專(zhuān)利名稱(chēng)：影像感測(cè)器的移動(dòng)量檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)一種影像感測(cè)器的移動(dòng)量檢測(cè)方法，特別是有關(guān)一種根據(jù)影像感測(cè)器在第一位置所擷取第一影像的特定部分影像畫(huà)面與影像感測(cè)器移動(dòng)至第二位置所擷取的第二影像相比較，待取得與上述特定部分影像畫(huà)面相同的畫(huà)面后，執(zhí)行特定驗(yàn)證操作，以判定影像感測(cè)器位移量的影像感測(cè)器的移動(dòng)量檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
已有技術(shù)是使用區(qū)塊比較法(block match method)來(lái)判斷影像感測(cè)器的移動(dòng)量。區(qū)塊比較法可根據(jù)比較函數(shù)(例如均方差MSE(mean squarederror)或絕對(duì)值平均法MAD(mean absolute difference))所取得的符合區(qū)塊與原始區(qū)塊作比較而求得影像感測(cè)器的移動(dòng)量。
參閱圖1A及圖1B，圖1A及圖1B是顯示已有技術(shù)中利用區(qū)塊比較法來(lái)判斷影像感測(cè)器移動(dòng)量的示意圖。畫(huà)面10A為影像感測(cè)器在第一位置所擷取到的畫(huà)面。當(dāng)影像感測(cè)器移動(dòng)到第二位置時(shí)，其擷取到的影像為圖1B的畫(huà)面10B。接下來(lái)，在此以影像感測(cè)器所擷取到畫(huà)面的尺寸為6×6的畫(huà)面為例，在畫(huà)面10A以2×2的畫(huà)面區(qū)塊為單位，分割成9個(gè)不重疊的畫(huà)面區(qū)塊，并依序以畫(huà)面區(qū)塊12A在畫(huà)面10B以區(qū)塊比較法作搜尋，藉以取得與畫(huà)面區(qū)塊12A的灰階值相同的畫(huà)面。實(shí)際上，影像感測(cè)器本身具有許多噪聲源，除了其本身的半導(dǎo)體制造變動(dòng)、電源噪聲、以及訊號(hào)噪聲外，還受到其外部環(huán)境的溫度以及亮度的影響。因此僅能找到與畫(huà)面區(qū)塊12A灰階值最接近的畫(huà)面，結(jié)果找到畫(huà)面區(qū)決12B，因此可視為與畫(huà)面區(qū)塊12A相同。同理，繼續(xù)以同樣方法在畫(huà)面10B取得與畫(huà)面區(qū)塊14A的灰階值最接近的畫(huà)面14B。已有技術(shù)必須比較原始畫(huà)面中所有的畫(huà)面區(qū)塊，因此在此例子中，必須比較25×9＝225個(gè)畫(huà)面區(qū)塊后，才能夠根據(jù)畫(huà)面10A及畫(huà)面10B判斷影像感測(cè)器的移動(dòng)量。
然而，已有技術(shù)的方法必須比較所有的畫(huà)面區(qū)塊才能判斷影像感測(cè)器的移動(dòng)量，此方法雖然較為準(zhǔn)確，但必須處理龐大的數(shù)據(jù)量，因此判斷速度較慢。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒在此，為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明主要目的在于提供一種影像感測(cè)器的移動(dòng)量檢測(cè)方法，在作原始畫(huà)面與后續(xù)畫(huà)面的比較時(shí)，不像已有技術(shù)那樣需要針對(duì)原始畫(huà)面中所有畫(huà)面區(qū)塊作全面比較(fullysearch)，僅擷取原始畫(huà)面中單一的畫(huà)面區(qū)塊與后續(xù)畫(huà)面作全面比較。再者，為了避免在影像符合配對(duì)時(shí)的誤判，本發(fā)明另外提供三種驗(yàn)證配對(duì)結(jié)果的方法及原則，如相對(duì)比較法(cross checking)，最大誤差臨界值篩選法(maximum error threshold)，以及藉由判斷搜尋結(jié)果的符合區(qū)塊數(shù)目，皆可避免因?yàn)楸容^結(jié)果的錯(cuò)誤所導(dǎo)致影像感測(cè)器的位移誤判。因此，根據(jù)本發(fā)明所提供的影像感測(cè)器的移動(dòng)量檢測(cè)方法，能夠在傳輸較少數(shù)據(jù)量以及運(yùn)算量的情況下，快速及準(zhǔn)確地判斷出影像感測(cè)器的移動(dòng)量，不僅減少硬件的負(fù)擔(dān)，并大幅減少影像感測(cè)器位移誤判的機(jī)會(huì)。
