TW201514776A - 光學輸入裝置的喚醒方法及使用其之光學輸入裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種光學輸入裝置的喚醒方法及使用其之光學輸入裝置，其方法包括以下方式。於光學輸入裝置進入睡眠模式時，擷取第一影像以作為一參考影像框架。在光學輸入裝置運作於睡眠模式時，擷取第二影像以作為比較影像框架。比較比較影像框架與參考影像框架，以產生灰階亮度直方圖差異資訊。隨後，判斷灰階亮度差異資訊的灰階統計峰值是否小於預設閥值。當灰階亮度直方圖差異資訊的灰階統計峰值小於預設閥值時，使光學輸入裝置進入一工作模式。

Description

光學輸入裝置的喚醒方法及使用其之光學輸入裝置
本發明是有關於一種光學輸入裝置，且特別是指一種光學輸入裝置的喚醒方法及使用其之光學輸入裝置。
光學滑鼠一般包括用以照射光學滑鼠工作平面的一光源以及具微型數位相機功能的一影像感測器。影像感測器可用以連續擷取被光源照射的工作平面的多張影像。於光學滑鼠因操作而於工作平面移動時，可藉由依序比較擷取的該些影像判斷光學滑鼠的移動速度與移動方向，據以控制一顯示螢幕上鼠標的運作。
近年來，配備有無線通訊功能的光學滑鼠，例如，光學無線滑鼠，已被廣泛地運用於控制鼠標運作。光學無線滑鼠一般是由電池來供電。例如，光學無線滑鼠是使用配置的電池來提供運作所需的工作電力。光學無線滑鼠設計整合省電功能，例如，光學無線滑鼠在被閒置一段時間之後會自動進入睡眠模式(sleep mode)或是冬眠模式(hibernate mode)，並於偵測到光學滑鼠被操作而移動時，自動進入工作模式或是運作模式(run mode)，藉以節省電力。
目前普遍採用使光學無線滑鼠由睡眠模式喚醒的演算法包括最大與最低的畫素值比較演算法(pixmon wakeup algorithm)、去相關演算法(de-correlation algorithm)以及表面品質喚醒演算法(SQUAL)。然而，最大與最低的畫素值比較演算法僅僅於光學無線滑鼠操作在睡眠模式時，偵測任一張瞬間擷取到的光學無線滑鼠的影像框架的最大畫素值以及最小畫素值之間的變化，因此，並無法準確的偵測到光學無線滑鼠是否已被移動。而去相關演算 法以及表面品質(SQUAL)喚醒演算法與最大與最低的畫素比較演算法更可以精確地偵測光學無線滑鼠移動。前者，檢測影像框架之間的相關聯性，而後者檢測影相框架中工作平面的變化，然而兩種的方法都需要複雜密集的運算，例如，數位影像邊緣去除濾波器(DCR filter)運算以及影像相關性運算，然此類運算可能會過多地消耗電池的電量。
有鑑於此，本發明實施例提供一種光學輸入裝置的喚醒方法及使用其之光學輸入裝置。本發明的喚醒方法可以主動藉由分析於睡眠模式中所擷取到影像框架的直方圖中的畫素變化，準確地判斷是否喚醒在睡眠模式下的光學輸入裝置，而無需使用複雜的影像處理技術。據此，光學輸入裝置於睡眠模式下消耗的功率可以大幅度的減少。
本發明實施例提供一種光學輸入裝置的喚醒方法，且此喚醒方法包括下列步驟。首先，於光學輸入裝置進入睡眠模式時，擷取一第一影像作為一參考影像框架。而後，在光學輸入裝置運作於睡眠模式時，擷取一第二影像作為一比較影像框架。接著，比較比較影像框架與參考影像框架，以產生灰階亮度直方圖差異資訊。隨後，判斷灰階亮度差異資訊的灰階統計峰值是否小於一預設閥值。當灰階亮度直方圖差異資訊的灰階統計峰值小於預設閥值時，使光學輸入裝置進入一工作模式。
本發明實施例提供一種光學輸入裝置，且此光學輸入裝置包括光源、影像擷取單元以及處理單元。光源以及影像擷取單元分別耦接處理單元。光源用以照射光學輸入裝置的一工作平面。影像擷取單元用於根據一預設影像框架擷取頻率擷取對應該工作平面的反射光線的多張影像，以產生多張影像框架。處理單元並根據所擷取的該些影像框架分析光學輸入裝置的移動運作。
處理單元於光學輸入裝置進入一睡眠模式時，驅動影像擷取 單元擷取第一影像，以產生參考影像框架。處理單元並於光學輸入裝置操作在睡眠模式下，驅動影像擷取單元擷取第二影像以產生比較影像框架。處理單元比較比較影像框架與參考影像框架，以產生一灰階亮度直方圖差異資訊。當處理單元判斷灰階亮度直方圖差異資訊的灰階統計峰值小於一預設閥值時，處理單元使光學輸入裝置進入一工作模式。
