光學指示裝置圖像質量控制方法
2023-08-02 12:31:31 1
專利名稱：光學指示裝置圖像質量控制方法
光學指示裝置圖像質量控制方法
技術領域：
本發明涉及 一 種圖像質量控制方法，特別是指用於計算機或視頻系統 的光學指示裝置上以控制所獲取的圖像質量的方法。背景技術：
光學指示裝置，如滑鼠，是最為常用的人機接口設備之一。當用戶在工 作表面上移動滑鼠時，滑鼠內的運動感知裝置便感知此運動，由此控制計算 機屏幕上的指針相應移動。
圖1是光電滑鼠的組成方框圖，該滑鼠1包括發光單元(LED) 10、影 像傳感器U、可編程增益放大器(PGA)12、轉換器(A/D)13、數據處理單元 14和控制單元15,在工作中，發光單元IO通常以一定的頻率點亮，發射出 光線至該滑鼠l放置的桌面2上，通常此桌面2具有一定的紋理特徵，即微 觀的凹凸不平的表面，發光單元IO發出的光線經桌面2反射後，並經由一透 鏡(未圖示)聚焦後輸入到影像傳感器11上，該影像傳感器11依據反射光 的強度形成電壓或電流信號，之後由可編程增益放大器12對該影像傳感器 10形成的電壓或電流信號進行放大，並由轉換器13將該電壓或電流信號轉 換為數位訊號，即將桌面2的圖像數位化。而數據處理單元14根據影像傳感 器11採樣的圖像進行計算，從而確定該滑鼠1的位移，其具體過程為其將先 前的一副圖像設定為參考圖像(即參考幀)，而後取得的一副圖像設定為目標圖像(即目標幀)，通過目標圖像中選擇一參考塊，而在參考圖像中選擇多個 選擇塊，將該參考塊與選擇塊——進行匹配和比較，之後確定最相關的選擇 塊，根據該選擇塊的位置而確定該滑鼠1的位移量，之後由控制單元15將此 位移量處理後傳送至計算機主機以控制屏幕光標的對應移動。
為保證匹配計算的精確性與有效性，業界通常採用調整曝光時間、曝光 強度或可編程增益放大器的放大係數以保證取得較佳的圖像，進而保證匹配
計算的精確性與有效性，相關的現有技術可參閱中國專利第01124181.0號， 其所揭示的技術方案是以當前圖像的像素平均值為依據調整曝光時間或光源 曝光強度，以改變下一幀圖像像素單元的曝光量，從而保證該影像傳感器輸 出的圖像品質，此種方式的不足之處是在某些對比度比較明顯的表面上，此 方法所認為一個好的像素平均值實際上並不能反映圖像質量的好壞，如圖2 所示，其中當前幀中的空白部分為信號過強的區域，而具有陰影的部分可為 信號過弱的區域，此時整個當前幀像素的平均值可能比較理想(即在90至 140之間)，但是實際上參與匹配的參考塊的大部分均在上述的信號過強的區 域，而只有一'J、部分是在信號過弱的部分，如果此時以整個當前幀像素的平 均值為調整曝光量的依據，則可能導致在後幀的圖像上與參考塊進行匹配的 選擇塊的信息出現失真，從而導致計算錯誤。
發明內容
本發明的目的是提供一種圖像質量控制方法，其能夠根據感興趣的區域 有針對性的調節影響圖像質量的參數，從而優化匹配區域，達到精確匹配。為實現上述目的，本發明圖像質量控制方法包括如下步驟 獲取新的一幀圖像；
對該圖像進行處理；
確定下一次進行匹配的信息重疊區位置和形狀； 提取該信息重疊區的像素的特徵值； 依該特徵值調整影響圖像質量的參數。
依據上述主要特徵，影響圖像質量的參數包括圖像的曝光時間與光源 曝光強度之一或其二者組合。
依據上述主要特徵，該光學指示裝置具有一可編程放大器，影響圖像 質量的參數包括此可編程放大器的放大倍數。
依據上述主要特徵，該光學指示裝置具有一可編程放大器，影響圖像 質量的參數包括圖像的曝光時間、光源曝光強度及此可編程放大器的放大 倍數的組合。
依據上述主要特徵，該信息重疊區像素的特徵值為信號過強的像素數目。
依據上述主要特徵，該信息重疊區像素的特徵值為信號過弱的像素數目。
