專利名稱：一種用于光學指向裝置決定移動距離及移動方向的方法
技術領域：
本發明是關于一種用于光學指向裝置的圖像對比的方法，其特別是關于利用圖像中心的多個像素作為對比的對象，使得依據本發明所實施的光學指向裝置，能夠在存儲器需求及演算速度的考慮因素下，以節省更多的制作成本下實現。
背景技術：
眾所周知普遍流行的無滑球式的光學鼠標(Ball-less optical mouse)，其主要是應用于兩兩圖像之間差異度的對比，其原理在于使用圖像傳感器，利用照像方式，每秒鐘照數千張的圖像，然后兩兩對比圖像之間的不同，這種習知光學鼠標的設計，由于每秒要處理數千張的圖像，因此必須要具備大量數值運算及大量存儲器的硬件線路，來符合時序參數上(Timing Specification)的要求，造成制作成本的嚴重負擔。
發明內容
本發明的主要目的是提供一種圖像對比的方法，其能夠應用于光學指向裝置決定移動距離及移動方向。
本發明的另一目的是提供一種盡量減少光學指向裝置的存儲器的用量需求，透過特定的像素取樣方式，以進行圖像對比處理的方法，并且在圖像對比過程中，不會造成對比上速度的瓶頸，使得依據本發明所實施的芯片能夠在快速對比下還能達到節省芯片的面積，進而節省芯片成本的目地。
為達成本發明上述目的，本發明提供一種用于光學指向裝置決定移動距離及移動方向的方法，其適用一個具有一光學感光元件的光學指向裝置，光學感光元件用以對光學指向裝置的移動面進行連續性圖像Pn的照像，其中n＝1，2，3，…，其中光學感光元件的連續性照像能力，能夠在光學指向裝置在一預定移動速度下，圖像Pn與圖像Pn+1所移動變化的距離不大于M個像素，本發明方法包括(a).對圖像Pn的多個中心像素進行取樣；(b).在圖像Pn+1的對比區域內，對比步驟(a)取樣的中心像素在對比區域內出現的位置，其中對比區域是圖像Pn+1的多個中心像素分別向水平方向及垂直方向擴增M個像素后所形成的區域；(c).依據步驟(a)取樣的中心像素所在位置，及步驟(b)的出現位置，計算光學指向裝置在圖像Pn及圖像Pn+1之間的移動距離及移動方向。
附圖簡單說明
圖1顯示光學感光元件對光學指向裝置的移動面進行照像的圖像示意圖。
圖2顯示本發明的流程圖。
圖3顯示圖像Pn取樣的像素。
圖4顯示圖像Pn+1的對比區域。
圖5顯示圖像Pn及圖像Pn+1之間的移動距離及移動方向的示意圖。
圖6A至圖6C顯示圖像Pn及圖像Pn+1之間的移動距離及移動方向的可能狀況的示意圖。
圖7顯示圖像Pn在水平方向的兩側處增加取樣的像素的示意圖。
圖8顯示圖像Pn及圖像Pn+1之間的移動距離及移動方向的可能狀況的示意圖。
圖9顯示圖像Pn在垂直方向的兩側處增加取樣的像素的示意圖。
圖10顯示圖像Pn及圖像Pn+1之間的移動距離及移動方向的可能狀況的示意圖。
圖11顯示實施本發明方法的硬件結構圖。
為使熟悉該項技藝人士了解本發明的目的、特征及功效，現借助于下述具體實施例，并配合附圖，對本發明詳細說明如下。
具體實施例方式
本發明是在結合存儲器需求及演算速度的考慮因素下，在存儲器需求上，在不影響結果下，本發明盡量減少存儲器的用量需求，透過特定的像素取樣方式，可以節省存儲器的用量需求，使得依據本發明所實施的芯片能夠達到節省芯片的面積，進而節省芯片成本的目的。在演算速度方面，本發明無可避免地盡管需要每秒處理數千個圖像，但是本發明所提出的方法，其瓶頸不是在整個圖像對比的處理上，而是在于光學感光元件本身。依據本發明所提出的方法，光學感光元件最好是采用CMOS圖像傳感器，但是在具體實施本發明方法時，CMOS圖像傳感器是其中一種的實施例，光學感光元件仍可以選擇采用CCD圖像傳感器。