為實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明提出一種影像感測(cè)器的移動(dòng)量檢測(cè)方法，適用在根據(jù)一影像檢測(cè)器由第一位置移動(dòng)至第二位置所擷取的第一影像以及一第二影像而判斷影像感測(cè)器的移動(dòng)量，包括下列步驟首先，在第一影像中取得第一擷取影像區(qū)；接著，在第二影像中取得與第一擷取影像區(qū)的灰階值差異在特定范圍內(nèi)的第一對(duì)應(yīng)區(qū)；接下來(lái)，在第二影像中取得第二擷取影像區(qū)，并在第一影像中取得與第二擷取影像區(qū)的灰階值差異在特定范圍內(nèi)的第二對(duì)應(yīng)區(qū)；最后，當(dāng)?shù)谝粩X取影像區(qū)和第一對(duì)應(yīng)區(qū)的相對(duì)距離與第二擷取影像區(qū)和第二對(duì)應(yīng)區(qū)的相對(duì)距離相同且方向相反時(shí)，則根據(jù)第一擷取影像區(qū)與第一對(duì)應(yīng)區(qū)判斷影像感測(cè)器的移動(dòng)量。


為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明如下。
圖1A及圖1B是顯示已有技術(shù)中利用區(qū)塊比較法來(lái)判斷影像感測(cè)器移動(dòng)量的示意圖。
圖2A及圖2B是顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例利用區(qū)塊比較法來(lái)判斷影像感測(cè)器移動(dòng)量的示意圖。
具體實(shí)施例方式
第一實(shí)施例參閱圖2A及圖2B，圖2A及圖2B是顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例利用區(qū)塊比較法來(lái)判斷影像感測(cè)器移動(dòng)量的示意圖。第一畫(huà)面20A為影像感測(cè)器在第一位置所擷取到的畫(huà)面。當(dāng)影像感測(cè)器移動(dòng)到第二位置時(shí)，其擷取到的影像為圖2B的第二畫(huà)面20B。接下來(lái)，在此以影像感測(cè)器所擷取到畫(huà)面的尺寸為6×6的畫(huà)面為例，在畫(huà)面20A擷取2×2的畫(huà)面區(qū)塊22A，并根據(jù)此畫(huà)面區(qū)塊22A在畫(huà)面20B以區(qū)塊比較法作搜尋，藉以在第二畫(huà)面20B取得與畫(huà)面區(qū)塊22A的灰階值差異在特定范圍內(nèi)的對(duì)應(yīng)畫(huà)面22B。另外，在第一畫(huà)面20A擷取畫(huà)面區(qū)塊22A時(shí)，以選取位于第一畫(huà)面20A中間部分的區(qū)塊為較佳，原因是避免影像感測(cè)移動(dòng)范圍過(guò)大而導(dǎo)致發(fā)生無(wú)法在第二畫(huà)面20B取得對(duì)應(yīng)畫(huà)面的情形，并同時(shí)讓影像感測(cè)器在各個(gè)方向的最大移動(dòng)范圍取得平衡。
接下來(lái)執(zhí)行驗(yàn)證的程序，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例是采用相對(duì)比較法(cross checking)，即由第二畫(huà)面20B的中央取得另一畫(huà)面區(qū)塊24B，并用以在原來(lái)的第一畫(huà)面20A作全面搜尋，假設(shè)搜尋到的對(duì)應(yīng)畫(huà)面區(qū)塊為畫(huà)面區(qū)塊24A，則計(jì)算畫(huà)面區(qū)塊22B與畫(huà)面區(qū)塊22A的位移量及方向(以向量26A表示)，以及畫(huà)面區(qū)塊24A與畫(huà)面區(qū)塊24B的位移量及方向(以向量26B表示)。若向量26A與向量26B的大小相同且方向相反，則可根據(jù)畫(huà)面區(qū)塊22B與畫(huà)面區(qū)塊22A判斷影像感測(cè)器的移動(dòng)方向及距離。
