のＸ座標値を算出する段階が、
    前記画像比較部で前記モーションベクター部から、既設定されたＸ軸方向決定係数を入力する段階と、
    前記画像比較部において、前記Ｘ軸方向決定係数の入力状態を判断する段階と、
    前記Ｘ軸方向決定係数が（＋）方向決定係数の場合、前記画像比較部において、Ｘ座標値の中で原点を含む右側座標値に対する部分検索を実行する段階と、
    前記画像比較部において、既設定された参照画像を構成するピクセル値と一致するピクセルの個数が一番多い場合のＸ座標値を、前記第２モーションベクター座標値のＸ座標値として算出する段階と、
    前記Ｘ軸方向決定係数が（−）方向決定係数の場合、前記画像比較部において、Ｘ座標値の中で原点を含む左側座標値に対する部分検索を実行する段階と、
    前記画像比較部において、既設定された参照画像を構成するピクセル値と一致するピクセルの個数が一番多い場合のＸ座標値を、前記第２モーションベクター座標値のＸ座標値として算出する段階と、
    前記Ｘ軸方向決定係数がデフォルトの場合、前記画像比較部でＸ座標値に対する全体検索を実行する段階と、
    前記画像比較部において、既設定された参照画像を構成するピクセル値と一致するピクセルの個数が一番多い場合のＸ座標値を、前記第２モーションベクター座標値のＸ座標値として算出する段階と、
    を含んで構成される請求項３３記載の光センサー装置の位置追跡方法。
35. 前記第２モーションベクター座標値のＹ座標値を算出する段階が、
    前記画像比較部で前記モーションベクター部から、既設定されたＹ軸方向決定係数を入力する段階と、
    前記画像比較部において、前記Ｙ軸方向決定係数の入力状態を判断する段階と、
    前記Ｙ軸方向決定係数が（＋）方向決定係数の場合、前記画像比較部において、Ｙ座標値の中で原点を含む上側座標値に対する部分検索を実行する段階と、
    前記画像比較部において、既設定された参照画像を構成するピクセル値と一致するピクセルの個数が一番多い場合のＹ座標値を、前記第２モーションベクター座標値のＹ座標値として算出する段階と、
    前記Ｙ軸方向決定係数が（−）方向決定係数の場合、前記画像比較部において、Ｙ座標値の中で原点を含む下側座標値に対する部分検索を実行する段階と、
    前記画像比較部において、既設定された参照画像を構成するピクセル値と一致するピクセルの個数が一番多い場合のＹ座標値を、前記第２モーションベクター座標値のＹ座標値として算出する段階と、
    前記Ｙ軸方向決定係数がデフォルトの場合、前記画像比較部において、Ｙ座標値に対する全体検索を実行する段階と、
    前記画像比較部において、既設定された参照画像を構成するピクセル値と一致するピクセル値の個数が一番多い場合のＹ座標値を、前記第２モーションベクター座標値のＹ座標値として算出する段階と、
    を含んで構成される請求項３３記載の光センサー装置の位置追跡方法。
36. 前記最終モーションベクター座標値を算出する段階が、
    前記移動座標算出部のエラー検出部で画像比較部から、全体検索を通じて算出された第１モーションベクター座標値を入力する段階と、
    前記エラー検出部で画像比較部から、方向決定係数に連動する部分検索を通じて算出された第２モーションベクター座標値を入力する段階と、
    前記エラー検出部において、前記第１および第２モーションベクター座標値をフレームごとに相互に比べる段階と、
    前記エラー検出部において、所定回数の連続フレームに対して前記第１および第２モーションベクター値が相異なっているか、または相異なっているフレームの個数が全体フレーム個数と比べて決まった割合以上の場合に、エラー信号を発生させる段階と、
    前記エラー検出部でエラー信号が発生しない場合、モーションベクター算出部で部分検索を通じて算出された前記第２モーションベクター座標値を、最終モーションベクター座標値として出力する段階と、
    前記エラー検出部でエラー信号が発生する場合、モーションベクター算出部で全体検索を通じて算出された前記第１モーションベクター座標値を、最終モーションベクター座標値として出力する段階と、
    を含んで構成される請求項２９記載の光センサー装置の位置追跡方法。
37. 前記未来前処理画像に対する方向決定係数を算出する段階が、
    前記移動座標算出部の方向計数器で、前記モーションベクター算出部から入力される最終モーションベクター座標値の方向を、フレームごとに回数で積算させる段階と、
    方向設定器において、前記最終モーションベクター座標値の方向に対する履歴を分析する段階と、