本發明是一種用于光學指向裝置決定移動距離及移動方向的方法，其適用一個具有一光學感光元件的光學指向裝置，光學感光元件用以對光學指向裝置的移動面進行連續性圖像Pn的照像，其中n＝1，2，3，…，其中光學感光元件的連續性照像能力，能夠在光學指向裝置在一預定移動速度下，圖像Pn與圖像Pn+1所移動變化的距離不大于M個像素。其中光學感光元件的連續性照像能力，是能夠在光學指向裝置在一預定移動速度下，圖像Pn與圖像Pn+1所移動變化的距離不大于M個像素。以一個在400CPI以12英寸/每秒預定移動速度的光學指向裝置的條件下，其產生4800像素/每秒，在圖像Pn與圖像Pn+1所移動變化的距離不大于3個像素，亦即M等于3的條件，光學感光元件的連續性照像能力須具備1200張圖像/每秒的能力。
圖1顯示光學感光元件對光學指向裝置的移動面進行照像的圖像示意圖。依據于所使用的光學感光元件的參數，圖1的圖像10是一個20*20像素陣列，因此這個光學感光元件所進行連續性圖像Pn的照像皆是20*20像素陣列。中心區域101是圖像10的中心，就連續兩個圖像對比而言，如果光學感光元件每秒取數千張圖像，我們發現兩兩圖像Pn及圖像Pn+1間差異度會很少，以構成中心區域101的多個中心像素而言，其兩兩圖像間的差異度甚至非常微乎其微，只有圖像位移的差異而已。為具體揭露本發明，多個中心像素以一個2*2像素陣列為一具體實施例。
圖2顯示本發明的流程圖。步驟(20)是對圖像Pn的多個中心像素，進行取樣，其中多個中心像素是中心區域101內的所有像素。請參見圖3對圖像Pn所取樣的像素A00、像素A01、像素A10、像素A11。
步驟(22)是在圖像Pn+1的對比區域103內，對比步驟(20)取樣的中心像素在對比區域103內出現的位置，其中對比區域103是圖像Pn+1的多個中心像素分別向水平方向及垂直方向擴增M個像素后所形成的區域。圖4所顯示的對比區域103是擴增3個像素后所形成的區域，所形成的對比區域103是一個8*8像素陣列，并且經對比在對比區域103內像素后，其中步驟(20)的像素A00、像素A01、像素A10、像素A11出現在區域1031。
步驟(24)是依據步驟20取樣的中心像素所在位置，及步驟(22)的出現位置，計算光學指向裝置在圖像Pn及圖像Pn+1之間的移動距離及移動方向。經由計算區域1031的位置及步驟(20)的像素A00、像素A01、像素A10、像素A11的中心像素所在位置，能夠得到光學指向裝置在圖像Pn及圖像Pn+1之間的移動距離及移動方向。圖5顯示圖像Pn及圖像Pn+1之間的移動距離及移動方向的示意圖，其移動距離為ΔX＝-3、ΔY＝3，其移動方向為往左上角方向。
依據上述步驟(20)至步驟(24)的執行處理，圖6A至圖6C顯示圖像Pn及圖像Pn+1之間的移動距離及移動方向的可能狀況的示意圖。
本發明所提出的方法，其中步驟(20)取樣步驟，還包括對圖像Pn的多個中心像素在水平方向分別在其兩側處增加取樣的像素，由此進一步提升該步驟(22)對比步驟的可靠度。圖7顯示圖像Pn在水平方向的兩側處增加取樣的像素的示意圖。在圖7的像素B00、像素B01、像素B10、像素B11即為所增加取樣像素的具體實施例。依據圖7顯示的取樣像素，圖8顯示圖像Pn及圖像Pn+1之間的移動距離及移動方向的可能狀況的示意圖。