根據本發明一實施例，上述在計算灰階亮度直方圖差異資訊的該步驟中進一步包括比較比較影像框架中的每一像素值與參考影像框架中對應的每一像素值以及根據比較結果計算灰階亮度直方圖差異資訊。
綜上所述，本發明實施例提供一種光學輸入裝置的喚醒方法及使用其之光學輸入裝置。所述光學輸入裝置的喚醒方法可以在光學輸入裝置操作在睡眠模式時，可透過統計分析所擷取的連續影像框架之間的灰階亮度直方圖差異資訊，準確地判斷光學輸入裝置是否被移動。據此，光學輸入裝置可以可藉由本發明之喚醒方法自動且有效地決定由睡眠模式進入工作模式的時間。此外，所述喚醒方法大幅度地降低運算過程，從而有效降低光學輸入裝置在睡眠模式的電力消耗。
上文以概略地敘述本發明之技術特徵及所達到之技術效果，為了能更進一步瞭解本發明為達成既定目的所採取之技術、方法及功效，請參閱以下有關本發明之詳細說明、圖式，相信本發明之目的、特徵與特點，當可由此得以深入且具體之瞭解，然而所附圖式與附件僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。
10、20‧‧‧光學輸入裝置
11‧‧‧光源
13‧‧‧影像擷取單元
15‧‧‧處理單元
17‧‧‧記憶單元
19‧‧‧傳輸介面單元
21‧‧‧溫度感測單元
23‧‧‧雜訊偵測單元
C10‧‧‧曲線
T0~T8‧‧‧時間點
S400~S440、S501~S505、S601~S607‧‧‧步驟
圖1是本發明實施例提供的光學輸入裝置的功能方塊示意圖。
圖2是本發明實施例提供的光學輸入裝置的運作波形與灰階統計峰值之間的關係示意圖。
圖3是本發明另一實施例提供的光學輸入裝置的功能方塊示意圖。
圖4是本發明實施例提供的喚醒方法的流程示意圖。
圖5是本發明實施例提供的光學輸入裝置的校正方法的流程示意圖。
圖6是本發明實施例提供的預設閥值設定方法的流程示意圖。
在下文中，將藉由圖式說明本發明之各種例示實施例來詳細描述本發明。然而，本發明概念可能以許多不同形式來體現，且不應解釋為限於本文中所闡述之例示性實施例。此外，在圖式中相同參考數字可用以表示類似的元件。
本發明實施例主要在於提供一種用於光學輸入裝置被使用者操作時，自動使光學輸入裝置由睡眠模式中喚醒的低功耗喚醒方法。關於光學輸入裝置的實際硬體架構，光學輸入裝置的基本運作方式與原理，包括位移計算方式、鼠標(cursor)的控制運作方式以及使光學輸入裝置進入睡眠或休眠模式的方法或是演算法並非本發明所著重的部分，且為所屬技術領域具有通常知識者所熟知，故本發明僅簡述與本發明相關技術的部份。
[光學輸入裝置之實施例]
請參照圖1，圖1繪示本發明實施例提供的光學輸入裝置的功能方塊示意圖。光學輸入裝置10可例如為光學無線滑鼠，無線觸控式軌跡板(wireless track pad)或是無線搖桿(wireless joystick)，但本發明不以此為限。
於本實施例中，光學輸入裝置10進一步配置有電池(圖未示)以提供光學輸入裝置10運作所需電力，其中電池可例如為乾電池。光學輸入裝置10是以無線的方式與主機電腦(圖未示)連結，並可以無線通訊方式傳送所計算的位移資訊至主機電腦，據以控制連接於主機電腦的一螢幕上的鼠標的運作。
於操作在睡眠模式下，光學輸入裝置10可以透過依序分析所擷取的多張比較影像框架與參考影像框架之間的統計差異，決定是否由睡眠模式中喚醒。詳細而言，於本實施例中，當偵測到光學輸入裝置10被移動時，光學輸入裝置10會自動喚醒並進入一工作模式。
具體地說，光學輸入裝置10包括光源11、影像擷取單元13、處理單元15、記憶單元17以及傳輸介面單元19。光源11、影像擷取單元13、記憶單元17以及傳輸介面單元19分別耦接於處理單元15。處理單元15用以控制光源11、影像擷取單元13、記憶單元17以及傳輸介面單元19的運作。
更進一步地說，光源11用以照射光學輸入裝置10的一工作平面(例如，滑鼠墊或是桌面)，並於該工作平面上產生一反射光線。光源11可以是由發光二極體(light-emitting diode，LED)或雷射二極體(laser diode，LD)來實現。於本實施例中，光源11可包括以陣列式排列的多個發光二極體。然而，於實務上，光源11可依據實際操作需求而具有一個或多個發光二極體，本發明並不限制。
