TWI363286B - Method and apparatus for detecting motion of image in optical navigator - Google Patents

Description

1363286 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於光學成像及動作偵測。本發明在諸如電腦 滑鼠之光學手持指標元件中使用之積體電路及韌體中2 特定應用。 '、 【先前技術】 先前技術包括一定數量不同技術，用於原理上藉由比較 時間上連續之影像以偵測動作來估計並偵測影像動作。= G 寻技銜包括： 錢專利第6,859，199號（其以引用的方式併人下文）主 要經由特徵提取以進行工作。所揭示的演算法藉由以下步 驟進行工作： ’ 時間上在該第一影像 自一第一影像提取一第一特徵組，自 之後之一第二影像提取一第二特徵組 比較該第一特徵組與該第二特徵組以決定該第二影像相對 於該第一影像之位置位移；

C 輸出基於該位置位移之一移動向量。 此技術之缺點包括以下事實：在該第一及第二特徵組中 必須存在相當大量之元素以精確確定該移動向量。 美國專利第5,729,008及5,786,804號（-起以引用的方 —區塊匹配形式，立為下蛘作三 擷取一第—訊框及一第二訊框； 將該第一訊框之訊號關聯至該第二訊框之訊號； 產生動作之關聯輸出。 -3- 1363286 β ί 、此方法之缺點在於··當僅使用—區塊以執行區塊匹配方 法時’此區塊中之元素必須^夠媒保匹配之精確性。此外， 此區塊越大，則計算及記憶體越複雜。 【發明内容】 因此本發明之-目標為克服先前技術之上述限制。 另一目標為實施-影像追縦方法/系統，其具有改良準確 性同時不需要大量計算時間及記憶體等； 再一目標為提供一影像追縱系統/方法，其使用-邏輯追 蹤單元’該單元為兩個或兩個以上獨立實體參考單元之所 構成； -相關目標為提供一影像追蹤系統/方法，其使用一邏輯 追蹤單元’若有動態行動的方式需要，該單元可以變動； 另一目標為提供一影像追縱系統/方法，其藉由使用在動 作追縱計算中提供冗餘之補充追鞭單元減少歸因於地形變 化（t〇P〇graphical variati〇n )、《變化等導致之計算及追蹤 錯誤（可位於一感應器陣列下）。 本發月之帛-癌樣係關於使用影像感測器決定與一組 移動影像關聯之移動向量的一系統及方法。此包括：擷取 對應於-第-區域之一第一影像；自該第一影像決定包括 小於該弟·—區域之一φ F Γ5* A & ^ 主&塊&域之一主區塊；及自該第一 影像決定與該主區塊相關之至少一副區塊，該副區塊包括 亦小於該第一區域之__副F换π u ,丄 ^田i £塊&域（在此情形下該主區塊 及該副區塊形成該第—影像中之—追蹤單元）；使用該影像 感測器擷取在時間上在該第一影像之後之一第二影像；使 -4- 1363286 用該追蹤單元將該第一影像與該第二影像關聯以決定追蹤 單元影像之間的位置變化；及輸出基於該位置變化之移動 向量。在一些應用中，該追蹤單元包括複數個獨立副區塊， 且其包括尺寸及/或形狀不同的至少兩個區塊。通常主區塊 係运自該弟一影像之一中部區域；在一些情形下，其可JL 有不同於該副區境之形狀。 在較佳實施例中，該關聯過程包含：區塊匹配第一影像 之主區塊在該第二影像中以決定該第二影像中主區塊相對 於第一影像之位置位移；及藉由.該第二影像中第一影像之 副區塊進行雙檢驗以確認該第二影像相對於該第一影像之 位置位移。在偵測到超出一可控制、可程式化之臨限值之 相關時終止該關聯。在一些實施例中，組合主區塊與副區 塊使得對於主區塊與副區塊兩者同時執行該關聯。 