藉此，無(wú)須比較第一畫(huà)面20A中所有的畫(huà)面區(qū)塊，僅比較少數(shù)的畫(huà)面區(qū)塊，并搭配上述的驗(yàn)證方法，即可大幅減少處理的數(shù)據(jù)量，并準(zhǔn)確的判斷出影像感測(cè)器的移動(dòng)方向及距離。第二實(shí)施例參閱圖2A及圖2B，圖2A及圖2B是顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例利用區(qū)塊比較法來(lái)判斷影像感測(cè)器移動(dòng)量的示意圖。第一畫(huà)面20A為影像感測(cè)器在第一位置所擷取到的畫(huà)面。當(dāng)影像感測(cè)器移動(dòng)到第二位置時(shí)，其擷取到的影像為圖2B的第二畫(huà)面20B。接下來(lái)，在此以影像感測(cè)器所擷取到畫(huà)面的尺寸為6×6的畫(huà)面為例，在畫(huà)面20A擷取2×2的畫(huà)面區(qū)塊22A，并根據(jù)此畫(huà)面區(qū)塊22A在畫(huà)面20B以區(qū)塊比較法作搜尋，藉以在第二畫(huà)面20B取得與畫(huà)面區(qū)塊22A的灰階值差異在特定范圍內(nèi)的對(duì)應(yīng)畫(huà)面22B。另外，在第一畫(huà)面20A擷取畫(huà)面區(qū)塊22A時(shí)，以選取位于第一畫(huà)面20A中間部分的區(qū)塊為較佳，原因是避免影像感測(cè)器移動(dòng)范圍過(guò)大導(dǎo)致發(fā)生無(wú)法在第二畫(huà)面20B取得對(duì)應(yīng)畫(huà)面的情形，并同時(shí)讓影像感測(cè)器在各個(gè)方向的最大移動(dòng)范圍取得平衡。
接下來(lái)，執(zhí)行驗(yàn)證的程序，根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例是采用最大誤差臨界值篩選法(maximum error threshold)，亦即當(dāng)在第二畫(huà)面20B所搜尋到的對(duì)應(yīng)畫(huà)面區(qū)塊與畫(huà)面區(qū)塊22A的誤差大于特定的臨界值時(shí)，則放棄此搜尋結(jié)果，其原因在于此搜尋結(jié)果很有可能是不正確的，而不正確的結(jié)果很有可能導(dǎo)致操作的錯(cuò)誤。
以第二實(shí)施例為例，假設(shè)影像感測(cè)器具有6位的解析度，尺寸為6×6，而可允許的誤差為10％。以絕對(duì)值平均法MAD來(lái)說(shuō)，最大誤差臨界值為2^6×10％＝6.4，因此，若擷取到的影像的MAD值大于6.4，則舍去此可能錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)。第三實(shí)施例參閱圖2A及圖2B，圖2A及圖2B是顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例利用區(qū)塊比較法來(lái)判斷影像感測(cè)器移動(dòng)量的示意圖。第一畫(huà)面20A為影像感測(cè)器在第一位置所擷取到的畫(huà)面。當(dāng)影像感測(cè)器移動(dòng)到第二位置時(shí)，其擷取到的影像為圖2B的第二畫(huà)面20B。接下來(lái)，在此以影像感測(cè)器所擷取到畫(huà)面的尺寸為6×6的畫(huà)面為例，在畫(huà)面20A擷取2×2的畫(huà)面區(qū)塊22A，并根據(jù)此畫(huà)面區(qū)塊22A在畫(huà)面20B以區(qū)塊比較法作搜尋，藉以在第二畫(huà)面20B取得與畫(huà)面區(qū)塊22A的灰階值差異在特定范圍內(nèi)的對(duì)應(yīng)畫(huà)面22B。另外，在第一畫(huà)面20A擷取畫(huà)面區(qū)塊22A時(shí)，以選取位于第一畫(huà)面20A中間部分的區(qū)塊為較佳，原因是避免影像感測(cè)器移動(dòng)范圍過(guò)大而導(dǎo)致發(fā)生無(wú)法在第二畫(huà)面20B取得對(duì)應(yīng)畫(huà)面的情形，并同時(shí)讓影像感測(cè)器在各個(gè)方向的最大移動(dòng)范圍取得平衡。
