KR20050081696A - 위치 추적용 광센서 장치 및 이를 이용한 위치 추정 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 위치 추적용 광센서 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 과거 프레임의 전처리 이미지에 대한 모션 벡터 좌표값들의 히스토리에 의거하여 기 설정된 방향 결정 계수, 속도 결정 계수 및 방향/속도 결정 계수에 연관된 특정 좌표축에 대한 부분 검색(partial search)을 수행하여 현재 전처리 이미지에 대한 모션 벡터 좌표값을 산출하고, 현재 전처리 이미지에 대한 모션 벡터 좌표값의 히스토리에 의거하여 미래 전처리 이미지에 대한 모션 벡터 좌표값을 산출함으로써, 현재 또는 미래 전처리 이미지에 대한 정확한 위치 추적을 수행한다.

Description

위치 추적용 광센서 장치 및 이를 이용한 위치 추정 방법{Optical sensing equipment for navigating position and nevigation method using it}

본 발명은 위치 추적용 광센서 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

보다 구체적으로는, 과거 전처리 이미지에 대한 모션 벡터 좌표값들의 히스토리에 의하여 기 설정된 방향 결정 계수, 속도 결정 계수 및 방향/속도 결정 계수에 연관된 특정 좌표축에 대한 부분 검색(partial search)을 수행하여 현재 전처리 이미지에 대한 모션 벡터 좌표값을 산출하고, 상기 모션 벡터 좌표값의 히스토리에 의하여 미래 전처리 이미지에 대한 방향/속도 결정 계수를 산출하여 정확한 위치 추적을 수행하는 추적용 광센서 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

광마우스는, 컴퓨터의 디스플레이장치에서 표시되는 커서를 이용하여 그 위치를 지시하도록 하는 컴퓨터의 주변장치로서, 마우스 본체에 내장된 발광 다이오드에서 출사되는 광 중에서 마우스가 위치한 소정의 재질로 구성된 바닥표면으로부터 반사되어 재 입사되는 반사광에 대한 신호 처리를 수행하여 마우스의 X축 및 Y축의 이동량을 검출한 후, 이 검출된 이동량에 의거하여 컴퓨터의 디스플레이장치를 통하여 커서를 X축 및 Y축 방향으로 이동시키는 컴퓨터의 주변장치 중의 하나이다.

상술한 바와 같은 광 마우스는, 도 1a에 도시된 바와 같이, 무늬가 뚜렷하고 반사가 적은 일반 마우스 패드상에서는 정상적으로 동작하나 특정의 패드, 보다 구체적으로는 (황색)젤 패드와 같이 빛의 산란이 심한 바닥면에서는 도 1b에 도시된 바와 같이 불안전하게 동작하는 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위한 종래의 광 마우스의 제어 방법으로서, 광 마우스가 위치한 바닥 표면으로부터 반사되어 각각의 픽셀에 입사하는 입사광을 4 ~ 8 비트의 디지털 전압값(ADC)으로 변환하여 광 마우스의 방향성을 측정하는 방법이 사용되었다.

그러나, 상술한 바와 같은 종래의 광 마우스에 대한 제어 방법의 경우에는 각각의 픽셀에 대한 미세한 광량 변화, 아날로그 회로에서 발생하는 노이즈에 의해디지털 전압값(ADC)에 잡음 요소가 존재하고, 이에 의거하여 마우스의 방향성을 정확하고 효과적으로 측정할 수 없었다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위한 광 마우스의 또 다른 제어 방법으로서, 도 2(도 2a 및 도 2b)에 도시된 바와 같이 바닥 표면으로부터 반사되어 각각의 픽셀에 입사하는 입사광을 4 ~ 8 비트의 디지털 전압값으로 변환하고, 소정의 비트값을 갖도록 변환된 각각의 픽셀값 상호간의 밝음가 어두움(1 또는 0)을 비교하여 각각의 픽셀에 대한 비트값을 1비트값이 되도록 설정하여 마우스의 방향성을 측정하였다.

그러나, 종래의 이와 같은 마우스의 제어방법은 현재 픽셀의 밝기를 어느쪽 주변 픽셀의 밝기와 대소 비교를 하느냐에 의거하여 어느 한 쪽 방향에 대한 광 마우스의 방향성이 강조되고, 이에 의거하여 광 마우스는 한 쪽 방향에 대한 움직임의 특성은 좋아지게 되나 다른 쪽 방향에 대한 움직임의 특성이 나빠진다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위하여, 과거 전처리 이미지에 대한 모션 벡터 좌표값의 히스토리에 의거하여 산출된 방향 결정 계수, 속도 결정 계수 및 방향/속도 결정 계수에 연관된 특정 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하여 현재 또는 미래 전처리 이미지에 대한 정확한 모션 벡터 좌표값(이동 좌표값)을 산출할 수 있는 위치 추적용 광센서 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 위치 추적용 광센서 장치는, 소정 개수의 픽셀로 구성되고, 각 픽셀에 입사되는 빛 에너지를 아날로그 전압값으로 변환시키는 이미지 픽셀 어레이; 상기 이미지 픽셀 어레이로부터 입력되는 각 픽셀의 아날로그 전압값을 디지털 전압값으로 변환시키는 A/D 변환부; 상기 디지털 전압값에 대한 전처리를 수행하여 소정 비트의 디지털 전압값을 갖는 픽셀 어레이로 구성된 현재 전처리 이미지를 생성하는 전처리부; 기 설정된 레퍼런스 이미지를 현재 전처리 이미지의 전체 영역에 오버랩하는 전체 검색을 수행하여 제 1 모션 벡터 좌표값을 산출하고, 기 설정된 방향 결정 계수에 연관된 특정 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하여 제 2 모션 벡터 좌표값을 산출하고, 상기 제 1 및 제 2 모션 벡터 좌표값 중에서 어느 하나의 모션 벡터 좌표값을 현재 전처리 이미지에 대한 최종 모션 벡터 좌표값으로 산출한 후, 최종 모션 벡터 좌표값의 히스토리에 의거하여 미래 전처리 이미지에 대한 방향 결정 계수를 산출하는 이동 좌표 산출부; 및 상기 이동 좌표 산출부로부터 입력되는 최종 모션 벡터 좌표값을 소정 간격으로 누적한 후, 상기 누적된 좌표값을 소정의 외부 장치로 전달하는 인터페이스부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

여기서, 이동 좌표 산출부는 과거 전처리 이미지의 모션 벡터 좌표값의 히스토리에 의거하여 기 설정된 속도 결정 계수와 연관된 특정 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하여 제 2 모션 벡터 좌표값을 산출할 수 도 있다.

또한, 이동 좌표 산출부는 과거 전처리 이미지의 모션 벡터 좌표값의 히스토리에 의거하여 기 설정된 방향 결정 계수 및 속도 결정 계수에 공통으로 연관된 특정 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하여 제 2 모션 벡터 좌표값을 산출할 수 도 있다.

본 발명에 따른 위치 추적용 광센서 장치를 이용한 위치 추적 방법은, 이동 좌표 산출부에서 현재 전처리 이미지 및 현재 전처리 중앙 이미지를 추출하는 단계; 이동 좌표 산출부에서 현재 전처리 이미지에 대한 전체 검색(full search)을 를 수행하여 제 1 모션 벡터 좌표값을 산출하는 단계; 이동 좌표 산출부에서 기 설정된 방향 결정 계수에 연동하여 현재 전처리 이미지에 대한 부분 검색(partial search)을 수행하여 제 2 모션 벡터 좌표값을 산출하는 단계; 이동 좌표 산출부에서 상기 제 1 및 제 2 모션 벡터 좌표값중 어느 하나를 현재 전처리 이미지에 대한 최종 모션 벡터 좌표값으로 산출하는 단계; 이동 좌표 산출부에서 최종 모션 벡터 좌표값의 히스토리에 의거하여 미래 전처리 이미지의 방향 결정 계수를 산출하는 단계; 및 이동 좌표 산출부에서 상기 최종 모션 벡터 좌표값의 이동량에 의거하여 레퍼런스 이미지를 재 설정하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 위치 추적용 광센서 장치 및 이를 이용한 위치 추적 방법에 대하여 상세하게 설명한다.

먼저, 도 3 내지 도 17을 참조하여 본 발명의 제 1 실시예에 따른 위치 추적용 광센서 장치 및 이를 이용한 위치 추적 방법을 상세하게 설명한다.

본 발명의 제 1 실시예에 따른 위치 추적용 광센서 장치는, 도 3에 도시된 바와 같이, 이미지 픽셀 어레이(100), A/D변환부(200), 전처리부(300), 이동 좌표 산출부(400) 및 인터페이스부(500)를 포함하여 구성된다.

여기서, 이미지 픽셀 어레이(100)는 광센서 장치에 장착된 발광소자의 출사광 중에서 상기 광센서 장치가 위치한 바닥표면에서 반사되는 반사광을 입사받는다.

이후, 이미지 픽셀 어레이(100)는 입사된 반사광의 강도차에 대응하여 광 에너지를 소정의 아날로그 전압값으로 변환시킨 후, 이를 후술하는 A/D 변환부(200)로 전달시키는 역할을 수행한다.

여기서, 본 발명에 적용되는 이미지 픽셀 어레이(100)는 18 x 18개의 픽셀 어레이의 구조로 되어 있으나, 여기에 한정 되지는 않고 다양한 형태의 픽셀 어레이 구조로 구성될 수 있다는 것에 유의하여야 한다.

A/D 변환부(ADC)(200)는 이미지 픽셀 어레이(100)로부터 입력되는 각 픽셀에 대한 아날로그 전압값을 소정의 디지털 전압값, 보다 구체적으로는 4 ~ 8bit를 갖는 상기 바닥표면에 대한 현재 이미지를 생성한 후, 이를 후술하는 전처리부(300)로 출력시킨다.

전처리부(300)는 상기 A/D 변환부(200)로부터 입력되는 각 픽셀에 대한 디지털 전압값을 기 설정된 타이밍 신호에 의거하여 순차적으로 입력받은 후, 이를 메모리부(미도시)에 저장시킨다.

여기서, 메모리부는 A/D 변환부(300)로부터 4 ~ 8bit로 구성된 18 x 18개의 픽셀에 대한 디지털 전압값을 동시에 입력받는 것이 아니고, 기 설정된 타이밍(timing)신호에 동기하여 4 ~ 8bit의 디지털 전압값을 4 ~ 8개의 line을 통해서 전달받도록 4 ~ 8bit의 라인 버퍼(line buffer) 구조로 구성되어 있으며, 상기 라인 버퍼는 3 x 18개의 4 ~ 8bit 메모리 구조를 갖는다.

따라서, 메모리부는 A/D 변환부(200)로부터 입력되는 4 ~ 8bit의 디지털 전압값이 입력되면 이전의 디지털 전압값은 한칸씩 밀려서 다음 칸에 저장되고, 이에 의거하여 라인 버퍼의 가장자리 끝단의 디지털 전압값은 버려지게 된다.

전처리부(300)는 메모리부로부터 순차적으로 입력되는 바닥표면의 현재 이미지에 대한 전처리를 수행하여 소정의 비트값, 보다 구체적으로는 1비트 이상의 디지털 전압값을 갖는 픽셀 어레이로 구성된 현재 전처리 이미지를 형성한다.

여기서, 현재 전처리 이미지는 2비트의 디지털 전압값을 갖는 픽셀 어레이로 구성되어 있으나, 여기에 한정되는 것은 아니고 1비트 이상의 소정 비트값으로 구성될 수 있다는 점에 유의 하여야 한다.

이를 보다 구체적으로 설명하면, 메모리부로부터 아래 표 1에 도시된 바와 같이 소정의 비트, 보다 구체적으로는 4 ~ 8bit로 변환된 상기 바닥표면의 현재 이미지를 구성하는 각 픽셀에 대한 디지털 전압값(ADC)이 입력되는 경우, 전처리부(300)는 현재 입력되는 픽셀중에서 2비트로 변환될 픽셀, 예를 들면 ADC22 픽셀과, 상기 2비트로 변환될 픽셀인 ADC22와 인접한 픽셀 사이의 디지털 전압값을 이하 식(1),(2)을 이용하여 가산한다.

ADC00	ADC01	ADC02	ADC03	ADC04	ADC05
ADC10	ADC11	ADC12	ADC13	ADC14	ADC15
ADC20	ADC21	ADC22	ADC23	ADC24	ADC25

CURRENT_X = ADC02 + ADC12 + ADC22,

BEFORE_X = ADC00 + ADC10 + ADC20 ...........(1)

CURRENT_Y = ADC20 + ADC21 + ADC22,

BEFORE_Y = ADC00 + ADC01 + ADC02 ...........(2)

즉, 상기 ADC22 픽셀에 대하여는 상기 식 (1)을 통하여 계산된 CURRENT_X가 BEFORE_X에 대비하여 큰지 작은지를 비교하여 1bit로 변환한 후 이 값을 COMP_X에 저장시키고, 또한 상기 식 (2)를 통하여 계산된 CURRENT_Y가 BEFORE_Y에 대비하여 큰지 작은지를 비교하여 1bit로 변환한 후 이 값을 COMP_Y에 저장시킨다.

이때, 전처리부(300)는 메모리부로부터 순차적으로 전달되는 현재 픽셀에 대한 전압값을 제 2 비트값으로 변환시에 현재 픽셀에 인접하여 위치하는 소정의 픽셀에 대하여 가중치를 적용할 수도 있다.

이후, CURRENT값과 BEFORE값의 크기를 상호 비교한 후 CURRENT값이 BEFORE값에 비교해서 큰 경우를 1, 작은 경우를 0로 설정하고, 2bit 변환값을 Image_2bit이라 하면, 벡터값(COMP_X, COMP_Y)으로 표시될 수 있는 상기 Image_2bit의 경우의 수는 표 2에 기재된 바와 같다.

COMP_X	COMP_Y	Image-2	실시예의 설명
0	0	0	CURRENT_X가 BEFORE_X보다 작고, CURRENT_Y가 BEFORE_Y보다 작은 경우
0	1	1	CURRENT_X가 BEFORE_X보다 작고, CURRENT_Y가 BEFORE_Y보다 큰 경우
1	0	2	CURRENT_X가 BEFORE_X보다 크고, CURRENT_Y가 BEFORE_Y보다 작은 경우
1	1	3	CURRENT_X가 BEFORE_X보다 크고, CURRENT_Y가 BEFORE_Y보다 큰 경우

즉, 상기 표 2에 기재된 바와 같은 경우의 수에 의거하여, 상기 메모리부로부터 입력되는 4비트의 디지털 전압값을 갖는 각각의 픽셀에는 2비트로 변환된 Image_2bit값이 표 3에 도시된 바와 같이 저장된다.

x	x	x	x	x	x
x	x	x	x	x	x
x	x	0,1,2,3 중 어느하나의 값	0,1,2,3중 어느하나의값	0,1,2,3중 어느하나의값	0,1,2,3중 어느하나의값

여기서, X로 표시된 부분은 계산을 할 대상(CURRENT값, BEFORE값)이 없으므로 무시하여도 되는 돈캐어(don't care)부분이다.

전처리부(300)는 상술한 방법에 의하여 생성된 소정의 비트값, 보다 구체적으로는 1비트 이상의 디지털 전압값으로 구성된 현재 전처리 이미지를 생성한 후, 현재 전처리 이미지로부터 소정의 픽셀 어레이로 구성된 현재 전처리 중앙 이미지를 추출한다.

이를 보다 구체적으로 설명하면, 상기 바닥표면의 현재 이미지가 4 비트의 제 1 비트값을 갖는 18 x 18 픽셀 어레이로 구성된 경우, 바닥 표면의 현재 이미지를 상술한 바와 같은 식(1),(2)를 이용하여 전처리하여 소정의 비트값, 보다 구체적으로는 1비트 이상의 비트값을 갖는 16 x 16의 픽셀 어레이를 갖는 현재 전처리 이미지를 형성한다.

즉, 현재 이미지가 n x n 픽셀 어레이로 구성되어 있다면, 상기 현재 이미지에 대한 현재 전처리 이미지는 (n-2) x (n-2) 픽셀 어레이 구조를 갖는 것이다.

상술한 바와 같이 현재 이미지로부터 소정의 픽셀 어레이 구조를 갖는 현재 전처리 이미지를 형성한 후, 전처리부(300)는 현재 전처리 이미지의 소정 위치, 보다 구체적으로는 중앙으로부터 소정의 픽셀 어레이 구조, 보다 구체적으로는 10 x 10 픽셀 어레이 구조를 갖는 현재 전처리 중앙 이미지를 추출한 후, 이를 후술하는 이동 좌표 산출부(400)로 출력시킨다.

이동 좌표 산출부(400)는 기 설정된 레퍼런스 이미지를 현재 전처리 이미지의 전체 영역에 대해 오퍼래핑하는 전체 검색(full search)을 수행하거나, 또는 기 설정된 방향 결정 계수에 연관되는 특정 좌표값에 대한 부분 검색(partial search)를 수행하여 현재 전처리 이미지의 모션 벡터 좌표값을 산출한다.

여기서, 기 설정된 방향 결정 계수는 과거 전처리 이미지의 모션 벡터 좌표값의 히스토리를 분석하여 산출된 것으로서, 현재 전처리 이미지의 이동 방향에 대한 예측 및 결정시에 이용된다.

이후, 이동 좌표 산출부(400)는 전체 또는 부분 검색에 의하여 산출된 모션 벡터 좌표값의 히스토리에 의거하여 미래 전처리 이미지의 이동 방향을 결정시에 이용되는 방향 결정 계수를 산출하는 것으로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 이미지 비교부(410), 모션 벡터부(420), X채널 레퍼런스부(430) 및 Y채널 레퍼런스부(440)를 포함하여 구성된다.

여기서, 이미지 비교부(410)는 기 설정된 타이밍 신호에 의거하여 전처리부(300)로부터 입력되는 현재 전처리 이미지에 대한 전체 검색 및 부분 검색을 수행하는 것으로서, 도 4에 도시된 바와 같이, X축 이미지 비교부(411) 및 Y축 이미지 비교부(412)로 구성되어 있다.

즉, 이미지 비교부(410)는 전처리부(300)로부터 현재 전처리 이미지가 입력되는 경우, 현재 전처리 이미지의 전체 영역, 보다 구체적으로는 (-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)등의 49가지 경우의 좌표값에 대하여 기 설정된 레퍼런스 이미지에 오버랩 시키는 전체 검색(full search)을 수행함으로써, 현재 전처리 이미지에 대한 제 1 모션 벡터 좌표값(V_X1 , V_Y1)을 산출한 후, 이를 모션 벡터부(420)로 출력시킨다.

이를 보다 구체적으로 설명하면, X축 이미지 비교부(411)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상술한 7가지 경우의 X축 좌표값인 -3 에서 +3까지의 X축 좌표값에 대하여 후술하는 X채널 레퍼런스부(430)에 기 설정된 레퍼런스 이미지를 오버랩 시키는 전체 검색(full search)을 수행한다.

이후, X축 이미지 비교부(411)는 기 설정된 레퍼런스 이미지를 구성하는 픽셀값과 일치하는 픽셀의 개수가 가장 많은 경우의 X축 좌표값을 현재 전처리 이미지에 대한 X축 모션 벡터 좌표값(V_X1)으로 산출한 후, 이를 후술하는 모션 벡터부(420)로 출력시킨다.

이때, Y축 이미지 비교부(412)는 -3에서 +3까지의 Y축 좌표값에 대하여 후술하는 Y채널 레퍼런스부(440)에 기 설정된 레퍼런스 이미지를 오버랩 시키는 전체 검색(full search)을 수행하고, 상기 전체 검색에 의하여 산출된 Y축 모션 벡터 좌표값(V_Y1)을 후술하는 모션 벡터부(420)로 출력시킨다.

이미지 비교부(410)는, 모션 벡터부(420)로부터 과거 전처리 이미지에 대한 모션 벡터 좌표값의 히스토리에 의하여 기 설정된 방향 결정 계수가 입력되는 경우, 방향 결정 계수에 대응하는 좌표축에 대하여 기 설정된 레퍼런스 이미지를 현재 전처리 이미지에 오버랩 시키는 부분 검색(partial search)을 수행하여 현재 전처리 이미지의 제 2 모션 벡터 좌표값(V_X2, V_Y2)을 산출한 후, 이를 후술하는 모션 벡터부(420)로 출력시킨다.

즉, 모션 벡터부(420)로부터 입력된 기 설정된 X축 방향 결정 계수가 과거 모션 벡터 좌표값의 히스토리가 X축에 대하여 좌측 방향에 있다는 것을 나타내는 (-)값인 경우, X축 이미지 비교부(411)는, 도 6에 도시된 바와 같이, X축 좌표값 중에서 원점을 포함하여 -1, -2, -3의 좌표값을 갖는 좌측 영역의 좌표값에 대한 부분 검색(partial search)을 수행하여 X축 모션 벡터 좌표값(V_X2)을 산출한다.

또한, 기 설정된 X축 방향 결정 계수가 과거 모션 벡터 좌표값의 히스토리가 X축에 대하여 우측 방향에 있다는 것을 나타내는 (+)값인 경우, X축 이미지 비교부(411)는, 도 7에 도시된 바와 같이, X축 좌표값 중에서 원점을 포함하여 1, 2, 3의 좌표값을 갖는 우측 영역의 좌표값에 대한 부분 검색(partial search)을 수행하여 X축 모션 벡터 좌표값(V_X2)을 산출한다.

또한, 모션 벡터부(400)로부터 디폴트 (default) 신호 및 에러 신호가 입력되는 경우, X축 이미지 비교부(411)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 기 설정된 레퍼런스 이미지를 현재 전처리 이미지의 전체 영역에 대하여 전체 검색(full search)을 수행하여 X축 모션 벡터 좌표값(V_X2)을 산출한다.

여기서, 상기 X축 방향 결정 계수가 디폴트(default) 값으로 설정된다는 의미는 X축 방향에 대한 전체 검색 영역과 부분 검색 영역이 동일한 영역으로 설정된다는 것을 의미한다.

모션 벡터부(420)로부터 입력된 기 설정된 Y축 방향 결정 계수가 과거 모션 벡터 좌표값의 히스토리가 Y축에 대하여 상측 방향에 있다는 것을 나타내는 (+)값인 경우, Y축 이미지 비교부(412)는, 도 8에 도시된 바와 같이, Y축 좌표값 중에서 원점을 포함하여 1, 2, 3의 좌표값을 갖는 상측의 좌표값에 대한 부분 검색(partial search)을 수행하여 Y축 모션 벡터 좌표값(V_Y2)을 산출한다.

여기서, 기 설정된 Y축 방향 결정 계수가 과거 모션 벡터 좌표값의 히스토리가 Y축에 대하여 하측 방향에 있다는 것을 나타내는 (-)값인 경우, Y축 이미지 비교부(412)는, 도 9에 도시된 바와 같이, Y축 좌표값 중에서 원점을 포함하여 -1, -2, -3의 좌표값을 갖는 하측의 좌표값에 대한 부분 검색(partial search)을 수행하여 Y축 모션 벡터 좌표값(V_Y2)을 산출한다.

또한, 모션 벡터부(400)로부터 디폴트 (default) 신호 및 에러 신호가 입력되는 경우, Y축 이미지 비교부(412)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 기 설정된 레퍼런스 이미지를 상기 현재 전처리 이미지의 전체 영역에 대하여 전체 검색(full search)을 수행하여 Y축 모션 벡터 좌표값(V_Y2)을 산출한다.

여기서, 상기 Y축 방향 결정 계수가 디폴트(default) 값을 갖는다는 의미는 Y축 방향에 대한 전체 검색 영역과 부분 검색 영역이 동일한 영역임을 의미한다.

이미지 비교부(410)는, 모션 벡터부(420)로부터 현재 전처리 이미지에 대한 최종 모션 벡터 좌표값(V_X, V_Y)이 피드백되는 경우, 최종 모션 벡터 좌표값의 이동량이 제로인 경우에는 후술하는 X채널/Y채널 레퍼런스부(430)에 기 설정되어 있는 레퍼런스 이미지를 변경시키지 않고, 제로가 아닌 경우에는 기 설정되어 있는 레퍼런스 이미지를 현재 전처리 중앙 이미지로 변경시킨다.