    前記方向設定器において、履歴に基づいて未来前処理画像に対する方向決定係数を算出する段階と、
    を含んで構成される請求項２９記載の光センサー装置の位置追跡方法。
38. 前記方向決定係数は、前記未来前処理画像のＸ軸移動方向を設定するためのＸ軸方向決定係数と、Ｙ軸移動方向を設定するためのＹ軸方向決定係数と、で構成される請求項３７記載の光センサー装置の位置追跡方法。
39. 前記Ｘ軸方向決定係数が、
    前記未来前処理画像が右側方向に移動するはずだということを表わす（＋）方向決定係数、左側方向に移動するはずだということを表わす（−）方向決定係数、および特定の方向がないことを表わすデフォルトの方向決定係数、とによって構成される請求項３８記載の光センサー装置の位置追跡方法。
40. 前記Ｙ軸方向決定係数が、
    前記未来前処理画像が上側方向に移動するはずだということを表わす（＋）方向決定係数、下側方向に移動するはずだということを表わす（−）方向決定係数、および特定の方向がないことを表わすデフォルトの方向決定係数、とによって構成される請求項３８記載の光センサー装置の位置追跡方法。
41. 前記最終モーションベクター座標値の移動量による参照画像を再設定する段階が、
    前記移動座標算出部の画像比較部で前記モーションベクター算出部から最終モーションベクター座標値をフィードバックされる段階と、
    前記画像比較部で最終モーションベクター座標値の移動量がゼロなのかという可否を判断する段階と、
    前記最終モーションベクター座標値の移動量がゼロの場合、前記画像比較部でＸチャネル／Ｙチャネル参照部に既設定された参照画像を維持させる段階と、
    前記最終モーションベクター座標値の移動量がゼロではない場合、前記画像比較部でＸチャネルまたはＹチャネル参照部に既設定された参照画像を、現在前処理中央画像に変更する段階と、
    を含んで構成される請求項２９記載の光センサー装置の位置追跡方法。
42. 移動座標算出部で現在前処理画像および現在前処理中央画像を算出する段階と、
    移動座標算出部で現在前処理画像に対する全体検索を実行して、第１モーションベクター座標値を算出する段階と、
    移動座標算出部において、既設定された速度決定係数に連動して、現在前処理画像に対する部分検索を実行して第２モーションベクター座標値を算出する段階と、
    移動座標算出部において、前記第１および第２モーションベクター座標値をフレーム毎に比較した後、所定のフレームに対して前記第１および第２モーションベクター座標値の一致可否によってエラー発生有無を検出し、前記エラー発生有無によって前記第１および第２モーションベクター座標値速度の一つを、最終モーションベクター座標値として算出する段階と、
    移動座標算出部で最終モーションベクター座標値の履歴に基づいて、未来前処理画像に対する速度決定係数を算出する段階と、
    移動座標算出部で前記最終モーションベクター座標値の移動量によって参照画像を再設定する段階と、
    を含んで構成される光センサー装置の位置追跡方法。
43. 前記第２モーションベクター座標値を算出する段階が、
    前記移動座標算出部の画像比較部で、モーションベクター部から既設定された速度決定係数を入力する段階と、
    前記画像比較部において、前記の速度決定係数と連関された特定座標値に対する部分検索を実行して、前記第２モーションベクター座標値を算出する段階と、
    を含んで構成される請求項４２記載の光センサー装置の位置追跡方法。
44. 前記第２モーションベクター座標値を部分検索によって算出する段階が、
    前記画像比較部において、モーションベクター部から入力される既設定されたＸ軸の速度決定係数に連動する、Ｘ座標値に対する部分検索を実行して前記第２モーションベクター座標値のＸ座標値を算出する段階と、
    前記画像比較部において、モーションベクター部から入力される既設定されたＹ軸の速度決定係数に連動する、Ｙ座標値に対する部分検索を実行して前記第２モーションベクター座標値のＹ座標値を算出する段階と、で構成され、
    前記それぞれの段階が同時に実行される請求項４３記載の光センサー装置の位置追跡方法。
45. 前記第２モーションベクター座標値のＸ座標値を算出する段階が、
    前記画像比較部で前記モーションベクター部から、既設定されたＸ軸の速度決定係数を入力する段階と、
    前記画像比較部において、前記Ｘ軸の速度決定係数の入力状態を判断する段階と、
    前記Ｘ軸の速度決定係数が高速モードの場合、前記画像比較部において、Ｘ座標値の中で外側座標値に対する部分検索を実行する段階と、