影像擷取單元13用於根據預設的影像框架擷取頻率依序擷取對應工作平面之反射光線的多張影像，以依序產生多張影像框架。所述預設的影像框架擷取頻率會依據光學輸入裝置10的工作模式而改變。詳細地說，當光學輸入裝置10操作於睡眠模式時，所述預設影像框架擷取頻率為光學輸入裝置10的睡眠模式影像框架擷取頻率，例如每秒500影像框架(fps)。而當光學輸入裝置10是操作於工作模式時，所述預設影像框架擷取頻率則為光學輸入裝置10的工作模式影像框架擷取頻率，例如每秒1000影像框架。
影像擷取單元13可以是由電荷耦合元件(Charge-coupled Device，CCD)影像感測器或是互補金屬氧化半導體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，CMOS)影像感測 器來實現，且所屬技術領域具有通常知識者可以依據實際應用需求進行設計，本發明並不以此為限。
處理單元15為光學輸入裝置10的運作核心。具體地說，處理單元15用於根據影像擷取單元13所擷取到的多個影像框架來分析光學輸入裝置10在工作平面的移動。於光學輸入裝置10因操作而於工作平面移動時，處理單元15會透過計算連續影像框架之間的影像相關性(image correlation)判斷光學輸入裝置10的位移量、移動速度以及移動方向。上述利用影像相關性技術計算光輸入裝置10的位移量為習知技術，故在此不加以贅述。
處理單元15進一步依據判斷結果來產生位移資訊，並控制傳輸介面單元19以無線傳輸方式將位移資訊傳送至主機電腦，從而對應地控制鼠標的移動。
當光學輸入裝置10從工作模式進入到睡眠模式時，影像擷取單元13會擷取第一影像作為參考影像框架IMG_REF並儲存於記憶單元17。於光學輸入裝置10運作於睡眠模式時，影像擷取單元13會依據一預設影像框架擷取頻率(例如，睡眠模式影像框架擷取頻率)擷取第二影像作為比較影像框架IMG_CMP。也就是說，於光學輸入裝置10操作於睡眠模式時，影像擷取單元13會根據睡眠模式影像框架擷取頻率，依序擷取多張第二影像以產生多張比較影像框架IMG_CMP。
於本實施例中，第一影像為光學輸入裝置10在進入睡眠模式之後，所擷取的第一張影像。每一張第二影像會被用以作為比較影像框架IMG_CMP並儲存於記憶單元17，直到擷取到下一張第二影像。換句話說，每當新的第二影像被擷取到時，比較影像框架IMG_CMP即會被更新，而參考影像框架IMG_REF則維持不變。
處理單元15會依序比較比較影像框架IMG_CMP與參考影像框架IMG_REF，以產生比較影像框架IMG_CMP與參考影像框架IMG_REF之間的灰階亮度直方圖差異資訊。於本實施例中，所述 灰階亮度直方圖差異資訊為比較影像框架與參考影像框架之間像素值差異的灰階亮度直方圖資訊。處理單元15並會將灰階亮度直方圖差異資訊儲存於記憶單元17，以供後續存取運作。
接著，處理單元15判斷灰階亮度差異資訊的一灰階統計峰值是否小於一預設閥值HIS_TH。當處理單元15判斷灰階亮度直方圖差異資訊的灰階統計峰值小於預設閥值HIS_TH時，即表示光學輸入裝置10被操作移動，處理單元15喚醒光學輸入裝置10以使光學輸入裝置10進入工作模式。相反地，當處理單元15判斷灰階亮度直方圖差異資訊的灰階統計峰值大於預設閥值HIS_TH時，即表示光學輸入裝置10未被移動(或仍為靜止)，處理單元15使光學輸入裝置10繼續操作於睡眠模式，並驅動影像擷取單元13擷取另一張比較影像框架IMG_CMP。
於一實施例中，處理單元15比較比較影像框架IMG_CMP中的每一像素值與參考影像框架IMG_REF中相對應的每一像素值。接著，處理單元15根據所獲得的像素值差異，計算灰階亮度直方圖差異資訊，例如，處理單元15計算各像素值差異的像素數量。