모션 벡터부(420)는 에러 발생 여부에 의거하여 전체 검색에 의한 제 1 모션 벡터 좌표값(V_X1, V_Y1)과 부분 검색에 의한 제 2 모션 벡터 좌표값(V_X2, V_Y2)중 어느 하나를 현재 전처리 이미지에 대한 최종 모션 벡터 좌표값(V_X, V_Y)으로 산출한다

이후, 상기 모션 벡터부(420)는 산출된 최종 모션 벡터 좌표값(V_X, V_Y)의 히스토리에 의거하여 미래 프레임의 전처리 이미지에 대한 방향 결정 계수를 산출하는 것으로서, 도 10에 도시된 바와 같이, X축 방향 설정부(421), Y축 방향 설정부(422), 에러 검출부(423) 및 모션 벡터 산출부(424)를 포함하여 구성된다.

X축 방향 설정부(421)는, 모션 벡터 산출부(424)로부터 피드백되는 모션 벡터 좌표값(VX)에 대한 히스토리에 의거하여 X축 방향 결정 계수를 산출하는 것으로서, X축 방향 계수기(425) 및 X축 방향 설정기(426)로 구성되어 있다.

여기서, 모션 벡터 산출부(424)로부터 피드백 되어 입력되는 최종 X축 모션 벡터 좌표값(V_X)은, 에러 검출부(423)에 의하여 에러가 검출된 경우에는 전체 검색에 의해 산출된 X축 모션 벡터 좌표값(V_X1)이 되고, 에러가 검출되지 않은 경우에는 부분 검색에 의해 산출된 X축 모션 벡터 좌표값(V_X2)이 된다.

여기서, X축 방향 계수기(425)는 모션 벡터 산출부(424)로부터 입력되는 최종 X축 모션 벡터 좌표값(V_X)의 방향을 매 프레임마다 회수로 누적한 후, 이를 X축 방향 설정기(426)로 출력시킨다.

이때, X축 방향 설정기(426)는 최종 X축 모션 벡터 좌표값(V_X)의 히스토리에 의거하여 미래 전처리 이미지에 대한 방향 결정 계수, 보다 구체적으로는 좌(-), 우(+) 및 디폴트의 X축 방향 결정 계수를 산출한 후, 이를 X축 이미지 비교부(411)로 출력시킨다.

이를 보다 구체적으로 설명하면, 최종 X축 모션 벡터 좌표값(V_X)에 대한 히스토리가 6프레임 이상 우측 방향, 보다 구체적으로는 “ 0 ”을 포함하여 양의 좌표값으로 출력되는 경우, X축 방향 설정기(426)는 (+) 방향 설정 계수를 상기 X축 이미지 비교부(411)로 출력시킨다.

또한, 최종 X축 모션 벡터 좌표값(V_X)에 대한 히스토리가 6프레임 이상 좌측 방향, 보다 구체적으로는 " 0 "을 포함하여 음의 좌표값으로 출력되는 경우, X축 방향 설정기(426)는 (-) 방향 설정 계수를 상기 X축 이미지 비교부(411)로 출력시킨다.

이때, 최종 X축 모션 벡터 좌표값(V_X)에 대한 히스토리가 10프레임 이상 연속하여 " 0 "의 X축 좌표값으로 출력되거나 또는 후술하는 에러 검출부(423)로부터 에러 발생 신호가 입력되는 디폴트 모드인 경우, X축 방향 설정기(426)는 디폴트 신호를 상기 X축 이미지 비교부(411)로 출력시킨다.

여기서, X축 방향 결정 계수가 (+) 방향 결정 계수인 경우 현재 전처리 이미지가 X축에 대하여 우측 방향으로 이동하고 있다는 것을 나타내거나 또는 미래 전처리 이미지가 X축에 대하여 우측 방향으로 이동할 것이라는 것을 나타낸다.

또한, X축 방향 결정 계수가 (-) 방향 결정 계수인 경우 현재 전처리 이미지가 좌측 방향으로 이동하고 있다는 것을 나타내거나 또는 미래 전처리 이미지가 X축에 대하여 좌측 방향으로 이동할 것이라는 것을 나타낸다.

또한, X축 방향 결정 계수가 디폴트 모드인 경우 현재 전처리 이미지 및 미래 전처리 이미지가 X축 방향에 대하여 뚜렷한 이동 방향성을 갖고 있지 않다는 것을 의미한다.

Y축 방향 설정부(422)는 모션 벡터 산출부(424)로부터 피드백 되어 입력되는 최종 Y축 모션 벡터 좌표값(V_Y)의 히스토리에 의거하여 Y축 방향 결정 계수를 산출하는 것으로서, Y축 방향 계수기(427) 및 Y축 방향 설정기(428)로 구성되어 있다.

여기서, Y축 방향 계수기(425)는 모션 벡터 산출부(424)에서 출력되는 최종 Y축 모션 벡터 좌표값(VY)의 방향을 매 프레임마다 회수로 누적한 후, 이를 Y축 방향 설정기(426)로 출력시킨다.

이때, Y축 방향 설정기(428)는 최종 Y축 모션 벡터 좌표값(V_Y)의 히스토리에 의거하여 X축 방향 설정부(421)와 동일한 방법에 의하여 상측 방향 결정 계수(+), 하측 방향 결정 계수(-) 및 디폴트 결정 계수의 Y축 방향 결정 계수를 산출한 후, 이를 Y축 이미지 비교부(412)로 출력시킨다.

여기서, Y축 방향 결정 계수가 상측 방향 결정 계수(+)인 경우 현재 전처리 이미지가 Y축에 대하여 상측 방향으로 이동하고 있다는 것을 나타내거나 또는 미래 전처리 이미지가 Y축에 대하여 상측 방향으로 이동할 것이라는 것을 나타낸다.

또한, Y축 방향 결정 계수가 하측 방향 결정 계수(-)인 경우 현재 전처리 이미지가 하측 방향으로 이동하고 있다는 것을 나타내거나 또는 미래 전처리 이미지가 Y축에 대하여 하측 방향으로 이동할 것이라는 것을 나타낸다.

이때, Y축 방향 결정 계수가 디폴트 신호인 경우 현재 및 미래 전처리 이미지가 Y축 방향에 대하여 뚜렷한 이동 방향성을 갖고 있지 않다는 것을 의미한다.

에러 검출부(423)는 전체 검색(full search)에 의한 제 1 모션 벡터 좌표값(V_X1, V_Y1)과, 기 설정된 방향 결정 계수에 의한 부분 검색(partial search)을 통하여 산출된 제 2 모션 벡터 좌표값(V_X2, V_Y2)을 매 프레임마다 입력받아 상호 비교한 후, 소정 프레임에 대한 모션 벡터 좌표값의 일치 여부에 의거하여 에러 발생 여부를 검출한다.

이때, 전체 검색(full search)에 의한 제 1 모션 벡터 좌표값(V_X1, V_Y1)과 부분 검색(partial search)에 의한 제 2 모션 벡터 좌표값(V_X2, V_Y2)이 소정 회수의 프레임, 보다 구체적으로는 3프레임 연속하여 서로 상이한 경우, 에러 검출부(423)는 에러신호를 발생시키는 동시에 전체 검색(full search)에 의한 제 1 모션 벡터 좌표값(V_X1, V_Y1)을 현재 전처리 이미지에 대한 최종 모션 벡터 좌표값(V_X, V_Y)으로 산출한 후, X축 방향 설정부(421) 및 Y축 방향 설정부(422)를 디폴트 모드로 설정시킨다.

그러나, 소정 회수의 프레임, 보다 구체적으로는 연속된 3 프레임 중에서 단 한번이라도 동일한 모션 벡터 좌표값이 입력되는 경우, 에러 검출부(423)는 부분 검색(partial search)에 의한 제 2 모션 벡터 좌표값(V_X2, V_Y2)을 현재 전처리 이미지에 대한 최종 모션 벡터 좌표값(V_X, V_Y)으로 산출한 후, X축 방향 설정부(421) 및 Y축 방향 설정부(422)를 구동 모드로 설정시킨다.

모션 벡터 산출부(424)는, 에러 검출부(423)로부터 에러 감지 신호가 검출되지 않는 경우, 부분 검색(partial search)에 의한 제 2 모션 벡터 좌표값(V_X2, V_Y2)을 현재 전처리 이미지에 대한 최종 모션 벡터 좌표값(V_X, V_Y)으로서 인터페이스부(500)에 출력시킨 후, 최종 모션 벡터 좌표값을 방향 설정부 (421),(422) 및 이미지 비교부(411),(412)로 피드백 시킨다.

이때, 에러 검출부(423)로부터 에러 감지 신호가 검출되는 경우, 모션 벡터 출력부(424)는 전체 검색(full search)에 의한 제 1 모션 벡터 좌표값(V_X1, V_Y1)을 현재 전처리 이미지에 대한 최종 모션 벡터 좌표값(V_X, V_Y)으로서 인터페이스부 (500)로 출력시킨 후, 최종 모션 벡터 좌표값을 방향 설정부(421),(422) 및 이미지 비교부(411),(412)로 피드백 시킨다.

X채널 레퍼런스부(430)는 전처리부로부터 입력되는 현재 전처리 이미지의 중앙 위치로부터 추출된 소정의 픽셀 어레이로 구성된 현재 전처리 중앙 이미지를 미래 전처리 이미지의 모션 벡터 좌표값을 산출하기 위한 X축 후보 레퍼런스 이미지로 저장한다.

이후, 모션 벡터부(420)로부터 피드백 되는 현재 전처리 이미지에 대한 최종 X축 모션 벡터 좌표값(Vx)이 제로가 아닌 경우, X채널 레퍼런스부(430)는 이미지 비교부(410)의 제어 신호에 의거하여 현재 전처리 중앙 이미지를 X축 레퍼런스 이미지로 설정한다.

그러나, 현재 전처리 이미지에 대한 X축 방향의 모션 벡터 좌표값(Vx)이 제로인 경우, X채널 레퍼런스부(430)는 기 설정되어 있던 X축 레퍼런스 이미지를 그대로 유지시킨다.

Y채널 레퍼런스부(440)는, 상기 X채널 레퍼런스부(440)에서 설명한 바와 같이, 모션 벡터부(420)로부터 피드백 되는 최종 Y축 모션 벡터 좌표값(V_Y)이 제로가 아닌 경우 현재 전처리 중앙 이미지를 Y축 레퍼런스 이미지로 설정하고, 최종 Y축 모션 벡터 좌표값(V_Y)이 제로인 경우 기 설정되어 있던 Y축 레퍼런스 이미지를 그대로 유지시킨다.

인터페이스부(500)는 모션 벡터 출력부(424)로부터 입력되는 최종 모션 벡터 좌표값(V_X, V_Y)을 일정 시간동안 누적한 후, 상기 누적된 좌표값을 소정의 외부 장치로 전달시킨다.

이하, 도 11 내지 도 17을 참조하여 본 발명에 따른 광센서 장치를 이용한 위치 추적 방법의 일실시예에 대하여 상세하게 설명한다.

먼저, 이동 좌표 산출부는 전처리부로부터 현재 전처리 이미지 및 현재 전처리 중앙 이미지를 입력받는다(S100).

도 12를 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 이미지 픽셀 어레이(100)는 외부로부터 입사되는 광에너지를 아날로그 전압값으로 변환하여 A/D 변환부(200)로 출력시킨다(S101).

이때, A/D 변환부(200)는 각 픽셀의 아날로그 전압값에 대한 아날로그- 디지털 변환을 수행하여 소정의 디지털 전압값, 보다 구체적으로는 4 ~ 8 비트의 디지털 전압값을 갖는 현재 이미지를 생성하여 전처리부(300)로 전달한다(S102).

이후, 전처리부(300)는 현재 이미지로부터 각 픽셀의 디지털 전압값이 소정의 디지털 전압값, 보다 구체적으로는 1비트 이상의 디지털 전압값을 갖는 픽셀 어레이로 구성된 현재 전처리 이미지를 형성한다(S103).

전처리부에서 현재 전처리 이미지를 형성하는 단계(S103)를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

전처리부(300)는 현재 이미지를 구성하는 소정의 제 1 비트값, 보다 구체적으로는 4 ~ 8 비트값을 갖는 각 픽셀에 대한 디지털 전압값을 기 설정된 타이밍 신호에 의거하여 순차적으로 입력받아 메모리부에 저장시킨다.

이후, 메모리부로부터 현재 이미지를 구성하는 각 픽셀에 대한 디지털 전압값이 순차적으로 입력되는 경우, 전처리부(300)는 각 픽셀 중에서 소정의 비트값으로 변환하고자 하는 타겟 픽셀과 상기 타겟 픽셀에 인접한 픽셀을 포함하는 기본 이미지 행열을 설정한다.

여기서, 상기 기본 이미지 행열은 3 X 3 행열 형식으로 구성하고 있으나, 여기에 한정되는 것은 아니고 다양한 형식의 행열을 구성할 수 있다는 점에 유의 하여야 한다.

이후, 전처리부(300)는 상술한 바와 같은 식(1)과 (2)를 이용하여 상기 기본 이미지 행열에 포함된 각 픽셀 상호간의 디지털 전압값에 대한 행과 행 및 열과 열간의 전처리 과정을 수행한다.

즉, 상술한 바와 같은 전처리 과정을 수행하여 상기 타겟 픽셀의 디지털 전압값을 1비트 이상의 디지털 전압값, 보다 구체적으로는 1 내지 2 비트의 디지털 전압값으로 변환시킴으로써, 전처리부(300)는 현재 이미지로부터 현재 전처리 이미지를 형성한 후, 이를 이동 좌표 산출부(400)로 출력시킨다.

여기서, 상기 각 픽셀의 디지털 전압값이 제 2 비트값으로 변환되기 이전의 현재 이미지가 n x n의 픽셀 어레이로 구성되어 있었다면, 현재 전처리 이미지는 (n-2) x (n-2) 픽셀 어레이로 구성된다.

이후, 전처리부(300)는 현재 전처리 이미지의 소정 위치, 보다 구체적으로는 중앙 부분으로부터 소정의 픽셀 어레이 구조, 보다 구체적으로는 (n-8) x (n-8)의 픽셀 어레이 구조를 갖는 현재 전처리 중앙 이미지를 추출한 후, 이를 이동 좌표 산출부(400)로 전송한다(S104).

전처리부(300)로부터 현재 전처리 이미지 및 현재 전처리 중앙 이미지가 입력되는 경우, 이동 좌표 산출부(400)는 현재 전처리 이미지에 대한 전체 검색(full search)를 수행하여 제 1 모션 백터 좌표값(V_X1, V_Y1)를 산출한다(S200).

도 13을 참조하여 전체 검색(full search)에 의한 현재 전처리 이미지의 제 1 모션 백터 좌표값(V_X1, V_Y1)를 산출하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

전처리부(300)로부터 현재 전처리 이미지가 입력되는 경우(S201), 이미지 비교부(410)는 X채널/Y채널 레퍼런스부(430),(440)에 기 설정된 레퍼런스 이미지를 현재 전처리 이미지의 전체 영역, 보다 구체적으로는 (-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)의 좌표값을 영역에 오버랩 시키는 전체 검색(full search)을 수행한다(S202).

이후, 이미지 비교부(410)는 상기 오버랩된 현재 전처리 이미지 중에서 기 설정된 레퍼런스 이미지를 구성하는 픽셀값과 동일한 픽셀값을 갖는 개수를 각 오버랩 되는 전체 X/Y 좌표값마다 산출한다(S203).

이때, 이미지 비교부(410)는 기 설정된 레퍼런스 이미지를 구성하는 픽셀값과 일치하는 픽셀의 개수가 가장 많은 경우의 X/Y 좌표값을 현재 전처리 이미지에 대한 제 1 모션 벡터 좌표값(V_X1, V_Y1)으로 산출한 후, 이를 후술하는 모션 벡터부(420)로 출력한다(S204).

현재 전처리 이미지에 대한 전체 검색을 수행하여 제 1 모션 벡터 좌표값(V_X1, V_Y1)을 산출하는 동시에, 이동 좌표 산출부(400)는 기 설정된 방향 결정 계수에 연동하는 현재 전처리 이미지에 대한 부분 검색(partial search)을 수행하여 제 2 모션 벡터 좌표값(V_X2, V_Y2)을 산출한다(S300).

먼저, 도 14a를 참조하여 부분 검색(partial search)을 통한 제 2 모션 벡터 좌표값의 X축 모션 벡터 좌표값(V_X2)에 대한 산출 과정을 설명한다.

X축 방향 설정부(421)의 X축 방향 설정기(426)로부터 기 설정된 방향 결정 계수가 입력되는 경우(S301a), X축 이미지 비교부(411)는 기 설정된 방향 결정 계수가 (+) 방향 결정 계수, (-) 방향 결정 계수 및 디폴트 신호중 어느 것인지를 판단한다(S302a).

상기 단계(S302a)의 판단 결과 (+) 방향 결정 계수인 경우, X축 이미지 비교부(411)는 X축 좌표값 중에서 원점을 포함하는 우측 좌표값에 대한 부분 검색(partial search)를 수행한다(S303a).

이후, X축 이미지 비교부(411)는 기 설정된 레퍼런스 이미지를 구성하는 픽셀값과 일치하는 픽셀의 개수가 가장 많은 경우의 X축 좌표값을 현재 전처리 이미지에 대한 제 2 모션 벡터 좌표값(V_X2)으로 산출한다(S304a).

상기 단계(S302a)의 판단 결과 (+) 방향 결정 계수가 아닌 경우, X축 이미지 비교부(411)는 상기 방향 결정 계수가 (-) 방향 결정 계수 또는 디폴트 신호 중 어느 것인지를 판단한다(S305a).

상기 단계(S305a)의 판단 결과 (-) 방향 결정 계수인 경우, X축 이미지 비교부(411)는 X축 좌표값 중에서 원점을 포함하는 좌측 좌표값에 대한 부분 검색(partial search)을 수행한다(S306a).

이후, X축 이미지 비교부(411)는 상기 단계(304a)와 동일한 방법에 의하여 현재 전처리 이미지에 대한 제 2 모션 벡터 좌표값(V_X2)을 산출한다(S307a).

상기 단계(S305a)의 판단 결과 디폴트 신호가 입력되는 경우, X축 이미지 비교부(411)는 전체 X축 좌표값에 대한 전체 검색(full search)를 수행한 후(S308a), 기 설정된 레퍼런스 이미지를 구성하는 픽셀값과 일치하는 픽셀의 개수가 가장 많은 경우의 X축 좌표값을 상기 현재 전처리 이미지에 대한 제 2 모션 벡터 좌표값(V_X2)으로 산출한다(S309a).

이하, 도 14b를 참조하여 부분 검색을 통한 제 2 모션 벡터 좌표값의 Y축 모션 벡터 좌표값(V_Y2)에 대한 산출 과정을 설명한다.

X축 방향 설정부(422)의 Y축 방향 설정기(428)로부터 기 설정된 방향 결정 계수가 입력되는 경우(S301b), Y축 이미지 비교부(412)는 상기 방향 결정 계수가 (+)방향 결정 계수, (-) 방향 결정 계수 및 디폴트 신호중 어느 것인지를 판단한다(S302b).

상기 단계(S302b)의 판단 결과 (+)방향 결정 계수인 경우, Y축 이미지 비교부(412)는 Y축 좌표값 중에서 원점을 포함하는 상측 좌표값에 대한 부분 검색(partial search)를 수행한다(S303b).

이후, Y축 이미지 비교부(412)는 기 설정된 레퍼런스 이미지를 구성하는 픽셀값과 일치하는 픽셀의 개수가 가장 많은 경우의 Y축 좌표값을 상기 현재 전처리 이미지에 대한 제 2 모션 벡터 좌표값(V_Y2)으로 산출한다(S304b).

상기 단계(S302b)의 판단 결과 (+)방향 결정 계수가 아닌 경우, Y축 이미지 비교부(412)는 방향 결정 계수가 (-) 방향 결정 계수 및 디폴트 신호중 어느 것인지를 판단한다(S305b).

상기 단계(S305b)의 판단 결과 (-) 방향 결정 계수인 경우, Y축 이미지 비교부(412)는 Y축 좌표값 중에서 원점을 포함하는 하측 좌표값에 대한 부분 검색(partial search)을 수행한다(S306b).

이후, Y축 이미지 비교부(412)는 상기 단계(304b)와 동일한 방법에 의하여 현재 전처리 이미지에 대한 제 2 모션 벡터 좌표값(V_Y2)을 산출한다(S307b).

상기 단계(S305b)의 판단 결과 디폴트 신호인 경우, Y축 이미지 비교부(412)는 전체 Y축 좌표값에 대한 전체 검색(full search)를 수행한 후(S308b), 기 설정된 레퍼런스 이미지를 구성하는 픽셀값과 일치하는 픽셀의 개수가 가장 많은 경우의 Y축 좌표값을 현재 전처리 이미지에 대한 모션 벡터 좌표값(V_Y2)으로 산출한다(S309b).

이후, 이동 좌표 산출부(400)는 전체/부분 검색에 의하여 산출된 모션 벡터 좌표값 중 어느 하나를 현재 전처리 이미지에 대한 최종 모션 벡터 좌표값(V_X, V_Y)으로 출력시킨다(S400).

도 15를 참조하여 현재 전처리 이미지에 대한 최종 모션 벡터 좌표값의 출력과정을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

에러 검출부(423)는 이미지 비교부(410)로부터 현재 전처리 이미지에 대한 전체 검색을 통하여 산출된 제 1 모션 벡터 좌표값(V_X1, V_Y1)을 입력받는다 (S401).

이때, 에러 검출부(423)는 이미지 비교부로부터 기 설정된 방향 결정 계수에 연동하는 부분 검색에 의하여 산출된 현재 전처리 이미지의 제 2 모션 벡터 좌표값(V_X2, V_Y2)을 동시에 입력받는다(S402).

이후, 에러 검출부(423)는 제 1 및 제 2 모션 벡터 좌표값을 매 프레임마다 상호 비교한 후(S403), 소정 회수의 프레임에 대한 상기 제 1 및 제 2 모션 벡터 좌표값의 일치 여부를 판단한다(S404).

상기 단계(S404)의 판단 결과 모션 벡터 좌표값이 상호 일치하거나 또는 일치하지 않는 프레임이 소정 회수 이하인 경우, 에러 검출부(423)는 모션 벡터 산출부(424)로 에러 미발생 신호를 출력시킨다(S405).

에러 검출부(423)로부터 에러 미발생 신호가 입력되는 경우, 모션 벡터 산출부(424)는 부분 검색을 통하여 산출된 제 2 모션 벡터 좌표값(V_X2, V_Y2)을 현재 전처리 이미지에 대한 최종 모션 벡터 좌표값(V_X, V_Y)으로 산출하여 인터페이스부(500)로 출력시키는 동시에(S406), 상기 최종 모션 벡터 좌표값(V_X, V_Y)을 이미지 비교부(411),(412) 및 방향 설정부(421),(422)로 피드백 시킨다(S407).

상기 단계(S404)의 판단 결과 모션 벡터 좌표값이 소정 회수 이상의 프레임에 대하여 상호 일치하지 않는 경우, 에러 검출부(423)는 모션 벡터 산출부(424)로 에러 발생 신호를 출력시킨다(S408).

에러 검출부(423)로부터 에러 발생 신호가 입력되는 경우, 모션 벡터 산출부(424)는 전체 검색을 통하여 산출된 상기 제 1 모션 벡터 좌표값(V_X1, V_Y1)을 현재 전처리 이미지에 대한 최종 모션 벡터 좌표값(V_X, V_Y)으로 산출하여 인터페이스부(500)로 출력시키는 동시에 후(S409), 상기 최종 모션 벡터 좌표값(V_X, V_Y)을 상기 이미지 비교부(411),(412) 및 방향 설정부(421),(422)로 피드백 시킨다 (S410).

이후, 이동 좌표 산출부(400)는 최종 모션 벡터 좌표값(V_X, V_Y)에 대한 히스토리를 분석하여 미래 전처리 이미지에 대한 방향 결정 계수를 산출한다(S500).

