[发明专利]位移估测方法及使用该方法的位移估测装置

说明书

技术领域

本发明关于位移估测方法，特别关于一种可动态调整图像帧的质量阈值的位移估测方法及使用该方法的位移估测装置。

背景技术

光学位移估测装置利用图像感测器所捕获的多个图像来估测该位移估测装置相对于工作表面的位移量，例如通常可利用图像间的相关性(correlation)来计算该位移量。

然而，该图像感测器所捕获图像的质量，会影响利用该图像所估测的位移量的精确性，因而已知通常会先判断该图像感测器所捕获的图像是否适合用以估测位移量，再利用符合要求的图像来进行位移估测。判断图像质量的方式，例如可比较根据图像内容所求出图像的质量参数与预设的固定阈值，如果该质量参数高于该固定阈值，所述图像则为一张好的图像而适合用以计算位移量。

降低图像质量的原因往往是噪声量太高，当该图像感测器所捕获的图像不符合要求时，已知可通过改变取样参数的方式来调整图像质量，然而改变取样参数却会同时改变图像的噪声水平(noise level)。因此，若使用固定阈值，仍可能出现以不理想图像进行位移估测而输出错误位移量的情形。

有鉴于此，一种能够根据取样参数或图像噪声水平动态地调整图像质量阈值的位移估测方法是估测系统业界所需要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种位移估测方法及使用该方法的位移估测装置，其可根据图像感测器的取样参数动态地调整质量阈值，以减少输出错误位移量的可能性。

本发明另一目的是提供一种位移估测方法及使用该方法的位移估测装置，其可根据图像感测器所捕获图像帧的噪声水平动态地调整质量阈值，以增加估测位移量的精确度。

为达到上述目的，本发明提出一种位移估测方法，包含下列步骤：根据取样参数捕获图像帧及确定预设噪声水平；计算该图像帧的质量参数；根据该预设噪声水平确定质量阈值；以及比较该质量参数及该质量阈值以确定是否后处理该图像帧。

在一个实施方式中，该预设噪声水平可根据该取样参数理论推导而得到，或根据所捕获的不包含工作表面图像的图像帧，例如包含均匀分布的光源的图像的图像帧，实际量测而得。

本发明还提出一种位移估测方法，包含下列步骤：根据取样参数捕获图像帧及确定质量阈值；计算该图像帧的质量参数；及比较该质量参数和该质量阈值以确定是否根据该图像帧估测位移量和/或确定是否输出根据该图像帧估测的该位移量。

在一个实施方式中，本发明的位移估测方法还包含下列步骤：判断该图像帧的平均亮度是否处于预设范围以确定是否调整该取样参数。

本发明还提出一种位移估测装置，包含图像感测单元，根据取样参数捕获并输出图像帧；以及处理单元，控制该图像感测单元根据该取样参数捕获该图像帧，根据该取样参数确定质量阈值，计算该图像帧的质量参数以及比较该质量参数及该质量阈值。

本发明的位移估测方法及位移估测装置中，该取样参数为图像感测器的曝光时间、放大器的增益值和/或光源的亮度。

本发明根据不同的取样参数动态调整该预设噪声水平或质量阈值，可增加取舍图像帧的精确度，以降低误计算位移量的可能性，其中该预设噪声水平或该质量阈值与该取样参数的关系可建立成查找表或关系图预先存储于该处理单元中。

附图说明

图1为本发明实施例的位移估测装置的方块图。

图2显示本发明实施例的位移估测方法中，质量阈值随噪声水平调整的示意图。

图3显示本发明实施例的位移估测方法中，质量阈值随噪声水平调整的另一示意图。

图4为本发明实施例的位移估测方法的流程图。

图5显示本发明实施例的位移估测方法中，一种质量参数的示意图。

主要元件符号说明

1位移估测装置                10图像感测单元

11光源                       12图像感测器

13模拟数字转换单元           14模拟放大器

14′数字放大器               15处理单元

16导光单元                   S工作表面

t₁、t₂时间区间               Th、Th₁、Th₂质量阈值