本發明之其他態樣係關於一副區塊，其較佳在面積上小 於主區塊，且由至少一像素寬之一中間區域而與主區塊隔 j定位。儘管兩區塊亦會重疊。另外為決定副區塊，.較佳. 藉由將曰彳區塊之候選組之像素值與主區塊作比較以評估副 區塊之該候選組。在某些環境中可能期望藉由決定與主區 塊相比變化最多之副區& (意即.，藉由像素強度值或類似 參數）來選擇一副區塊。 本發明之另一態樣係關於一副區塊，其亦較佳在各個時 =處在影像内被重定位。可基於此副區塊在第：影像中之 一位置分析或參考移動向量之分析來完成此重定位。 本心明之另-態樣係關於—副區塊’其亦較佳在各個時 -5- 1363286 間處在影像内被重成形。可基於副區塊區域之光學特徵相 對於主區塊區域之光學特徵之分析及/或移動向量之分析 來完成此重成形。 某些實施例之另一態樣為主區塊及/或副區塊在第二影 像中被計算之預測位置。該關聯可因此在該預測位置處或 在該預測位置周圍處的一有限區域中開始。 本發明之其他態樣係關於一移動向量，魏佳係基於债 測在主區塊中之第一位置位移及在副區塊中之第二位置位 移，及基於該第一位置位移及該第二位置位移來計算一估 計位置位移。該估計位移可為該第―位移與該第二位移的 重平均。 本發明之另一態樣係關於一動作方法，用於決定包含一 影像感測器之一光學追蹤裝置之相對運動，該方法包含以 下步驟.擷取由分別代表由該影像感測器感知之光強度之 像素值的-陣列組成之―第—影像；選择在該像素值之陣 列中的-第-區塊及至少—額外特徵（.其與該第_區塊成 一預定關係），以建構一第一追縱單元；揭取在時間上在該 第一影像之後之m.彳貞測在該第二影像中最匹配 該第-影像中第—追縱單元之一第二追縱單元；根據該第 一追縱單元與該第二追縱單元之間之位移決定自該第一影 像至該第二影像之-相對運動；及基於由該影像感測器所 擷取之影像之-或多個累積相對運動報告該光學追蹤裝置 之一動作。 本發明之一相關態樣係關於一光學導航系統，包含：一 •6- 1363286 影像感測up車列，其適於_取對應於—第—區域之一第一 影像及時間上在其之後對應於_第二區域之m •及一處理電路，其適於： • a.自該第一影像決定包括小於該第一區域之—主區塊區 域之一主區塊； b_自該第一影像決定與該主區塊相關之至少一副區塊， 該副區塊包括亦小於該第一區..域之一副區塊區域； c，形成一追蹤單元，其包括該主區塊及該副區塊； C d.使用該追蹤單元將該第—影像關聯至該第二影像以確 疋該追縱早元在影像之間之一位置變化； e.輸出基於該位置變化之移動向量。 該光學導航系統較佳由—或多個積體電路組成，容納於 一指標裝置中，且耦接至基於該追蹤單元而操作之一計算 系統。在多數情形下，處理電路包括一 Dsp及一可執行程 式指令集合。 本發明之又一態樣係關於一光畢導航器，其包含：—影 c 像感測器，該感應器經組態以捕捉一第一影像及一第二影 像；用於自該第-影像決定—主區塊之構件；用於自該第 一影像決定與該主區塊相關之一或多個副區塊之構件；其 中該主區塊及該或該等副區塊形成在該第一影像中之—追 蹤單元；用於使用該影像感測器擷取在時間上在該第—影 像之後之一第二影像之構件；用於使用該第一影像之追蹤 單元將該第一影像關聯至該第二影像之構件。該關聯過程 包含： ·Ί· 1363286 將第一影像之主區塊區塊匹配至該第二影像中之—位置 以決疋該第—影像相對於該第一影像之位置變化；及藉由 識别該弟一衫像中該或該等副區塊相對於該第一影像之位 置而驗證該位置變化。另外，提供用於輪出基於該位置變 化之移動向量之構件。 自實施方式中可瞭解本發明可在各種不同實施例中實 細。此外，熟習此項技術者易瞭解此等不同實施例將可能 僅包括本發明上述態樣及目標之—或多者。