[发明专利]具有集成图像传感器的便携式自主设备的位移与倾斜检测方法及其设备

说明书

技术领域

本发明涉及允许用户向便携式自主设备的应用输入方向性指令的方法与设备，并且更具体地、但是不限于涉及允许用户利用图像处理向具有有限计算能力的便携式自主设备的应用输入方向性指令的方法与设备。

背景技术

复杂电子电路的快速小型化以及高清晰度显示器的出现极大地增加基于处理器的便携式设备的数量与品种。此类设备包括手持式计算机、移动电话、传呼机、以及其他便携式通信与计算解决方案。另外，便携式自主设备的处理能力、数据存储能力、通信速度、以及电池寿命继续加速进展。

每个上述便携式自主设备通常集成人机界面(MMI)，其允许用户控制其发挥功能。但是，必须将MMI调整到便携式自主设备的小尺寸。传统的MMI为小型化的键盘或者小键盘，其允许用户输入具有文本表示的数据，例如电话号码、联系人名称、字处理内容等等。小型化的键盘或者小键盘也可以用作定点设备。

某些便携式自主设备除其文本输入设备之外，还集成指定的定点设备。例如，近来开发的移动电话通常包括小操纵杆或者滚轴，其使用户能够操作便携式自主设备。用户可以利用定点设备，通过在连接到设备的显示屏幕上进行选择，来控制便携式自主设备。例如，利用定点设备，用户可以通过选择显示屏幕上的垂直或者水平滚动条，滚动观看区域。

另一常用MMI为触摸屏。例如，个人数字助理(PDA)通常集成此类触摸屏与经常存放在PDA旁边或者之上的笔式定点设备。在使用时，将笔式定点设备施加于PDA上的显示区域，以使用户能够进行选择以及与PDA便携式自主设备进行交互。高清晰LCD触摸屏可以用于移动电话与便携式设备。使用触摸屏的缺点为其较高的价格以及有限的透明度，其会减少画面品质，尤其对于当代的高清晰LCD显示器。

近来，复杂电子器件的快速小型化与成本降低已经导致了将图像传感器集成到基于处理器的便携式自主设备。PDA、移动电话、以及笔记本电脑集成了用来捕获静止与视频图像的相机。这提高了移动电话的市场潜力。

集成图像传感器还允许用户与基于处理器的便携式设备交互。例如，已知图像传感器的输出可以用来计算对象的位移。但是，已知方法具有几项限制，因为其依赖于跟踪场景的特定标准，并且这些方法可能不是可靠的、可扩展的、以及鲁棒的。因此这些限制防止基于处理器的设备利用位移检测处理来执行某些功能。另外，上述方法不利于对于具有有限计算资源的便携式自主设备的高效利用。

因此，大家都认识到需要一种没有上述限制的、允许用户输入方向性指令的基于处理器的便携式设备，并且具有该基于处理器的便携式设备是非常有利的。

发明内容

根据本发明的一方面，提供了一种具有集成图像传感器的便携式自主设备的位移检测方法。该方法包括以下步骤：a)从图像传感器接收当前数字图像，当前数字图像显示背景场景；b)选择当前数字图像内的第一区域的位置；c)从图像传感器接收显示背景场景的重叠部分的后来的数字图像；d)识别该后来的数字图像内匹配第一区域的第二区域的位置，该匹配使得第一区域与第二区域显示背景场景的近似相同的部分；以及d)根据第一区域与第二区域之间的位移计算便携式自主设备的当前运动向量。

优选地，该位移检测方法还包括重复步骤c)、d)、以及e)的步骤f)。

优选地，第一区域为与第一当前数字图像同心的四边形区域。

优选地，第一区域的定位将第一当前数字图像划分为边沿区域与主要区域。

优选地，根据第一当前数字图像中多个可能的第一区域的对比水平，进行步骤b)的选择。

优选地，位移检测方法还包括步骤a)与步骤b)之间的以下步骤：根据像素位置，调节当前数字图像的像素的亮度水平。

优选地，位移检测方法还包括步骤a)之前的以下步骤：使便携式自主设备操作者能够输入敏感度因数，并且根据敏感度因数调节运动向量。

优选地，根据以下步骤执行步骤b)的识别：i)根据来自第一区域的表示性信息的差异，分别评估多个候选区域的每一个的失真测度；以及ii)选择候选区域中的一个作为匹配区域，所选候选匹配区域具有最低的失真测度。

更优选地，位移检测方法还包括步骤i)与步骤ii)之间的以下步骤：评估运动向量的品质水平，品质水平根据失真测度确定。

更优选地，位移检测方法还包括以下步骤：指示运动向量的当前品质水平。