追蹤方法以及使用其的光學(xué)輸入裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光學(xué)輸入裝置，且特別涉及一種光學(xué)輸入裝置的追蹤方法及使用其的光學(xué)輸入裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]相關(guān)性比對技術(shù)(correlat1n)常被應(yīng)用在光學(xué)輸入裝置，例如光學(xué)鼠標，以辨識出連續(xù)提取的圖像之間相同特征，例如參考圖像與接續(xù)提取的輸入圖像(即比較圖像)之間的相同特征信息，據(jù)以判定光學(xué)輸入裝置于工作平面上的相對移動運作(如相對位移量及相對移動速度)。隨后，所述相對位移量及相對移動速度信息可被用以控制控制一顯示屏幕上游標的運作。
[0003]現(xiàn)有的其中一種相關(guān)性比較技術(shù)為二維互相關(guān)性系數(shù)演算法(two-dimens1nalcross-correlat1n),其是以逐像素比對方式，比較參考圖像與比較圖像各像素之間的相關(guān)性。雖然以逐像素比對的相關(guān)性計算方式所獲取的計算結(jié)果的精確度較高，但卻需要耗費相當時間進行計算。而光學(xué)輸入裝置通常具有技術(shù)上的限制，尤其是，時間及功耗上的限制。此外，光學(xué)輸入裝置的圖像處理亦需在極短暫時間內(nèi)完成，以使顯示屏幕上所顯示的游標對于使用者來說是瞬時地對應(yīng)光學(xué)輸入裝置的移動動作。再者，光學(xué)輸入裝置一般是電池供電，因此，圖像處理的時間越長，所消耗的功率越大。
[0004]另一種公知的相關(guān)性比較技術(shù)則是區(qū)塊相關(guān)性演算法(block correlat1nscheme)，其是計算參考圖像與比較圖像于一特定相關(guān)性窗口的相關(guān)性，并取得一最大相關(guān)性系數(shù)。相較于逐像素比對方式，區(qū)塊相關(guān)性演算法于運算上較為有效率。然而，以區(qū)塊相關(guān)性演算法所獲取的相關(guān)性系數(shù)峰值有時并不一定是實際上最大相關(guān)性系數(shù)。具體地說，以區(qū)塊相關(guān)性演算法所獲取的最大相關(guān)性系數(shù)可能只是在特定相關(guān)性窗口內(nèi)為最大值(亦即區(qū)域性的最大相關(guān)性系數(shù))，而非參考圖像與比較圖像之間最大的相關(guān)性系數(shù)。換言之，區(qū)塊相關(guān)性演算法或許可有效地追蹤光學(xué)輸入裝置的移動，但其追蹤準確度仍有改善的空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明實施例提供一種追蹤方法以及使用其的光學(xué)輸入裝置。所述追蹤方法可于光學(xué)輸入裝置運作時，有效且準確地計算出連續(xù)圖像之間的最大相關(guān)性系數(shù)，并據(jù)此判斷光學(xué)輸入裝置的移動，借此提升光學(xué)輸入裝置的追蹤效益。
[0006]本發(fā)明實施例提供一種追蹤方法，適用于追蹤一光學(xué)輸入裝置的移動，且所述追蹤方法包括下列步驟。首先，于光學(xué)輸入裝置運作時，依序提取多張圖像，以產(chǎn)生多個圖像框架。第一圖像框架用以設(shè)為參考圖像框架，而在第一圖像框架之后的一輸入圖像框架作為比較圖像框架。接著，計算該參考圖像框架與該比較圖像框架于第一相關(guān)性窗口的相關(guān)性，以取得一第一相關(guān)性系數(shù)峰值。而后，若對應(yīng)第一相關(guān)性系數(shù)峰值的像素位置是位于第一相關(guān)性窗口的一角落，計算參考圖像框架與比較圖像框架于第二相關(guān)性窗口的相關(guān)性，以判斷第一相關(guān)性系數(shù)峰值是否為參考圖像框架與比較圖像框架之間最大的相關(guān)性系數(shù)值。所述第二相關(guān)性窗口是在比較圖像框架內(nèi)，以對應(yīng)第一最大相關(guān)系數(shù)值的像素位置為中心點所定義的一預(yù)設(shè)比對區(qū)域。
[0007]本發(fā)明實施例提供一種光學(xué)輸入裝置，且此光學(xué)輸入裝置包光源、圖像提取單元以及處理單元。所述光源用以照射光學(xué)輸入裝置操作的一工作平面。圖像提取單元用于根據(jù)一圖像提取頻率提取對應(yīng)工作平面的反射光線的多張圖像，以產(chǎn)生多張圖像框架。處理單元耦接光源以及圖像提取單元。所述處理單元用以根據(jù)所提取的該些圖像框架分析該光學(xué)輸入裝置的移動。所述處理單元并用以執(zhí)行上述的追蹤方法。
[0008]在本發(fā)明其中一個實施例中，上述追蹤方法還包括當判定第二相關(guān)性窗口計算取得的第二相關(guān)性系數(shù)峰值大于第一相關(guān)性系數(shù)峰值時，根據(jù)比較圖像框架中對應(yīng)第二相關(guān)性系數(shù)峰值的像素位置，計算光學(xué)輸入裝置的位移信息。