依據上述主要特徵，該信息重疊區像素的特徵值為像素平均值。 依據上述主要特徵，該信息重疊區像素的特徵值為信號過強的像素數 目、信號過弱的像素數目、像素平均值的多個組合為實現上述目的，本發明還提出一種光學指示裝置圖像質量控制方法， 用於計算機或視頻系統指示裝置上，該方法包括如下步驟
獲取新的一幀圖像； 對該圖像進行處理；
確定下 一 次進行匹配的信息重疊區的位置和形狀；
計算信息重疊區中的信號過強的像素個數與信號過弱的像素個數；
判斷信號過強的像素個數是否大於第 一 預設值；
如信號過強的像素個數大於第 一預設值，則針對信號過強的像素部分 調節影響圖像質量的參數，並且將新輸入的當前幀圖像更換為參考幀；
如信號過強的像素個數小於第 一 預設值，則判斷信號過弱的像素個數 是否大於第二預設值；
如信號過弱的像素個數大於第二預設值，則針對信號過弱的像素部分 調節影響圖像質量的參數，並且將新輸入的當前幀圖像更換為參考幀。
依據上述主要特徵，影響圖像質量的參數包括圖像的曝光時間與光源 曝光強度之一或其二者組合。
依據上述主要特徵，該光學指示裝置包括一可編程放大器，影響圖像 質量的參數包括此可編程放大器的放大倍數。
依據上述主要特徵，該光學指示裝置包括一可編程放大器，影響圖像 質量的參數包括圖像的曝光時間、光源曝光強度及此可編程放大器的放大 倍數的組合。依據上述主要特徵，所述第一與第二預設值均為半數。
與現有技術相比較，本發明根據信息重疊區中像素的特徵值來調整影 響圖像質量的參數，使得在匹配運算中最值得關注感興趣的區域達到理想 狀況，從而克服現有技術中以當前幀圖像的像素平均值為調整影響圖像質量 的參數的依據所導致在後幀的圖像上與當前幀圖像的參考塊進行匹配的選 擇塊的信息出現失真，進一步導致計算錯誤的缺陷。
圖1為光電滑鼠的組成方框圖。
圖2為現有的進行匹配運算的參考幀與目標幀圖像的示意圖。
圖3為本發明的流程圖。 圖4為本發明一具體實施方式
的流程圖。實施方式
請參閱圖l所示，本發明光學指示裝置圖像質量控制方法，可用於計算 機或視頻系統指示裝置上，該指示裝置通過光學感知外部物體的圖像，通過 計算二副圖像之間的相關性，從而確定該光學指示裝置的位移，從而控制與 該指示裝置對應的顯示屏幕上的光標，從而實現欲定的功能。
為理解方^^,以下結合圖1說明本發明的具體應用，圖l是光電滑鼠的 組成方框圖，該滑鼠1包括發光單元(LED) 10、影像傳感器11、可編程增 益放大器(PGA)12、轉換器(A/D)13、數據處理單元14和控制單元15，在工 作中，發光單元IO通常以一定的頻率點亮，發射出光線至該滑鼠1放置的桌面2上，通常此桌面2具有一定的紋理特徵，即微觀的凹凸不平的表面，發
光單元IO發出的光線經桌面2反射後，並經由一透鏡(未圖示)聚焦後輸入
到影像傳感器11上，該影像傳感器11依據反射光的強度形成電壓或電流信
號，之後由可編程增益放大器12對該影像傳感器IO形成的電壓或電流信號 進行放大，並由轉換器13將該電壓或電流信號轉換為數位訊號，即將桌面2 的圖像數位化。而數據處理單元14根據影像傳感器11採樣的圖像進行計算， 從而確定該滑鼠1的位移，其具體過程為其將先前的一副圖像設定為參考圖 像(即參考幀)，而後取得的一副圖像設定為目標圖像(即目標幀)，通過目 標圖像中選擇一參考塊，而在參考圖像中選擇多個選擇塊，將該參考塊與選 擇塊一~""進行匹配和比較，之後確定最相關的選擇塊，根據該選擇塊的位置 而確定該滑鼠1的位移量，之後由控制單元15將此位移量處理後傳送至計算 才幾主才幾以控制屏幕光標的只於應移動。