本發明所提出的方法，其中步驟(20)取樣步驟，還包括對圖像Pn的多個中心像素在垂直方向分別在其兩側處增加取樣的像素，由此進一步提升步驟(22)對比步驟的可靠度。圖9顯示圖像Pn在垂直方向的兩側處增加取樣的像素的示意圖。在圖9的像素C00、像素C01、像素C10、像素C11即為所增加取樣像素的具體實施例。依據圖9顯示的取樣像素，圖10顯示圖像Pn及圖像Pn+1之間的移動距離及移動方向的可能狀況的示意圖。
圖11顯示實施本發明方法的硬件架構圖。圖11 8×2的移位寄存器201(Shifter Register)，用以逐位的移位方式自數據輸入端207(Data In)輸入對比區域103的各個像素的位元。多個異或門203(Exor gate)與或門205(OR gate)組成對比電路，用以對比多個中心像素的像素A00、像素A01、像素A10、像素A11在對比區域103的像素，對比結果自對比輸出端209(Match result)輸出。
雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發明，任何熟悉此技藝者，在不脫離本發明的精神和范圍內，當可作各種的更動與潤飾，所作的各種的更動與潤飾皆是屬于本發明權利要求所界定者。
權利要求
1.一種用于光學指向裝置決定移動距離及移動方向的方法，其適用一個具有一光學感光元件的光學指向裝置，該光學感光元件用以對該光學指向裝置的移動面進行連續性圖像Pn的照像，其中n＝1，2，3，…，其中該光學感光元件的連續性照像能力，能夠在該光學指向裝置在一預定移動速度下，該圖像Pn與圖像Pn+1所移動變化的距離不大于M個像素，該方法包括(a).對該圖像Pn的多個中心像素進行取樣；(b).在該圖像Pn+1的對比區域內，對比步驟(a)取樣的中心像素在該對比區域內出現的位置，其中該對比區域是該圖像Pn+1的多個中心像素分別向水平方向及垂直方向擴增M個像素后所形成的區域；(c).依據步驟(a)取樣的中心像素所在位置，及步驟(b)的出現位置，計算該光學指向裝置在該圖像Pn及圖像Pn+1之間的移動距離及移動方向。
2.如權利要求1所述的方法，其中該光學感光元件是一CMOS圖像傳感器。
3.如權利要求1所述的方法，其中該光學感光元件是一CCD圖像傳感器。
4.如權利要求1所述的方法，其中該多個中心像素是一個2*2像素陣列。
5.如權利要求4所述的方法，其中該M值等于3。
6.如權利要求5所述的方法，其中該對比區域是一個8*8像素陣列。
7.如權利要求1所述的方法，其中該步驟(a)取樣步驟，還包括對該圖像Pn的多個中心像素在水平方向分別在其兩側處增加取樣的像素，由此進一步提升該步驟(b)對比步驟的可靠度。
8.如權利要求1所述的方法，其中該步驟(a)取樣步驟，還包括對該圖像Pn的多個中心像素在垂直方向分別在其兩側處增加取樣的像素，由此進一步提升該步驟(b)對比步驟的可靠度。
9.如權利要求1所述的方法，其中該光學指向裝置是一光學鼠標。
全文摘要
本發明是一種用于光學指向裝置的圖像對比的方法，其利用圖像中心的多個像素作為對比的對象，使得依據本發明所實施的光學指向裝置，能夠在存儲器需求及演算速度的考慮因素下，以節省更多的制作成本下實現。本發明方法的步驟(a)是對圖像P
文檔編號G06F3/033GK1458572SQ02119190
公開日2003年11月26日 申請日期2002年5月13日 優先權日2002年5月13日
發明者蔡坤隍 申請人:義隆電子股份有限公司