[0009]在本發(fā)明其中一個實施例中，上述追蹤方法還包括當判定第二相關(guān)性系數(shù)峰值小于該第一相關(guān)性系數(shù)峰值時，根據(jù)比較圖像框架中對應(yīng)第一相關(guān)性系數(shù)峰值的像素位置，計算該光學(xué)輸入裝置的位移信息。
[0010]此外，本發(fā)明實施例還提供一種電腦可讀取媒體記錄一組對應(yīng)上述追蹤方法的電腦可執(zhí)行程序碼，當電腦可讀取記錄媒體被處理器讀取時，處理器可執(zhí)行上述追蹤方法中的該些步驟。
[0011]綜上所述，本發(fā)明實施例提供一種追蹤方法以及使用該追蹤方法的光學(xué)輸入裝置，此追蹤方法以及使用該追蹤方法的光學(xué)輸入裝置會于比較分析圖像的過程中，當計算獲取的相關(guān)性系數(shù)峰值位于預(yù)設(shè)相關(guān)性窗口的角落時，自動于所比較分析圖像內(nèi)以對應(yīng)該相關(guān)性系數(shù)峰值的像素位置為中心點，再進行另一相關(guān)性計算，據(jù)以判斷所獲取的相關(guān)性系數(shù)峰值是否為實際上的相關(guān)性系數(shù)峰值，亦或是有另一相關(guān)峰值位于預(yù)設(shè)相關(guān)性窗口以外的區(qū)域，借以提升光學(xué)輸入裝置的追蹤速度以及準確度。
[0012]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，但是此等說明與附圖僅系用來說明本發(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】
[0013]圖1是本發(fā)明實施例提供的光學(xué)輸入裝置的功能方塊示意圖。
[0014]圖2是本發(fā)明實施例提供的追蹤方法的流程示意圖。
[0015]圖3A是本發(fā)明實施例提供的參考圖像框架與比較圖像框架于第一相關(guān)性窗口的相關(guān)性計算方式示意圖。
[0016]圖3B是本發(fā)明實施例提供的第一相關(guān)性窗口的示意圖。
[0017]其中，附圖標記說明如下:
[0018]1:光學(xué)輸入裝置
[0019]11:光源
[0020]13:圖像提取單元
[0021]15:處理單元
[0022]17:記憶單元
[0023]19:傳輸單元
[0024]21:參考圖像
[0025]211:參考圖像的中心點
[0026]23:比較圖像
[0027]231:比較圖像的中心點
[0028]25:第一相關(guān)性系數(shù)陣列
[0029]251:角落區(qū)域
[0030]DE1、DE2:方向
[0031]M、N:移動參數(shù)
[0032]S201?S221:步驟流程
【具體實施方式】
[0033]在下文中，將借由【附圖說明】本發(fā)明的各種例示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，在圖式中相同參考數(shù)字可用以表示類似的元件。
[0034]本發(fā)明主要在于提供一種用于光學(xué)輸入裝置的追蹤方法，其借由確認計算連續(xù)圖像框架之間相關(guān)性所獲取的一相關(guān)性系數(shù)峰值的真實性，可有效且準確地計算光學(xué)輸入裝置(例如光學(xué)鼠標、搖桿等)的位移信息。據(jù)此，光學(xué)輸入裝置可精確地控制一顯示裝置上一游標的運作。
[0035]關(guān)于光學(xué)輸入裝置的實際硬體架構(gòu)，光學(xué)輸入裝置的基本運作方式與原理，包括圖像提取、圖像處理、位移計算方式以及游標(cursor)的控制運作方式并非本發(fā)明所著重的部分，且為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟知，故本發(fā)明僅簡述與本發(fā)明相關(guān)技術(shù)的部分。
[0036]請參照圖1，圖1繪示本發(fā)明實施例提供的光學(xué)輸入裝置的功能方塊示意圖。光學(xué)輸入裝置I可例如為光學(xué)無線鼠標，無線觸控式軌跡板(wireless track pad)或是無線搖桿(wireless joystick),但本發(fā)明不以此為限。
[0037]于本實施例中，光學(xué)輸入裝置I配置有電池(圖未示)以提供光學(xué)輸入裝置I運作所需的電力，其中電池可例如為干電池(dry cell battery)。在其他實施例中，光學(xué)輸入裝置I亦可以是通過有線傳輸接口(例如，USB傳輸接口)，由電腦裝置(例如，個人電腦或筆記本電腦)取得運作時所需的電力。
[0038]簡單來說，光學(xué)輸入裝置I會于被操作而于工作平面移動時，主動依序提取對應(yīng)工作平面的多張圖像框架，根據(jù)所提取的多張連續(xù)圖像框架判斷光學(xué)輸入裝置I的相對位移量。光學(xué)輸入裝置I并會以無線通信方式傳送計算獲取的位移信息至一電腦裝置(未繪示)，例如，個人電腦或筆記本電腦，以供該電腦裝置用于控制顯示屏幕上顯示的游標或其他指標的運作。
[0039]光學(xué)輸入裝置I包括光源11、圖像提取單元13、處理單元15、記憶單元17以及傳輸單元19。光源11、圖像提取單元13、記憶單元17以及傳輸單元19分別耦接于處理單元15。處理單元15用以控制光源11、圖像提取單元13、記憶單元17以及傳輸單元19的運作。
[0040]更詳細地說，光源11用以將光線照射光學(xué)輸入裝置I運作的一工作平面(例如，鼠