本發(fā)明涉及一種具有補償失焦影像的光學(xué)導(dǎo)航裝置及其補償電路，且特別是一種能通過點擴散函數(shù)(Point Spread Function，PSF)來進行反卷積(Deconvolution)運算，以補償失焦影像的光學(xué)導(dǎo)航裝置及其補償電路。

背景技術(shù)：

光學(xué)導(dǎo)航裝置(例如，光學(xué)滑鼠)是照射一光源至一工作表面，并且利用影像感測電路來提取得到關(guān)聯(lián)于此工作表面的多張連續(xù)影像，然后對所述多張影像進行比對與分析，以藉此判斷出此光學(xué)導(dǎo)航裝置于一時間區(qū)間內(nèi)的位移量，進而依據(jù)位移量控制屏幕上的游標(biāo)，達到導(dǎo)航的效果。

然而，影像感測電路所設(shè)置于光學(xué)導(dǎo)航裝置內(nèi)的位置則必須控制在一定范圍內(nèi)，否則會讓提取的影像失焦。因此，如果光學(xué)導(dǎo)航裝置在組裝公差不良的情況下，將會容易造成提取的影像因失焦而模糊，連帶地影響到位移計算的正確性，亦進而導(dǎo)致定位精準(zhǔn)度的下降。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例提供一種具有補償失焦影像的光學(xué)導(dǎo)航裝置。所述的光學(xué)導(dǎo)航裝置包括光源、影像感測電路及補償電路。光源用以照射至一工作表面。影像感測電路用以提取被光源照射的此工作表面的第一影像。補償電路則用以分別將第一影像及一點擴散函數(shù)信息轉(zhuǎn)換為頻域下的第一及第二轉(zhuǎn)換結(jié)果，并對第一轉(zhuǎn)換結(jié)果與第二轉(zhuǎn)換結(jié)果的倒數(shù)進行乘積運算，并將乘積運算后的結(jié)果再經(jīng)由頻域轉(zhuǎn)換為時域，以藉此產(chǎn)生出第二影像。

本發(fā)明實施例另提供一種補償電路，用以提供光學(xué)導(dǎo)航裝置進行補償失焦影像的操作，其中光學(xué)導(dǎo)航裝置包括用以照射至一工作表面的光源，以及用以提取此工作表面的第一影像的影像感測電路。所述的補償電路則包括解析函數(shù)建立單元、轉(zhuǎn)換單元以及運算處理單元。解析函數(shù)建立單元用以產(chǎn)生出關(guān)聯(lián)于此光源的點擴散函數(shù)信息。轉(zhuǎn)換單元用以分別將第一影像及點擴散函數(shù)信息轉(zhuǎn)換為頻域下的第一及第二轉(zhuǎn)換結(jié)果，以及將該第一轉(zhuǎn)換結(jié)果與該第二轉(zhuǎn)換結(jié)果的倒數(shù)所進行乘積運算后的結(jié)果再經(jīng)由頻域轉(zhuǎn)換為時域，以藉此產(chǎn)生出一第二影像。運算處理單元則用以對第一轉(zhuǎn)換結(jié)果與第二轉(zhuǎn)換結(jié)果的倒數(shù)進行乘積運算。

本發(fā)明實施例另提供一種具有補償失焦影像的光學(xué)導(dǎo)航裝置。所述的光學(xué)導(dǎo)航裝置包括光源、影像感測電路及補償電路。光源用以照射至一工作表面。影像感測電路用以提取被光源照射的此工作表面的第一影像。補償電路則用以根據(jù)一點擴散函數(shù)信息對此第一影像進行運算以產(chǎn)生出第二影像。

綜上所述，本發(fā)明實施例所提供的具有補償失焦影像的光學(xué)導(dǎo)航裝置及其補償電路，可以是通過關(guān)聯(lián)于此光學(xué)導(dǎo)航裝置的光源的點擴散函數(shù)，來對于影像感測電路所提取得到的第一影像進行去模糊演算法運算，以補償因失焦影像所造成的影響，進而達到定位精準(zhǔn)度的提升。

為使能更進一步了解本發(fā)明的特征及技術(shù)內(nèi)容，請參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細說明與附圖，但是此等說明與說明書附圖僅是用來說明本發(fā)明，而非對本發(fā)明的權(quán)利范圍作任何的限制。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例所提供的具有補償失焦影像的光學(xué)導(dǎo)航裝置的功能方塊圖。

