專利名稱：一種用于光學(xué)指向裝置決定移動距離及移動方向的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種用于光學(xué)指向裝置的圖像對比的方法，其特別是關(guān)于利用圖像中心的多個像素作為對比的對象，使得依據(jù)本發(fā)明所實(shí)施的光學(xué)指向裝置，能夠在存儲器需求及演算速度的考慮因素下，以節(jié)省更多的制作成本下實(shí)現(xiàn)。
背景技術(shù)：
眾所周知普遍流行的無滑球式的光學(xué)鼠標(biāo)(Ball-less optical mouse)，其主要是應(yīng)用于兩兩圖像之間差異度的對比，其原理在于使用圖像傳感器，利用照像方式，每秒鐘照數(shù)千張的圖像，然后兩兩對比圖像之間的不同，這種習(xí)知光學(xué)鼠標(biāo)的設(shè)計(jì)，由于每秒要處理數(shù)千張的圖像，因此必須要具備大量數(shù)值運(yùn)算及大量存儲器的硬件線路，來符合時序參數(shù)上(Timing Specification)的要求，造成制作成本的嚴(yán)重負(fù)擔(dān)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種圖像對比的方法，其能夠應(yīng)用于光學(xué)指向裝置決定移動距離及移動方向。
本發(fā)明的另一目的是提供一種盡量減少光學(xué)指向裝置的存儲器的用量需求，透過特定的像素取樣方式，以進(jìn)行圖像對比處理的方法，并且在圖像對比過程中，不會造成對比上速度的瓶頸，使得依據(jù)本發(fā)明所實(shí)施的芯片能夠在快速對比下還能達(dá)到節(jié)省芯片的面積，進(jìn)而節(jié)省芯片成本的目地。
為達(dá)成本發(fā)明上述目的，本發(fā)明提供一種用于光學(xué)指向裝置決定移動距離及移動方向的方法，其適用一個具有一光學(xué)感光元件的光學(xué)指向裝置，光學(xué)感光元件用以對光學(xué)指向裝置的移動面進(jìn)行連續(xù)性圖像Pn的照像，其中n＝1，2，3，…，其中光學(xué)感光元件的連續(xù)性照像能力，能夠在光學(xué)指向裝置在一預(yù)定移動速度下，圖像Pn與圖像Pn+1所移動變化的距離不大于M個像素，本發(fā)明方法包括(a).對圖像Pn的多個中心像素進(jìn)行取樣；(b).在圖像Pn+1的對比區(qū)域內(nèi)，對比步驟(a)取樣的中心像素在對比區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的位置，其中對比區(qū)域是圖像Pn+1的多個中心像素分別向水平方向及垂直方向擴(kuò)增M個像素后所形成的區(qū)域；(c).依據(jù)步驟(a)取樣的中心像素所在位置，及步驟(b)的出現(xiàn)位置，計(jì)算光學(xué)指向裝置在圖像Pn及圖像Pn+1之間的移動距離及移動方向。
附圖簡單說明

圖1顯示光學(xué)感光元件對光學(xué)指向裝置的移動面進(jìn)行照像的圖像示意圖。
圖2顯示本發(fā)明的流程圖。
圖3顯示圖像Pn取樣的像素。
圖4顯示圖像Pn+1的對比區(qū)域。
圖5顯示圖像Pn及圖像Pn+1之間的移動距離及移動方向的示意圖。
圖6A至圖6C顯示圖像Pn及圖像Pn+1之間的移動距離及移動方向的可能狀況的示意圖。
圖7顯示圖像Pn在水平方向的兩側(cè)處增加取樣的像素的示意圖。
圖8顯示圖像Pn及圖像Pn+1之間的移動距離及移動方向的可能狀況的示意圖。
圖9顯示圖像Pn在垂直方向的兩側(cè)處增加取樣的像素的示意圖。
圖10顯示圖像Pn及圖像Pn+1之間的移動距離及移動方向的可能狀況的示意圖。
圖11顯示實(shí)施本發(fā)明方法的硬件結(jié)構(gòu)圖。
為使熟悉該項(xiàng)技藝人士了解本發(fā)明的目的、特征及功效，現(xiàn)借助于下述具體實(shí)施例，并配合附圖，對本發(fā)明詳細(xì)說明如下。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明是在結(jié)合存儲器需求及演算速度的考慮因素下，在存儲器需求上，在不影響結(jié)果下，本發(fā)明盡量減少存儲器的用量需求，透過特定的像素取樣方式，可以節(jié)省存儲器的用量需求，使得依據(jù)本發(fā)明所實(shí)施的芯片能夠達(dá)到節(jié)省芯片的面積，進(jìn)而節(jié)省芯片成本的目的。在演算速度方面，本發(fā)明無可避免地盡管需要每秒處理數(shù)千個圖像，但是本發(fā)明所提出的方法，其瓶頸不是在整個圖像對比的處理上，而是在于光學(xué)感光元件本身。依據(jù)本發(fā)明所提出的方法，光學(xué)感光元件最好是采用CMOS圖像傳感器，但是在具體實(shí)施本發(fā)明方法時，CMOS圖像傳感器是其中一種的實(shí)施例，光學(xué)感光元件仍可以選擇采用CCD圖像傳感器。