因&，在任何 特定實施例中^包括此#祕之_❹者不應理解為限制 本發明之範疇。儘管在光學滑鼠之.情形中進行描述，熟習 此項技術者易瞭解本教示可用在基於影像操取以估計物件 之動作的任何系統中。 【實施方式】 圖1中展示用於追蹤物件動作之一光學導航系統1〇〇之 較it貝施例。一感應器陣列i丨〇輕接至一處理模組12〇 及記憶體130。通常在光學滑鼠應用中，此等電路在一或多 個積體電路中實現，該或該等積體電路與諸如透鏡、照明 部件（LED、雷射等）及其他熟知組件之其他支擇結構一 起安裝在-印刷電路板（未圖示）或其他基板上，為清楚 起見將其略去。 處理模組1 20又由一定數量個熟知硬體及軟體組件組 成，包括基於半導體之處理閘及用於實施本文所描述之發 明方法的可程式化韌體。又，在光學滑鼠應用中，一移動 向里通常由電纜連接或無線連接經由一通訊通道1〇6傳輸 個人兒腦l〇5,或某些其他電子處理 用，處理模組i20可被整人為、丨於八他應 , 。為一指標裝置1〇〇(較佳為手持 部分，其協作以提供動作相關訊號給不同類型平臺，· 2㈣遊戲控制臺、音頻/視覺娛樂系統或某些其他互動 μτ裝置m項技術者將易瞭解其他實施例。 圖2A描述叫6x16陣列之CMOS影像感測器，其可用 =本發明之光學導航器（例如光學滑鼠）#以操取一參考 c 衫像及U連續樣本影像。儘管此較佳實施例中使用 16X16陣列，但當然亦可使用其他陣列大小。 圖2B展示本發明之一追蹤單元，其包括一主區塊（M) 一至y衂區塊（A 兩種區塊最初在一參考影像中被決 定（見下文之时淪）>較佳主區塊大概位於靠近影像之中心 部分處且副區塊大小上小於主區塊且由至.少一像素與主區 塊隔開。舉例而言’在圖4B中，一主區塊包含5χ5區境， —副區塊包含空間上偏移之獨立3χ3區塊。又，亦有可能 c 使該等區塊重疊，且期望精確大小及關絲據所要應用及 效能要求而變化。 使‘用多個區塊之優點為精確度得以提高，因為較小區塊 充當一動作驗證形式或檢驗器，且可幫助減少與僅檢查影 像之一單一子區的解決方案相關之問題。在後者情形下， 有可能影像在訊框之間之變化（歸因於光變化、主區塊之 縮減或扭曲等）可減小精確度。本發明因·此提供一光學影 像冗餘檢驗形式。 圖3描述根據本發明之教示執行之一光學導航器追蹤過 •9· 1363286 程200的第一實施例的流程圖。如上所述，此等步驟較佳 由使用一 DSP之處理模組120或使用儲存（且可被載入/ 改變）於系統100中之韌體程式之其他可程式化處理器執 行。 因此’一第一實施例如下操作： 步驟1:在操作210中擷取一第一影像作為一參考影像； 步驟2:在操作220中自該參考影像決定一主區塊（M); 又，在一較佳實施例中，通常自影像訊框之一中心部分選 擇一區塊；但是如下文所解釋，一主區塊（M)可能不一 定為矩形形式。 步驟3: φ操作230決定至少一副區塊（A)或與主區塊 (Μ )相關之特徵。又，如上所述，副區塊或特徵較佳在 大小上小於主區塊，且與主區塊隔開一預定距離，使得在 兩者之間有一中間區域。此外，.在一較佳方法中，藉由相 對於主區塊之像素強度值檢查候選區塊之相對像素強度值 來選擇副區塊。為增加區別能力，期望（在許多情形下） 選擇大體上強度值與主區塊不同之一副區塊/特徵。因此， 可藉由根據與主區塊之像素強度比較或此項技術中已知之 其他一些光學基準給候選區塊排序來選擇一副區塊。下文 中，主區塊及副區塊指在參考影像内之一追蹤單元，其可 考慮為一邏輯追蹤單元，因為其能夠被改變（若須要則包 括訊框間改變）； 步驟4 :在揲作240中擷取時間上在該第一影像之後之 一第一影像作為一樣本影像； ^63286 * ^ 藉由操作25〇執行區城匹配以定位在第二樣本 衫像中參考影像之主區塊（M)，以0樣本影像相對於第 一影像之位置位移； 步驟6:藉由操作㈣樣本影像中參考影像之副區 塊⑷執行雙檢驗，以確認樣本影像相對於參考影像之位 移在某些f月形下，且在區別主區塊與副區塊計算值 間之差異的事件中可期望將主區塊與副區塊計算值進行