먼저, 도 16a를 참조하여 미래 전처리 이미지에 대한 X축 방향 결정 계수의 산출 과정을 설명하면 다음과 같다.

모션 벡터 산출부(424)로부터 소정 회수의 프레임에 대한 모션 벡터 좌표값(Vx)이 입력되는 경우(S501a), X축 방향 계수기(425)는 소정 회수의 프레임 동안 입력된 상기 모션 벡터 좌표값(Vx)을 누적시킨 후(S502a), 이를 X축 방향 설정기(426)로 출력시킨다(S503a).

이후, X축 방향 설정기(426)는 소정 프레임에 대한 모션 벡터 좌표값(Vx)의 히스토리를 분석한 후(S504a), 모션 벡터 좌표값(Vx)에 대한 히스토리가 6프레임 이상 " 0 "을 포함하여 (+)방향의 X 좌표값으로 출력되는 히스토리를 형성하는 지를 판단한다(S505a).

상기 단계(S505a)의 판단 결과 원점을 포함하여 (+)방향의 X축 좌표값으로 출력되는 히스토리가 형성하는 경우, X축 방향 설정기(426)는 미래 전처리 이미지가 X축에 대하여 우측 방향으로 이동할 것이라는 (+) 방향 설정 계수를 X축 이미지 비교부(411)로 출력시킨다(S506a).

상기 단계(S505a)의 판단 결과 원점을 포함하여 (+) 방향의 X축 좌표값으로 출력되는 히스토리를 형성하지 않는 경우, X축 방향 설정기(426)는 상기 모션 벡터 좌표값(V_X)이 6프레임 이상 원점을 포함하여 (-) 방향의 X 좌표값으로 출력되는 히스토리를 형성하는 지를 판단한다(S507a).

상기 단계(S505a)의 판단 결과 원점을 포함하여 (-) 방향의 X축 좌표값으로 출력되는 히스토리가 형성하는 경우, X축 방향 설정기(426)는 미래 전처리 이미지가 X축에 대하여 좌측 방향으로 이동할 것이라는 (-) 방향 설정 계수를 X축 이미지 비교부(411)로 출력시킨다(S506a).

또한, 상기 단계(S507a)의 판단 결과 상기 모션 벡터 좌표값(VX)이 10 프레임 이상 연속하여 " 0 "의 X축 좌표값으로 출력되거나 또는 후술하는 에러 검출부로부터 에러 발생 신호가 입력되는 경우, X축 방향 설정기(426)는 미래 전처리 이미지가 X축에 대하여 뚜렷한 방향성을 나타내지 않을 것이라는 디폴트(default) 제어 신호를 X축 이미지 비교부(411)로 출력시킨다(S509a).

이하, 도 16b를 참조하여 미래 전처리 이미지에 대한 Y축 방향 결정 계수의 산출 과정을 설명하면 다음과 같다.

모션 벡터 산출부(424)로부터 소정 프레임에 대한 최종 Y축 모션 벡터 좌표값(VY)이 입력되는 경우(S501b), Y축 방향 계수기(427)는 입력된 최종 Y축 모션 벡터 좌표값(V_Y)을 누적시킨 후(S502b), 이를 Y축 방향 설정기(428)로 출력시킨다(S503a).

이후, Y축 방향 설정기(428)는 소정 프레임에 대한 상기 모션 벡터 좌표값(V_Y)의 히스토리를 분석한 후(S504b), 상기 모션 벡터 좌표값(V_Y)에 대한 히스토리가 6프레임 이상 " 0 "을 포함하여 (+) 방향의 Y축 좌표값으로 출력되는 히스토리를 형성하는 지를 판단한다(S505a).

상기 단계(S505a)의 판단 결과 원점, 즉 “0 "을 포함하여 (+) 방향의 Y축 좌표값으로 출력되는 히스토리가 형성하는 경우, Y축 방향 설정기(428)는 미래 전처리 이미지가 Y축에 대하여 상측 방향으로 이동할 것이라는 (+) 방향 설정 계수를 Y축 이미지 비교부(412)로 출력시킨다(S506a).

상기 단계(S505a)의 판단 결과 원점을 포함하여 (+) 방향의 Y축 좌표값으로 출력되는 히스토리를 형성하지 않는 경우, Y축 방향 설정기(428)는 상기 모션 벡터 좌표값(V_Y)이 6프레임 이상 원점, 즉 " 0 "을 포함하여 (-) 방향의 Y 좌표값으로 출력되는 히스토리를 형성하는 지를 판단한다(S507a).

상기 단계(S507a)의 판단 결과 " 0 "을 포함하여 (-) 방향의 Y축 좌표값으로 출력되는 히스토리가 형성하는 경우, Y축 방향 설정기(428)는 미래 전처리 이미지가 Y축에 대하여 하측 방향으로 이동할 것이라는 (-) 방향 설정 계수를 Y축 이미지 비교부(412)로 출력시킨다(S508a).

또한, 상기 단계(S307a)의 판단 결과 상기 모션 벡터 좌표값(V_Y)이 10 프레임 이상 연속하여 " 0 "의 Y축 좌표값으로 출력되거나 또는 후술하는 에러 검출부로부터 에러 발생 신호가 입력되는 경우, Y축 방향 설정기(428)는 미래 전처리 이미지가 Y축에 대하여 뚜렷한 방향이 없다는 것을 나타내는 디폴트(default) 제어 신호를 Y축 이미지 비교부(412)로 출력시킨다(S509a).

이후, 이동 좌표 산출부는 최종 모션 벡터 좌표값(V_X, V_Y)의 이동량에 의거하여 X채널/Y채널 레퍼런스부에 레퍼런스 이미지를 재 설정시킨다(S600).

도 17을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 모션 벡터부(420)로부터 누적된 최종 모션 벡터 좌표값(V_X, V_Y)이 피드백 되는 경우(S601), 이미지 비교부(410)는 상기 최종 모션 벡터 좌표값(V_X, V_Y)의 이동량이 제로인지 여부를 판단한다 (S602).

상기 단계(S602)의 판단 결과 최종 모션 벡터 좌표값(V_X, V_Y)의 이동량이 제로인 경우, 이미지 비교부(410)는 X 채널/Y 채널 레퍼런스부(430),(440)에 기 설정된 레퍼런스 이미지를 유지시킨다(S603).

상기 단계(S602)의 판단 결과 최종 모션 벡터 좌표값(V_X, V_Y)의 이동량이 제로가 아닌 경우, 이미지 비교부(410)는 상기 X채널/Y채널 레퍼런스부 (430),(440)에 기 설정된 레퍼런스 이미지를 현재 전처리 이미지로부터 추출된 현재 전처리 중앙 이미지로 변경한다(S604).

이하, 도 18 내지 도 29를 참조하여 본 발명의 제 2 실시예에 따른 위치 추적용 광센서 장치 및 이를 이용한 위치 추적 방법을 상세하게 설명한다.

먼저, 도 18을 참조하여 본 발명의 제 2 실시예에 따른 위치 추적용 광센서 장치의 구성을 상세하게 설명한다.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 위치 추적용 광센서 장치는, 현재 전처리 이미지에 대한 전체 검색 및 기 설정된 속도 결정 계수에 의한 부분 검색을 통하여 현재 전처리 이미지에 대한 최종 모션 벡터 좌표값(V_X, V_Y)을 산출하고, 산출된 최종 모션 벡터 좌표값(V_X, V_Y)의 히스토리에 의거하여 미래 전처리 이미지에 대한 속도 결정 계수를 산출하는 것으로서, 이미지 픽셀 어레이(100), A/D변환부(200), 전처리부(300), 이동 좌표 산출부(400) 및 인터페이스부(500)로 구성되어 있다.

여기서, 상기 이미지 픽셀 어레이(100), A/D변환부(200), 전처리부(300) 및 인터페이스부(500)는 상기 제 1 실시예에서 전술한 내용과 동일하므로, 여기서는 이동 좌표 산출부(400)의 구성 및 동작 과정에 대하여 상세히 설명한다.

이동 좌표 산출부(400)는, 기 설정된 레퍼런스 이미지를 현재 전처리 이미지의 전체 영역에 대하여 오퍼래핑 하는 전체 검색(full search)을 수행하거나, 또는 기 설정된 속도 결정 계수에 연관되는 특정 좌표값에 대한 부분 검색(partial search)를 수행하여 현재 전처리 이미지에 대한 모션 벡터 좌표값을 산출한다.

이후, 산출된 모션 벡터 좌표값의 히스토리에 의거하여 미래 전처리 이미지에 대한 속도 결정 계수를 산출하는 것으로서, 이미지 비교부(410), 모션 벡터부(420), X채널 레퍼런스부(430) 및 Y채널 레퍼런스부(440)를 포함하여 구성된다.

여기서, 이미지 비교부(410)는 기 설정된 타이밍 신호에 의거하여 상기 전처리부(300)로부터 입력되는 상기 현재 전처리 이미지에 대한 전체 검색 및 부분 검색을 수행하는 것으로서, 도 18에 도시된 바와 같이, X축 이미지 비교부(411) 및 Y축 이미지 비교부(412)로 구성되어 있다.

즉, 이미지 비교부(410)는, 제 1 실시예의 도 5에 도시된 바와 같이, 현재 전처리 이미지의 전체 영역, 총 49 가지 경우의 X/Y 좌표값에 대하여 X채널/Y채널 레퍼런스부(430),(440)에 기 설정된 레퍼런스 이미지를 오버랩 시키는 전체 검색(full search)을 수행하여 현재 전처리 이미지에 대한 제 1 모션 벡터 좌표값(V_X1, V_Y1)을 산출한다.

또한, 이미지 비교부(410)는, 모션 벡터부(420)로부터 입력되는 기 설정된 속도 결정 계수에 대응하는 좌표축에 대한 부분 검색(partial search)을 수행하여 현재 전처리 이미지에 대한 제 2 모션 벡터 좌표값(V_X2, V_Y2)을 산출한 후, 이를 후술하는 모션 벡터부(420)로 출력시킨다.

즉, 기 설정된 X축 속도 결정 계수가 과거 모션 벡터 좌표값의 히스토리가 X축에 대하여 내측에 위치하고 있다는 것을 나타내는 저속 모드가 입력되는 경우, X축 이미지 비교부(411)는, 도 19에 도시된 바와 같이, X축 좌표값 중에서 원점을 포함하여 ±1의 좌표값을 갖는 X축 영역에 대한 부분 검색(partial search)을 수행한다.

이후, X축 이미지 비교부(411)는 기 설정된 레퍼런스 이미지를 구성하는 픽셀값과 일치하는 픽셀의 개수가 가장 많은 경우의 X축 좌표값을 현재 전처리 이미지에 대한 모션 벡터 좌표값(V_X2)으로서 산출한 후, 이를 모션 벡터부로 출력시킨다.

또한, 기 설정된 X축 속도 결정계수가 과거 모션 벡터 좌표값의 히스토리가 X축에 대하여 외측에 위치하고 있다는 것을 나타내는 고속 모드가 입력되는 경우, X축 이미지 비교부(411)는, 도 20에 도시된 바와 같이, X축에 좌표값 중에서 외측 좌표값, 보다 구체적으로는 ±2, ±3의 좌표값을 갖는 X축 영역에 대한 부분 검색(partial search)을 수행하여 X축 모션 벡터 좌표값(V_X2)을 산출한다.

또한, 기 설정된 X축 속도 결정 계수가 과거 모션 벡터 좌표값의 히스토리가 X축에 대하여 중간 영역에 위치하고 있다는 것을 나타내는 종속 모드가 입력되는 경우, X축 이미지 비교부(411)는, 도 21에 도시된 바와 같이, X축 좌표값 중에서 원점과 ±3인 영역을 제외한 영역에 대한 부분 검색 (partial search)을 수행하여 X축 모션 벡터 좌표값(V_X2)을 산출한다.

이때, 기 설정된 X축 속도 결정 계수가 디폴트 (default) 신호인 경우, X축 이미지 비교부(411), 제 1 실시예의 도 5에 도시된 바와 같이, X축 전체 좌표축에 대한 전체 검색(full search)을 수행하여 X축 모션 벡터 좌표값(V_X2)을 산출한다.

Y축 이미지 비교부(412)는, 기 설정된 Y축 속도 결정 계수가 과거 모션 벡터 좌표값의 히스토리가 Y축에 대하여 내측에 위치하고 있다는 것을 나타내는 저속 모드가 입력되는 경우, 도 22에 도시된 바와 같이, Y축 좌표값 중에서 원점을 포함하여 ±1의 좌표값을 갖는 Y축 영역에 대한 부분 검색(partial search)을 수행한다.

이후, Y축 이미지 비교부(412)는 기 설정된 레퍼런스 이미지를 구성하는 픽셀값과 일치하는 픽셀의 개수가 가장 많은 경우의 Y축 좌표값을 현재 전처리 이미지에 대한 모션 벡터 좌표값(V_Y2)으로서 산출한 후, 이를 모션 벡터부로 출력시킨다.

또한, 기 설정된 Y축 속도 결정 계수가 과거 모션 벡터 좌표값의 히스토리가 Y축에 대하여 외측에 위치하고 있다는 것을 나타내는 고속 모드인 경우, Y축 이미지 비교부(412)는, 도 23에 도시된 바와 같이, ±2, ±3의 좌표값을 갖는 Y축 영역에 대한 부분 검색(partial search)을 수행하여 Y축 모션 벡터 좌표값(V_Y2)을 산출한다.

또한, 기 설정된 Y축 속도 결정 계수가 과거 모션 벡터 좌표값의 히스토리가 Y축에 대하여 중간 영역에 위치하고 있다는 것을 나타내는 종속 모드가 입력되는 경우, Y축 이미지 비교부(412)는, 도 24에 도시된 바와 같이, Y축 좌표값 중에서 원점과 ±3인 영역을 제외한 영역에 Y축 영역에 대한 부분 검색 (partial search)을 수행하여 Y축 모션 벡터 좌표값(V_Y2)을 산출한다.

이때, 기 설정된 Y축 속도 결정 계수가 디폴트 (default) 신호인 경우, Y축 이미지 비교부(412)는, 제 1 실시예의 도 5에 도시된 바와 같이, 전체 좌표축에 대한 전체 검색(full search)을 수행하여 Y축 모션 벡터 좌표값(V_Y2)을 산출한다.

여기서, 상기 Y축 방향 결정 계수가 디폴트(default) 값을 갖는다는 의미는 전체 검색 영역과 부분 검색 영역이 동일한 영역임을 의미한다.

모션 벡터부(420)는 에러 발생 여부에 의거하여 전체 검색에 의한 제 1 모션 벡터 좌표값(V_X1, V_Y1)과, 기 설정된 속도 결정 계수에 의한 부분 검색을 통하여 산출된 제 2 모션 벡터 좌표값(V_X2, V_Y2)중 어느 하나의 모션 벡터 좌표값을 현재 전처리 이미지에 대한 최종 모션 벡터 좌표값(V_X, V_Y)으로 산출한다.

이후, 모션 벡터부(420)는 최종 모션 벡터 좌표값(V_X, V_Y)의 히스토리에 의거하여 미래 전처리 이미지에 대한 속도 결정 계수를 산출하는 것으로서, 도 25에 도시된 바와 같이, X축 속도 설정부(431), Y축 속도 설정부(432), 에러 검출부(423) 및 모션 벡터 산출부(424)를 포함하여 구성되어 있다.

X축 속도 설정부(431)는 모션 벡터 산출부(424)로부터 피드백되어 입력되는 벡터 좌표값(V_X)의 히스토리에 의거하여 X축 속도 결정 계수를 산출하는 것으로서, X축 속도 계수기(433) 및 X축 속도 설정기(434)로 구성되어 있다.

여기서, X축 속도 계수기(433)는 모션 벡터 출력부로부터 피드백되는 최종 X축 모션 벡터 좌표값(V_X)의 속도를 매 프레임마다 회수로 누적한 후, 이를 X축 속도 설정기(434)로 출력시킨다.

X축 속도 설정기(434)는 상기 X축 속도 계수기(433)로부터 일정 시간 동안 입력된 최종 X축 모션 벡터 좌표값(V_X)의 히스토리를 분석하여 하여 미래 전처리 이미지에 대한 X축 속도 결정 계수를 산출한 후, 이를 상기 X축 이미지 비교부(411)로 출력시킨다.

즉, X축 모션 벡터 좌표값(V_X)이 일정 시간 동안 일정 수준 이상의 레벨로 유지하는 히스토리를 형성하는 경우, X축 속도 설정기(434)는 고속 모두의 속도 결정 계수를 상기 X축 이미지 비교부(411)로 출력한다.

또한, X축 모션 벡터 좌표값(V_X)이 일정 시간 동안 일정 수준 이하의 레벨로 유지하는 히스토리를 형성하는 경우, X축 속도 설정기(434)는 저속 모드의 속도 결정 계수를 상기 X축 이미지 비교부(411)로 출력한다.

또한, X축 모션 벡터 좌표값(V_X)이 저속과 고속의 중간 레벨을 유지하는 히스토리를 형성하는 경우, X축 속도 설정기(434)는 중속 모드의 속도 결정 계수를 상기 X축 이미지 비교부(411)로 출력한다.

이때, X축 모션 벡터 좌표값(V_X)이 일정한 레벨을 유지하지 못하는 히스토리를 형성하는 경우, X축 속도 설정기(434)는 디폴트 신호를 상기 X축 이미지 비교부(411)로 출력한다.

Y축 속도 설정부(432)는 모션 벡터 산출부(424)로부터 입력되는 소정 프레임에 대한 모션 벡터 좌표값(VY)의 히스토리에 의거하여 Y축 속도 결정 계수를 산출하는 것으로서, Y축 속도 계수기(435) 및 Y축 속도 설정기(436)로 구성되어 있다.

여기서, Y축 속도 계수기(435)는 상기 모션 벡터 출력부(424)로부터 입력되는 Y축 모션 벡터 좌표값(V_Y)의 속도를 매 프레임마다 회수로 누적한 후, 이를 Y축 속도 설정기(436)로 출력시킨다.

Y축 속도 설정기(436)는 상기 X축 속도 설정기(434)와 동일한 방식에 의하여 Y축 속도 계수기(435)로부터 입력되는 모션 벡터 좌표값(V_Y)의 히스토리를 분석하여 미래 전처리 이미지에 대한 Y축 속도 결정 계수를 산출한 후, 이를 Y축 이미지 비교부(412)로 출력시킨다.

따라서, Y축 속도 설정기(436)에서 모션 벡터 좌표값(V_Y)의 히스토리를 분석하여 미래 전처리 이미지에 대한 Y축 속도 결정 계수를 산출하는 과정은, X축 속도 설정기(434)에서 모션 벡터 좌표값(V_X)의 히스토리를 분석하여 미래 전처리 이미지에 대한 X축 속도 결정 계수를 산출하는 과정과 동일함으로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상술한 바와 같이, 속도 설정부(431),(432)는 모션 벡터 산출부(424)로부터 입력되는 최종 모션 벡터 좌표값(V_X, V_Y)의 히스토리에 연동하여 고속, 저속, 중속 및 디폴트의 4가지의 속도 설정 계수를 상기 이미지 비교부(410)로 출력한다.

에러 검출부(423)는 전체 검색(full search)을 통하여 산출된 제 1 모션 벡터 좌표값(V_X1, V_Y1)과, 기 설정된 속도 설정 계수와 연관된 특정 좌표축에 대한 부분 검색(partial search)을 통하여 산출된 제 2 모션 벡터 좌표값(V_X2, V_Y2)을 매 프레임마다 입력받은 후, 소정 프레임에 대한 모션 벡터 좌표값의 일치 여부에 의거하여 에러 발생 여부를 검출한다.

이때, 전체 검색에 의한 제 1 모션 벡터 좌표값(V_X1, V_Y1)과 부분 검색에 의한 제 2 모션 벡터 좌표값(V_X2, V_Y2)이 소정 회수의 프레임, 보다 구체적으로는 3프레임 연속하여 서로 상이한 경우, 에러 검출부(423)는 에러 신호를 발생시키는 동시에 전체 검색에 의한 제 1 모션 벡터 좌표값(V_X1, V_Y1)을 현재 전처리 이미지에 대한 최종 모션 벡터 좌표값(V_X , V_Y)으로 모션 벡터 산출부(424)로 출력시킨 후, X축 속도 설정부(431) 및 Y축 속도 설정부(432)로 디폴트 신호를 출력시킨다.

그러나, 상기 모션 벡터 좌표값이 소정 회수의 프레임, 보다 구체적으로는 연속된 3프레임 중에서 단 한번이라도 동일한 좌표값이 입력되는 경우, 에러 검출부(423)는 부분 검색에 의한 제 2 모션 벡터 좌표값(V_X2, V_Y2)을 현재 전처리 이미지에 대한 최종 모션 벡터 좌표값(V_X, V_Y)으로서 모션 벡터 산출부(424)로 출력시킨다.

모션 벡터 산출부(424)는, 에러 검출부(423)로부터 에러 감지 신호가 검출되지 않는 경우, 기 설정된 속도 결정 계수에 의한 부분 검색(partial search)에 의하여 산출된 제 2 모션 벡터 좌표값(V_X2, V_Y2)을 현재 전처리 이미지에 대한 최종 모션 벡터 좌표값(V_X, V_Y)으로서 인터페이스부(500)로 출력시킨다.

이때, 에러 검출부(423)로부터 에러 감지 신호가 검출되는 경우, 모션 백터 산출부(424)는 전체 검색(full search)을 수행하여 산출된 제 1 모션 벡터 좌표값(V_X1, V_Y1)을 현재 전처리 이미지에 대한 최종 모션 벡터 좌표값(V_X, V_Y)으로서 인터페이스부(500)로 출력시킨다.

이하, 도 26 내지 도 29를 참조하여 본 발명에 따른 부분 검색 알고리즘을 이용한 위치 추적 방법의 제 2 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.

먼저, 이동 좌표 산출부(400)는 전처리부(300)로부터 현재 전처리 이미지 및 현재 전처리 중앙 이미지를 입력받는다(S100).

여기서, 상기 단계(S100)는 본 발명의 제 1 실시예에 도시된 도 12의 내용과 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이후, 상기 전처리부로부터 바닥표면에 대한 현재 전처리 이미지 및 현재 전처리 중앙 이미지가 입력되는 경우, 상기 이동 좌표 산출부(400)는 2차원의 전체 좌표축에 대한 전체 검색(full search)를 수행하여 상기 현재 전처리 이미지에 대한 제 1 모션 벡터 좌표값(V_X1, V_Y1)을 산출한다(S200).

여기서, 상기 단계(S200)는 전술한 본 발명의 제 1 실시예에 도시된 도 13의 내용과 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

현재 전처리 이미지에 대한 전체 검색을 수행하여 모션 벡터 좌표값(VX1 , VY1)을 산출하는 동시에, 이동 좌표 산출부(400)는 기 설정된 속도 설정 계수에 연동하는 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하여 제 2 모션 벡터 좌표값(V_X2, V_Y2)을 산출한다(S300).

먼저, 도 27a를 참조하여 기 설정된 속도 설정 계수에 연동하는 부분 검색을 통하여 X축 모션 벡터 좌표값(V_X2)을 산출하는 과정을 설명한다.

X축 속도 설정부(431)의 X축 속도 설정기(433)로부터 기 설정된 속도 결정 계수가 입력되는 경우(S301a), X축 이미지 비교부(411)는 속도 결정 계수가 고속 모드, 저속 모드, 중속 모드 및 디폴트 신호 중 어느 것이 입력되었는지를 판단한다(S302a).

상기 단계(S302a)의 판단 결과 고속 모드가 입력된 경우, X축 이미지 비교부(411)는 X축 좌표값 중에서 원점을 포함하는 외측 좌표값, 보다 구체적으로는 ±2, ±3의 좌표값을 갖는 X축 좌표값에 대한 부분 검색(partial search)를 수행한다(S403a).

이후, X축 이미지 비교부(411)는 기 설정된 레퍼런스 이미지를 구성하는 픽셀값과 일치하는 픽셀의 개수가 가장 많은 경우의 X축 좌표값을 현재 전처리 이미지에 대한 모션 벡터 좌표값(V_X2)으로 산출한다(S304a).