在一般情況下，每當光學輸入裝置10靜止時，例如，沒有操作被移動時，比較影像框架IMG_CMP與參考影像框架IMG_REF重疊的面積較大，故灰階亮度差異資訊的灰階統計峰值相對地較大。相反地，當比較影像框架IMG_CMP與參考影像框架IMG_REF重疊的面積較小，灰階亮度差異資訊的灰階統計峰值會相對地較小。
為了更清楚的說明本發明之技術本實施例，以下舉兩個簡單但具說明性的實施例。假設光學輸入裝置10為靜止狀態並操作於睡眠模式，且參考影像框架IMG_REF具有一像素陣列[4 3 2 1]，而比較影像框架IMG_CMP具有一像素陣列[4 3 2 1]。據此，所計算像素差異的差異陣列為[0 0 0 0]，其中差異陣列中各數值是透過 計算比較影像框架IMG_CMP與參考影像框架IMG_REF之間的像素值差異並取像素值差異的絕對值所產生的，亦即|IMG_CMP[i]-IMG_REF[i]|，且i為正整數。灰階亮度直方圖差異資訊在此例子中為[4 0 0 0]，而灰階亮度直方圖差異資訊的灰階統計峰值為4。
另假設光學輸入裝置10被操作移動了，而參考影像框架IMG_REF具有一像素陣列[4 3 2 1]，並比較影像框架IMG_CMP具有一像素陣列[1 2 4 3]。據此，所計算像素差異產生的差異陣列為[3 1 2 2]，灰階亮度直方圖差異資訊為[0 1 2 1]，而灰階亮度直方圖差異資訊的灰階統計峰值為2。由此可知，當光學輸入裝置10被操作移動時，由於參考影像框架IMG_REF與影像框架IMG_CMP之間重疊面積變小，灰階亮度直方圖差異資訊的灰階統計峰值亦會隨之變小。
據此，光學輸入裝置10的處理單元15可有效地且準確地透過判斷灰階亮度直方圖差異資訊的灰階統計峰值是否小於預設閥值HIS_TH，來判斷是否需將光學輸入裝置10從睡眠模式中喚醒。此外，所屬技術領域具有通常知識者應知計算像素差異以及像素差異的灰階亮度直方圖差異於影像處理中為簡單計算，故可降低光學輸入裝置10在睡眠模式中的電力消耗。
另外，以下針對光學輸入裝置10操作進一步說明。請參照圖2並同時參照圖1，圖2是本發明實施例提供的光學輸入裝置的運作波形與灰階統計峰值之間的關係示意圖。曲線C10表示隨著時間所計算出的灰階統計峰值。
於時間點T0到時間點T1之間，光學輸入裝置10會先操作於工作模式。接著，於光學輸入裝置10操作於工作模式時，處理單元15會控制影像擷取單元13，持續依據工作模式影像框架擷取頻率擷取影像。處理單元15並分析根據目前的影相框架以及先前的影像框架所計算的統計資訊，對應產生位移資訊，據以根據所計 算的統計資訊相對應地控制鼠標的移動。
當光學輸入裝置10進入睡眠模式時(即被閒置或於一時段內處於非活動狀態)，處理單元15會控制影像擷取單元13擷取第一張影像(例如第100張影像)當作參考影像框架IMG_REF。之後，處理單元15會控制影像擷取單元13依據睡眠模式影像框架擷取頻率持續擷取多張第二影像，以依序作為比較影像框架IMG_CMP。接著，處理單元15會比較比較影像框架IMG_CMP與參考影像框架IMG_REF之間的灰階亮度直方圖差異資訊，以對應獲取灰階統計峰值。
當處理單元15判定灰階亮度直方圖差異資訊的灰階統計峰值小於預設閥值HIS_TH(例如，46)，處理單元15即判定光學輸入裝置10已被操作移動。如圖2所示，於光學輸入裝置10操作在睡眠模式，每當所計算的灰階統計峰值低於預設閥值HIS_TH(例如，曲線C10於時間點T2、T3、T4、T5、T6以及T7)，即表示使用者在操作光學輸入裝置10。因此，處理單元15會自動地將光學輸入裝置10由睡眠模式中喚醒並使光學輸入裝置10操作在工作模式。
值得一提的是，於本實施例中，所述預設閥值HIS_TH可以是依據光學輸入裝置10的實際操作需求，例如依據影像擷取單元13的感測能力，預先定義的。於一實施方式中，所述預設閥值HIS_TH可在光學輸入裝置10出廠前，預先定義並儲存於記憶單元17中。於另一實施方式中，所述預設閥值HIS_TH可以是即時地根據光學輸入裝置10的運作狀態(例如，影像擷取單元13的工作溫度、工作電壓或雜訊強度等)動態地調整。於又一實施方式中，光學輸入裝置10可在運作時，根據預先儲存於記憶單元17的預設閥值HIS_TH來校準光學輸入裝置10的工作狀態。上述動態調整預設閥值HIS_TH以及校準光學輸入裝置10的工作狀態的具體實施方式會於其他實施例中加以說明，在此不加以贅述。