C c 平均，或基於產生最大關聯之任何計算值，及/或基於主區 塊計算值可能比較小副區塊計算值更精確（因為其包圍更 2的面積）之假設’來使用某種形式之權重。此外，從計 异迷度之觀點看，可能在案些情形下期望基於區塊Μ之計 算距離自動選擇區塊（Α)之預測位置’並接著計算在此預 測位置處之關冑’且在距離主區塊之有限偏移内（意即， +" 1或2個像素）以避免相對於整個訊框作區塊比較。若 在此有限區域内未發現區塊（Α)之關聯，則在任何情形中 ㈣可能需要㈣，塊’所以可能期望在某些情形下使 用此形式之推理計算。 步驟7:操作270然後輸出基於該位置位移之一移動向 注意儘管一較佳實施例輸出自影像至影像之一移動向 量:但並不-定非得如此’相反可基於非連續資料訊框來 執行一關聯，及/或僅當事實上偵測到位置之明顯變化超出 某 臨限時輸出一向量。 y驟A.操作275決定副區塊之一或多者是否應重成形。 舉例而言，若主區塊（M)與副區塊（A)之像素值大體上 1363286 —~ ’表明其並非明顯不同以改良效能之追蹤區 ，則可執行此步驟。下文中對此作進一步解釋；亦可採 用重成形副區塊之其他原因。 V驟8 .操作28〇基於所偵測到之動作及區塊（A )之已 知位置判斷副區塊（A)是否應重定位。舉例而言，可為了 防止由於副區塊（A )太靠近邊緣而在隨後樣本影像中丟失 而執行此步驟。若“是”，則過程進行至步驟3 ;若“否”， 則過程進行至步驟9。 、步驟9 .操作29G又使用習知技術決定參考影像是否應 被替換。若參考影像應被#換，料程進行至㈣1;否^ 過程進行至步驟4。 因此，圖1中至流程圖邏輯上說明一光學導航器如何採 用參考：像中-個5x5主區塊與-個3X3副區塊之追蹤單 兀以決疋移動影像之移動向量。熟習此項技術者易瞭解此 處並沒有將與影像關聯之所有步驟包括在内以更好闡述本 發明’且可使用額外操作以補充以上操作作為習知系統之 此外，應瞭解上述步驟並不—定必須以所展示之精七 序執行，亦可根據需要使用其他組合。舉例而言，可以3 反順序執行主區塊及副區塊操作。對於涉及副區塊之重; 位及參考#像之重#|取之.操作亦可以相反順序執行。在； -fWF ’可在步驟250之後輸出—預備/預測移動向量 而非等待檢驗操作之結束。若預備向量不正_，^ 在步驟270處提供更新。此外應注意視㈣塊之數量及月 •12· 1363286 要精f度而㈣作26G可執行多次。顯而易見可符合本教 示而得以執行之其他實例。 冑4A至圖4B為根據本發明之-全部影像類取過程之較 佳實施例的圖形描述。在圖4A中展示步驟i (顧取袁抑 像—操作21〇)、步驟2(識別一主區塊⑻—一操作咖) 及步驟3 (識別一或多個副區塊—操作23〇)。又，如上 所述，較佳藉由檢查子區塊之―候選組並基於諸如與主區 塊相比之相對像素強度值、預测行進方向等之參數選擇一 C 組而選擇副區塊（A )。 •.目4B展示步驟4 (操作24〇中榻取一新樣本影像）、步 - 驟5(操作250將區塊⑻(在先前位置中以虛線展示） 匹配至樣本影像中之-新位置）及步驟6(操作⑽將區塊 (AM在先前位置中以虛線展示）匹配至樣本影像中一新 位置）。步驟7然後使用圖示之操作27〇輸出一移動向量。 圖5A至圖5J為根據本發明實施之一主區塊或主要區塊 C ㈣己操作250 (㈣5)之一較佳實施例的圖形描述。如圖 所示’在圖5A中，由力； . θ 6訊框（代表儲存於記憶體 .