상기 단계(S302a)의 판단 결과 고속 모드가 입력되지 않은 경우, X축 이미지 비교부(411)는 속도 결정 계수가 저속 모드, 중속 모드 및 디폴트 모드중 어느것이 입력되었는지를 판단한다(S305a).

상기 단계(S305a)의 판단 결과 저속 모드가 입력된 경우, X축 이미지 비교부(411)는 X축 좌표값 중에서 원점을 표함하는 내측 좌표값, 보다 구체적으로는 0, ±1의 좌표값을 갖는 X축 좌표값에 대한 부분 검색(partial search)을 수행한다(S306a).

이후, X축 이미지 비교부(411)는 상기 단계(304a)와 동일한 방법에 의하여 현재 전처리 이미지에 대한 모션 벡터 좌표값(V_X2)을 산출한다(S307a).

상기 단계(S305a)의 판단 결과 저속 모드가 입력되지 않은 경우, X축 이미지 비교부(411)는 속도 결정 계수가 중속 모드 및 디폴트 신호중 어느것이 입력되었는지를 판단한다(S308a).

상기 단계(S308a)의 판단 결과 중속 모드가 입력된 경우, X축 이미지 비교부(411)는 X축 좌표값 중에서 중간 좌표값, 보다 구체적으로는 ±1 및 ±2의 좌표값을 갖는 X축 좌표값에 대한 부분 검색(partial search)을 수행한다(S308a).

이후, X축 이미지 비교부(411)는 상기 단계(304a)와 동일한 방법에 의하여 현재 전처리 이미지에 대한 모션 벡터 좌표값(V_X2)을 산출한다(S310a).

상기 단계(S308a)의 판단 결과 상기 X축 속도 결정 계수가 디폴트 신호인 경우, 상기 X축 이미지 비교부(411)는 X축 좌표값 전체에 대한 전체 검색(full search)를 수행한다(S311a).

이후, 상기 X축 이미지 비교부(411)는 기 설정된 레퍼런스 이미지를 구성하는 픽셀값과 일치하는 픽셀의 개수가 가장 많은 경우의 X축 좌표값을 상기 현재 전처리 이미지에 대한 모션 벡터 좌표값(V_X2)으로 산출한다(S312a).

도 27b를 참조하여 기 설정된 속도 설정 계수에 연동하는 부분 검색을 통하여 Y축 모션 벡터 좌표값(V_Y2)을 산출하는 과정을 설명한다.

즉, Y축 이미지 비교부(412)는 Y축 속도 설정부(432)의 Y축 속도 설정기 (436)로부터 기 설정된 속도 결정 계수, 보다 구체적으로는 고속 모드, 저속 모드, 중속 모드 및 디폴트 신호 등의 속도 결정 계수를 입력받는다.

이후, Y축 이미지 비교부(412)는 기 설정된 속도 결정 계수에 연동하는 Y축 좌표값에 대한 부분 검색을 수행한 후, 기 설정된 레퍼런스 이미지를 구성하는 픽셀값과 일치하는 픽셀의 개수가 가장 많은 경우의 Y축 좌표값을 상기 현재 전처리 이미지에 대한 모션 벡터 좌표값(V_Y2)으로 산출한다.

여기서, Y축 이미지 비교부(412)에서 현재 전처리 이미지에 대한 Y축 모션 벡터 좌표값(VY2)을 산출하는 과정은, X축 이미지 비교부(411)에서 X축 모션 벡터 좌표값을 산출하는 과정을 도시하는 도 27a와 동일함으로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상술한 바와 같이, 현재 전처리 이미지에 대한 전체 검색 및 부분 검색을 통하여 모션 벡터 좌표값을 산출한 후, 이동 좌표 산출부(400)는 상기 모션 벡터 좌표값을 상호 비교하여 현재 전처리 이미지에 대한 최종 모션 벡터 좌표값(V_X, V_Y)을 인터페이스부로 출력시킨다(S400).

도 28을 참조하여 이동 좌표 산출부에서 현재 전처리 이미지에 대한 최종 모션 벡터 좌표값(VX , VY)을 산출하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

에러 검출부(423)는 이미지 비교부(410)로부터 현재 전처리 이미지에 대한 전체 검색을 통하여 산출된 제 1 모션 벡터 좌표값(V_X1, V_Y1)을 입력받는다(S401).

또한, 에러 검출부(423)는, 상기 이미지 비교부로부터 전체 검색을 통하여 산출된 제 1 모션 벡터 좌표값(V_X1, V_Y1)을 입력받는 동시에, 기 설정된 속도 결정 계수에 의한 부분 검색을 통하여 산출된 현재 전처리 이미지에 대한 제 2 모션 벡터 좌표값(V_X2, V_Y2)을 입력받는다(S402).

이후, 에러 검출부(423)는 상기 각각의 모션 벡터 좌표값(V_X1, V_Y1),(V_X2, V_Y2)을 매 프레임마다 상호 비교한 후(S403), 소정 회수의 프레임에 대한 상기 모션 벡터 좌표값(V_X1, V_Y1)및 (V_X2, V_Y2)의 일치 여부를 판단한다(S404).

상기 단계(S404)의 판단 결과 상기 모션 벡터 좌표값이 상호 일치하거나 또는 일치하지 않는 프레임이 소정 회수 이하인 경우, 에러 검출부(423)는 모션 벡터 산출부(424)로 에러 미발생 신호를 출력시킨다(S405).

에러 검출부(423)로부터 에러 미발생 신호가 입력되는 경우, 모션 벡터 산출부(424)는 속도 결정 계수에 의한 부분 검색을 통하여 산출된 제 2 모션 벡터 좌표값(V_X2, V_Y2)을 현재 전처리 이미지에 대한 최종 모션 벡터 좌표값(V_X , V_Y)으로 산출하여 인터페이스부(500)로 출력시키는 동시에(S406), 최종 모션 벡터 좌표값(V_X , V_Y)을 이미지 비교부(411),(412) 및 속도 설정부(431),(432)로 피드백 시킨다 (S407).

상기 단계(S404)의 판단 결과 상기 모션 벡터 좌표값이 소정 회수 이상의 프레임에 대하여 상호 일치하지 않는 경우, 에러 검출부(423)는 모션 벡터 산출부 (424)로 에러 발생 신호를 출력시킨다(S405).

에러 검출부(423)로부터 에러 발생 신호가 입력되는 경우, 모션 벡터 산출부(424)는 전체 검색을 통하여 산출된 제 1 모션 벡터 좌표값(V_X1 , V_Y1)을 현재 전처리 이미지에 대한 최종 모션 벡터 좌표값(V_X , V_Y)으로 산출하여 인터페이스부 (500)로 출력시키는 동시에 후(S407), 상기 최종 모션 벡터 좌표값(V_X , V_Y)을 상기 이미지 비교부(411),(412) 및 속도 설정부(431),(432)로 피드백 시킨다(S408).

현재 전처리 이미지에 대한 최종 모션 벡터 좌표값(Vx , V_Y)을 산출한 후, 이동 좌표 산출부(400)는 상기 모션 벡터 좌표값(Vx , V_Y)에 대한 히스토리를 분석하여 미래 전처리 이미지에 대한 방향 결정 계수를 산출한다(S500).

먼저, 도 29a를 참조하여 미래 전처리 이미지에 대한 X축 속도 결정 계수의 산출 과정을 설명하면 다음과 같다.

모션 벡터 산출부(424)로부터 현재 전처리 이미지에 대한 모션 벡터 좌표값(Vx)이 입력되는 경우(S501a), X축 속도 계수기(433)는 입력된 소정 회수의 프레임에 대한 상기 모션 벡터 좌표값(Vx)을 누적시킨 후(S502a), 이를 상기 모션 벡터부(420)의 X축 속도 설정기(434)로 출력시킨다(S503a).

이후, X축 속도 설정기(434)는 소정 프레임에 대한 상기 모션 벡터 좌표값(Vx)의 히스토리를 분석한 후(S504a), 상기 히스토리가 일정 시간 동안 일정 레벨 이상을 유지하는지 여부를 판단한다(S505a)

상기 단계(505a)의 판단 결과 일정 시간 동안 일정 레벨 이상을 유지하는 히스토리를 형성하는 경우, 상기 X축 속도 설정기(434)는 미래 전처리 이미지가 X축 좌표값 중에서 외측 좌표값에 존재할 것이라는 고속 모드의 속도 설정 계수를 X축 이미지 비교부(411)로 출력시킨다(S506a).

상기 단계(S503a)의 판단 결과 히스토리가 일정 시간 동안 일정 레벨 이상을 유지하는 히스토리를 형성하지 않는 경우, 상기 X축 속도 설정기(434)는 상기 히스토리가 일정 시간 동안 일정 레벨 이하를 유지하는지 여부를 판단한다 (S507a)

상기 단계(S507a)의 판단 결과 히스토리가 일정 시간 동안 일정 레벨 이하를 유지하는 히스토리를 형성하는 경우, X축 속도 설정기(434)는 미래 전처리 이미지가 X축 좌표값 중에서 내측 좌표값에 존재할 것이라는 저속 모드의 속도 결정 계수를 X축 이미지 비교부(411)로 출력시킨다(S508a).

상기 단계(S507a)의 판단 결과 히스토리가 일정 시간 동안 일정 레벨 이하를 유지하는 히스토리를 형성하지 않는 경우, X축 속도 설정기(434)는 히스토리가 저속 레벨과 고속 레벨의 중간 레벨을 유지하는 히스토리를 형성하는지를 판단한다 (S509a)

상기 단계(S509a)의 판단 결과 히스토리가 저속 레벨과 고속 레벨의 중간 레벨을 유지하는 경우, X축 속도 설정기(434)는 미래 전처리 이미지가 X축 좌표값 중에서 중간 좌표값에 존재할 것이라는 중속 모드의 방향 설정 계수를 X축 이미지 비교부(411)로 출력시킨다(S510a).

이때, 상기 단계(S509a)의 판단 결과 히스토리가 일정 시간 동안의 누적값의 크기가 일정 레벨로 유지되지 않는 경우, X축 속도 설정기(434)는 미래 전처리 이미지가 X축 좌표값에 대하여 뚜렷한 속도가 없다는 것을 나타내는 디폴트(default) 신호를 X축 이미지 비교부(411)로 출력시킨다(S511a).

이하, 도 29b를 참조하여 미래 전처리 이미지에 대한 Y축 속도 결정 계수를 산출하는 과정을 설명한다.

즉, Y축 속도 설정기(436)는 Y축 속도 계수기(435)로부터 소정 회수의 프레임에 대한 현재 전처리 이미지의 최종 모션 벡터 좌표값(V_Y)을 입력받는다.

이후, Y축 속도 설정기(436)는 최종 모션 벡터 좌표값(V_Y)에 대한 히스토리를 분석하여 미래 전처리 이미지에 대한 소정의 속도 결정 계수를 산출한다.

여기서, Y축 속도 설정기(436)에서 미래 전처리 이미지에 대한 Y축 속도 결정 계수를 산출하는 과정은, X축 속도 설정기(434)에서 X축 모션 벡터 좌표값(V_X)의 히스토리를 분석하여 미래 전처리 이미지에 대한 X축 속도 결정 계수를 산출하는 과정을 도시하는 도 29a와 동일함으로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이후, 이동 좌표 산출부는 최종 모션 벡터 좌표값(V_X , V_Y)의 이동량에 의거하여 X채널/Y채널 레퍼런스부에 레퍼런스 이미지를 설정시킨다(S600).

여기서, 상기 단계(S600)의 내용은 전술한 본 발명의 제 1 실시예에 도시된 도 17의 내용과 동일하다. 따라서 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이하, 도 30 내지 도 36을 참조하여 본 발명의 제 3 실시예에 따른 위치 추적용 광센서 장치 및 이를 이용한 위치 추적 방법을 상세하게 설명한다.

먼저, 도 30를 참조하여 본 발명의 제 3 실시예에 따른 위치 추적용 광센서 장치의 구성을 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 위치 추적용 광센서 장치는, 현재 전처리 이미지에 대한 전체 검색 및 기 설정된 속도 결정 계수 및 방향 결정 계수에 의한 부분 검색을 통하여 현재 전처리 이미지에 대한 모션 벡터 좌표값을 산출하고, 산출된 모션 벡터 좌표값의 히스토리에 의거하여 미래 전처리 이미지에 대한 방향 및 속도 결정 계수를 산출하는 것으로서, 이미지 픽셀 어레이(100), A/D변환부(200), 전처리부(300), 이동 좌표 산출부(400) 및 인터페이스부(500)로 구성되어 있다.

여기서, 상기 이미지 픽셀 어레이(100), A/D변환부(200), 전처리부(300) 및 인터페이스부(500)는 상기 제 1 실시예 및 제 2 실시예에서 전술한 내용과 동일하므로, 여기서는 이동 좌표 산출부의 구성 및 동작 과정에 대하여 상세히 설명한다.

이동 좌표 산출부(400)는, 전체 검색을 수행하여 검색된 제 1 모션 벡터 좌표값(V_X1 , V_Y1)과, 기 설정된 방향/속도 결정 계수에 모두 연관된 특정 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하여 검색된 제 2 모션 벡터 좌표값(V_X2 , V_Y2)중 어느 하나를 현재 전처리 이미지에 대한 최종 모션 벡터 산출값(V_X , V_Y)으로 산출한다.

이후, 이동 좌표 산출부(400)는 전체 검색 또는 부분 검색을 통하여 산출된 모션 벡터 좌표값의 히스토리에 의거하여 미래 전처리 이미지에 대한 방향/속도 결정 계수를 산출하는 것으로서, 도 30에 도시된 바와 같이, 이미지 비교부(410), 모션 벡터부(420), X채널 레퍼런스부(430) 및 Y채널 레퍼런스부(440)를 포함하여 구성된다.

여기서, 기 설정된 방향 결정 계수 및 속도 결정 계수는 과거 프레임, 보다 구체적으로는 현재 프레임의 이전 프레임들에 대한 모션 벡터 좌표값들의 히스토리에 의거하여 산출된다.

이미지 비교부(410)는, 현재 전처리 이미지의 전체/부분 영역에 대하여 기 설정된 레퍼런스 이미지를 오버랩핑하는 전체/부분 검색을 수행하여 모션 벡터 좌표값을 산출하는 것으로서, 도 30에 도시된 바와 같이, X축 이미지 비교부(411) 및 Y축 이미지 비교부(412)로 구성되어 있다.

여기서, X축 이미지 비교부(411)는 상기 현재 전처리 이미지를 X축 좌표값 전체에 대한 전체 검색(full search)을 수행함으로써, 상기 현재 전처리 이미지에 대한 X축 모션 벡터 좌표값(V_X1)을 산출한다.

또한, X축 이미지 비교부(411)는 모션 벡터부(420)의 방향 설정부(421) 및 속도 설정부(431)로부터 입력되는 방향 결정 계수 및 속도 결정 계수에 공통인 X축 좌표값에 대한 부분 검색(partial search)을 수행하여 X축 모션 벡터 좌표값(V_X2)을 산출한다.

도 31을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 모션 벡터부(420)를 구성하는 X축 방향 설정기(426)로부터 (+) 방향 결정 계수가 입력된 경우, X축 이미지 비교부(411)는 X축 속도 설정기(434)로부터 입력되는 속도 결정 계수에 연동하여 특정의 X축 좌표값에 대한 부분 검색을 수행한다.

즉, X축 속도 설정기(434)로부터 입력된 속도 결정 계수가 고속 모드인 경우, X축 이미지 비교부(411)는 X축 좌표값 중에서 우측 좌표값과 외측 좌표값에 공통인 좌표값에 대해서만 부분 검색을 수행하여 X축 모션 벡터 좌표값(V_X2)을 산출한다.

또한, X축 속도 설정부(434)로부터 입력된 속도 결정 계수가 저속 모드인 경우, X축 이미지 비교부(411)는 우측 좌표값과 내측 좌표값에 공통인 좌표값에 대해서만 부분 검색을 수행하여 X축 모션 벡터 좌표값(V_X2)을 산출한다.

또한, X축 속도 설정부(434)로부터 입력된 속도 결정 계수가 중속 모드인 경우, X축 이미지 비교부(411)는 우측 좌표값과 중간 좌표값에 공통인 좌표값에 대해서만 부분 검색을 수행하여 X축 모션 벡터 좌표값(V_X2)을 산출한다.

이때, X축 속도 설정부(434)로부터 입력된 속도 결정 계수가 디폴트 신호인 경우, X축 이미지 비교부(411)는 X축 좌표값 중에서 우측 좌표값에 대해서만 부분 검색을 수행하여 X축 모션 벡터 좌표값(V_X2)을 산출한다.

또한, 모션 벡터부(420)를 구성하는 X축 방향 설정기(426)로부터 (-) 방향 결정 계수가 입력된 경우, X축 이미지 비교부(411)는 상기 모션 백터부(420)를 구성하는 X축 속도 설정기(434)로부터 입력되는 속도 결정 계수에 연동하여 특정의 X축 좌표값에 대한 부분 검색을 수행한다.

즉, X축 속도 설정기부(434)로부터 입력된 속도 결정 계수가 고속 모드인 경우, X축 이미지 비교부(411)는 X축 좌표값 중에서 좌측 좌표값과 외측 좌표값에 공통인 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하여 X축 모션 벡터 좌표값(V_X2)을 산출한다.

또한, X축 속도 설정기(434)로부터 입력된 속도 결정 계수가 저속 모드인 경우, X축 이미지 비교부(411)는 좌측 좌표값과 내측 좌표값에 공통인 좌표값에 대해서만 부분 검색을 수행하여 X축 모션 벡터 좌표값(V_X2)을 산출한다.

또한, X축 속도 설정기(434)로부터 입력된 속도 결정 계수가 중속 모드인 경우, X축 이미지 비교부(411)는 좌측 좌표값과 중간 좌표값에 대해서만 부분 검색을 수행하여 X축 모션 벡터 좌표값(V_X2)을 산출한다.

이때, X축 속도 설정기(434)로부터 입력된 속도 결정 계수가 디폴트 신호인 경우, X축 이미지 비교부(411)는 X축 좌표값 중에서 좌측 좌표값에 대해서만 부분 검색을 수행하여 X축 모션 벡터 좌표값(V_X2)을 산출한다.

만약, X축 방향 설정기(426)로부터 방향 결정 계수가 디폴트 신호로 입력되고, X축 속도 설정기(434)로부터 속도 설정 계수가 디폴트 신호로 입력되는 경우, 상기 X축 이미지 비교부(411)는 X축 좌표값 전체에 대한 전체 검색을 수행하여 X축 모션 벡터 좌표값(V_X2)을 산출한다.

Y축 이미지 비교부(412)는 상기 현재 전처리 이미지를 Y축 좌표값 전체에 대한 전체 검색(full search)을 수행함으로써, 상기 현재 전처리 이미지에 대한 모션 벡터 좌표값(V_Y1)을 산출한다.

또한, Y축 이미지 비교부(412)는 모션 벡터부(420)를 구성하는 Y축 방향 설정기(428) 및 Y축 속도 설정기(436)로부터 입력되는 방향 결정 계수 및 속도 결정 계수에 공통인 좌표값에 대한 부분 검색(partial search)을 수행하여 Y축 모션 벡터 좌표값(V_Y2)을 산출한다.

도 31을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 모션 벡터부(420)를 구성하는 Y축 방향 설정기(428)로부터 (+) 방향 결정 계수가 입력된 경우, Y축 이미지 비교부(412)는 Y축 속도 설정기(436)로부터 입력되는 속도 결정 계수에 의거하여 특정의 Y축 좌표값에 대한 부분 검색을 수행한다.

즉, Y축 속도 설정기(436)로부터 입력된 속도 결정 계수가 고속 모드인 경우, Y축 이미지 비교부(412)는 Y축 좌표값 중에서 상측 좌표값과 외측 좌표값에 공통인 좌표값에 대해서만 부분 검색을 수행하여 Y축 모션 벡터 좌표값(V_Y2)을 산출한다.

또한, Y축 속도 설정기(436)로부터 입력된 속도 결정 계수가 저속 모드인 경우, Y축 이미지 비교부(412)는 상측 좌표값과 내측 좌표값에 공통인 좌표값에 대해서만 부분 검색을 수행하여 Y축 모션 벡터 좌표값(V_Y2)을 산출한다.

또한, Y축 속도 설정기(436)로부터 입력된 속도 결정 계수가 중속 모드인 경우, Y축 이미지 비교부(412)는 상측 좌표값과 중간 좌표값에 대해서만 부분 검색을 수행하여 Y축 모션 벡터 좌표값(V_Y2)을 산출한다.

이때, Y축 속도 설정기(436)로부터 입력된 속도 결정 계수가 디폴트 신호인 경우, Y축 이미지 비교부(412)는 Y축 좌표값 중에서 상측 좌표값에 대해서만 부분 검객을 수행하여 Y축 모션 벡터 좌표값(V_Y2)을 산출한다.

또한, 상기 모션 벡터부(420)를 구성하는 Y축 방향 설정기(428)로부터 (-) 방향 결정 계수가 입력된 경우, Y축 이미지 비교부(412)는 상기 Y축 속도 설정기(436)로부터 입력되는 속도 결정 계수에 의거하여 특정의 Y축 좌표값에 대한 부분 검색을 수행한다.

즉, Y축 속도 설정기(436)로부터 입력된 속도 결정 계수가 고속 모드인 경우, Y축 이미지 비교부(412)는 Y축 좌표값 중에서 하측 좌표값과 외측 좌표값에 공통인 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하여 Y축 모션 벡터 좌표값(V_Y2)을 산출한다.

또한, Y축 속도 설정기(436)로부터 입력된 속도 결정 계수가 저속 모드인 경우, Y축 이미지 비교부(412)는 하측 좌표값과 내측 좌표값에 공통인 좌표값에 대해서만 부분 검색을 수행하여 Y축 모션 벡터 좌표값(V_Y2)을 산출한다.

또한, Y축 속도 설정기(436)로부터 입력된 속도 결정 계수가 중속 모드인 경우, Y축 이미지 비교부(412)는 하측 좌표값과 중간 좌표값에 공통인 좌표값에 대해서만 부분 검색을 수행하여 Y축 모션 벡터 좌표값(V_Y2)을 산출한다.

이때, Y축 속도 설정기(436)로부터 입력된 속도 결정 계수가 디폴트 신호인 경우, 상기 Y축 이미지 비교부(412)는 Y축 좌표값 중에서 하측 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하여 Y축 모션 벡터 좌표값(V_Y2)을 산출한다.

만약, Y축 방향 설정기(428)로부터 방향 결정 계수가 디폴트 신호로 입력되고, Y축 속도 설정기(436)로부터 속도 설정 계수가 디폴트 신호로 입력되는 경우, Y축 이미지 비교부(412)는 Y축 좌표값 전체에 대한 전체 검색을 수행하여 Y축 모션 벡터 좌표값(V_Y2)을 산출한다.

모션 벡터부(420)는 에러 발생 여부에 의거하여 이미지 비교부(410)로부터 입력되는 전체 검색에 의한 제 1 모션 벡터 좌표값(V_X1 , V_Y1)과, 부분 검색에 의한 제 2 모션 벡터 좌표값(V_X2 , V_Y2)중 어느 하나의 모션 벡터 좌표값을 현재 전처리 이미지에 대한 최종 모션 벡터 좌표값(V_X , V_Y)으로 산출한다.

이후, 모션 벡터부(420)는 산출된 모션 벡터 좌표값의 히스토리에 의거하여 미래 전처리 이미지의 방향 및 속도를 예측하기 위한 방향/속도 결정 계수를 산출하는 것으로서, 도 31에 도시된 바와 같이, X축 방향 설정부(421), Y축 방향 설정부(422), X축 속도 설정부(431), Y축 속도 설정부(432), 에러 검출부(423) 및 모션 벡터 산출부(424)로 구성되어 있다.