接下來(lái)，執(zhí)行驗(yàn)證的程序，根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例是藉由判斷搜尋結(jié)果的符合區(qū)塊數(shù)目來(lái)判斷搜尋結(jié)果是否正確，亦即當(dāng)在第二畫(huà)面20B所搜尋到與畫(huà)面區(qū)塊22A對(duì)應(yīng)的畫(huà)面區(qū)塊數(shù)目為多個(gè)時(shí)，則放棄此搜尋結(jié)果，其原因在于對(duì)應(yīng)的畫(huà)面應(yīng)該是單一的，因此此搜尋結(jié)果很有可能是不正確的。而不正確的結(jié)果將很有可能導(dǎo)致操作的錯(cuò)誤。
在上述的第二實(shí)施例以及第三實(shí)施例中，雖然舍去可能發(fā)生錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)，但是卻不會(huì)影響判斷影像感測(cè)器移動(dòng)的整體結(jié)果。其原因在于影像感測(cè)器所擷取影像的畫(huà)面速度(frame rate)相當(dāng)高，以視覺(jué)為例，減少幾次特定的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)并不會(huì)影響實(shí)際的視覺(jué)感受，以光學(xué)鼠標(biāo)來(lái)說(shuō)，減少幾次特定的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)僅會(huì)造成鼠標(biāo)游標(biāo)短暫的停頓，但隨后即會(huì)根據(jù)下一畫(huà)面而判定光學(xué)鼠標(biāo)所移動(dòng)的位置，再者，若根據(jù)錯(cuò)誤的信息移動(dòng)光學(xué)鼠標(biāo)的游標(biāo)，則可能造成鼠標(biāo)游標(biāo)跑到屏幕上不可預(yù)期的位置，其對(duì)使用者操作的影響遠(yuǎn)大于無(wú)法由視覺(jué)感受的游標(biāo)停頓狀態(tài)。
綜上所述，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例所述的影像感測(cè)器移動(dòng)量檢測(cè)方法，無(wú)須比較所有的畫(huà)面，僅根據(jù)少數(shù)的擷取數(shù)據(jù)，并加入上述的驗(yàn)證方法后，即可在傳輸較少數(shù)據(jù)量的情況下，快速及準(zhǔn)確地判斷出影像感測(cè)器的移動(dòng)量，不僅減少硬件的負(fù)擔(dān)，并大幅減少影像感測(cè)器位移誤判的機(jī)會(huì)。
本發(fā)明雖以較佳實(shí)施例披露如上，然其并非用以限定本發(fā)明的范圍，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可做若干的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍視后附的權(quán)利要求所界定。
權(quán)利要求
1.一種影像感測(cè)器的移動(dòng)量檢測(cè)方法，用于根據(jù)一影像檢測(cè)器由第一位置移動(dòng)至第二位置所擷取的第一影像以及一第二影像而判斷上述影像感測(cè)器的移動(dòng)量，該方法包括下列步驟在上述第一影像中取得一第一擷取影像區(qū)；在上述第二影像中取得與第一擷取影像區(qū)的灰階值差異在特定范圍內(nèi)的第一對(duì)應(yīng)區(qū)；在上述第二影像中取得一第二擷取影像區(qū)；在上述第一影像中取得與第二擷取影像區(qū)的灰階值差異在特定范圍內(nèi)的第二對(duì)應(yīng)區(qū)；及當(dāng)上述第一擷取影像區(qū)與第一對(duì)應(yīng)區(qū)的相對(duì)距離與第二擷取影像區(qū)與第二對(duì)應(yīng)區(qū)的相對(duì)距離相同方向相反時(shí)，則根據(jù)上述第一擷取影像區(qū)與第一對(duì)應(yīng)區(qū)判斷上述影像感測(cè)器的移動(dòng)量。