中之感應器陣列110的邏輯像素值）之左上角的一上列 中之初始位置處開始並隨後逐漸以線性方式在一行隹人上 -次移過-個（或多個）像素（圖5B、圖5C)直$制 =列之末端（圖5D)來侧到—新訊框中m塊（m)。 對於偏移一或多個傻音夕—别舌、@斗 夕個像素之.列重複該過程（® 5E)。由於 ^12個水平及12個垂直位置’故可看出執行最多⑷ 人蜀立關聯·’然而熟習此項技術者應理解此數量為主區塊 -13- 1363286 (Μ)大小及陣列大小之函數，且本發明並不受限於此。 :圖51及圖5J中所示然後執行匹配。在此點上，該過程 可停下，或若需要可執行另一比較以確保與該訊框之其他 子區塊之匹配的精確度。儘管上述過程開始於該訊框之左 上角，但熟習此項&術者應理解可使用其他開始點及行進 方向。此外，可期望在最關聯至主區塊之一動作預測之一 角落上開始，及/或僅檢驗基於根據先前移動向量之一預測 位置的該訊框之-有限區域。舉例而言，若區& (m)被 偵測到以向量+2，+2(^座標）移動，則可能期望從-右 上角在下一訊框中開始檢驗，及/或在上部中開始搜尋。 圖6A至圖6F為根據本發明實施之次區塊/補充區塊或副 區塊匹配操作之一較佳實施例的圖形描述。可看出，在一 新訊框内#測到一主區塊（M)之後，本發明過程定義且 預測該訊框之一窄子部分作為搜尋副區塊（A )之面積。因 此，在圖6A中，操作260開始於16xl6訊框（代表儲存於 記憶體130中感應器陣列11〇.之邏輯像素值之子集）之一 子區塊之左上角上列中的初始位置。在該較佳方法中該 子區塊包括由自主區塊（M)之一角落延伸之水平及垂直 線界定的-區域。與主區塊（M)._樣，—匹配操作逐漸 在一行集合上以線性方式一次位移過一個（或多個）像素 (圖6B、圖6C)直至到達該列之末端（圖6D)e對於偏移 一或多個像素之一列重複該過程（圖6E )。由於存在6個 水平及6個垂直位置，故可看出執行最多％次獨立關聯； 然而熟習此項技術者應理解此數量為副區塊（A)大小、主 -14- 1363286 * * 區塊（Μ)大小、主區塊（M )之位置及陣列大小之函數， 且本發明並不受限於此。如圖6F中所示然後執行匹配。在 此點上，該過程可停下，或若需要可執行另一比較以確保 與該訊框之其他子區塊之匹配的精確度。又，在某些實施 例中，基於-先前移動向量提前預測區塊（A)之位置且僅 檢驗訊框之一有限區域可能具有優勢。 在一較佳實施例中，主區塊（M)及副區塊（A)之區塊 广匹g&使用-或多個熟知公式用於基於與臨限值（了）或最小 、.值之比較之像素關聯，諸如： 或 ΣΙΧ; -乂丨—最小値 i=l 其中Xi為樣本影像之主區塊中之元素，Yi為參考影像之 主區塊中之元素，且τ為預定臨限。當然可使用其他演算 法’且本發明並不在此方面受限。 G 在某些實施例中，可使用如圖7A至圖7J所說明由主區

塊及副區塊形成之組合追蹤單元同時定位/匹配主區塊（m) 及副區塊（Α>在此方法中，同時對兩個不同區塊執行關 聯。因此，在圖7A中，在新樣本訊框中檢驗區塊（M)及 區塊（A)。如圖7B、7C、7D等所示，每一者皆被水平位 移一個像素。在圖7E中，該等區塊亦被垂直位移一個像素 且該過程如圖7F、7G及7H所示被重複。在圖71中，該 等區塊開始佔據新位置（呈現更接近之關聯），且在圖7J -15- 1363286 令，由對兩區塊之比較決定匹配。 在副區塊開始接近訊框邊緣之情形下，較佳執行重定位 操作2 80。圖8A至圖8ρ·為根據本發明實施之該過程之一 較佳貧施例的圖形描述。從圖8A中可見，當在一角落位置 (當然其他位置亦有可能）偵測到一副區塊（A)時，執行 重疋位以移動該副區塊至一新副區塊位置，如圖8B所示。 