여기서, X축 방향 설정부(421)는, 본 발명의 제 1 실시예에서 기술한 바와 같이, 모션 벡터 산출부(424)로부터 입력되는 현재 전처리 이미지에 대한 X축 모션 벡터 좌표값(V_X)에 대한 히스토리를 분석하여 미래 전처리 이미지에 대한 X축 방향 결정 계수를 산출하는 것으로서, 상기 X축 방향 계수기(425)와 X축 방향 설정기 (426)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 X축 방향 설정기(426)는 상기 X축 방향 계수기(425)에 축적되는 상기 X축 모션 벡터 좌표값(VX)의 히스토리가 원점을 포함하여 X축에 대하여 우측 좌표값으로 산출되는 경우 (+) 방향 결정 계수, 원점을 포함하여 좌측 좌표값으로 산출되는 경우 (-) 방향 결정 계수 및 뚜렷한 방향성이 없는 경우에는 디폴트 방향 결정 계수를 산출한다.

또한, Y축 방향 설정부(422)는, 본 발명의 제 1 실시예에서 기술한 바와 같이, 모션 벡터 산출부(424)로부터 입력되는 현재 전처리 이미지에 대한 Y축 모션 벡터 좌표값(V_Y)의 히스토리를 분석하여 미래 전처리 이미지에 대한 Y축 방향 결정 계수를 산출하는 것으로서, 방향 계수기(427)와 Y축 방향 설정기(428)를 포함하여 구성된다.

여기서, Y축 방향 설정기(428)는 상기 Y축 방향 계수기(427)에 축적되는 상기 Y축 모션 벡터 좌표값(V_Y)의 히스토리가 Y축에 대하여 원점을 포함하여 상측 좌표값으로 산출되는 경우 (+) 방향 결정 계수, 원점을 포함하여 하측 좌표값으로 산출되는 경우 (-) 방향 결정 계수 및 뚜렷한 방향성 없는 경우에는 디폴트 방향 결정 계수를 산출한다.

또한, X축 속도 설정부(431)는, 본 발명의 제 2 실시예에서 기술한 바와 같이, 모션 벡터 산출부(424)로부터 입력되는 현재 전처리 이미지에 대한 X축 모션 벡터 좌표값(V_X)의 히스토리를 분석하여 미래 전처리 이미지에 대한 X축 속도 결정 계수를 산출하는 것으로서, X축 속도 계수기(433)와 X축 속도 설정기(434)를 포함하여 구성된다.

여기서, X축 속도 설정기(434)는 X축 속도 계수기(433)에 축적되는 X축 모션 벡터 좌표값(V_X)의 히스토리가 X축에 대하여 외측 좌표값으로 산출되는 경우 고속의 속도 결정 계수, 내측 좌표값으로 산출되는 경우 저속의 속도 결정 계수, 중간 좌표값으로 산출되는 경우 중속의 속도 결정 계수 및 일정한 레벨을 유지하지 못하는 경우는 디폴트 신호를 산출한다.

또한, 상기 Y축 속도 설정부(432)는, 본 발명의 제 2 실시예에서 기술한 바와 같이, 모션 벡터 산출부(414)로부터 입력되는 현재 전처리 이미지에 대한 Y축 모션 벡터 좌표값(V_Y)의 히스토리를 분석하여 미래 전처리 이미지에 Y축 속도 결정 계수를 산출하는 것으로서, Y축 속도 계수기(435)와 Y축 속도 설정기(436)를 포함하여 구성된다.

여기서, Y축 속도 설정기(436)는 Y축 속도 계수기(435)에 축적되는 Y축 모션 벡터 좌표값(V_Y)의 히스토리가 Y축에 대하여 외측 좌표값으로 산출되는 경우 고속의 속도 결정 계수, 내측 좌표값으로 산출되는 경우 저속의 속도 결정 계수, 중간 좌표값으로 산출되는 경우 중속의 속도 결정 계수 및 일정한 레벨을 유지하지 못하는 경우는 디폴트 속도 결정 계수를 산출한다.

에러 검출부(423)는 이미지 비교부(410)로부터 입력되는 전체 검색에 의한 제 1 모션 벡터 좌표값(V_X1 , V_Y1)과 부분 검색에 의한 제 2 모션 벡터 좌표값(V_X2 , V_Y2)을 매 프레임당 비교한 후, 소정 회수의 연속 프레임, 보다 구체적으로는 3프레임 연속하여 서로 상이한 좌표값이 입력되는 경우, 에러 신호를 발생시키는 동시에 상기 방향 설정부(421),(422) 및 속도 설정부 (431),(432)를 디폴트시킨다.

이때, 에러 검출부(423)에 의하여 상기 방향 결정부 및 속도 결정부가 디폴트 모드로 설정되는 경우, 상기 이미지 비교부(410)는 현재 전처리 이미지를 전체 좌표축에 대한 전체 검색을 수행하여 최종 모션 벡터 좌표값(VX , VY)을 산출하게 된다.

모션 벡터 산출부(424)는, 에러 검출부(423)로부터 에러 감지 신호가 검출되지 않는 경우, 상기 현재 전처리 이미지에 대한 부분 검색(partial search)을 수행하여 산출된 제 2 모션 벡터 좌표값(V_X2 , V_Y2)모션 벡터 좌표값을 최종 모션 벡터 좌표값(V_X , V_Y)으로서 인터페이스부로 출력시킨다.

또한, 모션 벡터 산출부(424)는, 에러 검출부(427)로부터 에러 감지 신호가 검출되는 경우, 현재 전처리 이미지에 대한 전체 검색(full search)을 수행하여 산출된 제 1 모션 벡터 좌표값(V_X1 , V_Y1)을 최종 모션 벡터 좌표값(V_X , V_Y)으로서 상기 인터페이스부(500)로 출력시킨다.

이하, 도 32 내지 도 36을 참조하여 본 발명에 따른 부분 검색 알고리즘을 이용한 위치 추적 방법의 제 3 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.

먼저, 이동 좌표 산출부(400)는 전처리부(300)로부터 현재 전처리 이미지 및 현재 전처리 중앙 이미지를 입력받는다(S100).

여기서, 상기 단계(S100)는 본 발명의 제 1 실시예에 도시된 도 12의 내용과 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다

이후, 이동 좌표 산출부(400)는 전체 좌표축에 대한 전체 검색(full search)를 수행하여 상기 현재 전처리 이미지에 대한 제 1 모션 백터 좌표값(V_X1 , V_Y1)을 산출한다(S200).

여기서, 상기 단계(S200)는 본 발명의 제 1 실시예에 도시된 도 13의 내용과 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상술한 바와 같이 현재 전처리 이미지에 대한 전체 검색을 통하여 제 1 모션 벡터 좌표값(V_X1 , V_Y1)을 산출하는 동시에, 이동 좌표 산출부(400)는 기 설정된 X축/Y축 방향 결정 계수 및 속도 결정 계수에 연동하는 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하여 제 2 모션 벡터 좌표값(V_X2 , V_Y2)을 산출한다(S300).

먼저, 도 33(도 33a 및 도 33b)를 참조하여 X축 방향 결정 계수 및 속도 결정 계수에 공통되는 좌표값에 대한 부분 검색을 통한 X축 모션 벡터 좌표값(V_X2)의 산출 과정을 설명한다.

X축 이미지 비교부(411)는 모션 벡터부(420)의 X축 방향 설정기(426)로부터 기 설정된 방향 결정 계수를 입력받는다(S301a).

또한, X축 이미지 비교부(411)는, X축 방향 설정기(426)로부터 기 설정된 방향 결정 계수를 입력받는 동시에, X축 속도 설정기(434)로부터 기 설정된 속도 결정 계수를 또한 입력받는다(S302a).

이후, X축 이미지 비교부(411)는 상기 방향 결정 계수의 입력 상태가 (+) 방향 결정 계수인지를 판단 한다(S303a).

상기 단계(S303a)의 판단 결과 방향 결정 계수가 (+) 방향 결정 계수인 경우, X축 이미지 비교부(411)는 X축 속도 설정부(431)로부터 입력되는 속도 결정 계수의 입력 상태가 고속 모드, 저속 모드, 중속 모드 및 디폴트 중 어느 것인가를 판단한다(S304a).

상기 단계(S404a)의 판단 결과 속도 결정 계수가 고속 모드인 경우, X축 이미지 비교부(411)는 X축 좌표값 중에서 우측 좌표값 및 외측 좌표값에 모두 포함되는 좌표값에 대한 부분 검색을 수행한다(S305a).

이후, X축 이미지 비교부(411)는 기 설정된 레퍼런스 이미지를 구성하는 픽셀값과 일치하는 픽셀의 개수가 가장 많은 경우의 X 좌표값을 현재 전처리 이미지에 대한 모션 벡터 좌표값(V_X2)으로 산출한다(S306a).

상기 단계(S304a)의 판단 결과 속도 결정 계수가 고속 모드가 아닌 경우, X축 이미지 비교부(411)는 속도 결정 계수가 저속 모드, 중속 모드 및 디폴트 신호 중 어느 것인가를 판단한다(S307a).

상기 단계(S307a)의 판단 결과 속도 결정 계수가 저속 모드인 경우, X축 이미지 비교부(411)는 X축 좌표값 중에서 영을 포함하는 우측 좌표값 및 내측 좌표값에 모두 포함되는 좌표값에 대한 부분 검색을 수행한다(S308a).

이후, X축 이미지 비교부(411)는 상기 단계(306a)와 동일한 방법에 의하여 현재 전처리 이미지에 대한 X축 모션 벡터 좌표값(V_X2)을 산출한다(S310a).

상기 단계(S307a)의 판단 결과 속도 결정 계수가 저속 모드가 아닌 경우, X축 이미지 비교부(411)는 속도 결정 계수가 중속 모드 및 디폴트 신호 중 어느 것인가를 판단한다(S309a).

상기 단계(S309a)의 판단 결과 속도 결정 계수가 중속 모드인 경우, X축 이미지 비교부(411)는 X축 좌표값 중에서 우측 좌표값 및 중간 좌표값에 모두 포함되는 좌표값에 대한 부분 검색을 수행한다(S310a).

이후, X축 이미지 비교부(411)는 상기 단계(S304a)와 동일한 방법에 의하여 현재 전처리 이미지에 대한 모션 벡터 좌표값(V_X2)을 산출한다.

상기 단계(S409a)의 판단 결과 속도 결정 계수가 디폴트 모드인 경우, X축 이미지 비교부(411)는 X축 좌표값 중에서 영을 포함하는 우측 좌표값에 대한 부분 검색(partial search)를 수행한다(S311a).

이후, X축 이미지 비교부(411)는 기 설정된 레퍼런스 이미지를 구성하는 픽셀값과 일치하는 픽셀의 개수가 가장 많은 경우의 X 좌표값을 현재 전처리 이미지에 대한 모션 백터 좌표값(V_X2)으로 산출한다

상기 단계(S403a)의 판단 결과 상기 X축 방향 결정 계수가 (+) 방향 결정 계수가 아닌 경우, 상기 X축 이미지 비교부(411)는 X축 방향 결정 계수가 (-)방향 결정 계수인지를 판단한다(S313a)

상기 단계(S313a)의 판단 결과 방향 결정 계수가 (-) 방향 결정 계수인 경우, X축 이미지 비교부(411)는, 도 33b에 도시된 바와 같이, X축 속도 설정기(434)로부터 입력된 X축 속도 결정 계수의 입력 상태가 고속 모드, 저속 모드, 중속 모드 및 디폴트 중 어느 것인가를 판단한다(S314a).

상기 단계(S314a)의 판단 결과 X축 속도 결정 계수가 고속 모드인 경우, X축 이미지 비교부(411)는 X축 좌표값 중에서 좌측 좌표값 및 외측 좌표값에 모두 포함되는 좌표값에 대한 부분 검색을 수행한다(S315a).

이후, X축 이미지 비교부(411)는 기 설정된 레퍼런스 이미지를 구성하는 픽셀값과 일치하는 픽셀의 개수가 가장 많은 경우의 X 좌표값을 현재 전처리 이미지에 대한 모션 벡터 좌표값(V_X2)으로 산출한다(S316a).

또한, 상기 단계(S313a)의 판단 결과 속도 결정 계수가 고속 모드가 아닌 경우, X축 이미지 비교부(411)는 속도 결정 계수가 저속 모드인지를 판단한다 (S317a).

상기 단계(S317a)의 판단 결과 속도 결정 계수가 저속 모드인 경우, X축 이미지 비교부(411)는 X축 좌표값 중에서 영을 포함하는 좌측 좌표값 및 내측 좌표값에 모두 포함되는 좌표값에 대한 부분 검색을 수행한다(S318a).

이후, X축 이미지 비교부(411)는 상기 단계(S316a)와 동일한 방법에 의하여 현재 전처리 이미지에 대한 모션 벡터 좌표값(V_X2)을 산출한다.

또한, 상기 단계(S317a)의 판단 결과 속도 결정 계수가 저속 모드가 아닌 경우, X축 이미지 비교부는 속도 결정 계수가 중속 모드인지를 판단한다(S319a).

상기 단계(S318a)의 판단 결과 속도 결정 계수가 중속 모드인 경우, X축 이미지 비교부(411)는 X축 좌표값 중에서 좌측 좌표값 및 중간 좌표값에 모두 포함되는 좌표값에 대한 부분 검색을 수행한다(S320a).

이후, X축 이미지 비교부(411)는 상기 단계(S316a)와 동일한 방법에 의하여 현재 전처리 이미지에 대한 모션 벡터 좌표값(V_X2)을 산출한다.

또한, 상기 단계(S319a)의 판단 결과 속도 결정 계수가 디폴트 신호인 경우, X축 이미지 비교부(411)는 X축 좌표값 중에서 영을 포함하는 좌측 좌표값에 대한 부분 검색(partial search)를 수행한다(S321a).

이후, X축 이미지 비교부(411)는 상기 단계(S316a)와 동일한 방법에 의하여 현재 전처리 이미지에 대한 모션 벡터 좌표값(V_X2)을 산출한다.

상기 단계(S313a)의 판단 결과 X축 방향 결정 계수가 디폴트 모드인 경우, X축 이미지 비교부(411)는 X축 좌표값 전체에 대한 전체 검색(full search)를 수행한다(S323a).

이후, X축 이미지 비교부(411)는 기 설정된 레퍼런스 이미지를 구성하는 픽셀값과 일치하는 픽셀의 개수가 가장 많은 경우의 X 좌표값을 상기 현재 전처리 이미지에 대한 모션 백터 좌표값(V_X2)를 산출한다.

이하, 도 34(도 34a 및 도 34b)을 참조하여 Y축 방향 결정 계수 및 속도 결정 계수에 공통되는 좌표값의 부분 검색을 통한 X축 모션 벡터 좌표값(V_Y2)의 산출 과정을 설명한다.

Y축 이미지 비교부(412)는 모션 벡터부(420)의 Y축 방향 설정기(428)로부터 기 설정된 방향 결정 계수를 입력받는다(S301b).

또한, 상기 Y축 이미지 비교부(412)는, Y축 방향 설정기(428)로부터 기 설정된 방향 결정 계수를 입력받는 동시에, Y축 속도 설정기(436)로부터 기 설정된 속도 결정 계수를 입력받는다(S302b).

이후, 상기 Y축 이미지 비교부(412)는 상기 방향 결정 계수의 입력 상태가 (+) 방향 결정 계수인지를 판단 한다(S303b).

상기 단계(S403b)의 판단 결과 방향 결정 계수가 (+) 방향 결정 계수인 경우, Y축 이미지 비교부(412)는 상기 Y축 속도 설정부(432)로부터 입력되는 속도 결정 계수의 입력 상태가 고속 모드인지를 판단한다(S304b).

상기 단계(S404b)의 판단 결과 속도 결정 계수가 고속 모드인 경우, Y축 이미지 비교부(412)는 Y축 좌표값 중에서 상측 좌표값 및 외측 좌표값에 모두 포함되는 좌표값에 대한 부분 검색을 수행한다(S305b).

이후, Y축 이미지 비교부(412)는 기 설정된 레퍼런스 이미지를 구성하는 픽셀값과 일치하는 픽셀의 개수가 가장 많은 경우의 Y축 좌표값을 상기 현재 전처리 이미지에 대한 모션 벡터 좌표값(V_Y2)으로 산출한다(S306b).

상기 단계(S304b)의 판단 결과 속도 결정 계수가 고속 모드가 아닌 경우, Y축 이미지 비교부(412)는 속도 결정 계수가 저속 모드인지를 판단한다(S307b).

상기 단계(S307b)의 판단 결과 속도 결정 계수가 저속 모드인 경우, Y축 이미지 비교부(412)는 Y축 좌표값 중에서 영을 포함하는 상측 좌표값 및 내측 좌표값에 모두 포함되는 좌표값에 대한 부분 검색을 수행한다(S308b).

이후, Y축 이미지 비교부(412)는 상기 단계(S306b)와 동일한 방법에 의하여 현재 전처리 이미지에 대한 모션 벡터 좌표값(V_Y2)을 산출한다.

상기 단계(S407b)의 판단 결과 속도 결정 계수가 저속 모드가 아닌 경우, Y축 이미지 비교부(412)는 속도 결정 계수가 중속 모드인지를 판단한다(S309b).

상기 단계(S309b)의 판단 결과 속도 결정 계수가 중속 모드인 경우, Y축 이미지 비교부(412)는 Y축 좌표값 중에서 상측 좌표값 및 중간 좌표값에 모드 포함되는 좌표값에 대한 부분 검색을 수행한다(S310b).

이후, Y축 이미지 비교부(412)는 상기 단계(S306b)와 동일한 방법에 의하여 현재 전처리 이미지에 대한 모션 벡터 좌표값(V_Y2)을 산출한다.

상기 단계(S309b)의 판단 결과 속도 결정 계수가 디폴트 모드인 경우, Y축 이미지 비교부(412)는 Y축 좌표값 중에서 영을 포함하는 상측 좌표값에 대한 부분 검색(partial search)를 수행한다(S311b).

이후, Y축 이미지 비교부(412)는 상기 단계(S306b)와 동일한 방법에 의하여 현재 전처리 이미지에 대한 모션 벡터 좌표값(V_Y2)을 산출한다.

상기 단계(S303b)의 판단 결과 방향 결정 계수가 (+) 방향 결정 계수가 아닌 경우, Y축 이미지 비교부(412)는 상기 방향 결정 계수가 (-)방향 결정 계수인지를 판단한다(S313b)

상기 단계(S313b)의 판단 결과 방향 결정 계수가 (-) 방향 결정 계수인 경우, 상기 Y축 이미지 비교부(412)는, 도 34b에 도시된 바와 같이, Y축 속도 설정부(4321)로부터 입력된 Y축 속도 결정 계수의 입력 상태가 속도 결정 계수의 입력 상태가 고속 모드인지를 판단한다(S314b).

상기 단계(S314b)의 판단 결과 속도 결정 계수가 고속 모드인 경우, Y축 이미지 비교부(412)는 Y축 좌표값 중에서 하측 좌표값 및 외측 좌표값에 모드 포함되는 좌표값에 대한 부분 검색을 수행한다(S315b).

이후, Y축 이미지 비교부(412)는 기 설정된 레퍼런스 이미지를 구성하는 픽셀값과 일치하는 픽셀의 개수가 가장 많은 경우의 Y축 좌표값을 상기 현재 전처리 이미지에 대한 모션 벡터 좌표값(V_Y2)으로 산출한다(S316b).

상기 단계(S314b)의 판단 결과 속도 결정 계수가 고속 모드가 아닌 경우, Y축 이미지 비교부(412)는 속도 결정 계수가 저속 모드인지를 판단한다(S317b).

상기 단계(S317b)의 판단 결과 속도 결정 계수가 저속 모드인 경우, Y축 이미지 비교부(412)는 Y축 좌표값 중에서 영을 포함하는 하측 좌표값 및 내측 좌표값에 모두 포함되는 좌표값에 대한 부분 검색을 수행한다(S318b).

이후, Y축 이미지 비교부(412)는 상기 단계(S316b)와 동일한 방법에 의하여 현재 전처리 이미지에 대한 모션 벡터 좌표값(V_Y2)을 산출한다.

상기 단계(S317b)의 판단 결과 속도 결정 계수가 저속 모드가 아닌 경우, Y축 이미지 비교부(412)는 속도 결정 계수가 중속 모드인지를 판단한다(S319b).

상기 단계(S418b)의 판단 결과 속도 결정 계수가 중속 모드인 경우, Y축 이미지 비교부(412)는 Y축 좌표값 중에서 하측 좌표값 및 중간 좌표값에 모두 포함되는 좌표값에 대한 부분 검색을 수행한다(S320b).

이후, Y축 이미지 비교부(412)는 상기 단계(S316b)와 동일한 방법에 의하여 현재 전처리 이미지에 대한 모션 벡터 좌표값(V_Y2)을 산출한다.

상기 단계(S319b)의 판단 결과 속도 결정 계수가 디폴트 신호인 경우, Y축 이미지 비교부(412)는 Y축 좌표값 중에서 영을 포함하는 하측 좌표값에 대한 부분 검색(partial search)를 수행한다(S321b).

이후, Y축 이미지 비교부(412)는 상기 단계(S316b)와 동일한 방법에 의하여 현재 전처리 이미지에 대한 모션 벡터 좌표값(V_Y2)을 산출한다.

상기 단계(S313b)의 판단 결과 Y축 방향 결정 계수가 디폴트 모드인 경우, Y축 이미지 비교부(412)는 Y축 좌표값 전체에 대한 전체 검색(full search)를 수행한다(S322b).

이후, Y축 이미지 비교부(412)는 기 설정된 레퍼런스 이미지를 구성하는 픽셀값과 일치하는 픽셀의 개수가 가장 많은 경우의 Y축 좌표값을 상기 현재 전처리 이미지에 대한 모션 백터 좌표값(V_Y2)를 산출한다.

상술한 바와 같이 현재 전처리 이미지에 대한 전체 검색 및 부분 검색을 수행하여 현재 전처리 이미지에 대한 모션 벡터 좌표값을 산출한 후, 이동 좌표 산출부(400)는 모션 벡터 좌표값을 상호 비교하여 현재 전처리 이미지에 대한 최종 모션 벡터 좌표값(V_X , V_Y)을 산출한다(S400).

도 35를 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 에러 검출부(423)는 현재 전처리 이미지에 대한 전체 검색을 통하여 산출된 제 1 모션 벡터 좌표값(V_X1 , V_Y1)을 이미지 비교부(410)로부터 입력받는다(S401).

또한, 에러 검출부(423)는 기 설정된 방향 결정 계수 및 속도 결정 계수에 연동한 부분 검색에 의하여 산출된 현재 전처리 이미지의 제 2 모션 벡터 좌표값(V_X2 , V_Y2)을 이미지 비교부(410)로부터 또한 입력받는다(S402).

이후, 에러 검출부(423)는 각각의 모션 벡터 좌표값을 매 프레임마다 상호 비교한 후(S403), 소정 회수의 프레임에 대한 상기 모션 벡터 좌표값의 일치 여부를 판단한다(S404).

상기 단계(S404)의 판단 결과 모션 벡터 좌표값이 상호 일치하거나 또는 일치하지 않는 프레임이 소정 회수 이하인 경우, 에러 검출부(423)는 모션 벡터 산출부(424)로 에러 미발생 신호를 출력시킨다(S405).

상기 에러 검출부(423)로부터 에러 미발생 신호가 입력되는 경우, 모션 벡터 산출부(424)는 방향 및 속도 결정 계수에 연동하는 부분 검색을 통하여 산출된 제 2 모션 벡터 좌표값(V_X2 , V_Y2)을 현재 전처리 이미지에 대한 최종 모션 벡터 좌표값(V_X , V_Y)으로 산출하여 인터페이스부(500)로 출력시키는 동시에(S406), 상기 최종 모션 벡터 좌표값(V_X , V_Y)을 이미지 비교부(410), 방향 설정부 및 속도 설정부로 피드백 시킨다(S407).

상기 단계(S404)의 판단 결과 상기 모션 벡터 좌표값이 소정 회수 이상의 프레임에 대하여 상호 일치하지 않는 경우, 에러 검출부(423)는 모션 벡터 산출부(424)로 에러 발생 신호를 출력시킨다(S408).