附帶一提的是，處理單元15可以是透過處理晶片(processing chip)來實現，且所述處理晶片包括但不限制於具有喚醒演算法程式的微處理器(microcontroller)或是嵌入式控制器(embedded controller)，且設置於光學輸入裝置10。於本實施例中，記憶單元17為揮發性記憶體(volatile memory)或是非揮發性記憶體(non-volatile memory)，例如快閃記憶體(flash memory)、唯讀記憶體(read-only memory，ROM)或是隨機存取存儲記憶體(random access memory，RAM)，但本實施例不以此為限。
傳輸介面單元19可為一無線傳輸介面，例如藍芽傳輸介面(Bluetooth interface)或是Wi-Fi傳輸介面(Wi-Fi interface)。傳輸介面單元19的實際的架構及/或相關實施方式可以是根據實際主機電腦與光學輸入裝置10的實際架構來設計，故本發明不以此為限。
應當理解的是，光學輸入裝置10的實際類內部架構可依據特定設計結構及/或操作需求而有所變化。換句話說，圖1僅是用以說明用於光學輸入裝置10的喚醒方法的一種實施方式，並非用以限定本發明。同樣地，圖2僅是說明光學輸入裝置10的喚醒操作，亦並非用以限定本發明。
[光學輸入裝置之另一實施例]
如上述所述，所述預先閥值是用以判斷光學輸入裝置10是否為靜止或運作狀態，且可以是依據光學輸入裝置10的實際運作狀態來設置。請參照圖3，圖3繪示本發明另一實施例提供的光學輸入裝置的功能方塊示意圖。
光學輸入裝置20的基本架構類似於圖1所示的光學輸入裝置10。所述光學輸入裝置20可以根據其運作狀態，動態地調整預設閥值，使光學輸入裝置20可以更有效且準確地於睡眠模式中判斷喚醒的時機點。
圖3的光學輸入裝置20與圖1的光學輸入裝置10不同處在 於，光學輸入裝置20進一步包括溫度感測單元21以及雜訊感測偵測單元23。光學輸入裝置20可偵測其運作狀態。溫度感測單元21以及雜訊偵測單元23分別耦接於處理單元15。
於本實施例中，溫度感測單元21可以是由溫度感測器來實現。所述溫度感測器可以是熱敏電阻器，其可根據所感測到的溫度對應地改變其電阻值。雜訊偵測單元23可以是用以於正常模式(即工作模式中)，根據影像框架來偵測雜訊，以相對應地產生雜訊強度。
當光學輸入裝置20剛剛開始工作時(例如，使用者開啟時或是在其無線連接至主機電腦時)，處理單元15可主動控制溫度感測單元21以及雜訊偵測單元23偵測光學輸入裝置20即時地運作狀態。或者，於另一實施方式中，處理單元15也可以是定時地(例如，以固定偵測頻率偵測或是每隔一段預設時間)，控制溫度感測單元21以及雜訊偵測單元23偵測光學輸入裝置20的運作狀態。
具體來說，處理單元15可以驅動溫度感測單元21感測光學輸入裝置20的工作溫度。同時，處理單元15還可以驅動雜訊偵測單元23偵測光學輸入裝置20的影像擷取單元13的雜訊強度。據此，處理單元15可以根據偵測到的工作溫度以及雜訊強度適當地調整預設閥值HIS_TH。
更詳細地說，當光學輸入裝置20的工作溫度超過正常工作溫度範圍或是影像擷取單元13的雜訊強度超過可容忍的雜訊強度範圍，使得影像擷取單元13的運作變得不穩定時，處理單元15可降低目前儲存於記憶單元17中預設閥值HIS_TH。也就是說，在影像擷取單元13的運作變得不穩定時，處理單元15會於偵測到比較影像框架IMG_CMP與參考影像框架IMG_REF之間的有顯著地變化之後才會喚醒光學輸入裝置20。
當工作溫度位於正常工作溫度範圍內，或是雜訊強度在可容忍於的雜訊強度範圍內時，處理單元15會提高目前儲存於記憶單 元17的預設閥值HIS_TH。也就是說，當影像擷取單元13的運作處於穩定狀態時，當偵測到比較影像框架IMG_CMP與參考影像框架IMG_REF之間有任何細微的變化時，處理單元15即喚醒光學輸入裝置20。