為保證匹配計算的精確性與有效性，業界通常採用調整曝光時間、曝光 強度或可編程增益放大器的放大係數以保證取得較佳的圖像，進而保證匹配 計算的精確性與有效性，如可以當前圖像的像素平均值為依據調整曝光時間 或光源曝光強度，以改變下一幀圖像像素單元的曝光量，從而保證該影像傳 感器輸出的圖像品質，此種方式的不足之處是在某些對比度比較明顯的表面 上，此方法所認為一個好的像素平均值實際上並不能反映圖像質量的好壞， 如圖2所示，其中當前幀中的空白部分為信號過強的區域，而具有陰影的部 分可為信號過弱的區域，此時整個當前幀像素的平均值可能比較理想(即在強的區域，而只有一小部分是在信號過弱的部分，如果此時以整個當前幀像 素的平均值為調整曝光量的依據，則可能導致在後幀的圖像上與參考塊進行 匹配的選擇塊的信息出現失真，從而導致計算錯誤。因此本發明的目的是提 供 一 種圖像質量控制方法，其能夠根據感興趣的區域有針對性的調節影響圖 像質量的參數，從而優化匹配區域，達到精確匹配。
請參閱圖3所示，為本發明的流程圖，本發明圖像質量控制方法包括
如下步驟
獲取新的一幀圖像； 對該圖像進行處理；
確定下 一 次進行匹配的信息重疊區位置和形狀；
提取該信息重疊區的像素的特徵值，此特徵值可以是信息重疊區信號 過強的像素數目或信號過弱的像素數目，或者是信息重疊區像素的特徵值 為像素平均值，在具體應用中可根據不同的情況作不同的選擇其一，或若 幹；
依該特徵值調整影響圖像質量的參數，其中影響圖像質量的參數包括 圖像的曝光時間、可編程放大器的放大倍數及光源曝光強度之一或其中多個。
通過上述根據重疊區中的像素的特徵值來調整曝光時間、可編程放大 器的放大倍數及光源曝光強度之一或其中多個，從而使得在匹配運算中最值得關注感興趣的區域達到理想狀況，從而克服現有技術中整個當前圖像 的像素平均值為調整曝光量的依據所導致在後幀的圖像上與參考塊進行匹配 的選擇塊的信息出現失真，進一 步導致計算錯誤的缺陷。
請參閱圖4所示，為本發明一具體實施方式
的流程圖，此可為對於對 比度極其明顯的桌面的應用，即獲取的圖像可能部分是信號過弱，而另一
部分是信號過強的情形，本發明的方法具體包括如下步驟 獲取新的一幀圖像，即步驟S01; 對該圖像進行處理，即步驟S02;
確定下一次進行匹配的信息重疊區的位置和形狀，即步驟S03; 計算信息重疊區中的信號過強的像素個數與信號過弱的像素個數，即 步驟S04;
判斷信號過強的像素個數是否大於第 一 預設值，在本實施例中為半數， 即步驟S05;
如信號過強的像素個數大於第一預設值，則針對信號過強的像素部分 調節影響圖像質量的參數，並且將新輸入的當前幀圖像更換為參考幀，即 步驟S06,之後返回步驟S01;
如信號過強的像素個數小於第 一預設值，則判斷信號過弱的像素個數 是否大於第二預設值，即步驟S07,如是則返回步驟S01;
如信號過弱的像素個數大於第二預設值，則針對信號過弱的像素部分 調節影響圖像質量的參數，並且將新輸入的當前幀圖像更換為參考幀，即步驟S08,之後返回步驟SOl。
依據上述主要特徵，其中影響圖像質量的參數包括圖像的曝光時間、 可編程放大器的放大倍數及光源曝光強度之一或其中多個。
由上所述，本發明通過上述根據重疊區中的像素的信號過強的像素個 數與信號過弱的像素個數調整影響圖像質量的參數的方法，使得在匹配運 算中最值得關注感興趣的區域達到理想狀況，從而克服現有技術中整個參 考幀像素的平均值為調整曝光量的依據所導致在後幀的圖像上與參考塊進行 匹配的選擇塊的信息出現失真，進一步導致計算錯誤的缺陷。
雖然上面已經揭示了本發明的具體實施方法，但是它們不是本發明範圍 的局限，其應用領域也可擴大至所有的指示設備。因此，熟知本技術領域的 人員對以上所述具體實施的修改和變化也包含在本發明的範圍之內。
權利要求