    前記画像比較部において、既設定された参照画像を構成するピクセル値と一致するピクセルの個数が一番多いＸ座標値を、前記第２モーションベクター座標値のＸ座標値として算出する段階と、
    前記Ｘ軸の速度決定係数が低速モードの場合、前記画像比較部において、Ｘ座標値の中で内側座標値に対する部分検索を実行する段階と、
    前記画像比較部において、既設定された参照画像を構成するピクセル値と一致するピクセルの個数が一番多い場合のＸ座標値を、前記第２モーションベクター座標値のＸ座標値として算出する段階と、
    前記Ｘ軸の速度決定係数がデフォルト速度モードの場合、前記画像比較部において、Ｘ座標値に対する全体検索を実行する段階と、
    前記画像比較部において、既設定された参照画像を構成するピクセル値と一致するピクセルの個数が一番多い場合のＸ座標値を、前記第２モーションベクター座標値のＸ座標値として算出する段階と、
    を含んで構成される請求項４４記載の光センサー装置の位置追跡方法。
46. 前記第２モーションベクター座標値のＹ座標値を算出する段階が、
    前記画像比較部で前記モーションベクター部から、既設定されたＹ軸の速度決定係数を入力する段階と、
    前記画像比較部において、前記Ｙ軸の速度決定係数の入力状態を判断する段階と、
    前記Ｙ軸の速度決定係数が高速モードの場合、前記画像比較部において、Ｙ軸の座標値の中で外側座標値に対する部分検索を実行する段階と、
    前記画像比較部において、既設定された参照画像を構成するピクセル値と一致するピクセルの個数が一番多い場合のＹ座標値を、前記第２モーションベクター座標値のＹ座標値として算出する段階と、
    前記Ｙ軸の速度決定係数が低速モードの場合、前記画像比較部において、Ｙ軸の座標値の中で内側座標値に対する部分検索を実行する段階と、
    前記画像比較部において、既設定された参照画像を構成するピクセル値と一致するピクセルの個数が一番多い場合のＹ座標値を、前記第２モーションベクター座標値のＹ座標値として算出する段階と、
    前記Ｙ軸の速度決定係数がデフォルト速度モードの場合、前記画像比較部において、Ｙ座標値に対して全体検索を実行する段階と、
    前記画像比較部において、既設定された参照画像を構成するピクセル値と一致するピクセルの個数が一番多い場合のＹ座標値を、前記第２モーションベクター座標値のＹ座標値として算出する段階と、
    を含んで構成される請求項４４記載の光センサー装置の位置追跡方法。
47. 前記最終モーションベクター座標値を算出する段階が、
    前記移動座標算出部のエラー検出部で、前記画像比較部から全体検索を通じて算出された第１モーションベクター座標値を入力する段階と、
    前記エラー検出部において、前記画像比較部から速度決定係数に連動する部分検索を通じて算出された第２モーションベクター座標値を入力する段階と、
    前記エラー検出部において、前記第１および第２モーションベクター座標値をフレームごとに相互に比べる段階と、
    前記エラー検出部において、所定回数の連続フレームに対して、前記第１および第２モーションベクター値が相異なっているか、または相異なっているフレームの個数が全体フレーム個数と比べて決まった割合以上の場合に、エラー信号を発生させる段階と、
    前記エラー検出部でエラー信号が発生しない場合、モーションベクター算出部で速度係数に連動する部分検索を通じて算出された第２モーションベクター座標値を、前記最終モーションベクター座標値として出力する段階と、
    前記エラー検出部でエラー信号が発生する場合、モーションベクター算出部で全体検索を通じて算出された第１モーションベクター座標値を、前記最終モーションベクター座標値として出力する段階と、
    を含んで構成される請求項４２記載の光センサー装置の位置追跡方法。
48. 前記未来前処理画像に対する速度決定係数を算出する段階が、
    前記移動座標算出部の速度計数器で、前記モーションベクター算出部から入力される最終モーションベクター座標値の速度を、フレームごとに回数で積算させる段階と、
    速度設定器において、前記最終モーションベクター座標値の速度に対する履歴を分析する段階と、
    前記速度設定器において、履歴に基づいて未来前処理画像に対する速度決定係数を算出する段階と、
    を含んで構成される請求項４２記載の光センサー装置の位置追跡方法。
49. 前記の速度決定係数が、前記未来前処理画像の、Ｘ軸移動速度を設定するためのＸ軸の速度決定係数と、Ｙ軸移動速度を設定するためのＹ軸の速度決定係数と、によって構成される請求項４８記載の光センサー装置の位置追跡方法。