於另一實施方式中，處理單元15可根據所設的預設閥值HIS_TH來校正光學輸入裝置20的運作狀態。更具體地說，可透過韌體程式化方式，使處理單元15產生校正函數並根據校正函數校正光學輸入裝置20的運作狀態，其中處理單元15是依據所設的預設閥值HIS_TH以及影像擷取單元13所偵測到的工作溫度與雜訊強度的至少其中之一，來產生一校正函數。
具體來說，處理單元15可根據校正函數以及所設的預設閥值HIS_TH對應配置校正光學輸入裝置20目前的工作溫度以及影像擷取單元13的雜訊強度。
更進一步地說，處理單元15可根據校正函數調整光學輸入裝置20的工作溫度。處理單元15可透過設置的預設影像框架擷取頻率來調整工作溫度至一目標溫度值。同樣地，處理單元15可以利用校正函數來補償影像擷取單元13所擷取到影像中各該像素之間的亮度差異。換句話說，透過使用校正函數，光學輸入裝置20的作狀態與所設的預設閥值HIS_TH可共同產生最佳影像感測結果。影像擷取單元13的校正方式為所屬領域具有通常知識者熟知的習知技術，故不再贅述。
值得注意的是，處理單元15亦可將所偵測到的工作溫度以及雜訊強度資訊傳送至至主機電腦，並由主機電腦來計算對應的預設閥值HIS_TH，據以減少光學輸入裝置10的運算負擔與電力消耗。
光學輸入裝置20的運作方式以及其他的架構類似於圖1之光學輸入裝置10，因此，本發明技術領域具有通常知識者應可以輕易推知光學輸入裝置20的運作與實施方式，故在此不予贅述。
[光學輸入裝置的喚醒方法之一實施例]
由上述實施例的說明，本發明可歸納出一種應用於在上述實施例中所述的光學輸入裝置的喚醒方法。請參照圖4並同時配合參照圖1，圖4繪示本發明實施例提供的喚醒方法的流程示意圖。
首先，於步驟S400中，在光學輸入裝置10進入睡眠模式時(例如，光學輸入裝置10被閒置一段時間之後)，處理單元15控制影像擷取單元13擷取第一影像作為一參考影像框架IMG_REF。處理單元15並會將第一影像的相關像素資料儲存於記憶單元17中。
於步驟S410中，處理單元15根據預設影像框架擷取頻率(例如，睡眠模式影像框架擷取頻率)驅動影像擷取單元13擷取第二影像作為一比較影像框架IMG_CMP。第二影像的相關像素資料會被儲存於記憶單元17中直至擷取到下一張第二影像。
在光學輸入裝置10運作於睡眠模式時，影像擷取單元13會主動依據睡眠模式影像框架擷取頻率，依序擷取多張第二影像，以產生多張比較影像框架IMG_CMP。
接著，於步驟S420中，處理單元15會比較比較影像框架IMG_CMP與參考影像框架IMG_REF，以產生一灰階亮度直方圖差異資訊。更具體地說，處理單元15會比較比較影像框架IMG_CMP中的各該像素值與參考影像框架IMG_REF中相對應的各該像素值，據以計算出像素值差異。接著，處理單元15根據所獲得的像素值差異，計算灰階亮度直方圖差異資訊。處理單元15亦可將灰階亮度直方圖差異資訊儲存於記憶單元17以於後續運作時存取。
於步驟S430中，處理單元15判斷灰階亮度直方圖差異資訊的一灰階統計峰值是否小於一預設閥值HIS_TH。處理單元15會先由灰階亮度直方圖差異資訊獲取該灰階統計峰值，處理單元15隨後獲取的該比較灰階統計峰值與預設閥值HIS_TH。值得注意的是，於本實施例中，預設閥值HIS_TH可以是預先定義並儲存於 記憶單元17。
當處理單元15判斷灰階亮度直方圖差異資訊的灰階統計峰值小於預設閥值HIS_TH時，即表示光學輸入裝置10已被操作移動，處理單元15執行步驟S440。反之，當處理單元15判斷灰階亮度直方圖差異資訊的灰階統計峰值大於預設閥值HIS_TH，回到步驟S400，處理單元15持續驅動影像擷取單元13擷取另一張第二影像。
於步驟S440中，處理單元15使光學輸入裝置10由睡眠模式中喚醒，並操作在工作模式。於光學輸入裝置10操作在工作模式時，處理單元15分析影像擷取單元13依據工作模式的預設影像框架擷取頻率(例如，工作模式影像框架擷取頻率)所擷取影像框架分析，產生位移資訊，以相對應地控制鼠標的移動。
此外，於一個實施例中，圖4所示的喚醒方法可以是由處理單元15透過執行儲存於記憶單元17相關的程式碼來實現。於其他實施例中，所述的喚醒方法亦可以是以韌體設計方式寫入於處理單元15。所述預設影像框架擷取頻率，例如工作模式影像框架擷取頻率以及睡眠模式影像框架擷取頻率可以是處理單元15根據光學輸入裝置20的實際操作情形來設置。