在此情形T，藉由繞垂直於所量測之移動向量之軸旋轉而 選擇-新區塊。又’精確位置亦.可根據新提議副區塊位置 之相對像素強度而變化，且可估計許多位置以選擇一新副 區塊® 8B中之選擇亦利用移動向量資訊以有意選擇最有 可能處於下-樣本影像訊框之中心且事實上位於該處的一 區塊。在圖8C及8D中描述類似情形。然而，在此情形下， 由於副區塊接近-水平邊緣’故繞平行於該邊緣之轴翻轉 該區塊以重定位至主區塊之左邊，而非之前使用的右邊。 熟習此項技術者亦瞭解其他實例，且若必要可根據應用及 在訊框之間改變所採用之特定策略。 圖8E及8F描述主區塊（M)開始佔據感應器陣列之 -邊緣之情形。在此等情形下，在操作29Q中參考影像較 佳由影像感測器擷取之-新影像替換。或者，或除此之外， 亦選擇一新主區塊（M)及—新副區塊（Α)β 藉由使用上述追蹤單元方法，可適當地調節副區塊相對 於主區塊之位置及職塊之數量以Μ各種影像條件且有 效偵測影像之動作。 如前文間接提到，可能期望亦在操作275 (步驟Α)中重 •16- 1363286 成形或重選擇副區塊。圖Μ至圖9B為根據本發明實施之 田J區塊重成形過程之—較佳實施例的圖形描述。在圖9八 中可見’為一所提議之副區塊識別之平均像素強度值相對 接近為主區塊（M)而識別之平均像素強度值。在此情形 Γ，副區塊之益處減少了，因為其並不提供任何明顯新的 貧訊給關聯過程。為，士 , 马此原因，如圖9B所示，較佳自一替換 區域選擇_新㈣m平均像素強度值比之前提議之 副區塊與主區塊相比更加不同.。 其他情形亦可要求重成形/重定位副區塊。舉例而言，在 /某些環境下可能決定導航器之快速移動引起該指標.裝置之 行進方向的交形。換言之，影像可歸因於考驗採樣率之快 :移動而變形；期望保持後者較小以減少功率等。因此可 月b執行曰彳區塊之重成形以補償動作之方向及幅度，使得— 新區塊具有在一比較過程中比較不容易扭曲或發生錯誤之 幾何形狀。舉例而言’當在水平方向上_到快速動作時， c 可採用在垂直方向上具有相對較大尺寸之一新副區塊反 之亦然。 一除上述之實施例之外，圖10A至圖1ΌΚ為可根據本發明 貫鈿使用之一追蹤單元之一定數量個變型的圖形描述。可 看出該追蹤單7C可基於各種主區塊形狀及副區塊/副特徵 形狀。在某些應用中，可能期望使用連續區塊（圖ι〇Α、 10Β)、隔開區塊（圖10C)'不規則（例如，非矩形）匹配 形狀（圖10D)、不規則形狀與規則形狀之組合（圖1〇Ε、 10F)、多個副區塊形狀（見圖1〇1、10J、1〇κ)、多個重疊 •17· 1363286 副區塊形狀（圖1GG)且甚至重疊主區塊與副區塊形狀（圖 10H)。因此，應理解本文所使用之“區塊”或“特徵，，並 不—定代表矩形/方形實體區塊，且該主區塊與副區塊之一 或兩者可為不規則形狀。基於本揭示内容熟習此項技術者 將易瞭解其他實例。 應瞭解由處理模組120使用以實施上述本發明方法之韌 體程式可以沾知方式在製造物件（諸如普遍用於傳輸此等 程式之傳統電腦可讀媒體）中得以實現。此等媒體可包括 快閃驅動器、軟碟機、磁帶、硬碟、光學驅動器或等效非 揮發性儲存系統。以此格式，該等程式可容易地得以傳輸。 或者在上述中，程式可實施為一單獨積體電路之非揮發性 儲存部分之部分，或嵌入為在典型DSP、微處理器或risc 處理器之架構中非揮發性儲存結構之部分。用於執行此等 程式之指令可如同其他程式R0M 一樣且使用習知製造技 術經編碼或實施於矽或金屬中。 此外熟習此項技術者應瞭解本文中闡述内容並非可使用 之程式之全部集合，或此等程式執行之所有操作的無遺漏 清單。事實上，期望光學導航器設計者根據客戶偏好及/或 系統效能要求添加其他特徵。 