50. 前記Ｘ軸の速度決定係数が、過去および現在前処理画像が、Ｘ軸に対して一定時間の間ある程度水準以上の速度を維持する高速モード、一定時間の間ある程度水準以下の速度を維持する低速モード、一定時間の間高速および低速の中間速度を維持する中速モード、および一定時間一定速度を維持することができないデフォルト速度モード、を含んで構成される請求項４９記載の光センサー装置の位置追跡方法。
51. 前記Ｙ軸の速度決定係数が、過去および現在前処理画像が、Ｙ軸に対して一定時間の間ある程度水準以上の速度を維持する高速モード、一定時間の間ある程度水準以下の速度を維持する低速モード、一定時間の間高速および低速の中間速度を維持する中速モード、および一定時間一定速度を維持することができないデフォルト速度モード、を含んで構成される請求項４９記載の光センサー装置の位置追跡方法。
52. 移動座標算出部において、現在前処理画像および現在前処理中央画像を抽出する段階と、
    前記移動座標算出部において、現在前処理画像に対する全体検索を実行して、第１モーションベクター座標値を算出する段階と、
    前記移動座標算出部において、既設定された方向決定係数および速度決定係数に連動して現在前処理画像に対する部分検索を実行して、第２モーションベクター座標値を算出する段階と、
    前記移動座標算出部において、前記第１および第２モーションベクター座標値をフレーム毎に比較した後、所定のフレームに対して前記第１および第２モーションベクター座標値の一致可否によってエラー発生有無を検出し、前記エラー発生有無によって第１および第２モーションベクター座標値のいずれか１つを前記現在前処理画像に対する最終モーションベクター座標値として算出する段階と、
    前記移動座標算出部において、最終モーションベクター座標値の履歴に基づいて未来前処理画像に対する方向決定係数および速度決定係数を算出する段階と、
    移動座標算出部において、最終モーションベクター座標値の移動量に基づいて、参照画像を再設定する段階と、
    を含んで構成される光センサー装置の位置追跡方法。
53. 前記第２モーションベクター座標値を算出する段階が、
    前記移動座標算出部の画像比較部でモーションベクター部から、既設定された方向決定係数および速度決定係数を入力する段階と、
    前記画像比較部において、前記方向決定係数および速度決定係数と連関される特定座標値に対する部分検索を実行して、前記第２モーションベクター座標値を算出する段階と、
    を含んで構成される請求項５２記載の光センサー装置の位置追跡方法。
54. 部分検索を実行して前記第２モーションベクター座標値を算出する段階が、
    前記画像比較部において、既設定されたＸ軸方向決定係数および速度決定係数による部分検索を実行して、前記第２モーションベクター座標値のＸ座標値を算出する段階と、
    前記画像比較部において、既設定されたＹ軸方向決定係数および速度決定係数による部分検索を実行して、前記第２モーションベクター座標値のＹ座標値を算出する段階と、で構成されて、
    前記それぞれの段階が同時に実行される請求項５３記載の光センサー装置の位置追跡方法。
55. 前記第２モーションベクター座標値のＸ座標値を算出する段階が、
    前記Ｘ軸方向決定係数が右側方向に移動する（＋）方向決定係数に設定された場合、前記画像比較部は前記Ｘ軸方向決定係数（＋）と、高速モード、低速モード、中速モードおよびデフォルト速度モードのいずれか１つの前記Ｘ軸の速度決定係数と同時に連動するＸ座標値に対する部分検索を実行し、
    前記Ｘ軸方向決定係数が左側方向に移動する（−）方向決定係数に設定された場合、前記画像比較部は前記Ｘ軸方向決定係数（−）と、高速モード、低速モード、中速モードおよびデフォルト速度モードのいずれか１つの前記Ｘ軸の速度決定係数と同時に連動するＸ座標値に対する部分検索を実行し、
    前記Ｘ軸方向決定係数がデフォルトに設定された場合、前記画像比較部はＸ軸全体座標値に対して全体検索を実行する請求項５４記載の光センサー装置の位置追跡方法。
56. 前記第２モーションベクター座標値のＹ座標値を算出する段階が、
    前記Ｙ軸方向決定係数が上側方向に移動する（＋）方向決定係数に設定された場合、前記画像比較部は前記Ｙ軸方向決定係数（＋）と、高速モード、低速モード、中速モードおよびデフォルト速度モードのいずれか１つの前記Ｙ軸の速度決定係数と同時に連動するＹ座標値に対する部分検索を実行し、
    前記Ｙ軸方向決定係数が下側方向に移動する（−）方向決定係数に設定された場合、前記画像比較部は前記Ｙ軸方向決定係数（−）と、高速モード、低速モード、中速モードおよびデフォルト速度モードのいずれか１つの前記Ｙ軸の速度決定係数と同時に連動するＹ座標値に対する部分検索を実行し、