圖2是本發(fā)明實施例所提供的具有補償失焦影像的光學(xué)導(dǎo)航裝置的補償電路的功能方塊圖。

附圖標(biāo)記說明：

1：光學(xué)導(dǎo)航裝置

11：光源

13：影像感測電路

15：補償電路

S：工作表面

17：濾波器

19：位移估測電路

151：解析函數(shù)建立單元

153：轉(zhuǎn)換單元

155：運算處理單元

具體實施方式

在下文中，將通過附圖說明本發(fā)明的各種實施例來詳細描述本發(fā)明。然而，本發(fā)明概念可能以許多不同形式來體現(xiàn)，且不應(yīng)解釋為限于本文中所闡述的例示性實施例。此外，在附圖中相同參考數(shù)字可用以表示類似的元件。

首先，請參閱圖1，圖1是本發(fā)明實施例所提供的具有補償失焦影像的光學(xué)導(dǎo)航裝置的功能方塊圖。所述的光學(xué)導(dǎo)航裝置1包括光源11、影像感測電路13以及補償電路15。其中影像感測電路13及補償電路15可以是通過純硬件電路來實現(xiàn)，或者是通過硬件電路搭配固件或軟件來實現(xiàn)?？偠灾?，本發(fā)明并不限制光學(xué)導(dǎo)航裝置1的具體實現(xiàn)方式。另外，上述光源11、影像感測電路13以及補償電路15可以是整合或是分開設(shè)置，且本發(fā)明亦不以此為限制。除此之外，光源11、影像感測電路13及補償電路15在光學(xué)導(dǎo)航裝置1內(nèi)的設(shè)置位置，并不限于圖1中所示的位置，本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員可依據(jù)實際需求或應(yīng)用來進行設(shè)計。

詳細來說，光源11用以照射照明至一工作表面S。因此光源11可以一個或多個發(fā)光二極管(Light-Emitting Diode，LED)、激光二極管(Laser Diode，LD)，或本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員所現(xiàn)有的任何主動式光源元件來實現(xiàn)?？偠灾?，本發(fā)明并不限制光源11的種類與數(shù)量。另外，所述光源11較佳可采用的波長為可見光、不可見光或紅外光等，本發(fā)明亦不以此為限制。

其次，影像感測電路13用以提取到被光源11照射的工作表面S的第一影像。因此影像感測電路13可以一個CCD感測器、CMOS感測器，或本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員所現(xiàn)有的任何影像感測器來實現(xiàn)?？偠灾?，本發(fā)明亦不限制影像感測電路13的種類。值得注意的是，由于光源11及影像感測電路13為本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員所現(xiàn)有，因此有關(guān)于光源11及影像感測電路13的細節(jié)內(nèi)容于此就不再多加贅述。

接著，補償電路15則用以分別將第一影像及一點擴散函數(shù)信息轉(zhuǎn)換為頻域下的第一轉(zhuǎn)換結(jié)果及第二轉(zhuǎn)換結(jié)果，并對第一轉(zhuǎn)換結(jié)果與第二轉(zhuǎn)換結(jié)果的倒數(shù)進行乘積運算，并將乘積運算后的結(jié)果再經(jīng)由頻域轉(zhuǎn)換為時域，以藉此產(chǎn)生出第二影像。

更進一步來說，如前面內(nèi)容所述，由于影像感測電路13所設(shè)置于光學(xué)導(dǎo)航裝置1內(nèi)的位置必須控制在一定范圍內(nèi)，因此如果在光學(xué)導(dǎo)航裝置1組裝公差不良的情況下，將會使得影像感測電路13的位置超過于景深(Depth of field，DOF)的成像范圍，進而容易造成影像感測電路13所提取到的第一影像因失焦而模糊。有鑒于此，本發(fā)明實施例的光學(xué)導(dǎo)航裝置1主要精神乃在于，可通過其內(nèi)部的補償電路15，來有效地對于影像感測電路13所提取到的第一影像進行去模糊演算法運算，以補償因失焦影像所造成的影響，進而達到定位精準(zhǔn)度的提升。

因此，為了更進一步說明關(guān)于補償電路15對于失焦影像進行補償所帶來的影響，本發(fā)明會是進一步地以假定第一影像已經(jīng)因失焦而模糊的例子來做說明。對此，根據(jù)上述已知的信息，并且通過現(xiàn)有技術(shù)，本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員應(yīng)可歸納得出第一影像簡化成如下表示：

b(x)＝psf(x)*o(x)+n(x) 公式(1)。

其中，b(x)表示為第一影像，psf(x)表示為已知的點擴散函數(shù)信息，o(x)則表示為在理想狀態(tài)下未因失焦而模糊的第一影像，n(x)表示為噪聲，且*表示為卷積(Convolution)運算。

