專利名稱：多樣板一維區(qū)塊匹配方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種區(qū)塊匹配方法，特別是關(guān)于一種多樣板一維區(qū)塊匹 配方法及其裝置。
背景技術(shù)：
通過(guò)傳感器產(chǎn)生的連續(xù)訊框(frame)進(jìn)行移動(dòng)物體的追蹤，并利用區(qū)塊匹 酉己方法(block-matching algorithm; BMA)產(chǎn)生一禾多動(dòng)向量(motion vector; MV)以判斷物體的移動(dòng)方向，是一種有效率方法。圖l是以區(qū)塊匹配方法產(chǎn)生 移動(dòng)向量的示意圖100，通過(guò)比對(duì)前后二個(gè)訊框110及120，例如第n-1個(gè)訊 框及第n個(gè)訊框，搜尋訊框120產(chǎn)生與訊框110中的樣板區(qū)塊(template block; TB) 112最匹配的最佳匹配區(qū)塊132，計(jì)算最佳匹配區(qū)塊132與樣板區(qū) 塊112在訊框120中的對(duì)應(yīng)區(qū)塊134之間的位移產(chǎn)生移動(dòng)向量122，移動(dòng)向量 122即為物體的移動(dòng)方向。公知的區(qū)塊匹配方法是以二維樣板區(qū)塊進(jìn)行搜尋以 產(chǎn)生最佳匹配區(qū)塊132。圖2是圖1中第n-1個(gè)訊框110的示意圖，圖3是圖 1中第n個(gè)訊框120的示意圖。參考圖1至圖3，訊框110及120具有NXN 個(gè)像素，樣板區(qū)塊112是一具有MXM個(gè)像素的二維區(qū)塊，為了在訊框120中 搜尋最佳匹配區(qū)塊132，因此將訊框120分成復(fù)數(shù)個(gè)具有MXM個(gè)像素的二維 搜尋區(qū)塊(searched block; SB)，例如SBi至SB[(N-M+1)X (N—M+O] J 計(jì)算搜尋區(qū)塊SBi與樣板區(qū)塊112之間的灰階值的絕對(duì)值誤差和，其中i二l至[(N-M+1)X (N-M+l)]，產(chǎn)生搜尋區(qū)塊SBi與樣板區(qū)塊112的區(qū)塊匹配系數(shù)<formula>formula see original document page 4</formula> 公式1其中，TB(x，y)為樣板區(qū)塊112中像素的灰階值，SBi(x，y)為第i個(gè)搜尋 區(qū)塊中像素的灰階值。從公式1可知，區(qū)塊匹配系數(shù)Si越小表示搜尋區(qū)塊SBi 與區(qū)塊112的匹配度越高，因此區(qū)塊匹配系數(shù)Si最小的搜尋區(qū)塊SBi即為最佳 匹配區(qū)塊132，例如第二個(gè)搜尋區(qū)塊SB2。根據(jù)搜尋區(qū)塊SB2與樣板區(qū)塊112 在訊框120中的對(duì)應(yīng)區(qū)塊134之間的位移產(chǎn)生移動(dòng)向量122，完成移動(dòng)物體的 追蹤。圖4是公知執(zhí)行區(qū)塊匹配方法的裝置200。參考圖1至圖4，裝置200 包括一傳感器201用以產(chǎn)生訊框120的模擬像素?cái)?shù)據(jù)，例如電壓信號(hào)， 一模 擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器202用以將訊框120的模擬像素?cái)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字的灰階值，存 儲(chǔ)器204用以儲(chǔ)存二維的樣板區(qū)塊112，存儲(chǔ)器206用以儲(chǔ)存訊框120中像素 的位置及灰階值，以及一數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)208用以從存儲(chǔ)器206中進(jìn)行 取樣以產(chǎn)生復(fù)數(shù)個(gè)二維的搜尋區(qū)塊SB,，并計(jì)算區(qū)塊匹配系數(shù)Si，搜尋出最佳 匹配區(qū)塊132以產(chǎn)生移動(dòng)向量122。由于公知的區(qū)塊匹配方法是對(duì)訊框120進(jìn) 行二維的全域搜尋(full-search)，因此信號(hào)處理器208必須從存儲(chǔ)器206中 進(jìn)行[(N-M+l) X (N-M+1)]次的取樣以產(chǎn)生搜尋區(qū)塊SBi，以及進(jìn)行[(N-M+1) X (N-M+l)]次如公式1的絕對(duì)值誤差和計(jì)算以產(chǎn)生區(qū)塊匹配系數(shù)Si。