本發(fā)明是一種用于光學(xué)指向裝置決定移動距離及移動方向的方法，其適用一個具有一光學(xué)感光元件的光學(xué)指向裝置，光學(xué)感光元件用以對光學(xué)指向裝置的移動面進(jìn)行連續(xù)性圖像Pn的照像，其中n＝1，2，3，…，其中光學(xué)感光元件的連續(xù)性照像能力，能夠在光學(xué)指向裝置在一預(yù)定移動速度下，圖像Pn與圖像Pn+1所移動變化的距離不大于M個像素。其中光學(xué)感光元件的連續(xù)性照像能力，是能夠在光學(xué)指向裝置在一預(yù)定移動速度下，圖像Pn與圖像Pn+1所移動變化的距離不大于M個像素。以一個在400CPI以12英寸/每秒預(yù)定移動速度的光學(xué)指向裝置的條件下，其產(chǎn)生4800像素/每秒，在圖像Pn與圖像Pn+1所移動變化的距離不大于3個像素，亦即M等于3的條件，光學(xué)感光元件的連續(xù)性照像能力須具備1200張圖像/每秒的能力。
圖1顯示光學(xué)感光元件對光學(xué)指向裝置的移動面進(jìn)行照像的圖像示意圖。依據(jù)于所使用的光學(xué)感光元件的參數(shù)，圖1的圖像10是一個20*20像素陣列，因此這個光學(xué)感光元件所進(jìn)行連續(xù)性圖像Pn的照像皆是20*20像素陣列。中心區(qū)域101是圖像10的中心，就連續(xù)兩個圖像對比而言，如果光學(xué)感光元件每秒取數(shù)千張圖像，我們發(fā)現(xiàn)兩兩圖像Pn及圖像Pn+1間差異度會很少，以構(gòu)成中心區(qū)域101的多個中心像素而言，其兩兩圖像間的差異度甚至非常微乎其微，只有圖像位移的差異而已。為具體揭露本發(fā)明，多個中心像素以一個2*2像素陣列為一具體實(shí)施例。
圖2顯示本發(fā)明的流程圖。步驟(20)是對圖像Pn的多個中心像素，進(jìn)行取樣，其中多個中心像素是中心區(qū)域101內(nèi)的所有像素。請參見圖3對圖像Pn所取樣的像素A00、像素A01、像素A10、像素A11。
步驟(22)是在圖像Pn+1的對比區(qū)域103內(nèi)，對比步驟(20)取樣的中心像素在對比區(qū)域103內(nèi)出現(xiàn)的位置，其中對比區(qū)域103是圖像Pn+1的多個中心像素分別向水平方向及垂直方向擴(kuò)增M個像素后所形成的區(qū)域。圖4所顯示的對比區(qū)域103是擴(kuò)增3個像素后所形成的區(qū)域，所形成的對比區(qū)域103是一個8*8像素陣列，并且經(jīng)對比在對比區(qū)域103內(nèi)像素后，其中步驟(20)的像素A00、像素A01、像素A10、像素A11出現(xiàn)在區(qū)域1031。
步驟(24)是依據(jù)步驟20取樣的中心像素所在位置，及步驟(22)的出現(xiàn)位置，計(jì)算光學(xué)指向裝置在圖像Pn及圖像Pn+1之間的移動距離及移動方向。經(jīng)由計(jì)算區(qū)域1031的位置及步驟(20)的像素A00、像素A01、像素A10、像素A11的中心像素所在位置，能夠得到光學(xué)指向裝置在圖像Pn及圖像Pn+1之間的移動距離及移動方向。圖5顯示圖像Pn及圖像Pn+1之間的移動距離及移動方向的示意圖，其移動距離為ΔX＝-3、ΔY＝3，其移動方向?yàn)橥笊辖欠较颉?br> 依據(jù)上述步驟(20)至步驟(24)的執(zhí)行處理，圖6A至圖6C顯示圖像Pn及圖像Pn+1之間的移動距離及移動方向的可能狀況的示意圖。
本發(fā)明所提出的方法，其中步驟(20)取樣步驟，還包括對圖像Pn的多個中心像素在水平方向分別在其兩側(cè)處增加取樣的像素，由此進(jìn)一步提升該步驟(22)對比步驟的可靠度。圖7顯示圖像Pn在水平方向的兩側(cè)處增加取樣的像素的示意圖。在圖7的像素B00、像素B01、像素B10、像素B11即為所增加取樣像素的具體實(shí)施例。依據(jù)圖7顯示的取樣像素，圖8顯示圖像Pn及圖像Pn+1之間的移動距離及移動方向的可能狀況的示意圖。