2.如權(quán)利要求1所述的影像感測(cè)器的移動(dòng)量檢測(cè)方法，其中上述第一擷取影像區(qū)是位于上述第一影像的中央附近。
3.一種影像感測(cè)器的移動(dòng)量檢測(cè)方法，用于根據(jù)一影像檢測(cè)器由第一位置移動(dòng)至第二位置所擷取的第一影像以及一第二影像而判斷上述影像感測(cè)器的移動(dòng)量，該方法包括下列步驟在上述第一影像中取得一擷取影像區(qū)；在上述第二影像中取得與上述擷取影像區(qū)的灰階值差異在特定范圍內(nèi)的對(duì)應(yīng)區(qū)；及當(dāng)上述擷取影像區(qū)與對(duì)應(yīng)區(qū)的差異小于一既定誤差臨界值時(shí)，則根據(jù)上述擷取影像區(qū)與對(duì)應(yīng)區(qū)判斷上述影像感測(cè)器的移動(dòng)量。
4.如權(quán)利要求3所述的影像感測(cè)器的移動(dòng)量檢測(cè)方法，其中上述擷取影像區(qū)是位于上述第一影像的中央附近。
5.如權(quán)利要求4所述的影像感測(cè)器的移動(dòng)量檢測(cè)方法，其中上述既定誤差臨界值是根據(jù)上述影像檢測(cè)器的解析度以及擷取影像尺寸而定。
6.一種影像感測(cè)器的移動(dòng)量檢測(cè)方法，用于根據(jù)一影像檢測(cè)器由第一位置移動(dòng)至第二位置所擷取的第一影像以及一第二影像而判斷上述影像感測(cè)器的移動(dòng)量，該方法包括下列步驟(A)在上述第一影像中取得一擷取影像區(qū)；(B)在上述第二影像中取得與上述擷取影像區(qū)的灰階值差異在特定范圍內(nèi)的對(duì)應(yīng)區(qū)；(C)當(dāng)上述對(duì)應(yīng)區(qū)的數(shù)目超過(guò)1時(shí)，則回到步驟(A)，重新取得上述擷取影像區(qū)，當(dāng)上述對(duì)應(yīng)區(qū)的數(shù)目為1時(shí)，則執(zhí)行步驟(D)；及(D)根據(jù)上述擷取影像區(qū)與對(duì)應(yīng)區(qū)判斷上述影像感測(cè)器的移動(dòng)量。
7.如權(quán)利要求6所述的影像感測(cè)器的移動(dòng)量檢測(cè)方法，其中上述擷取影像區(qū)是位于上述第一影像的中央附近。
全文摘要
一種影像感測(cè)器的移動(dòng)量檢測(cè)方法，適用在根據(jù)一影像檢測(cè)器由第一位置移動(dòng)至第二位置所擷取的第一影像以及一第二影像而判斷影像感測(cè)器的移動(dòng)量，包括下列步驟首先，在第一影像中取得第一擷取影像區(qū)；接著，在第二影像中取得與第一擷取影像區(qū)的灰階值差異在特定范圍內(nèi)的第一對(duì)應(yīng)區(qū)；接下來(lái)，在第二影像中取得第二擷取影像區(qū)，并在第一影像中取得與第二擷取影像區(qū)的灰階值差異在特定范圍內(nèi)的第二對(duì)應(yīng)區(qū)；最后，當(dāng)?shù)谝粩X取影像區(qū)和第一對(duì)應(yīng)區(qū)的相對(duì)距離與第二擷取影像區(qū)和第二對(duì)應(yīng)區(qū)的相對(duì)距離相同且方向相反時(shí)，則根據(jù)第一擷取影像區(qū)與第一對(duì)應(yīng)區(qū)判斷影像感測(cè)器的移動(dòng)量。
文檔編號(hào)G06T5/50GK1430181SQ0114399
公開(kāi)日2003年7月16日 申請(qǐng)日期2001年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月29日
發(fā)明者林俊煌, 藍(lán)正豐, 黃建章 申請(qǐng)人:原相科技股份有限公司