值得注意的是，由于點擴散函數(shù)為本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員所現(xiàn)有的光對點源解析能力的函數(shù)，因此有關(guān)于點擴散函數(shù)的細節(jié)內(nèi)容于此就不再多加贅述。實務(wù)上，本發(fā)明實施例的光學(xué)導(dǎo)航裝置1可以是通過補償電路15，來產(chǎn)生出關(guān)聯(lián)于光源11的點擴散函數(shù)信息，然本發(fā)明并不以此為限制。另外，根據(jù)以上內(nèi)容的教示，本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員應(yīng)可理解到，函數(shù)的卷積即對應(yīng)表示為函數(shù)傅立葉轉(zhuǎn)換后的乘積，因此公式(1)將更可更進一步地簡化成如下表示：

B(k)＝PSF(k)O(k)+N(k) 公式(2)。

有鑒于此，本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員應(yīng)可理解到，補償電路15中所分別將第一影像b(x)及點擴散函數(shù)信息psf(x)轉(zhuǎn)換為頻域下的第一及第二轉(zhuǎn)換結(jié)果，即可表示如為上述公式(2)中的B(k)及PSF(k)。另外一方面，根據(jù)上述已知的信息，并且通過現(xiàn)有技術(shù)，本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員應(yīng)可歸納得出，補償電路15對于影像感測電路13提取得到的第一影像b(x)，所進行的去模糊演算法運算應(yīng)簡化成如下表示：

B(k)/MTF(k)＝O(k)+N(k)/MTF(k) 公式(3)。

其中，1/MTF(k)即表示為點擴散函數(shù)信息psf(x)經(jīng)轉(zhuǎn)換后的倒數(shù)。換言的，1/MTF(k)亦為第二轉(zhuǎn)換結(jié)果PSF(k)的倒數(shù)。然而，由于在失焦影像中的噪聲n(x)，可以容易被忽略不計，因此公式(3)還可更進一步地簡化成如下表示：

公式(4)。

換句話說，補償電路15對于第一轉(zhuǎn)換結(jié)果與第二轉(zhuǎn)換結(jié)果的倒數(shù)所進行乘積運算后的結(jié)果是為B/MTF，其中B為第一轉(zhuǎn)換結(jié)果，且1/MTF為第二轉(zhuǎn)換結(jié)果的倒數(shù)。根據(jù)以上內(nèi)容的教示，本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員應(yīng)可理解到，由于上述乘積運算后的結(jié)果仍屬為頻域下的結(jié)果，因此補償電路15將需要對于上述乘積運算后的結(jié)果再經(jīng)由頻域轉(zhuǎn)換為時域，才能夠完整地產(chǎn)生出該第二影像。值得注意的是，上述所謂的將第一影像b(x)及點擴散函數(shù)信息psf(x)轉(zhuǎn)換為頻域下的第一轉(zhuǎn)換結(jié)果B(k)及第二轉(zhuǎn)換結(jié)果PSF(k)的詳細技術(shù)手段，可以是分別對第一影像b(x)及點擴散函數(shù)信息psf(x)進行快速傅立葉轉(zhuǎn)換(Fast Fourier Transform，F(xiàn)FT)，以獲得到分別對應(yīng)于第一影像b(x)及點擴散函數(shù)信息psf(x)的第一轉(zhuǎn)換結(jié)果B(k)及第二轉(zhuǎn)換結(jié)果PSF(k)?？偠灾?，本發(fā)明并不限制函數(shù)轉(zhuǎn)換為頻域結(jié)果的具體實現(xiàn)方式。

另外一方面，復(fù)參閱回圖1，光學(xué)導(dǎo)航裝置1中更可以包括有濾波器17以及位移估測電路19。其中，濾波器17用以對第二影像進行濾波，并且以輸出濾波后的第二影像。位移估測電路19則用以于一時間間隔內(nèi)獲取得到多張濾波后的第二影像，并且根據(jù)其所獲取得到的所述多張濾波后的第二影像，來判斷出光學(xué)導(dǎo)航裝置1的位移信息。

根據(jù)以上內(nèi)容的教示，本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員應(yīng)可理解到，本發(fā)明實施例的光學(xué)導(dǎo)航裝置1，可以是通過其內(nèi)部的補償電路15來計算出一個第二影像，且此計算出的第二影像能夠趨近于理想狀態(tài)下未因失焦而模糊的第一影像，因此光學(xué)導(dǎo)航裝置1在采用此第二影像所判斷出的位移量，能夠具有較高的正確性，并且相對進而可達到定位精準(zhǔn)度的提升。除此之外，本發(fā)明亦可以有效地提升組裝公差的范圍。