本發(fā)明所提出的方法，其中步驟(20)取樣步驟，還包括對圖像Pn的多個中心像素在垂直方向分別在其兩側(cè)處增加取樣的像素，由此進(jìn)一步提升步驟(22)對比步驟的可靠度。圖9顯示圖像Pn在垂直方向的兩側(cè)處增加取樣的像素的示意圖。在圖9的像素C00、像素C01、像素C10、像素C11即為所增加取樣像素的具體實(shí)施例。依據(jù)圖9顯示的取樣像素，圖10顯示圖像Pn及圖像Pn+1之間的移動距離及移動方向的可能狀況的示意圖。
圖11顯示實(shí)施本發(fā)明方法的硬件架構(gòu)圖。圖11 8×2的移位寄存器201(Shifter Register)，用以逐位的移位方式自數(shù)據(jù)輸入端207(Data In)輸入對比區(qū)域103的各個像素的位元。多個異或門203(Exor gate)與或門205(OR gate)組成對比電路，用以對比多個中心像素的像素A00、像素A01、像素A10、像素A11在對比區(qū)域103的像素，對比結(jié)果自對比輸出端209(Match result)輸出。
雖然本發(fā)明已以一較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與潤飾，所作的各種的更動與潤飾皆是屬于本發(fā)明權(quán)利要求所界定者。
權(quán)利要求
1.一種用于光學(xué)指向裝置決定移動距離及移動方向的方法，其適用一個具有一光學(xué)感光元件的光學(xué)指向裝置，該光學(xué)感光元件用以對該光學(xué)指向裝置的移動面進(jìn)行連續(xù)性圖像Pn的照像，其中n＝1，2，3，…，其中該光學(xué)感光元件的連續(xù)性照像能力，能夠在該光學(xué)指向裝置在一預(yù)定移動速度下，該圖像Pn與圖像Pn+1所移動變化的距離不大于M個像素，該方法包括(a).對該圖像Pn的多個中心像素進(jìn)行取樣；(b).在該圖像Pn+1的對比區(qū)域內(nèi)，對比步驟(a)取樣的中心像素在該對比區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的位置，其中該對比區(qū)域是該圖像Pn+1的多個中心像素分別向水平方向及垂直方向擴(kuò)增M個像素后所形成的區(qū)域；(c).依據(jù)步驟(a)取樣的中心像素所在位置，及步驟(b)的出現(xiàn)位置，計(jì)算該光學(xué)指向裝置在該圖像Pn及圖像Pn+1之間的移動距離及移動方向。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該光學(xué)感光元件是一CMOS圖像傳感器。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該光學(xué)感光元件是一CCD圖像傳感器。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該多個中心像素是一個2*2像素陣列。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中該M值等于3。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中該對比區(qū)域是一個8*8像素陣列。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該步驟(a)取樣步驟，還包括對該圖像Pn的多個中心像素在水平方向分別在其兩側(cè)處增加取樣的像素，由此進(jìn)一步提升該步驟(b)對比步驟的可靠度。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該步驟(a)取樣步驟，還包括對該圖像Pn的多個中心像素在垂直方向分別在其兩側(cè)處增加取樣的像素，由此進(jìn)一步提升該步驟(b)對比步驟的可靠度。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該光學(xué)指向裝置是一光學(xué)鼠標(biāo)。
全文摘要
本發(fā)明是一種用于光學(xué)指向裝置的圖像對比的方法，其利用圖像中心的多個像素作為對比的對象，使得依據(jù)本發(fā)明所實(shí)施的光學(xué)指向裝置，能夠在存儲器需求及演算速度的考慮因素下，以節(jié)省更多的制作成本下實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明方法的步驟(a)是對圖像P
文檔編號G06F3/033GK1458572SQ02119190
公開日2003年11月26日 申請日期2002年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月13日
發(fā)明者蔡坤隍 申請人:義隆電子股份有限公司