[发明专利]用于光学导航装置的检测影像中动作的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及光学成像及动作检测。本发明在诸如计算机鼠标的光学手持 指针组件中使用的集成电路及固件中具有特定应用。

背景技术

现有技术包括一定数量不同技术，用于原理上藉由比较时间上连续的影 像以检测动作来估计并检测影像动作。该技术包括：

美国专利第6,859,199号(其以引用的方式并入下文)主要经由特征提 取以进行工作。所揭示的算法藉由以下步骤进行工作：

自一第一影像提取一第一特征组，自时间上在该第一影像之后的一第二 影像提取一第二特征组；

比较该第一特征组与该第二特征组以决定该第二影像相对于该第一影 像的位置位移；

输出基于该位置位移的一移动向量。

此技术的缺点包括以下事实：在该第一及第二特征组中必须存在相当大 量的元素以精确确定该移动向量。

美国专利第5,729,008及5,786,804号(一起以引用的方式并入下文)揭 示一种区块匹配形式，其如下操作：

撷取一第一帧及一第二帧；

将该第一帧的讯号关联至该第二帧的讯号；

产生动作的关联输出。

此方法的缺点在于：当仅使用一区块以执行区块匹配方法时，此区块中 的元素必须足够确保匹配的精确性。此外，此区块越大，则计算及存储器越 复杂。

发明内容

因此本发明的一目标为克服现有技术的上述限制。

另一目标为实施一影像追踪方法/系统，其具有改良准确性同时不需要大 量计算时间及存储器等；

再一目标为提供一影像追踪系统/方法，其使用一逻辑追踪单元，该单元 为两个或两个以上独立实体参考单元的所构成；

一相关目标为提供一影像追踪系统/方法，其使用一逻辑追踪单元，若有 动态移动的方式需要，该单元可以变动；

另一目标为提供一影像追踪系统/方法，其藉由使用在动作追踪计算中提 供冗余的补充追踪单元减少归因于地形变化(topographical variation)、光变 化等导致的计算及追踪错误(可位于一感应器阵列下)。

本发明的一第一方面是关于使用影像传感器决定与一组移动影像关联 的移动向量的一系统及方法。此包括：撷取对应于一第一区域的一第一影像； 自该第一影像决定包括小于该第一区域的一主区块区域的一主区块；及自该 第一影像决定与该主区块相关的至少一副区块，该副区块包括亦小于该第一 区域的一副区块区域(在此情形下该主区块及该副区块形成该第一影像中的 一追踪单元)；使用该影像传感器撷取在时间上在该第一影像之后的一第二 影像；使用该追踪单元将该第一影像与该第二影像关联以决定追踪单元影像 之间的位置变化；及输出基于该位置变化的移动向量。在一些应用中，该追 踪单元包括多个独立副区块，且其包括尺寸和/或形状不同的至少两个区块。 通常主区块选自该第一影像的一中部区域；在一些情形下，其可具有不同于 该副区块的形状。

在较佳实施例中，该关联过程包含：区块匹配第一影像的主区块在该第 二影像中以决定该第二影像中主区块相对于第一影像的位置位移；及藉由该 第二影像中第一影像的副区块进行双检验以确认该第二影像相对于该第一 影像的位置位移。在检测到超出一可控制、可程序化的临限值的相关时终止 该关联。在一些实施例中，组合主区块与副区块使得对于主区块与副区块两 者同时执行该关联。

本发明的其它方面是关于一副区块，其较佳在面积上小于主区块，且由 至少一像素宽的一中间区域而与主区块隔开定位。尽管两区块亦会重迭。另 外为决定副区块，较佳藉由将副区块的候选组的像素值与主区块作比较以评 估副区块的该候选组。在某些环境中可能期望藉由决定与主区块相比变化最 多的副区块(意即，藉由像素强度值或类似参数)来选择一副区块。

本发明的另一方面是关于一副区块，其亦较佳在各个时间处在影像内被 重定位。可基于此副区块在第二影像中的一位置分析或参考移动向量的分析 来完成此重定位。

本发明的另一方面系关于一副区块，其亦较佳在各个时间处在影像内被 重成形。可基于副区块区域的光学特征相对于主区块区域的光学特征的分析 和/或移动向量的分析来完成此重成形。

某些实施例的另一方面为主区块和/或副区块在第二影像中被计算的预 测位置。该关联可因此在该预测位置处或在该预测位置周围处的一有限区域 中开始。