에러 검출부(423)로부터 에러 발생 신호가 입력되는 경우, 모션 벡터 산출부(424)는 전체 검색을 통하여 산출된 상기 제 1 모션 벡터 좌표값(V_X1 , V_Y1)을 현재 전처리 이미지에 대한 최종 모션 벡터 좌표값(V_X , V_Y)으로 산출하여 인터페이스부(500)로 출력시키는 동시에 후(S407), 상기 최종 모션 벡터 좌표값(V_X , V_Y)을 상기 이미지 비교부(410), 방향 설정부 및 속도 설정부로 피드백 시킨다(S408).

현재 전처리 이미지에 대한 최종 모션 벡터 좌표값(V_X , V_Y)을 산출한 후, 이동 좌표 산출부(400)는 최종 모션 벡터 좌표값(V_X , V_Y)에 대한 히스토리를 분석하여 미래 전처리 이미지에 대한 방향 결정 계수 및 속도 결정 계수를 산출한다(S500)

도 36을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 모션 벡터 산출부(424)로부터 상기 현재 전처리 이미지에 대한 최종 모션 벡터 좌표값(V_X , V_Y)이 입력되는 경우(S501), 방향 계수기(425)(427) 및 속도 계수기(433)(435)는 상기 최종 모션 벡터 좌표값(V_X , V_Y)을 누적시킨 후, 이를 방향 설정기(426)(428) 및 속도 설정기(434)(436)로 출력시킨다(S502).

이후, 방향 설정기(426)(428) 및 속도 설정기(434)(436)는 소정 프레임에 대한 상기 누적된 모션 벡터 좌표값(Vx)의 히스토리를 분석하고(S503), 상기 히스토리에 의거하여 미래 전처리 이미지에 대한 방향 결정 계수 및 속도 결정 계수를 산출한 후(S504), 이를 상기 이미지 비교부(410)로 출력시킨다(S505).

여기서, 상기 과정(S504) 중에서 방향 결정 계수를 산출하는 과정은 본 발명의 제 1 실시예의 도 16a 및 도 16b를 참조하여 전술한 과정과 동일하다.

또한, 상기 과정(S504) 중에서 속도 결정 계수를 산출하는 과정은 본 발명의 제 2 실시예의 도 29a 및 도 29b를 참조하여 전술한 과정과 동일하다.

이후, 모션 벡터부로부터 현재 전처리 이미지에 대한 최종 모션 벡터 좌표값(V_X , V_Y)이 피드백 되는 경우, 이미지 비교부는 최종 모션 벡터 좌표값(V_X , V_Y)의 이동량에 의거하여 X채널/Y채널 레퍼런스부에 러퍼런스 이미지를 설정시킨다 (S600).

여기서, 상기 단계(S600)의 내용은 전술한 본 발명의 제 1 실시예에 도시된 도 17의 내용과 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 위치 추적용 광센서 장치 및 이를 이용한 위치 추정 방법에 따르면, 기 설정된 레퍼런스 이미지를 현재 전처리 이미지의 전체 영역에 오퍼랩하는 전체 검색(full search) 및 기설정된 방향 결정 계수, 속도 결정 계수 및 방향 결정 계수와 속도 결정 계수에 모두 연관되는 특정 좌표값에 대한 부분 검색(partial search)를 수행하여 현재/미래 전처리 이미지에 대한 모션 벡터 좌표값을 산출함으로써, 에러 발생 확률을 최소화 하여 현재 또는 미래 전처리 이미지에 대한 정확한 위치 추적을 수행할 수 있다는 효과를 제공한다.

여기서, 상술한 본 발명에서는 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 마우스 패드의 종류에 따른 광 마우스의 포인트 궤적을 도시한 도면.

도 2a 및 도 2b는 종래의 광 마우스의 전처리 과정에 의해 형성된 일방향성을 갖는 광 마우스가 위치한 바닥표면 이미지를 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 위치 추적용 광센서 장치의 구성을 도시한 블럭도.

도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이동 좌표 산출부를 구성하는 이미지 비교부의 내부 구성을 도시한 도면.

도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 현재 전처리 이미지에 대한 전체 검색 (full search) 과정을 설명하기 위한 도면.

도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 (-) 방향 결정 계수에 의한 현재 전처리 이미지의 X축 방향에 대한 부분 검색(partial search) 과정을 설명하기 위한 도면.

도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 (+) 방향 결정 계수에 의한 현재 전처리 이미지의 X축 방향에 대한 부분 검색 과정을 설명하기 위한 도면.

도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 (+) 방향 결정 계수에 의한 현재 전처리 이미지의 Y축 방향에 대한 부분 검색(partial search) 과정을 설명하기 위한 도면.

도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 (-) 방향 결정 계수에 의한 현재 전처리 이미지의 Y축 방향에 대한 부분 검색 과정을 설명하기 위한 도면.

도 10은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이동 좌표 산출부를 구성하는 모션 벡터부의 내부 구성도.

도 11은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 위치 추적용 광센서 장치를 이용한 위치 추적 과정을 도시한 순서도.

도 12는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이동 좌표 산출부에서 전처리부로부터 현재 전처리 이미지 및 현재 전처리 중앙 이미지를 입력받는 과정을 도시한 순서도.

도 13은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 현재 전처리 이미지의 전체 검색에 의하여 제 1 모션 벡터 좌표값(V_X1, V_Y1)을 산출하는 과정을 도시한 순서도.

도 14a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기 설정된 X축 방향 결정 계수에 따부분 검색에 의하여 제 2 모션 벡터 좌표값(V_X2, V_Y2)의 X축 모션 벡터 좌표값 (V_X2 )을 산출하는 과정을 도시한 순서도.

도 14b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기 설정된 Y축 방향 결정 계수에 따른 부분 검색에 의하여 제 2 모션 벡터 좌표값(V_X2, V_Y2)의 Y축 모션 벡터 좌표값(V_Y2)을 산출하는 과정을 도시한 순서도.

도 15는 본 발명의 제 1 실시에에 따른 현재 전처리 이미지의 최종 모션 벡터 좌표값(V_X, V_Y)을 산출하는 과정을 도시한 순서도.

도 16a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 최종 X축 모션 벡터 좌표값(V_X)의 히스토리에 의거하여 미래 전처리 이미지의 X축 방향 결정 계수를 산출하는 과정을 도시한 순서도.

도 16b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 최종 Y축 모션 벡터 좌표값(V_Y)의 히스토리에 의거하여 미래 전처리 이미지의 Y축 방향 결정 계수를 산출하는 과정을 도시한 순서도.

도 17은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 최종 모션 벡터 좌표값(V_X, V_Y)의 이동량에 의거하여 X채널/Y채널 레퍼런스부의 레퍼런스 이미지를 재 설정하는 과정을 도시한 순서도.

도 18은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 위치 추적용 광센서 장치의 구성을 도시한 블럭도.

도 19 본 발명의 제 2 실시예에 따른 저속의 속도 결정 계수에 의한 현재 전처리 이미지에 대한 X축 방향의 부분 검색(partial search) 과정을 설명하기 위한 도면.

도 20은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 고속의 속도 결정 계수에 의한 현재 전처리 이미지에 대한 X축 방향의 부분 검색(partial search) 과정을 설명하기 위한 도면.

도 21은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 중속의 속도 결정 계수에 의한 현재 전처리 이미지에 대한 X축 방향의 부분 검색(partial search) 과정을 설명하기 위한 도면.

도 22는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 저속의 속도 결정 계수에 의한 현재 전처리 이미지의 Y축 방향에 대한 부분 검색(partial search) 과정을 설명하기 위한 도면.

도 23은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 고속의 속도 결정 계수에 의한 현재 전처리 이미지의 Y축 방향에 대한 부분 검색(partial search) 과정을 설명하기 위한 도면.

도 24는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 중속의 속도 결정 계수에 의한 현재 전처리 이미지의 Y축 방향에 대한 부분 검색(partial search) 과정을 설명하기 위한 도면.

도 25는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 이동 좌표 산출부를 구성하는 모션 벡터부의 내부 구성을 설명하기 위한 도면.

도 26은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 위치 추적용 광센서 장치를 이용한 위치 추적 과정을 도시한 순서도.

도 27a는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기 설정된 X축 속도 결정 계수에 따른 부분 검색에 의하여 제 2 모션 벡터 좌표값(V_X2, V_Y2)의 X축 모션 벡터 좌표값(V_X2)을 산출하는 과정을 도시한 순서도.

도 27b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기 설정된 Y축 속도 결정 계수에 따른 부분 검색에 의하여 제 2 모션 벡터 좌표값(V_X2, V_Y2)의 Y축 모션 벡터 좌표값 (V_Y2)을 산출하는 과정을 도시한 순서도.

도 28은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 현재 전처리 이미지에 대한 최종 모션 벡터 좌표값(V_X, V_Y)을 산출하는 과정을 도시한 순서도.

도 29a는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 최종 X축 모션 벡터 좌표값(V_X)의 히스토리에 의거하여 미래 전처리 이미지에 대한 X축 방향 결정 계수를 산출하는 과정을 도시한 순서도.

도 29b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 최종 Y축 모션 벡터 좌표값(V_Y)의 히스토리에 의거하여 미래 전처리 이미지에 대한 Y축 방향 결정 계수를 산출하는 과정을 도시한 순서도.

도 30는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 위치 추적용 광센서 장치의 내부 구성을 도시한 도면.

도 31은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 이동 좌표 산출부의 내부 구성을 도신한 도면.

도 32는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 위치 추적용 광센서 장치를 이용한 위치 추적 과정을 도시한 순서도.

도 33a 및 도 33b는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 기 설정된 X축 방향 및 속도 결정 계수에 따른 부분 검색에 의하여 제 2 모션 벡터 좌표값(V_X2, V_Y2)의 X축 모션 벡터 좌표값(V_X2)을 산출하는 과정을 도시한 순서도.

도 34a 및 도 34b는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 기 설정된 Y축 방향 및 속도 결정 계수에 따른 부분 검색에 의하여 제 2 모션 벡터 좌표값(V_X2, V_Y2)의 Y축 모션 벡터 좌표값(V_Y2)을 산출하는 과정을 도시한 순서도.

도 35는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 현재 전처리 이미지의 최종 모션 벡터 좌표값(V_X, V_Y)을 산출하는 과정을 도시한 순서도.

도 36은 발명의 제 3 실시예에 따른 최종 모션 벡터 좌표값(V_X, V_Y)의 히스토리에 의거하여 미래 전처리 이미지에 대한 방향/속도 결정 계수를 산출하는 과정을 도시한 순서도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 이미지 픽셀 어레이 200 : A/D변환부

300 : 전처리부 400 : 이동 좌표 산출부

410 : 이미지 비교부. 411 : X축 이미지 비교부

412 : Y축 이미지 비교부 420 : 모션 벡터부

421 : X축 방향 설정부 422 : Y축 방향 설정부

423 : 에러 검출부 424 : 모션벡터 산출부

425 : X축 방향 계수기 426 : X축 방향 설정기

427 : Y축 방향 계수기 428 : Y축 방향 설정기

431 : X축 속도 설정부 432 : Y축 속도 설정부

433 : X축 속도 계수기 434 : X축 속도 설정기

435 : Y축 속도 계수기 436 : Y축 속도 설정기

430 : X채널 레퍼런스부 440 : Y채널 레퍼런스부

500 : 인터페이스부

Claims (64)

1. 소정 개수의 픽셀로 구성되고, 각 픽셀에 입사되는 빛 에너지를 아날로그 전압값으로 변환시키는 이미지 픽셀 어레이;

   상기 이미지 픽셀 어레이로부터 입력되는 각 픽셀의 아날로그 전압값을 디지털 전압값으로 변환시키는 A/D 변환부;

   상기 디지털 전압값에 대한 전처리를 수행하여 소정 비트의 디지털 전압값을 갖는 픽셀 어레이로 구성된 현재 전처리 이미지를 생성하는 전처리부;

   현재 전처리 이미지의 전체 영역에 기 설정된 레퍼런스 이미지를 오버랩하는 전체 검색을 수행하여 제 1 모션 벡터 좌표값을 산출하고, 기 설정된 방향 결정 계수에 연관된 특정 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하여 제 2 모션 벡터 좌표값을 산출하고, 상기 제 1 및 제 2 모션 벡터 좌표값 중 어느 하나를 최종 모션 벡터 좌표값으로 산출한 후, 상기 최종 모션 벡터 좌표값의 히스토리에 의하여 미래 전처리 이미지의 방향 결정 계수를 산출하는 이동 좌표 산출부; 및

   상기 이동 좌표 산출부로부터 입력되는 최종 모션 벡터 좌표값을 소정 시간 동안 누적한 후, 상기 누적된 좌표값을 소정의 외부 장치로 전달하는 인터페이스부

   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 위치 추적용 광센서 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 이동 좌표 산출부는,

   상기 현재 전처리 이미지에 대한 전체 검색을 수행하여 제 1 모션 벡터 좌표값을 산출하고, 기 설정된 방향 결정 계수에 의한 대한 부분 검색을 수행하여 제 2 모션 벡터값을 산출하는 이미지 비교부; 및

   상기 제 1 및 제 2 모션 벡터 좌표값을 소정 회수의 연속 프레임에 대하여 상호 비교하여 에러 발생 여부를 검출한 후, 에러가 검출되지 않은 경우 제 2 모션 벡터 좌표값을 최종 모션 벡터 좌표값으로 산출하고, 에러가 검출된 경우 제 1 모션 벡터 좌표값을 최종 모션 벡터 좌표값으로 산출한 후, 상기 최종 모션 벡터 좌표값의 히스토리에 의거하여 미래 전처리 이미지의 방향 결정 계수를 산출하는 모션 벡터부

   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 위치 추적용 광센서 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 이미지 비교부는,

   현재 전처리 이미지의 X축 전체 영역에 대한 전체 검색을 수행하여 상기 제 1 모션 벡터 좌표값의 X축 좌표값을 산출하고, 기 설정된 X축 방향 결정 계수에 연동하는 특정 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하여 상기 제 2 모션 벡터 좌표값의 X축 좌표값을 산출하는 X축 이미지 비교부; 및

   현재 전처리 이미지의 Y축 전체 영역에 대한 전체 검색을 수행하여 상기 제 1 모션 벡터 좌표값의 Y축 좌표값을 산출하고, 기 설정된 Y축 방향 결정 계수에 연동하는 특정 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하여 상기 제 2 모션 벡터 좌표값의 Y축 좌표값을 산출하는 Y축 이미지 비교부

   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 위치 추적용 광센서 장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 X축 이미지 비교부는,

   상기 X축 방향 결정 계수가 (+)인 경우, X축 좌표값 중에서 원점을 포함하는 우측 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하고,

   상기 X축 방향 결정 계수가 (-)인 경우, X축 좌표값 중에서 원점을 포함하는 좌측 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하고,

   상기 X축 방향 결정 계수가 디폴트인 경우, X축 좌표값에 대한 전체 검색을 수행하여 상기 제 2 모션 벡터 좌표값의 X축 좌표값을 산출하는 것을 특징으로 하는 위치 추적용 광센서 장치.
5. 제 3항에 있어서, 상기 Y축 이미지 비교부는,

   상기 Y축 방향 결정 계수가 (+)인 경우, Y축 좌표값 중에서 원점을 포함하는 상측 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하고,

   상기 Y축 방향 결정 계수가 (-)인 경우, Y축 좌표값 중에서 원점을 포함하는 하측 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하고,

   상기 Y축 방향 결정 계수가 디폴트인 경우, Y축 좌표값에 대한 전체 검색을 수행하여 상기 제 2 모션 벡터 좌표값의 Y축 좌표값을 산출하는 것을 특징으로 하는 위치 추적용 광센서 장치.
6. 제 2 항에 있어서, 상기 모션 벡터부는,

   상기 제 1 및 제 2 모션 벡터 좌표값을 매 프레임당 상호 비교한 후, 소정 회수의 연속 프레임에 대해 상기 제 1 및 제 2 모션 벡터 좌표값이 상이한 경우 에러 신호를 검출하는 에러 검출부;

   에러 검출부로부터 에러 신호가 입력되지 않는 경우, 상기 제 2 모션 벡터 좌표값을 최종 모션 벡터 좌표값으로 산출하고, 상기 에러 신호가 입력되는 경우에는 경우, 상기 제 1 모션 벡터 좌표값을 최종 모션 벡터 좌표값으로 산출하는 모션 벡터 산출부; 및

   과거 전처리 이미지에 대한 모션 벡터 좌표값의 히스토리에 의거하여 기 설정된 방향 결정 계수와, 상기 모션 벡터 산출부로부터 입력되는 최종 모션 벡터 좌표값의 히스토리에 의거하여 산출된 미래 전처리 이미지의 방향 결정 계수를 이미지 비교부로 전달하는 방향 설정부

   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 위치 추적용 광센서 장치.
7. 제 6항에 있어서, 상기 방향 설정부는,

   상기 모션 벡터 산출부로부터 입력되는 최종 모션 벡터 좌표값의 X축 좌표값의 방향을 매 프레임마다 회수로 축적하는 X축 방향 계수기와, 상기 X축 좌표값의 방향에 대한 히스토리를 분석하여 미래 전처리 이미지에 대한 X축 방향 결정 계수를 산출하는 X축 방향 설정기로 구성된 X축 방향 설정부; 및

   상기 모션 벡터 산출부로부터 입력되는 최종 모션 벡터 좌표값의 Y축 좌표값의 방향을 매 프레임마다 회수로 축적하는 Y축 방향 계수기와, 상기 Y축 좌표값의 방향에 대한 히스토리를 분석하여 미래 전처리 이미지에 대한 Y축 방향 결정 계수를 산출하는 Y축 방향 설정기로 구성된 Y축 방향 설정부

   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 위치 추적용 광센서 장치.
8. 제 7항에 있어서, 상기 X축 방향 설정기는,

   상기 최종 모션 벡터 좌표값의 X축 좌표값에 대한 방향 히스토리가 X축에 대하여 우측 좌표값으로 산출되는 경우 (+) 방향 결정 계수, 좌측 좌표값으로 산출되는 경우 (-) 방향 결정 계수 및 뚜렷한 방향성 없는 경우에는 디폴트 신호를 산출하는 것을 특징으로 하는 위치 추적용 광센서 장치.
9. 제 7항에 있어서, 상기 Y축 방향 설정기는,

   상기 최종 모션 벡터 좌표값의 Y축 좌표값에 대한 방향 히스토리가 Y축에 대하여 상측 좌표값으로 산출되는 경우 (+) 방향 결정 계수, 하측 좌표값으로 산출되는 경우 (-) 방향 결정 계수 및 뚜렷한 방향성 없는 경우에는 디폴트 신호를 산출하는 것을 특징으로 하는 위치 추적용 광센서 장치.
10. 소정 개수의 픽셀로 구성되고, 각 픽셀에 입사되는 빛 에너지를 아날로그 전압값으로 변환시키는 이미지 픽셀 어레이;

    상기 이미지 픽셀 어레이로부터 입력되는 각 픽셀의 아날로그 전압값을 디지털 전압값으로 변환시키는 A/D 변환부;

    상기 디지털 전압값에 대한 전처리를 수행하여 소정 비트의 디지털 전압값을 갖는 픽셀 어레이로 구성된 현재 전처리 이미지를 생성하는 전처리부;

    현재 전처리 이미지의 전체 영역에 기 설정된 레퍼런스 이미지를 오버랩하는 전체 검색에 의하여 제 1 모션 벡터 좌표값을 산출하고, 기 설정된 속도 결정 계수에 연관된 특정 좌표값에 대한 부분 검색에 의하여 제 2 모션 벡터 좌표값을 산출하고, 상기 제 1 및 제 2 모션 벡터 좌표값 중 어느 하나를 최종 모션 벡터 좌표값으로 산출한 후, 상기 최종 모션 벡터 좌표값의 히스토리에 의거하여 미래 전처리 이미지에 대한 속도 결정 계수를 산출하는 이동 좌표 산출부; 및

    상기 이동 좌표 산출부로부터 입력되는 최종 모션 벡터 좌표값을 소정 시간 동안 누적한 후, 상기 누적된 좌표값을 외부 장치로 전달하는 인터페이스부

    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 위치 추적용 광센서 장치.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 이동 좌표 산출부는,

    상기 현재 전처리 이미지에 대한 전체 검색을 수행하여 상기 제 1 모션 벡터 좌표값을 산출하고, 과거 전처리 이미지에 대한 모션 벡터 좌표값의 히스토리에 의거하여 기 설정된 속도 결정 계수에 연동하는 특정 좌표값에 대한 부분 검색에 으하여 상기 제 2 모션 벡터값을 산출하는 이미지 비교부; 및

    상기 제 1 모션 벡터 좌표값과 상기 제 2 모션 벡터 좌표값에 대한 소정 회수의 연속 프레임을 상호 비교하여 에러 발생 여부를 검출한 후, 에러가 검출되지 않은 경우 상기 제 2 모션 벡터 좌표값을 현재 전처리 이미지에 대한 최종 모션 벡터 좌표값으로 산출하고, 에러가 검출된 경우 상기 제 1 모션 벡터 좌표값을 최종 모션 벡터 좌표값으로 산출한 후, 상기 최종 모션 벡터 좌표값의 히스토리에 의거하여 미래 전처리 이미지에 대한 속도 결정 계수를 산출하는 모션 벡터부;

    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 위치 추적용 광센서 장치.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 이미지 비교부는,

    X축 좌표값에 대하여 상기 현재 전처리 이미지에 대한 전체 검색을 수행하여 상기 제 1 모션 벡터 좌표값의 X축 좌표값을 산출하고, 기 설정된 속도 결정 계수에 연동하는 특정 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하여 상기 제 2 모션 벡터 좌표값의 X축 좌표값을 산출하는 X축 이미지 비교부; 및

    Y축 좌표값에 대하여 상기 현재 전처리 이미지에 대한 전체 검색을 수행하여 상기 제 1 모션 벡터 좌표값의 Y축 좌표값을 산출하고, 기 설정된 속도 결정 계수에 연동하는 특정 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하여 상기 제 2 모션 벡터 좌표값의 Y축 좌표값을 산출하는 Y축 이미지 비교부

    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 위치 추적용 광센서 장치.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 X축 이미지 비교부는,

    상기 모션 벡터부로부터 고속의 속도 결정 계수가 입력되는 경우, X축 좌표값 중에서 외측 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하고,

    상기 모션 벡터부로부터 저속의 속도 결정 계수가 입력되는 경우, X축 좌표값 중에서 내측 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하고,

    상기 모션 벡터부로부터 중속의 속도 결정 계수가 입력되는 경우, X축 좌표값 중에서 중간 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하고,

    상기 모션 벡터부로부터 디폴트 속도 결정 계수가 입력되는 경우, X축 전체 좌표값에 대한 전체 검색을 수행하여 상기 제 2 모션 벡터 좌표값의 X축 좌표값을 산출하는 것을 특징으로 하는 위치 추적용 광센서 장치.
14. 제 12항에 있어서, 상기 Y축 이미지 비교부는,

    상기 모션 벡터부로부터 고속의 속도 결정 계수가 입력되는 경우, Y축 좌표값 중에서 외측 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하고,

    상기 모션 벡터부로부터 저속의 속도 결정 계수가 입력되는 경우, Y축 좌표값 중에서 내측 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하고,

    상기 모션 벡터부로부터 중속의 속도 결정 계수가 입력되는 경우, Y축 좌표값 중에서 중간 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하고,

    상기 모션 벡터부로부터 디폴트 속도 결정 계수가 입력되는 경우, Y축 전체 좌표값에 대한 전체 검색을 수행하여 상기 제 2 모션 벡터 좌표값의 Y축 좌표값을 산출하는 것을 특징으로 하는 위치 추적용 광센서 장치.
15. 제 11 항에 있어서, 상기 모션 벡터부는,

    상기 제 1 모션 벡터 좌표값과 상기 제 2 모션 벡터 좌표값을 매 프레임당 상호 비교한 후, 소정 회수의 연속 프레임에 대해 상기 제 1 및 제 2 모션 벡터 좌표값이 상이한 경우 에러 신호를 검출하는 에러 검출부;