另外’熟習此項技術者易瞭解實施本發明之—光學導航 系統視目的使用者之需要、要求或願望及其他技術限制而 定可能不包括如上所示之所有程式。因此，本發明並不限 於上述之較佳實施例。最後，本文中雖未清楚展示或描述， 在該等模組t實現上述功能所需要之各種軟體程式、可執 •18· 1363286 « * 行瑪等之細節對本發明而言並不重要，且可基於本描述以 熟習此項技術者已知之任何數量的方式得以實施。 上述描述目的僅為所提出本發明之說明性實施例。應理 解本發明所提供之保護亦包括並延伸至在本發明申請專利 範圍之範疇内且與上文不同之實施例。 【圖式簡單說明】 圖1為根據本發明之教示建構之—光學導航系統的較佳 實施例的基礎方塊圖； 圖2A說明在本發明中採用之感應器陣列之一較佳實施 例； 貝& 圖2B說明與該感應器陣列關聯之追蹤單元之一較佳實 施例； 、 圖3描隸據本發日月之教示執行之-光學導航器追縱過 程的教佳實施例的流程圖；

C 圖4 A至圖4B為根據本發明之一全部影像類取過程之一 較佳實施例的圖形描述； — 圖5A至圖5J為根據本發明實施之—主區塊或主要區境 匹配過程之一較佳實施例的圖形描述； 圖6 A至圖6F為根據本發明實施之次區塊/補充區塊或副 區塊匹配過程之一較佳實施何的圖形描述，· 圖7A至圖7J為根據本發明實施之—複合（主區塊與次 區塊起）區塊匹過程之—較佳實施例的圖形描述丨 圖8A至圖8F為根據本發明實施之副區塊/主區塊重定位 過程之一較佳實施例的圖形描述； •19- 1363286 圖9A至圖9B為根據本發明實施之一副區塊重成形過程 之一較佳實施例的圖形描述；以及 圖10A至圖10K為可根據本發明使用之一追蹤單元之一 定數量個變型的圖形描述》 【主要元件符號說明】 100光學導航系統 105個人電腦 1 06通訊通道 110感應器陣列 120處理模組 130記憶體 -20-

Claims (1)

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七、申請專利範圍： 1. 種用於光學導航裝置之損測影像動作之方法，其中該 光學導航裝置包含一影像感測器陣.列和一處理電路，該影 像感測器陣列用於擷取影像，該處理電路根據所擷取之複 數影像中之追蹤單元之位置變化，輪出一移動向量，該方 法包含： 裸取對應於一第一區域之一第影像； 自該第一影像決定一主區塊，其中該主區塊包含一參 d 數和一小於該第一區域之一主區塊區域； 自該第一影像決定複數個候選副區塊； 根.據該參數，對該些候選副區塊進行排序，以選擇一 副區塊，其令該副區塊包含一小於該第—區域之一副區 塊區域’及該主區塊及該副區塊形成該第一影像中之一 追蹤單元； 使用該追蹤單元關聯該第一影像與該第二貪像以決 定該追蹤單元在該第一及該第二影傻 七 〜1豕（間之_位置變 化；以及 輸出基於該位置變化之一移動向量。 2·如申請專利範圍第1項所述之偵測影像動作之方法，其中 根據該參數，對該些候選副區塊進行排库 ™ 从選擇一副區 塊之步驟包含：選擇參數與該主區塊之該參數差異最大之 一副區塊。 3.如申請專利範圍第2項所述之偵測影像動作之方法盆 該副區塊與該主區塊係分離。 •21- 上咖286 4·如申請專利範圍第1項所述之读測影像動作之方法，其令 該蒼數包含面積或像素值。 5·如申請專利範圍第！項所述之伯測影像動作之方法’直進 —步包含一步驟:基於該副區塊區域之光學特性相對於該 主區塊區域之光學辟祕夕_八 析，重成形(…〜㈣該副 《基於該移動向量之-分析，重成形該副區塊。 ，如申請專利範圍第1項所述之_影像動作之方法，其中 ::貞：到超出一臨限值之一關聯值時終止該關聯以決定 該位置位移》 7· 一種用於一光學導航裝置之仙影像動作之方法，其令該 光學導航裝置包含一影樘汚屯丨D 人 匕各々像感測态陣.