    前記Ｙ軸方向決定係数がデフォルトに設定された場合、前記画像比較部はＹ軸全体座標値に対して全体検索を実行する請求項５４記載の光センサー装置の位置追跡方法。
57. 前記最終モーションベクター座標値を算出する段階が、
    前記移動座標算出部のエラー検出部で、前記画像比較部から全体検索を通じて算出された第１モーションベクター座標値を入力する段階と、
    前記エラー検出部で前記画像比較部から、方向決定係数および速度決定係数に連動する部分検索を通じて算出された第２モーションベクター座標値を入力する段階と、
    前記エラー検出部において、前記第１および第２モーションベクター座標値をフレームごとに相互に比べる段階と、
    前記エラー検出部において、所定回数の連続フレームに対して前記第１および第２モーションベクター値が相異なっているか、または相異なっているフレームの個数が全体フレーム個数に比べて決まった割合以上の場合に、エラー信号を発生させる段階と、
    前記エラー検出部でエラー信号が発生しない場合、モーションベクター算出部において、速度係数に連動する部分検索を通じて算出された第２モーションベクター座標値を、前記最終モーションベクター座標値に出力する段階と、
    前記エラー検出部でエラー信号が発生する場合、モーションベクター算出部において、全体検索を通じて算出された第１モーションベクター座標値を、前記最終モーションベクター座標値に出力する段階と、
    を含んで構成される請求項５２記載の光センサー装置の位置追跡方法。
58. 前記未来前処理画像に対する方向および速度決定係数を算出する段階が、
    前記移動座標算出部の方向計数器および速度計数器において、前記モーションベクター算出部から入力される前記最終モーションベクター座標値を、所定フレーム間保存させる段階と、
    前記方向計数器および速度計数器において、所定フレーム間保存された前記最終モーションベクター座標値を、方向設定器および速度設定器へ出力する段階と、
    前記方向設定器および速度設定器において、最終モーションベクター座標値に対する履歴を分析する段階と、
    前記方向設定器および速度設定器において、前記履歴に基づいて未来前処理画像に対する方向決定係数および速度決定係数を算出する段階と、
    を含んで構成される請求項５２記載の光センサー装置の位置追跡方法。
59. 前記方向決定係数が、前記未来前処理画像のＸ軸移動方向を設定するためのＸ軸方向決定係数と、Ｙ軸移動方向を設定するためのＹ軸方向決定係数と、によって構成される請求項５８記載の光センサー装置の位置追跡方法。
60. 前記Ｘ軸方向決定係数が、前記未来前処理画像が右側方向に移動するはずだということを表わす（＋）方向決定係数、左側方向に移動するはずだということを表わす（−）方向決定係数、および特定の方向がないことを表わすデフォルトの方向決定係数、によって構成される請求項５９記載の光センサー装置の位置追跡方法。
61. 前記Ｙ軸方向決定係数が、前記未来前処理画像が上側方向に移動するはずだということを表わす（＋）方向決定係数、下側方向に移動するはずだということを表わす（−）方向決定係数、および特定の方向がないことを表わすデフォルトの方向決定係数、によって構成される請求項５９記載の光センサー装置の位置追跡方法。
62. 前記速度決定係数が、前記未来前処理画像のＸ軸移動速度を設定するためのＸ軸の速度決定係数と、Ｙ軸移動速度を設定するためのＹ軸の速度決定係数と、によって構成される請求項５８記載の光センサー装置の位置追跡方法。
63. 前記Ｘ軸の速度決定係数が、過去および現在前処理画像がＸ軸に対して、一定時間の間ある程度水準以上の速度を維持する高速モード、一定時間の間ある程度水準以下の速度を維持する低速モード、一定時間の中間速度を維持する中速モード、および一定時間間一定した速度を維持することができないデフォルト速度モードを含んで構成される請求項６２記載の光センサー装置の位置追跡方法。
64. 前記Ｙ軸の速度決定係数が、過去および現在前処理画像がＹ軸に対して、一定時間の間ある程度水準以上の速度を維持する高速モード、一定時間の間ある程度水準以下の速度を維持する低速モード、一定時間の間中間速度を維持する中速モード、および一定時間間一定した速度を維持することができないデフォルト速度モードを含んで構成される請求項６２記載の光センサー装置の位置追跡方法。

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