    상기 에러 검출부로부터 에러 신호가 입력되지 않는 경우 상기 제 2 모션 벡터 좌표값을 최종 모션 벡터 좌표값으로 산출하고, 상기 에러 신호가 입력되는 경우에는 경우 상기 제 1 모션 벡터 좌표값을 최종 모션 벡터 좌표값으로 산출하는 모션 벡터 산출부; 및

    과거 전처리 이미지에 대한 모션 벡터 좌표값의 히스토리에 의거하여 기 설정된 속도 결정 계수 및 상기 모션 벡터 산출부로부터 입력되는 최종 모션 벡터 좌표값의 히스토리에 의거하여 산출된 미래 전처리 이미지의 속도 결정 계수를 상기 이미지 비교부로 전달하는 속도 설정부

    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 위치 추적용 광센서 장치.
16. 제 15항에 있어서, 상기 속도 설정부는,

    상기 최종 모션 벡터 좌표값의 X축 좌표값을 소정 프레임 이상 축적하는 X축 속도 계수기와, 상기 X축 좌표값의 속도 히스토리를 분석하여 미래 전처리 이미지에 대한 X축 속도 결정 계수를 산출하는 X축 속도 설정기로 구성된 X축 속도 설정부; 및

    상기 최종 모션 벡터 좌표값의 Y축 좌표값을 소정 프레임 이상 축적하는 Y축 속도 계수기와, 상기 Y축 좌표값의 속도 히스토리를 분석하여 미래 전처리 이미지에 대한 Y축 속도 결정 계수를 산출하는 Y축 속도 설정기로 구성된 Y축 속도 설정부

    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 위치 추적용 광센서 장치.
17. 제 16항에 있어서, 상기 X축 속도 설정기는,

    상기 최종 모션 벡터 좌표값의 X축 좌표값에 대한 속도 히스토리가 X축에 대하여 소정 시간 동안 외측 좌표값을 유지하는 경우 고속의 속도 결정 계수, 내측 좌표값으로 유지되는 경우 저속의 속도 결정 계수, 중간 좌표값으로 유지되는 경우 중속의 속도 결정 계수 및 출력되는 좌표값이 소정 시간동안 일정 범위의 값을 유지하지 못하는 경우는 디폴트 속도 결정 계수를 산출하는 것을 특징으로 하는 위치 추적용 광센서 장치.
18. 제 16항에 있어서, 상기 Y축 속도 설정기는,

    상기 최종 모션 벡터 좌표값의 Y축 좌표값에 대한 속도 히스토리가 Y축에 대하여 소정 시간 동안 외측 좌표값을 유지하는 경우 고속의 속도 결정 계수, 내측 좌표값으로 유지되는 경우 저속의 속도 결정 계수, 중간 좌표값으로 유지되는 경우 중속의 속도 결정 계수 및 일정 범위의 값을 일정 시간 동안 유지하지 못하는 경우 디폴트 속도 결정 계수를 산출하는 것을 특징으로 하는 위치 추적용 광센서 장치.
19. 소정 개수의 픽셀로 구성되고, 각 픽셀에 입사되는 빛 에너지를 아날로그 전압값으로 변환시키는 이미지 픽셀 어레이;

    상기 이미지 픽셀 어레이로부터 입력되는 각 픽셀의 아날로그 전압값을 디지털 전압값으로 변환시키는 A/D 변환부;

    상기 디지털 전압값에 대한 전처리를 수행하여 소정 비트의 디지털 전압값을 갖는 픽셀 어레이로 구성된 현재 전처리 이미지를 생성하는 전처리부;

    현재 전처리 이미지의 전체 영역에 기 설정된 레퍼런스 이미지를 오버랩하는 전체 검색을 수행하여 제 1 모션 벡터 좌표값을 산출하고, 기 설정된 방향 결정 계수 및 속도 결정 계수에 모두 연관된 특정 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하여 제 2 모션 벡터 좌표값을 산출하고, 상기 제 1 및 제 2 모션 벡터 좌표값 중 어느 하나를 최종 모션 벡터 좌표값으로 산출한 후, 상기 최종 모션 벡터 좌표값의 히스토리에 의거하여 미래 전처리 이미지에 대한 방향 결정 계수 및 속도 결정 계수를 산출하는 이동 좌표 산출부; 및

    상기 이동 좌표 산출부로부터 입력되는 최종 모션 벡터 좌표값을 소정 시간 동안 누적한 후, 상기 누적된 좌표값을 외부 장치로 전달하는 인터페이스부

    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 위치 추적용 광센서 장치.
20. 제 19 항에 있어서, 상기 이동 좌표 산출부는,

    상기 현재 전처리 이미지에 대한 전체 검색을 수행하여 상기 제 1 모션 벡터 좌표값을 산출하고, 과거 전처리 이미지에 대한 모션 벡터 좌표값의 히스토리에 의거하여 기 설정된 방향 결정 계수 및 속도 결정 계수 모두에 연동하는 특정 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하여 상기 제 2 모션 벡터값을 산출하는 이미지 비교부; 및

    상기 이미지 비교부로부터 입력되는 상기 제 1 모션 벡터 좌표값과 상기 제 2 모션 벡터 좌표값을 소정 회수의 연속 프레임에 대하여 상호 비교하여 에러 발생 여부를 검출한 후, 에러가 검출되지 않은 경우 상기 제 2 모션 벡터 좌표값을 현재 전처리 이미지에 대한 최종 모션 벡터 좌표값으로 외부로 전달하고, 에러가 검출된 경우 상기 제 1 모션 벡터 좌표값을 현재 전처리 이미지에 대한 최종 모션 벡터 좌표값으로 외부로 전달한 후, 상기 최종 모션 벡터 좌표값의 히스토리에 의거하여 미래 전처리 이미지에 대한 방향 결정 계수 및 속도 결정 계수를 산출하는 모션 벡터부

    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 위치 추적용 광센서 장치.
21. 제 20 항에 있어서, 상기 이미지 비교부는,

    X축 좌표값에 대하여 현재 전처리 이미지에 대한 전체 검색을 수행하여 상기 제 1 모션 벡터 좌표값의 X축 모션 벡터 좌표값을 산출하고, 상기 모션 벡터부로부터 입력되는 기 설정된 X축 방향 결정 계수 및 속도 결정 계수에 모두 연동하는 특정 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하여 상기 제 2 모션 벡터 좌표값의 X축 좌표값을 산출하는 X축 이미지 비교부; 및

    Y축 좌표값에 대하여 현재 전처리 이미지에 대한 전체 검색을 수행하여 상기 제 1 모션 벡터 좌표값의 Y축 좌표값을 산출하고, 상기 모션 벡터부로부터 입력되는 기 설정된 Y축 방향 결정 계수 및 속도 결정 계수에 모두 연동하는 특정 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하여 상기 제 2 모션 벡터 좌표값의 Y축 좌표값을 산출하는 Y축 이미지 비교부

    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 위치 추적용 광센서 장치.
22. 제 21 항에 있어서, 상기 X축 이미지 비교부는,

    상기 X축 방향 결정 계수가 (+)인 경우, 상기 속도 결정 계수가 고속 모드인 경우 X축 좌표값 중에서 원점을 포함하는 우측 좌표값과 외측 좌표값에 공통인 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하고, 상기 속도 결정 계수가 저속 모드인 경우 원점을 포함하는 우측 좌표값과 내측 좌표값에 공통인 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하고, 상기 속도 결정 계수가 중속 모드인 경우 원점을 포함하는 우측 좌표값과 중간 좌표값에 공통인 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하고, 상기 속도 결정 계수가 디폴트 신호인 경우 X축 전체 좌표값 중에서 원점을 포함하는 우측 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하여 상기 제 2 모션 벡터 좌표값의 X축 좌표값을 산출하고,

    상기 X축 방향 결정 계수가 (-)인 경우, 상기 속도 결정 계수가 고속 모드인 경우 X축 좌표값 중에서 원점을 포함하는 좌측 좌표값과 외측 좌표값에 공통인 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하고, 상기 속도 결정 계수가 저속 모드인 경우 원점을 포함하는 좌측 좌표값과 내측 좌표값에 공통인 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하고, 상기 속도 결정 계수가 중속 모드인 경우 원점을 포함하는 좌측 좌표값과 중간 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하고, 상기 속도 결정 계수가 디폴트 신호인 경우 X축 전체 좌표값에 중에서 원점을 포함하는 좌측 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하여 상기 제 2 모션 벡터 좌표값의 X축 좌표값을 산출하고,

    상기 X축 방향 결정 계수가 디폴트 신호인 경우, X축 전체 좌표값에 대한 전체 검색을 수행하여 상기 제 2 모션 벡터 좌표값의 X축 좌표값을 산출하는 것을 특징으로 하는 추적용 광센서 장치.
23. 제 21 항에 있어서, 상기 Y축 이미지 비교부는,

    상기 Y축 방향 결정 계수가 (+) 방향 결정 계수인 경우, 상기 속도 결정 계수가 고속 모드인 경우 Y축 좌표값 중에서 원점을 포함하는 상측 좌표값과 외측 좌표값에 공통인 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하고, 상기 속도 결정 계수가 저속 모드인 경우 원점을 포함하는 상측 좌표값과 내측 좌표값에 공통인 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하고, 상기 속도 결정 계수가 중속 모드인 경우 원점을 포함하는 상측 좌표값과 중간 좌표값에 공통인 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하고, 상기 속도 결정 계수가 디폴트 신호인 경우 Y축 전체 좌표값 중에서 원점을 포함하는 상측 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하여 상기 제 2 모션 벡터 좌표값의 Y축 좌표값을 산출하고,

    상기 Y축 방향 결정 계수가 (-) 방향 결정 계수인 경우, 상기 속도 결정 계수가 고속 모드인 경우 Y축 좌표값 중에서 원점을 포함하는 하측 좌표값과 외측 좌표값에 공통인 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하고, 상기 속도 결정 계수가 저속 모드인 경우 원점을 포함하는 하측 좌표값과 내측 좌표값에 공통인 좌표값에 대한부분 검색을 수행하고, 상기 속도 결정 계수가 중속 모드인 경우 원점을 포함하는 좌측 좌표값과 중간 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하고, 상기 속도 결정 계수가 디폴트 신호인 경우 Y축 전체 좌표값 중에서 원점을 포함하는 하측 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하여 상기 제 2 모션 벡터 좌표값의 Y축 좌표값을 산출하고,

    상기 Y축 방향 결정 계수가 디폴트 신호인 경우, Y축 전체 좌표값에 대한 전체 검색을 수행하여 상기 제 2 모션 벡터 좌표값의 Y축 좌표값을 산출하는 것을 특징으로 하는 추적용 광센서 장치.
24. 제 20 항에 있어서, 상기 모션 벡터부는,

    상기 제 1 모션 벡터 좌표값과 상기 제 2 모션 벡터 좌표값을 매 프레임당 비교한 후, 소정 회수의 연속 프레임에 대해 상기 제 1 및 제 2 모션 벡터 좌표값이 서로 상이한 경우 에러 신호를 발생시켜 외부로 전달하는 에러 검출부;

    상기 에러 검출부로부터 에러 신호가 입력되지 않는 경우 상기 제 2 모션 벡터 좌표값을 최종 모션 벡터 좌표값으로 출력하고, 상기 에러 신호가 입력되는 경우 상기 제 1 모션 벡터 좌표값을 최종 모션 벡터 좌표값으로 출력하는 모션 벡터 산출부;

    과거 전처리 이미지에 대한 모션 벡터 좌표값의 히스토리에 의거하여 기 설정된 방향 결정 계수와, 상기 모션 벡터 산출부로부터 입력되는 최종 모션 벡터 좌표값의 히스토리에 의거하여 산출된 미래 전처리 이미지의 방향 결정 계수를 이미지 비교부로 전달하는 방향 설정부; 및

    과거 전처리 이미지에 대한 모션 벡터 좌표값의 히스토리에 의거하여 기 설정된 속도 결정 계수와, 상기 모션 벡터 산출부로부터 입력되는 상기 최종 모션 벡터 좌표값의 히스토리에 의거하여 산출된 미래 전처리 이미지의 속도 결정 계수를 이미지 비교부로 전달하는 속도 설정부

    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 위치 추적용 광센서 장치.
25. 제 24항에 있어서, 상기 방향 설정부는,

    상기 최종 모션 벡터 좌표값에 대한 X축 좌표값의 방향을 매 프레임마다 회수로 축적하는 X축 방향 계수기와, 상기 X축 좌표값의 방향에 대한 히스토리를 분석하여 미래 전처리 이미지에 대한 X축 방향 결정 계수를 산출하는 X축 방향 설정기로 구성된 X축 방향 설정부; 및

    상기 최종 모션 벡터 좌표값에 대한 Y축 좌표값의 방향을 매 프레임마다 회수로 축적하는 Y축 방향 계수기와, 상기 Y축 좌표값의 방향에 대한 히스토리를 분석하여 미래 전처리 이미지에 대한 Y축 방향 결정 계수를 산출하는 Y축 방향 설정기로 구성된 Y축 방향 설정부

    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 위치 추적용 광센서 장치.
26. 제 24항에 있어서, 상기 속도 설정부는,

    상기 최종 모션 벡터 좌표값의 X축 좌표값을 소정 프레임 이상 축적하는 X축 속도 계수기와, 상기 X축 좌표값의 속도에 대한 히스토리를 분석하여 미래 전처리 이미지에 대한 X축 속도 결정 계수를 산출하는 X축 속도 설정기로 구성된 X축 속도 설정부; 및

    상기 최종 모션 벡터 좌표값의 Y축 좌표값을 소정 프레임 이상 축적하는 Y축 속도 계수기와, 상기 Y축 좌표값의 속도에 대한 히스토리를 분석하여 미래 전처리 이미지에 대한 Y축 속도 결정 계수를 산출하는 Y축 속도 설정기로 구성된 Y축 방향 설정부

    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 위치 추적용 광센서 장치.
27. 제 26항에 있어서,

    X축 방향 설정기는 상기 최종 모션 벡터 좌표값에 대한 X축 좌표값의 방향에 대한 히스토리가 X축에 대하여 우축 좌표값으로 산출되는 경우 (+) 방향 결정 계수, 좌측 좌표값으로 산출되는 경우 (-) 방향 결정 계수 및 뚜렷한 방향성 없는 경우에는 디폴트 방향 결정 계수를 산출하고,

    Y축 방향 설정기는 상기 최종 모션 벡터 좌표값에 대한 Y축 좌표값의 방향에 대한 히스토리가 Y축에 대하여 상측 좌표값으로 산출되는 경우 (+) 방향 결정 계수, 하측 좌표값으로 산출되는 경우 (-) 방향 결정 계수 및 뚜렷한 방향성 없는 경우에는 디폴트 방향 결정 계수를 산출하는 것을 특징으로 하는 위치 추적용 광센서 장치.
28. 제 26항에 있어서,

    X축 속도 설정기는 상기 최종 모션 벡터 좌표값에 대한 X축 좌표값의 히스토리가 X축에 대하여 일정 시간 동안 외측 좌표값으로 유지되는 경우 고속의 속도 결정 계수, 내측 좌표값으로 유지되는 경우 저속의 속도 결정 계수, 중간 좌표값으로 산출되는 경우 중속의 속도 결정 계수 및 출력되는 좌표값이 일정 범위의 값을 일정 신간동안 유지하지 못하는 경우 디폴트 속도 결정 계수를 산출하고,

    Y축 속도 설정기는 상기 최종 모션 벡터 좌표값에 대한 Y축 좌표값의 히스토리가 Y축에 대하여 일정 시간 동안 외측 좌표값으로 유지되는 경우 고속의 속도 결정 계수, 내측 좌표값으로 유지되는 경우 저속의 속도 결정 계수, 중간 좌표값으로 유지되는 경우 중속의 속도 결정 계수 및 출력되는 좌표값이 일정 범위의 값을 일정 시간 동안 유지하지 못하는 경우 디폴트 속도 결정 계수를 산출하는 것을 특징으로 하는 위치 추적용 광센서 장치.
29. 이동 좌표 산출부에서 현재 전처리 이미지 및 현재 전처리 중앙 이미지를 추출하는 단계;

    이동 좌표 산출부에서 현재 전처리 이미지에 대한 전체 검색(full search)을 를 수행하여 제 1 모션 벡터 좌표값을 산출하는 단계;

    이동 좌표 산출부에서 기 설정된 방향 결정 계수에 연동하여 현재 전처리 이미지에 대한 부분 검색을 수행하여 제 2 모션 벡터 좌표값을 산출하는 단계;

    이동 좌표 산출부에서 상기 제 1 및 제 2 모션 벡터 좌표값중 어느 하나를 현재 전처리 이미지에 대한 최종 모션 벡터 좌표값으로 산출하는 단계;

    이동 좌표 산출부에서 최종 모션 벡터 좌표값의 히스토리에 의거하여 미래 전처리 이미지의 방향 결정 계수를 산출하는 단계; 및

    이동 좌표 산출부에서 상기 최종 모션 벡터 좌표값의 이동량에 의거하여 레퍼런스 이미지를 재 설정하는 단계

    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 광선서 장치의 위치 추적 방법.
30. 제 29항에 있어서, 상기 현재 전처리 이미지 및 현재 전처리 중앙 이미지를 추출하는 단계는,

    이미지 픽셀 어레이에서 입사되는 빛 에너지를 아날로그 전압값으로 변환하여 A/D 변환부로 출력시키는 단계;

    상기 A/D 변환부에서 상기 아날로그 전압값에 대한 아날로그-디지털 변환을 수행하여 생성된 상기 영상에 대한 현재 이미지를 전처리부로 전달하는 단계;

    상기 전처리부에서 상기 A/D 변환부로부터 입력되는 현재 이미지를 구성하는 각 픽셀의 디지털 전압값을 순차적으로 입력받는 단계;

    상기 전처리부에서 순차적으로 입력되는 상기 현재 이미지를 구성하는 각 픽셀 중에서 소정의 비트값으로 변환하고자 하는 타겟 픽셀과 상기 타겟 픽셀 인접한 픽셀로 구성된 기본 이미지 행열을 설정하는 단계;

    상기 전처리부에서 상기 기본 이미지 행열을 구성하는 각 픽셀 상호간의 행과 행 및 열과 열간의 연산을 수행하여 상기 현재 이미지 대한 현재 전처리 이미지를 생성하는 단계; 및

    상기 전처리부에서 상기 현재 전처리 이미지로부터 소정의 픽셀 어레이로 구성된 현재 전처리 중앙 이미지를 추출하는 단계

    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 광센서 장치의 위치 추적 방법.
31. 제 29 항에 있어서, 상기 제 1 모션 벡터 좌표값을 산출하는 단계는,

    상기 이동 좌표 산출부의 이미지 비교부에서 상기 전처리부로부터 현재 전처리 이미지를 입력받는 단계;

    상기 이미지 비교부에서 기 설정된 레퍼런스 이미지를 현재 전처리 이미지의 전체 영역에 오버랩하는 전체 검색을 수행하는 단계;

    상기 이미지 비교부에서 상기 오버랩된 현재 전처리 이미지 중에서 기 설정된 레퍼런스 이미지를 구성하는 픽셀값과 동일한 픽셀값을 갖는 픽셀의 개수를 각 오버랩 되는 좌표값마다 산출하는 단계; 및

    상기 이미지 비교부에서 기 설정된 레퍼런스 이미지를 구성하는 픽셀값과 일치하는 픽셀의 개수가 가장 많은 경우의 좌표값을 상기 제 1 모션 벡터 좌표값으로 산출하는 단계

    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 광센서 장치의 위치 추적 방법.
32. 제 29 항에 있어서, 상기 제 2 모션 벡터 좌표값을 산출하는 단계는,

    이동 좌표 산출부의 이미지 비교부에서 모션 벡터부로부터 기 설정된 방향 결정 계수를 입력받는 단계; 및

    상기 이미지 비교부에서 방향 결정 계수와 연관된 특정 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하여 상기 제 2 모션 벡터 좌표값을 산출하는 단계

    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 광센서 장치의 위치 추적 방법.
33. 제 32 항에 있어서, 상기 부분 검색에 의하여 제 2 모션 벡터 좌표값을 산출하는 단계는,

    상기 이미지 비교부에서 기 설정된 X축 방향 결정 계수에 의한 부분 검색에 의하여 상기 제 2 모션 벡터 좌표값의 X축 좌표값을 산출하는 단계와,

    상기 이미지 비교부에서 기 설정된 Y축 방향 결정 계수에 의한 부분 검색에 의하여 상기 제 2 모션 벡터 좌표값의 Y축 좌표값을 산출하는 단계로 구성되고,

    상기 각각의 단계는 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는 광센서 장치의 위치 추적 방법.
34. 제 33항에 있어서, 상기 제 2 모션 벡터 좌표값의 X축 좌표값을 산출하는 단계는,

    상기 이미지 비교부에서 상기 모션 벡터부로부터 기 설정된 X축 방향 결정 계수를 입력받는 단계;

    상기 이미지 비교부에서 상기 X축 방향 결정 계수의 입력 상태를 판단하는 단계;

    상기 X축 방향 결정 계수가 (+)방향 결정 계수인 경우, 상기 이미지 비교부에서 X축 좌표값 중에서 원점을 포함하는 우측 좌표값에 대한 부분 검색를 수행하는 단계;

    상기 이미지 비교부에서 기 설정된 레퍼런스 이미지를 구성하는 픽셀값과 일치하는 픽셀의 개수가 가장 많은 경우의 X축 좌표값을 상기 제 2 모션 벡터 좌표값의 X축 좌표값으로 산출하는 단계;

    상기 X축 방향 결정 계수가 (-)방향 결정 계수인 경우, 상기 이미지 비교부에서 X축 좌표값 중에서 원점을 포함하는 좌측 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하는 단계;

    상기 이미지 비교부에서 기 설정된 레퍼런스 이미지를 구성하는 픽셀값과 일치하는 픽셀의 개수가 가장 많은 경우의 X축 좌표값을 상기 제 2 모션 벡터 좌표값의 X축 좌표값으로 산출하는 단계

    상기 X축 방향 결정 계수가 디폴트 결정 계수인 경우, 상기 이미지 비교부에서 X축 좌표값에 대한 전체 검색을 수행하는 단계; 및

    상기 이미지 비교부에서 기 설정된 레퍼런스 이미지를 구성하는 픽셀값과 일치하는 픽셀의 개수가 가장 많은 경우의 X축 좌표값을 상기 제 2 모션 벡터 좌표값의 X축 좌표값으로 산출하는 단계

    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 광센서 장치의 위치 추적 방법.
35. 제 33항에 있어서, 상기 제 2 모션 벡터 좌표값의 Y축 좌표값을 산출하는 단계는,

    상기 이미지 비교부에서 상기 모션 벡터부로부터 기 설정된 Y축 방향 결정 계수를 입력받는 단계;

    상기 이미지 비교부에서 상기 Y축 방향 결정 계수의 입력 상태를 판단하는 단계;

    상기 Y축 방향 결정 계수가 (+)방향 결정 계수인 경우, 상기 이미지 비교부에서 Y축 좌표값 중에서 원점을 포함하는 상측 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하는 단계;

    상기 이미지 비교부에서 기 설정된 레퍼런스 이미지를 구성하는 픽셀값과 일치하는 픽셀의 개수가 가장 많은 경우의 Y축 좌표값을 상기 제 2 모션 벡터 좌표값의 Y축 좌표값으로 산출하는 단계;

    상기 Y축 방향 결정 계수가 (-)방향 결정 계수인 경우, 상기 이미지 비교부에서 Y축 좌표값 중에서 원점을 포함하는 하측 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하는 단계;

    상기 이미지 비교부에서 기 설정된 레퍼런스 이미지를 구성하는 픽셀값과 일치하는 픽셀의 개수가 가장 많은 경우의 Y축 좌표값을 상기 제 2 모션 벡터 좌표값의 Y축 좌표값으로 산출하는 단계;

    상기 Y축 방향 결정 계수가 디폴트 결정 계수인 경우, 상기 이미지 비교부에서 Y축 좌표값에 대한 전체 검색을 수행하는 단계; 및

    상기 이미지 비교부에서 기 설정된 레퍼런스 이미지를 구성하는 픽셀값과 일치하는 픽셀값이 가장 많은 경우의 Y축 좌표값을 상기 제 2 모션 벡터 좌표값의 Y축 좌표값으로 산출하는 단계

