[發明專利]光學運動感知方法

無效

• 申請號: 200710196741.1
• 申請日: 2007-11-30
• 公開（公告）號: CN101169693A
• 公開（公告）日: 2008-04-30
• 發明（設計）人: 林豹;肖勇
• 申請（專利權）人: 埃派克森微電子有限公司
• 主分類號: G06F3/033
• 分類號: G06F3/033;G06F3/038
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 李家麟;劉宗杰

技術領域

本發明涉及一種運動感知方法，特別涉及應用在計算機或視頻系統指示裝置上的光學運動感知方法。

背景技術

計算機指示裝置，如鼠標，是最為常用的計算機接口設備之一。當用戶在工作表面上移動鼠標時，鼠標內的運動感知裝置便感知此運動，由此可以移動計算機屏幕上的指針。

現有技術中的光學感知裝置一般包括：光發射裝置(如發光二極管)和光敏檢測器陣列。光敏檢測器陣列可以檢測鼠標墊或桌面的特征。光敏檢測器通常排列成二維陣列，運動的感知和跟蹤是通過計算新捕獲的采樣圖像(或稱“幀”)和以前捕獲的參考圖像之間的相關性來完成對運動方向及大小的確定的。

現有技術中的通常做法是，在第一幀圖像中選擇部分影像作為參考塊，然后將該參考塊與第二幀圖像在不同的位置進行關聯性計算，以找出匹配關聯性最強的位置，從而得到位移量。

但是，現有技術的這種方法存在許多不足之處。例如，相關性的計算量過大，電路復雜，功耗大，等等。并且即使采用這種方法也未必能真正得到正確的結果。另外，如果參考塊是選擇在第一幀圖像中的未與第二幀圖像的重疊區時，那么在第二幀圖像中就會因無法找到相匹配的位置而出錯。

因此，人們希望找到一種可靠的光學運動感知方法，以改進現有技術。

發明內容

本發明的目的在于提供一種簡潔且精確的光學運動感知方法。本發明的方法能夠準確地跟蹤運動方向和位移，且速度快，能夠減少延遲并提高指示裝置的性能。

為實現上述發明目的，本發明提供了一種在視頻系統指示裝置上感知物體運動的方法，，該指示裝置上設有光敏檢測器陣列，用以光學感知外部物體的圖像，以感知物體的運動。本領域中的普通技術人員能夠理解，這里所說的視頻系統可以是諸如計算機顯示屏、電視機、游戲機等諸如此類的視頻系統。

本發明的方法包括如下步驟：

用光敏檢測器陣列，獲取外部物體的兩幀圖像；

根據所獲取的兩幀圖像，分別形成參考幀與目標幀；

根據設置的預測位移量預測所述參考幀與所述目標幀中的信息重疊區；

將重疊區中的某一定位點設為基準點，并從基準點開始，向四周延伸一定的距離，以確定一個參考塊的大小和形狀，而在目標幀預測的信息重疊區內也預先確定一個具有多個定位點的方向模板，并且參考塊的基準點與該方向模板的中心對應；

以方向模板的各定位點為基準點，形成多個搜索塊；

將參考塊與搜索塊進行相關計算，從而確定關聯性最強的搜索塊以及該搜索塊的位置；

利用該搜索塊基準點相對于方向模板的中心位置的距離修正預測位移量以及

輸出修正后的實際位移矢量

依據上述主要特征，其中預測的位移量是由上次運動的實際位移矢量確定。

依據上述主要特征，該方法還包括把修正后的實際位移矢量累積到運動的積累量上，為下一次運動預測做準備。

依據上述主要特征，參考塊形狀和大小的確定方式如下：在目標幀的信息重疊區中，以方向模板的各個定位點為起點，往上、下、左、右四個方向延伸，延伸至信息重疊區的邊界停止，從而得到多組上、下、左、右的距離分量，同理也可得到參考塊的一組距離分量，如此依上述形成的多組上、下、左、右的距離分量，選擇最小的上、下、左、右的距離分量，并以參考塊的基準點為起點，確定參考塊的形狀和大小。

依據上述主要特征，以該方向模板的各定位點為基準點形成的各個搜索塊的形狀和大小與參考塊相同。

依據上述主要特征，計算相關性的方法是利用參考塊矩陣C和搜索塊矩陣S_i的差值矩陣A_i，利用矩陣范數‖A_i‖計算參考塊矩陣和搜索塊矩陣之間的距離，‖A_i‖越小則表示參考塊和搜索塊的關聯性越強。

依據上述主要特征，當關聯性最強的搜索塊包括的像素點個數小于某一閾值時，則更換參考幀，同時運動的積累量置零，而該次運動的信息重疊區的預測量由上次運動的實際位移矢量確定。

與現有技術相比較，本發明采用的方法比現有技術更加簡潔，從而減少的相關運算量，利于提高檢測速度，并且還提高了運動搜索的精確度。

附圖說明

讀者在參照附圖閱讀了本發明的具體實施例以后，將會清楚地了解本發明的各個方面及其優點。

其中，

圖1是本發明的參考幀與參考塊的示意圖。

圖2是本發明中目標幀中所使用的一個方向模板的示意圖。

圖3是本發明中確定參考塊形狀與大小的示意圖。