接著，根據上述，本發明還可以進一步歸納出一種應用於上述實施例中的預設閥值HIS_TH的設置方法。請參考圖5並同時參照圖3，圖5繪示本發明實施例提供的光學輸入裝置的校正方法的流程示意圖。
於步驟S501中，處理單元15會執行初始化程序，以校正光學輸入裝置20的運作狀態。於步驟S503中，處理單元15根據預先儲存於記憶單元17的預設閥值HIS_TH、光學輸入裝置20的預設工作溫度以及影像擷取單元13的預設雜訊強度來產生一校正函數。值得一提的是，所述預設閥值HIS_TH可以是依據光學輸入裝置20的實際運作需求及/或是光學輸入裝置20出廠前的製造參 數。從而，於光學輸入裝置20操作於工作模式時，處理單元15可利用校正函數校正光學輸入裝置20的運作狀態(步驟S505)。
具體而言，處理單元15可驅動溫度感測單元21感測目前的工作溫度，與驅動雜訊偵測單元23偵測影像擷取單元13的雜訊強度。處理單元15隨後根據校正函數即時地校正光學輸入裝置20的運作狀態。
本發明還提供一種依據所偵測到光學輸入裝置的運作狀態來設定預設閥值的方法。請參考圖6並同時參照圖3，圖6繪示本發明實施例提供的預設閥值設定方法的流程示意圖。
於步驟S601中，處理單元15執行一校正程序。所述校正程序可以適於光學輸入裝置20剛啟動或是定時執行(例如，每隔一預設時間後或進入睡眠模式之前)時，執行校正程序。
於步驟S603中，處理單元15驅動溫度感測單元21感測光學輸入裝置20的工作溫度。於步驟S605中，同時處理單元15亦會驅動雜訊偵測單元23偵測光學輸入裝置20的影像擷取單元13的雜訊強度。於步驟S607中，處理單元15根據所偵測到的工作溫度以及雜訊強度來設定預設閥值HIS_TH。在校正程序之後，處理單元15會進一步將預設閥值HIS_TH儲存於記憶單元17。
據此，光學輸入裝置20透過動態調整配置預設閥值HIS_TH或是校正光學輸入裝置20的運作狀態，可準確且有效偵測光學輸入裝置20的位移資訊。
圖5以及圖6的所描述方法亦可以藉由韌體設計方式來實現，例如，透過將相關的韌體寫入於處理單元15的非揮發性記憶體中。另外，所述預設閥值設定方法與校正方法可將相關程式碼預先儲存於記憶單元17中，而後於光學輸入裝置20運作時由處理單元15讀取執行。
綜上所述，本發明實施例提供的用於光學輸入裝置的喚醒方法以及使用其之光學輸入裝置。所述喚醒方法可以於睡眠模式 時，透過分析所擷取到影像框架之間像素差異的灰階亮度直方圖，精確地判斷是否將光學輸入裝置喚醒。據此，光學輸入裝置可自動且有效地判斷何時由睡眠模式中喚醒進入工作模式，同時大幅度地降低運算複雜度，降低光學輸入裝置在睡眠模式的功率消耗。
此外，光學輸入裝置可依據光學輸入裝置的運作狀態(例如，工作溫度、影像擷取單元的雜訊強度)動態地設定用於分析運算獲得灰階亮度直方圖差異資訊的閥值，以準確判斷於睡眠模式中喚醒光學輸入裝置的時間點。光學輸入裝置還可以根據預設閥值校正光學輸入裝置的運作狀態，以準確地判斷光學輸入裝置的移動資訊。
上文所揭示之概念與特定實施例可作為基礎，並透過適當地于以修改或設計其他系統架構或系統運作方式而實現與本發明相同之目的。因此，以上所述僅為本發明的實施例，其並非用以限定本發明的專利保護範圍。任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明的精神與範圍內，所作的更動及潤飾的等效替換，仍為本發明的專利保護範圍內。
S400~S440‧‧‧步驟

Claims (18)

  1. 一種光學輸入裝置的喚醒方法，該喚醒方法包括：(a)於該光學輸入裝置進入一睡眠模式時，擷取一第一影像作為一參考影像框架；(b)在該光學輸入裝置運作於該睡眠模式時，擷取一第二影像作為一比較影像框架；(c)比較該比較影像框架與該參考影像框架，以產生一灰階亮度直方圖差異資訊；(d)判斷該灰階亮度直方圖差異資訊的一灰階統計峰值是否小於一預設閥值；以及(e)當該灰階亮度直方圖差異資訊的該灰階統計峰值小於該預設閥值時，使該光學輸入裝置進入一工作模式。