列和一處理電 像感測器陣列用於掘抱义推 # & 平幻用於揭取影像，該處理電路根據 數影像中之追蹤單元之位置變罚取之複 罝&化輪出一移動向量，該方 法S含· 榻取對應於一第—區域之一第一影像； 自該第-影像決定一主區塊與複數候選副區塊，其 中，該主區塊包含—小於該第一 拥饰一结 、 Q域之一主區塊區域； 拍頁取一第一影像； 以該主區塊’關連該第一影像與該第二影像. 根據該第-影像與該第二影像之關連結果，產 測行進方向； I 根據該預測行進方向，從該些候選副區塊，選擇一副 區塊’其中該副區塊包含一小於該第一 區域，及該主區塊及哕s,j£塊m 域之一副區塊 呢及这晶塊形成該第_ -22- 蹤單元； 使用該副區塊’關聯該第 驗該主區塊一位置變化；以及 弟—办像，以檢 且又丨ϋ心一移動向量。 8·如申請料!賴第7項所述之_動作之方法， 該副區塊與該主區塊係分離。 八中 9.如申請專利範圍第7項所述之谓測影像動作之方法， c 一步包含—步驟：基於該副區棟區域之光學特性相對2 =塊=之光學特性之一分析’重成形(re，)該副 &塊，或基於該移動向量之-分析，重成形該副區塊。 如申請專利範圍第7項所述之㈣影像動作之方法，其中 在横測到超出-臨限值之—關聯值時終止該關聯以決定 該位置位移。 11,種用於-光學導航裝置之摘測影像動作之方法，其中該 光學導航裝置包含-影像感測器毕列和一處理電路，該影 像H IV列用於擷取景;像，該處理電路根據所操取之複 數影像中之追縱單元之位置變化，輪出一移動向量，該方 法包含： 擷取對應於一第一區域之一第.—影像； 自該第一影像·決定一主區塊，該主區塊包含一小於該 第一區域之一主區塊區域； 自該第一影像決定至少一與該主區塊相關之副區塊， 該副區塊包含一小於該第一區域之一副區塊區域；. 其中該主區塊及該副區塊形成該第一影像中之一追蹤 -23- 1363286 單元； 使用該影像感測器榻取時間上在該第一影像之後之一 第二影像； 使历該追縱單元將該第一影像關聯（correlating)至該第 一影像’以決定該追蹤單元在該第一及第二影像之間之 一位置變化’其中該主區塊及該副區塊係同時進行匹 配；以及 輸出基於該位置變化之一移動向量。 12.如申請專利範圍第11項所述之偵測影像動作之方法其 中該副區塊藉由一中間區域與該主區塊隔開。 13 _如申請專利範圍第11項所述之偵測影像動作之方法，其 中該追蹤單元包括複數個分離的副區塊。 14. 如申請專利範圍第13項所述之偵測影像動作之方法其 中該複數個分離的副區塊包括至少兩個在大小及/或形狀 上不同的區塊。 15. 如申請專利範圍第13項所述之偵測影像動作之方法，其 進一步包括一步驟：自該組候選副區塊中選擇像素強度值 與該主區塊最為不同之一副區塊。 以如_請專利範圍第u項所述之仙影像動作之方法，其 進一步包含—步驟：自該第一影像之-中間區域選擇該主 區塊。 17.如申請專利範圍f n項所述之摘測影像動作之方法，其 中該主區塊具有—與該副區塊不同之形狀。 八 如申請.專利範㈣π項所述之價測影像動作之方法，盆 -24- 1363286 € 進步包含步驟.基於該副區塊區域之光學特性相對於 該主區塊區域之光學特性之—分析，重成形（re_sh叩㈣ 該副區塊或基於該移動向量 刀析，重成形該副區塊。 19.如申請專利範圍第u項所述 K偵測影像動作之方法，其 進一步包含H計算該 二影像内之-預測位置β 或該副區塊在該第 20.如申請專利範圍第u項所述 c 中在制到超出-臨限偵測影像動作之方法，其 定該位置位移。 關如值時終止該關聯以決 C -25-