    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 광센서 장치의 위치 추적 방법.
36. 제 29 항에 있어서, 상기 최종 모션 벡터 좌표값을 산출하는 단계는,

    상기 이동 좌표 산출부의 에러 검출부에서 이미지 비교부로부터 전체 검색을 통하여 산출된 제 1모션 벡터 좌표값을 입력받는 단계;

    상기 에러 검출부에서 이미지 비교부로부터 방향 결정 계수에 연동하는 부분 검색을 통하여 산출된 제 2 모션 벡터 좌표값을 입력받는 단계;

    상기 에러 검출부에서 상기 제 1 및 제 2 모션 모션 벡터 좌표값을 매 프레임마다 상호 비교하는 단계;

    상기 에러 검출부에서 소정 회수의 연속 프레임에 대하여 상기 제 1 및 제 2 모션 벡터값이 상이하거나, 또는 상이한 프레임의 개수가 전체 프레임 개수와 비교하여 일정 비율 이상인 경우 에러 신호를 발생시키는 단계;

    상기 에러 검출부에서 에러 신호가 발생하지 않는 경우, 모션 벡터 산출부에서 부분 검색을 통하여 산출된 상기 제 2 모션 벡터 좌표값을 최종 모션 벡터 좌표값으로 출력하는 단계;

    상기 에러 검출부에서 에러 신호가 발생하는 경우, 모션 벡터 산출부에서 전체 검색을 통하여 산출된 상기 제 1 모션 벡터 좌표값을 최종 모션 벡터 좌표값으로 출력하는 단계

    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 광센서 장치의 위치 추적 방법.
37. 제 29항에 있어서, 상기 미래 전처리 이미지에 대한 방향 결정 계수를 산출하는 단계는,

    상기 이동 좌표 산출부의 방향 계수기에서 상기 모션 벡터 산출부로부터 입력되는 최종 모션 벡터 좌표값의 방향을 매 프레임마다 회수로 누적시키는 단계;

    방향 설정기에서 상기 최종 모션 벡터 좌표값의 방향에 대한 히스토리를 분석하는 단계; 및

    상기 방향 설정기에서 히스토리에 의거하여 미래 전처리 이미지에 대한 방향 결정 계수를 산출하는 단계

    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 광센서 장치의 위치 추적 방법.
38. 제 37항에 있어서,

    상기 방향 결정 계수는 상기 미래 전처리 이미지의 X축 이동 방향을 설정하기 위한 X축 방향 결정 계수와, Y축 이동 방향을 설정하기 위한 Y축 방향 결정 계수로 구성된 것을 특징으로 하는 광센서 장치의 위치 추적 방법.
39. 제 38항에 있어서, 상기 X축 방향 결정 계수는,

    상기 미래 전처리 이미지가 우측 방향으로 이동할 것이라는 것을 나타내는 (+) 방향 결정 계수, 좌측 방향으로 이동할 것이라는 것을 나타내는 (-) 방향 결정 계수 및 특정한 방향이 없는 것을 나타내는 디폴트(default) 방향 결정 계수로 구성된 것을 특징으로 하는 광센서 장치의 위치 추적 방법.
40. 제 38 항에 있어서, 상기 Y축 방향 결정 계수는,

    상기 미래 전처리 이미지가 상측 방향으로 이동할 것이라는 것을 나타내는 (+) 방향 결정 계수, 하측 방향으로 이동할 것이라는 것을 나타내는 (-) 방향 결정 계수 및 특정한 방향이 없는 것을 나타내는 디폴트(default) 방향 결정 계수로 구성된 것을 특징으로 하는 광센서 장치의 위치 추적 방법.
41. 제 29항에 있어서, 상기 최종 모션 벡터 좌표값의 이동량에 의한 레퍼런스 이미지를 재 설정하는 단계는,

    상기 이동 좌표 산출부의 이미지 비교부에서 상기 모션 벡터 산출부로부터 최종 모션 벡터 좌표값을 피드백 받는 단계;

    상기 이미지 비교부에서 최종 모션 벡터 좌표값의 이동량이 제로인지 여부를 판단하는 단계;

    상기 최종 모션 벡터 좌표값의 이동량이 제로인 경우, 상기 이미지 비교부에서 X채널/Y채널 레퍼런스부에 기 설정된 레퍼런스 이미지를 유지시키는 단계; 및

    상기 최종 모션 벡터 좌표값의 이동량이 제로가 아닌 경우, 상기 이미지 비교부에서 X채널/Y채널 레퍼런스부에 기 설정된 레퍼런스 이미지를 현재 전처리 중앙 이미지로 변경하는 단계

    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 광센서 장치의 위치 추적 방법.
42. 이동 좌표 산출부에서 현재 전처리 이미지 및 현재 전처리 중앙 이미지를 산출하는 단계;

    이동 좌표 산출부에서 현재 전처리 이미지에 대한 전체 검색(full search)를 수행하여 제 1 모션 벡터 좌표값을 산출하는 단계;

    이동 좌표 산출부에서 기 설정된 속도 결정 계수에 연동하여 현재 전처리 이미지에 대한 부분 검색(partial search)을 수행하여 제 2 모션 벡터 좌표값을 산출하는 단계;

    이동 좌표 산출부에서 에러 발생 여부에 의하여 상기 제 1 및 제 2 모션 벡터 좌표값중 어느 하나를 최종 모션 벡터 좌표값으로 산출하는 단계;

    이동 좌표 산출부에서 최종 모션 벡터 좌표값의 히스토리에 의거하여 미래 전처리 이미지에 대한 속도 결정 계수를 산출하는 단계; 및

    이동 좌표 산출부에서 상기 최종 모션 벡터 좌표값의 이동량에 의하여 레퍼런스 이미지를 재설정하는 단계

    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 광센서 장치의 위치 추적 방법.
43. 제 42항에 있어서, 상기 제 2 모션 벡터 좌표값을 산출하는 단계는,

    상기 이동 좌표 산출부의 이미지 비교부에서 모션 벡터부로부터 기 설정된 속도 결정 계수를 입력받는 단계; 및

    상기 이미지 비교부에서 상기 속도 결정 계수와 연관된 특정 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하여 상기 제 2 모션 벡터 좌표값을 산출하는 단계

    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 광센서 장치의 위치 추적 방법.
44. 제 43 항에 있어서, 상기 2 모션 벡터 좌표값을 부분 검색에 의하여 산출하는 단계는,

    상기 이미지 비교부에서 모션 벡터부로부터 입력되는 기 설정된 X축 속도 결정 계수에 연동하는 X축 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하여 상기 제 2 모션 벡터 좌표값의 X축 좌표값을 산출하는 단계와,

    상기 이미지 비교부에서 모션 벡터부로부터 입력되는 기 설정된 Y축 속도 결정 계수에 연동하는 Y축 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하여 상기 제 2 모션 벡터 좌표값의 Y축 좌표값을 산출하는 단계로 구성되고,

    상기 각각의 단계는 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는 광센서 장치의 위치 추적 방법.
45. 제 44항에 있어서, 상기 제 2 모션 벡터 좌표값의 X축 좌표값을 산출하는 단계는,

    상기 이미지 비교부에서 상기 모션 벡터부로부터 기 설정된 X축 속도 결정 계수를 입력받는 단계;

    상기 이미지 비교부에서 상기 X축 속도 결정 계수의 입력 상태를 판단하는 단계;

    상기 X축 속도 결정 계수가 고속 모드인 경우, 상기 이미지 비교부에서 X축좌표값 중에서 외측 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하는 단계;

    상기 이미지 비교부에서 기 설정된 레퍼런스 이미지를 구성하는 픽셀값과 일치하는 픽셀의 개수가 가장 많은 X축 좌표값을 상기 제 2 모션 벡터 좌표값의 X축 좌표값으로 산출하는 단계;

    상기 X축 방향 결정 계수가 저속 모드인 경우, 상기 이미지 비교부에서 X축좌표값 중에서 내측 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하는 단계;

    상기 이미지 비교부에서 기 설정된 레퍼런스 이미지를 구성하는 픽셀값과 일치하는 픽셀의 개수가 가장 많은 경우의 X축 좌표값을 상기 제 2 모션 벡터 좌표값의 X축 좌표값으로 산출하는 단계;

    상기 X축 속도 결정 계수가 디폴트 모드인 경우, 상기 이미지 비교부에서 X축 좌표값에 대한 전체 검색을 수행하는 단계; 및

    상기 이미지 비교부에서 기 설정된 레퍼런스 이미지를 구성하는 픽셀값과 일치하는 픽셀의 개수가 가장 많은 경우의 X축 좌표값을 상기 제 2 모션 벡터 좌표값의 X축 좌표값으로 산출하는 단계

    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 광센서 장치의 위치 추적 방법.
46. 제 44항에 있어서, 상기 제 2 모션 벡터 좌표값의 Y축 좌표값을 산출하는 단계는,

    상기 이미지 비교부에서 상기 모션 벡터부로부터 기 설정된 Y축 속도 결정 계수를 입력받는 단계;

    상기 이미지 비교부에서 상기 Y축 속도 결정 계수의 입력 상태를 판단하는 단계;

    상기 Y축 속도 결정 계수가 고속 모드인 경우, 상기 이미지 비교부에서 Y축의 좌표값 중에서 외측 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하는 단계;

    상기 이미지 비교부에서 기 설정된 레퍼런스 이미지를 구성하는 픽셀값과 일치하는 픽셀의 개수가 가장 많은 경우의 Y축 좌표값을 상기 제 2 모션 벡터 좌표값의 Y축 좌표값으로 산출하는 단계;

    상기 Y축 속도 결정 계수가 저속 모드인 경우, 상기 이미지 비교부에서 Y축좌표값 중에서 내측 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하는 단계;

    상기 이미지 비교부에서 기 설정된 레퍼런스 이미지를 구성하는 픽셀값과 일치하는 픽셀의 개수가 가장 많은 경우의 Y축 좌표값을 상기 제 2 모션 벡터 좌표값의 Y축 좌표값으로 산출하는 단계;

    상기 Y축 방향 결정 계수가 디폴트 모드인 경우, 상기 이미지 비교부에서 Y축 좌표값에 대하여 전체 검색을 수행하는 단계; 및

    상기 이미지 비교부에서 기 설정된 레퍼런스 이미지를 구성하는 픽셀값과 일치하는 픽셀의 개수가 가장 많은 경우의 Y축 좌표값을 상기 제 2 모션 벡터 좌표값의 Y축 좌표값으로 산출하는 단계

    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 광센서 장치의 위치 추적 방법.
47. 제 42항에 있어서, 상기 최종 모션 벡터 좌표값을 산출하는 단계는,

    상기 이동 좌표 산출부의 에러 검출부에서 상기 이미지 비교부로부터 전체 검색을 통하여 산출된 제 1모션 벡터 좌표값을 입력받는 단계;

    상기 에러 검출부에서 상기 이미지 비교부로부터 속도 결정 계수에 연동하는 부분 검색을 통하여 산출된 제 2 모션 벡터 좌표값을 입력받는 단계;

    상기 에러 검출부에서 상기 제 1 및 제 2 모션 모션 벡터 좌표값을 매 프레임마다 상호 비교하는 단계;

    상기 에러 검출부에서 소정 회수의 연속 프레임에 대하여 상기 제 1 및 제 2 모션 벡터값이 상이하거나, 또는 상이한 프레임의 개수가 전체 프레임 개수와 비교하여 일정 비율 이상인 경우 에러 신호를 발생시키는 단계;

    상기 에러 검출부에서 에러 신호가 발생하지 않는 경우, 모션 벡터 산출부에서 속도 계수에 연동하는 부분 검색을 통하여 산출된 제 2 모션 벡터 좌표값을 상기 최종 모션 벡터 좌표값으로 출력하는 단계; 및

    상기 에러 검출부에서 에러 신호가 발생하는 경우, 모션 벡터 산출부에서 전체 검색을 통하여 산출된 제 1 모션 벡터 좌표값을 상기 최종 모션 벡터 좌표값으로 출력하는 단계

    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 광센서 장치의 위치 추적 방법.
48. 제 42항에 있어서, 상기 미래 전처리 이미지에 대한 속도 결정 계수를 산출하는 단계는,

    상기 이동 좌표 산출부의 속도 계수기에서 상기 모션 벡터 산출부로부터 입력되는 최종 모션 벡터 좌표값의 속도를 매 프레임마다 회수로 누적시키는 단계;

    속도 설정기에서 상기 최종 모션 벡터 좌표값의 속도에 대한 히스토리를 분석하는 단계; 및

    상기 속도 설정기에서 히스토리에 의거하여 미래 전처리 이미지에 대한 속도 결정 계수를 산출하는 단계

    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 광센서 장치의 위치 추적 방법.
49. 제 48항에 있어서,

    상기 속도 결정 계수는 상기 미래 전처리 이미지의 X축 이동 속도를 설정하기 위한 X축 속도 결정 계수와, Y축 이동 속도를 설정하기 위한 Y축 속도 결정 계수로 구성된 것을 특징으로 하는 광센서 장치의 위치 추적 방법.
50. 제 49항에 있어서, 상기 X축 속도 결정 계수는,

    과거 및 현재 전처리 이미지가 X축에 대하여 일정 시간 동안 일정 수준 이상의 속도를 유지하는 고속 모드, 일정 시간 동안 일정 수준 이하의 속도를 유지되는 저속 모드, 일정 시간 동안 고속 및 저속의 중간 속도를 유지하는 중속 모드 및 일정시간 동안 일정한 속도를 유지하지 못하는 디폴트 모드를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 광센서 장치의 위치 추적 방법.
51. 제 49항에 있어서, 상기 Y축 속도 결정 계수는,

    과거 및 현재 전처리 이미지가 Y축에 대하여 일정 시간 동안 일정 수준 이상의 속도를 유지하는 고속 모드, 일정 시간 동안 일정 수준 이하의 속도를 유지되는 저속 모드, 일정 시간 동안 고속 및 저속의 중간 속도를 유지하는 중속 모드 및 일정시간 동안 일정한 속도를 유지하지 못하는 디폴트 모드를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 광센서 장치의 위치 추적 방법.
52. 이동 좌표 산출부에서 현재 전처리 이미지 및 현재 전처리 중앙 이미지를 추출하는 단계;

    이동 좌표 산출부에서 현재 전처리 이미지에 대한 전체 검색(full search)를 수행하여 제 1 모션 벡터 좌표값을 산출하는 단계;

    이동 좌표 산출부에서 기 설정된 방향 결정 계수 및 속도 결정 계수에 연동하여 현재 전처리 이미지에 대한 부분 검색(partial search)을 수행하여 제 2 모션 벡터 좌표값을 산출하는 제 3 단계;

    이동 좌표 산출부에서 제 1 및 제 2 모션 벡터 좌표값 중에서 어느 하나를 상기 현재 전처리 이미지에 대한 최종 모션 벡터 좌표값으로 산출하는 제 4 단계;

    이동 좌표 산출부에서 최종 모션 벡터 좌표값의 히스토리에 의거하여 미래 전처리 이미지에 대한 방향 결정 계수 및 속도 결정 계수를 산출하는; 및

    이동 좌표 산출부에서 최종 모션 벡터 좌표값의 이동량에 의거하여 레퍼런스 이미지를 재설정하는 단계

    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 광센서 장치의 위치 추적 방법.
53. 제 52항에 있어서, 상기 제 2 모션 벡터 좌표값을 산출하는 단계는,

    상기 이동 좌표 산출부의 이미지 비교부에서 모션 벡터부로부터 기 설정된 방향 결정 계수 및 속도 결정 계수를 입력받는 단계; 및

    상기 이미지 비교부에서 상기 방향 결정 계수 및 속도 결정 계수와 연관된 특정 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하여 상기 제 2 모션 벡터 좌표값을 산출하는 단계

    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 광센서 장치의 위치 추적 방법.
54. 제 53 항에 있어서, 부분 검색을 수행하여 상기 제 2 모션 벡터 좌표값을 산출하는 단계는,

    상기 이미지 비교부에서 기 설정된 X축 방향 결정 계수 및 속도 결정 계수에 의한 부분 검색을 수행하여 상기 제 2 모션 벡터 좌표값의 X축 좌표값을 산출하는 단계와,

    상기 이미지 비교부에서 기 설정된 Y축 방향 결정 계수 및 속도 결정 계수에 의한 부분 검색을 수행하여 상기 제 2 모션 벡터 좌표값의 Y축 좌표값을 산출하는 단계로 구성되고,

    상기 각각의 단계는 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는 광센서 장치의 위치 추적 방법.
55. 제 54항에 있어서, 상기 제 2 모션 벡터 좌표값의 X축 좌표값을 산출하는 단계는,

    상기 X축 방향 결정 계수가 우측 방향으로 이동하는 (+) 방향 결정 계수로 설정된 경우, 상기 이미지 비교부는 상기 X축 방향 결정 계수(+)와 고속 모드, 저속 모드, 중속 모드 및 디폴트 모드 중 어느 하나인 상기 X축 속도 결정 계수와 동시에 연동하는 X축 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하고,

    상기 X축 방향 결정 계수가 좌측방향으로 이동하는 (-) 방향 결정 계수로 설정된 경우, 상기 이미지 비교부는 상기 X축 방향 결정 계수(-)와 고속 모드, 저속 모드, 중속 모드 및 디폴트 모드중 어느 하나인 상기 X축 속도 결정 계수와 동시에 연동하는 X축 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하고,

    상기 X축 방향 결정 계수가 디폴트 모드로 설정된 경우, 상기 이미지 비교부는 X축 전체 좌표값에 대하여 전체 검색을 수행하는 것을 특징으로 하는 광센서 장치의 위치 추적 방법.
56. 제 54항에 있어서. 상기 제 2 모션 벡터 좌표값의 Y축 좌표값을 산출하는 단계는,

    상기 Y축 방향 결정 계수가 상측 방향으로 이동하는 (+) 방향 결정 계수로 설정된 경우, 상기 이미지 비교부는 상기 Y축 방향 결정 계수(+)와 고속 모드, 저속 모드, 중속 모드 및 디폴트 모드중 어느 하나인 상기 Y축 속도 결정 계수와 동시에 연동하는 Y축 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하고,

    상기 Y축 방향 결정 계수가 하측 방향으로 이동하는 (-) 방향 결정 계수로 설정된 경우, 상기 이미지 비교부는 상기 Y축 방향 결정 계수(-)와 고속 모드, 저속 모드, 중속 모드 및 디폴트 모드중 어느 하나인 상기 Y축 속도 결정 계수와 동시에 연동하는 Y축 좌표값에 대한 부분 검색을 수행하고,

    상기 Y축 방향 결정 계수가 디폴트 모드로 설정된 경우, 상기 이미지 비교부는 Y축 전체 좌표값에 대하여 전체 검색을 수행하는 것을 특징으로 하는 광센서 장치.
57. 제 52 항에 있어서, 상기 최종 모션 벡터 좌표값을 산출하는 단계는,

    상기 이동 좌표 산출부의 에러 검출부에서 상기 이미지 비교부로부터 전체 검색을 통하여 산출된 제 1모션 벡터 좌표값을 입력받는 단계;

    상기 에러 검출부에서 상기 이미지 비교부로부터 방향 결정 계수 및 속도 결정 계수에 연동하는 부분 검색을 통하여 산출된 제 2 모션 벡터 좌표값을 입력받는 단계;

    상기 에러 검출부에서 상기 제 1 및 제 2 모션 벡터 좌표값을 매 프레임마다 상호 비교하는 단계;

    상기 에러 검출부에서 소정 회수의 연속 프레임에 대하여 상기 제 1 및 제 2 모션 벡터값이 상이하거나, 또는 상이한 프레임의 개수가 전체 프레임 개수와 비교하여 일정 비율 이상인 경우 에러 신호를 발생시키는 단계;

    상기 에러 검출부에서 에러 신호가 발생하지 않는 경우, 모션 벡터 산출부에서 속도 계수에 연동하는 부분 검색을 통하여 산출된 제 2 모션 벡터 좌표값을 상기 최종 모션 벡터 좌표값으로 출력하는 단계; 및

    상기 에러 검출부에서 에러 신호가 발생하는 경우, 모션 벡터 산출부에서 전체 검색을 통하여 산출된 제 1 모션 벡터 좌표값을 상기 최종 모션 벡터 좌표값으로 출력하는 단계

    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 광센서 장치의 위치 추적 방법.
58. 제 52항에 있어서, 상기 미래 전처리 이미지에 대한 방향 및 속도 결정 계수를 산출하는 단계는,

    상기 이동 좌표 산출부의 방향 계수기 및 속도 계수기에서 상기 모션 벡터 산출부로부터 입력되는 상기 최종 모션 벡터 좌표값을 소정 프레임 동안 저장시키는 단계;

    상기 방향 계수기 및 속도 계수기에서 소정 프레임 동안 저장된 상기 최종 모션 벡터 좌표값을 방향 설정기 및 속도 설정기로 출력시키는 단계;

    상기 방향 설정기 및 속도 설정기에서 최종 모션 벡터 좌표값에 대한 히스토리를 분석하는 단계;

    상기 방향 설정기 및 속도 설정기에서 상기 히스토리에 의거하여 미래 전처리 이미지에 대한 방향 결정 계수 및 속도 결정 계수를 산출하는 단계

    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 광센서 장치의 위치 추적 방법.
59. 제 58항에 있어서, 상기 방향 결정 계수는,

    상기 방향 결정 계수는 상기 미래 전처리 이미지의 X축 이동 방향을 설정하기 위한 X축 방향 결정 계수와, Y축 이동 방향을 설정하기 위한 Y축 방향 결정 계수로 구성된 것을 특징으로 하는 광센서 장치의 위치 추적 방법.
60. 제 59항에 있어서, 상기 X축 방향 결정 계수는,

    상기 미래 전처리 이미지가 우측 방향으로 이동할 것이라는 것을 나타내는 (+) 방향 결정 계수, 좌측 방향으로 이동할 것이라는 것을 나타내는 (-) 방향 결정 계수 및 특정한 방향이 없는 것을 나타내는 디폴트(default) 방향 결정 계수로 구성된 것을 특징으로 하는 광센서 장치의 위치 추적 방법.
61. 제 59 항에 있어서, 상기 Y축 방향 결정 계수는,

    상기 미래 전처리 이미지가 상측 방향으로 이동할 것이라는 것을 나타내는 (+) 방향 결정 계수, 하측 방향으로 이동할 것이라는 것을 나타내는 (-) 방향 결정 계수 및 특정한 방향이 없는 것을 나타내는 디폴트(default) 방향 결정 계수로 구성된 것을 특징으로 하는 광센서 장치의 위치 추적 방법.
62. 제 58항에 있어서, 상기 속도 결정 계수는,

    상기 속도 결정 계수는 상기 미래 전처리 이미지의 X축 이동 속도를 설정하기 위한 X축 속도 결정 계수와, Y축 이동 속도를 설정하기 위한 Y축 속도 결정 계수로 구성된 것을 특징으로 하는 광센서 장치의 위치 추적 방법.
63. 제 62항에 있어서, 상기 X축 속도 결정 계수는,

    과거 및 현재 전처리 이미지가 X축에 대하여 일정 시간 동안 일정 수준 이상의 속도를 유지되는 고속 모드, 일정 시간 동안 일정 수준 이하의 속도를 유지되는 저속 모드, 일정 시간 동안 중간 속도를 유지하는 중속 모드 및 일정시간 동안 일정한 속도를 유지하지 못하는 디폴트 모드를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 광센서 장치의 위치 추적 방법.
64. 제 62항에 있어서, 상기 Y축 속도 결정 계수는,

    과거 및 현재 전처리 이미지가 Y축에 대하여 일정 시간 동안 일정 수준 이상의 속도를 유지되는 고속 모드, 일정 시간 동안 일정 수준 이하의 속도를 유지되는 저속 모드, 일정 시간 동안 중간 속도를 유지하는 중속 모드 및 일정시간 동안 일정한 속도를 유지하지 못하는 디폴트 모드를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 광센서 장치의 위치 추적 방법.