1.一種光學指示裝置圖像質量控制方法，用於計算機或視頻系統指示裝置上，其特徵在於該方法包括如下步驟獲取新的一幀圖像；對該圖像進行處理；確定下一次進行匹配的信息重疊區位置和形狀；提取該信息重疊區的像素的特徵值；依該特徵值調整影響圖像質量的參數。
2. 如權利要求1所述的光學指示裝置圖像質量控制方法，其特徵在於 影響圖像質量的參數包括圖像的曝光時間與光源曝光強度之一或其二者的 組合。
3. 如權利要求1所述的光學指示裝置圖像質量控制方法，其特徵在於 該光學指示裝置具有一可編程放大器，影響圖像質量的參數包括此可編程 放大器的放大倍數。
4. 如權利要求1所述的光學指示裝置圖像質量控制方法，其特徵在於 該光學指示裝置具有一可編程放大器，影響圖像質量的參數包括圖像的曝 光時間、光源曝光強度及此可編程放大器的放大倍數的組合。
5. 如權利要求1或2或3或4所述的光學指示裝置圖像質量控制方法， 其特徵在於該信息重疊區像素的特徵值為信號過強的像素數目。
6. 如權利要求1或2或3或4所述的光學指示裝置圖像質量控制方法，其特徵在於該信息重疊區像素的特徵值為信號過弱的像素數目。
7. 如權利要求1或2或3或4所述的光學指示裝置圖像質量控制方法， 其特徵在於該信息重疊區像素的特徵值為像素平均值。
8. 如權利要求1或2或3或4所述的光學指示裝置圖像質量控制方法， 其特徵在於該信息重疊區像素的特徵值為信號過強的像素數目、信號過 弱的像素數目、像素平均值的多個組合。
9. 一種光學指示裝置圖像質量控制方法，用於計算機或視頻系統指示裝 置上，其特徵在於該方法包括如下步驟獲取新的一幀圖像；對該圖像進行處理；確定下 一 次進行匹配的信息重疊區的位置和形狀；計算信息重疊區中的信號過強的像素個數與信號過弱的像素個數；判斷信號過強的像素個數是否大於第 一預設值；如信號過強的像素個數大於該第 一預設值，則針對信號過強的像素部 分調節影響圖像質量的參數，並且將新輸入的當前幀圖像更換為參考幀。如信號過強的像素個數小於該第 一預設值，則判斷信號過弱的像素個 數是否大於第二預設值；如信號過弱的像素個數大於第二預設值，則針對信號過弱的像素部分 調節影響圖像質量的參數，並且將新輸入的當前幀圖像更換為參考幀。
10. 如權利要求9所述的光學指示裝置圖像質量控制方法，其特徵在於影響圖像質量的參數包括圖像的曝光時間與光源曝光強度之 一 或其二者的 組合。
11 .如權利要求9所述的光學指示裝置圖像質量控制方法，其特徵在於 該光學指示裝置具有一可編程放大器，影響圖像質量的參數包括此可編程 放大器的放大倍數。
12. 如權利要求9所述的光學指示裝置圖像質量控制方法，其特徵在於 該光學指示裝置具有一可編程放大器，影響圖像質量的參數包括圖像的曝 光時間、光源曝光強度及此可編程放大器的放大倍數的組合。
13. 如權利要求9或10或11或12所述的光學指示裝置圖像質量控制方 法，其特徵在於所述第一與第二預設值均為半數。
全文摘要
一種光學指示裝置圖像質量控制方法，用於計算機或視頻系統指示裝置上，包括如下步驟獲取新的一幀圖像；對該圖像進行處理；確定下一次進行匹配的重疊區的位置和形狀；提出該重疊區域像素的特徵值；依該特徵值調整影響圖像質量的參數，即本方法根據重疊區中的像素值來調整影響下一幀圖像質量的參數，使得在匹配運算中最值得關注感興趣的區域達到理想狀況，從而克服現有技術中整個圖像的像素的平均值為調整依據而導致在後一幀的圖像的信息出現失真，進一步導致計算錯誤的缺陷。
文檔編號G06F3/038GK101281440SQ20081004308
公開日2008年10月8日 申請日期2008年1月29日 優先權日2008年1月29日
發明者豹 林, 勇 肖 申請人:埃派克森微電子(上海)有限公司;埃派克森微電子有限公司