另外一方面，為了更進一步說明關(guān)于光學(xué)導(dǎo)航裝置1中補償電路15的實現(xiàn)細節(jié)，本發(fā)明進一步提供其補償電路15的一種實施方式。請參閱圖2，圖2是本發(fā)明實施例所提供的具有補償失焦影像的光學(xué)導(dǎo)航裝置的補償電路的功能方塊圖。然而，下述僅是光學(xué)導(dǎo)航裝置1內(nèi)補償電路15的其中一種詳細實現(xiàn)方式，其并非用以限制本發(fā)明。另外，本例所述的補償電路15可以在圖1所示的光學(xué)導(dǎo)航裝置1執(zhí)行，因此請一并參閱圖1與圖2以利理解。其中圖2中部分與圖1相同的元件以相同的圖號標(biāo)示，因此在此不再詳述其細節(jié)。

詳細來說，補償電路15包括解析函數(shù)建立單元151、轉(zhuǎn)換單元153以及運算處理單元155。其中上述各單元可以是通過純硬件電路來實現(xiàn)，或者是通過硬件電路搭配固件或軟件來實現(xiàn)?？偠灾景l(fā)明并不限制補償電路15的具體實現(xiàn)方式。另外，解析函數(shù)建立單元151、轉(zhuǎn)換單元153以及運算處理單元155可以是整合或是分開設(shè)置，且本發(fā)明亦不以此為限制。

進一步來說，解析函數(shù)建立單元151用以產(chǎn)生出關(guān)聯(lián)于光源11的點擴散函數(shù)信息。轉(zhuǎn)換單元153用以分別將第一影像及點擴散函數(shù)信息轉(zhuǎn)換為頻域下的第一及第二轉(zhuǎn)換結(jié)果，以及將第一轉(zhuǎn)換結(jié)果與第二轉(zhuǎn)換結(jié)果的倒數(shù)所進行乘積運算后的結(jié)果再經(jīng)由頻域轉(zhuǎn)換為時域，以藉此產(chǎn)生出第二影像。運算處理單元155則用以對第一轉(zhuǎn)換結(jié)果與第二轉(zhuǎn)換結(jié)果的倒數(shù)進行乘積運算。

簡單來說，光源11經(jīng)聚焦后而衍射形成一個擴大的像點，而此光學(xué)導(dǎo)航裝置1對于光源11解析能力的函數(shù)，則可稱作為點擴散函數(shù)。因此，通過點擴散函數(shù)更能夠準(zhǔn)確地提取到關(guān)聯(lián)于此光學(xué)導(dǎo)航裝置1的圖像信息。值得注意的是，本發(fā)明并不限制解析函數(shù)建立單元151在取得到點擴散函數(shù)信息的詳細實現(xiàn)方式，本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員可依據(jù)實際需求或應(yīng)用來進行設(shè)計。

另外，根據(jù)以上內(nèi)容的教示，本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員應(yīng)可理解到，轉(zhuǎn)換單元153可以是對第一影像及點擴散函數(shù)信息分別進行快速傅立葉轉(zhuǎn)換，以獲得到分別對應(yīng)于第一影像及點擴散函數(shù)信息的第一轉(zhuǎn)換結(jié)果及第二轉(zhuǎn)換結(jié)果，并且將第一轉(zhuǎn)換結(jié)果與第二轉(zhuǎn)換結(jié)果的倒數(shù)所進行乘積運算后的結(jié)果再經(jīng)由頻域轉(zhuǎn)換為時域，以藉此產(chǎn)生出第二影像。最后，同理可知，運算處理單元155所進行的乘積運算是為B/MTF，其中B為第一轉(zhuǎn)換結(jié)果，且1/MTF為第二轉(zhuǎn)換結(jié)果的倒數(shù)。

附帶一提的是，上述轉(zhuǎn)換單元153及運算處理單元155所采用的細節(jié)實施方式在此僅是用以舉例，其并非用以限制本發(fā)明。因此，根據(jù)以上內(nèi)容的教示，本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員應(yīng)可理解到，本發(fā)明的光學(xué)導(dǎo)航裝置及其補償電路的主要精神乃可簡化在于，用以根據(jù)一點擴散函數(shù)信息，來對第一影像進行運算，以產(chǎn)生出相對應(yīng)于第一影像而未失焦模糊的一第二影像。

綜上所述，本發(fā)明實施例所提供的具有補償失焦影像的光學(xué)導(dǎo)航裝置及其補償電路，可以是通過關(guān)聯(lián)于此光學(xué)導(dǎo)航裝置的光源的點擴散函數(shù)，來對于影像感測電路所提取到的第一影像進行去模糊演算法運算，以補償因失焦影像所造成的影響，進而達到定位精準(zhǔn)度的提升。

以上所述僅為本發(fā)明的實施例，其并非用以局限本發(fā)明的專利范圍。