  2. 如請求項第1項所述的喚醒方法，其中步驟(c)更包括：比較該比較影像框架中的每一像素值與該參考影像框架中對應的每一像素值；以及根據比較結果計算該灰階亮度直方圖差異資訊，以獲取該灰階亮度直方圖差異資訊中的該灰階統計峰值。
  3. 如請求項第1項所述的喚醒方法，更包括：(f)當判斷該灰階亮度直方圖差異資訊的該灰階統計峰值大於該預設閥值時，重新執行步驟(b)與(d)中的該些步驟。
  4. 如請求項第1項所述的喚醒方法，其中在步驟(a)之前包括：根據該光學輸入裝置的一影像擷取單元的一運作狀態設定該預設閥值。
  5. 如請求項第4項所述的喚醒方法，其中在步驟(a)之前還包括：利用一溫度感測單元感測該光學輸入裝置的一工作溫度；以及根據感測到的該工作溫度，調整該預設閥值。
  6. 如請求項第4項所述的喚醒方法，其中在步驟(a)之前還包括： 利用一雜訊偵測單元偵測該光學輸入裝置的該影像擷取單元的一雜訊強度；以及根據偵測到的該雜訊強度，調整該預設閥值。
  7. 如請求項第1項所述的喚醒方法，其中在步驟(a)之前包括：根據該預設閥值以及該光學輸入裝置偵測到的一工作溫度與一雜訊強度的至少其中之一，產生一校正函數；以及利用該校正函數校正該光學輸入裝置的運作狀態。
  8. 如請求項第1項所述的喚醒方法，其中步驟(b)包括：當該光學輸入裝置運作於該睡眠模式時，依據一影像框架擷取頻率擷取該第二影像。
  9. 一種光學輸入裝置，包括：一光源，用以照射該光學輸入裝置的一工作平面；一影像擷取單元，用於根據一預設影像框架擷取頻率擷取對應該工作平面的反射光線的多張影像，以產生多張影像框架；以及一處理單元，耦接該光源以及該影像擷取單元，該處理單元根據所擷取的該些影像框架分析該光學輸入裝置的移動；其中，於該光學輸入裝置進入一睡眠模式時，該處理單元驅動該影像擷取單元擷取一第一影像，以產生一參考影像框架，該處理單元並於該光學輸入裝置操作在該睡眠模式下，驅動該影像擷取單元擷取一第二影像以產生一比較影像框架，且該處理單元比較該比較影像框架與該參考影像框架，以產生一灰階亮度直方圖差異資訊；其中，當該處理單元判斷該灰階亮度直方圖差異資訊的一灰階統計峰值小於一預設閥值時，該處理單元使該光學輸入裝置進入一工作模式。
  10. 如請求項第9項所述的光學輸入裝置，其中該處理單元比較該比較影像框架中的每一像素值與該參考影像框架中對應的每 一像素值，該處理單元並根據比較結果計算該灰階亮度直方圖差異資訊。
  11. 如請求項第9項所述的光學輸入裝置，更包括：一記憶單元，耦接該處理單元，該記憶單元用以儲存該參考影像框架、該比較影像框架、該灰階亮度直方圖差異資訊以及該預設閥值。
  12. 如請求項第9項所述的光學輸入裝置，更包括：一溫度感測單元，耦接該處理單元，該溫度感測單元用以偵測該光學輸入裝置的一工作溫度；以及一雜訊偵測單元，耦接該處理單元，該雜訊偵測單元用以偵測該光學輸入裝置的該影像擷取單元的一雜訊強度。
  13. 如請求項第12項所述的光學輸入裝置，其中該處理單元根據該工作溫度以及該雜訊強度的至少其中之一調整該預設閥值。
  14. 如請求項第12項所述的光學輸入裝置，其中該處理單元根據該預設閥值與該光學輸入裝置偵測到的該工作溫度與該雜訊強度的至少其中之一產生一校正函數，該處理單元並利用該校正函數校正該光學輸入裝置的運作狀態。
  15. 如請求項第9項所述的光學輸入裝置，其中當該處理單元判斷該灰階亮度直方圖差異資訊的該灰階統計峰值大於該預設閥值時，該處理單元持續使該光學輸入裝置操作於該睡眠模式。
  16. 如請求項第9項所述的光學輸入裝置，其中當該光學輸入裝置操作於該睡眠模式時，該預設影像框架擷取頻率為該光學輸入裝置的一睡眠模式影像框架擷取頻率；當該光學輸入裝置操作於該工作模式時，該預設影像框架擷取頻率為該光學輸入裝置的一工作模式影像框架擷取頻率，其中該睡眠模式影像框架擷取頻率小於該工作模式影像框架擷取頻率。
  17. 如請求項第9項所述的光學輸入裝置，其中該光學輸入裝置為一光學滑鼠。
  18. 如請求項第9項所述的光學輸入裝置，其中該光源包括至少一發光二極體。
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