由于每個(gè) 搜尋區(qū)塊SBi所包含的像素的位置不連續(xù)，且區(qū)塊匹配系數(shù)Si的運(yùn)算包括一個(gè) 減法、 一個(gè)加法及一個(gè)絕對(duì)值，以及存儲(chǔ)器206需儲(chǔ)存整個(gè)訊框120的數(shù)據(jù)， 因此在數(shù)字信號(hào)處理器208中需要一良好的存儲(chǔ)器管理機(jī)制以及大量的運(yùn)算 單元，此導(dǎo)致數(shù)字信號(hào)處理器208的電路過(guò)于復(fù)雜而非常耗費(fèi)芯片面積及功 率，且需要一冗長(zhǎng)的時(shí)間進(jìn)行訊框120的儲(chǔ)存以及產(chǎn)生最佳匹配區(qū)塊132，因 而導(dǎo)致訊框率(frame rate)無(wú)法提升。為了提升訊框率，有人提出一種快速搜尋法(fast-search method),通 過(guò)預(yù)先估算最佳匹配區(qū)塊132的可能位置，以減少取樣次數(shù)及區(qū)塊匹配系數(shù) 的運(yùn)算次數(shù)。此法雖然減少了產(chǎn)生最佳匹配區(qū)塊132的時(shí)間，達(dá)到提升訊框 率的目的，然而產(chǎn)生的移動(dòng)向量的精確度卻不如全域搜尋法，且數(shù)字信號(hào)處 理器208的電路仍非常復(fù)雜而無(wú)法有效減少芯片面積及功率的消耗。為了確保移動(dòng)向量的精確度、節(jié)省芯片面積及降低消耗功率，有人提出一種以模擬電路進(jìn)行取樣及運(yùn)算的模擬區(qū)塊匹配方法，例如2006年Mladen Panovic及 Andreas Demosthenousy在Senior Member, IEEE中提出的使用混合信號(hào)方法 的移動(dòng)判斷處理器，如圖5所示， 一平方誤差和(sum squared error; SSE) 模擬計(jì)算電路300由晶體管302至312以及電流源314與316組成。當(dāng)晶體 管306至3i2彼此匹配且第一階晶體管302及304為飽和狀態(tài)時(shí)，輸出電流<formula>formula see original document page 6</formula>公式2其中，k為傳導(dǎo)參數(shù)，以及l(fā)B為電流源314及316產(chǎn)生的直流偏壓電流。 當(dāng)V,為樣板區(qū)塊中一個(gè)像素的模擬數(shù)值，K為搜尋區(qū)塊中一個(gè)像素的模擬數(shù) 值時(shí)，該模擬數(shù)值包括電壓值，比較公式1及公式2可知，V,相當(dāng)于TB(x， y)， V2相當(dāng)于SBi(x，y)，以及I()相當(dāng)于I TB(x，y)- SBi(x，y) |。若使用MXM個(gè) 模擬計(jì)算電路300并將每個(gè)模擬計(jì)算電路300的輸出電流工。相加后輸入一電 阻，則該電阻兩端的電壓差即相當(dāng)于區(qū)塊匹配系數(shù)Si，因此大幅簡(jiǎn)化計(jì)算區(qū) 塊匹配系數(shù)Si的電路復(fù)雜度及降低計(jì)算區(qū)塊匹配系數(shù)Si所需的功率。然而， 以模擬計(jì)算電路300為基礎(chǔ)的模擬區(qū)塊匹配方法，需要有模擬存儲(chǔ)器，例如 一取樣保持電路(S/H circuit),以提供像素的模擬數(shù)值。如圖6所示， 一取 樣保持電路350包括開關(guān)352、 358及360，電容368及370，以及一由晶體 管364及366組成的反相放大器362。開關(guān)352由晶體管354及356組成，晶 體管356的柵極耦接信號(hào)①，晶體管354的柵極耦接信號(hào)5，開關(guān)358受控 于信號(hào)O，開關(guān)360受控于信號(hào)6。 一般而言，取樣保持電路350的輸入電 壓Vi與輸出電壓V。之間的誤差可被控制在6mV左右。但是由于二維樣板區(qū)塊 全域搜尋的取樣過(guò)程繁復(fù)，像素?cái)?shù)據(jù)被搬動(dòng)的次數(shù)非常多，導(dǎo)致累積誤差變 大而不易實(shí)施。因此， 一種可提升訊框率以及降低電路復(fù)雜度且易于實(shí)施的區(qū)塊匹配方法及其裝置，實(shí)為人們所期待。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的，在于提出一種易于實(shí)施的多樣板一維區(qū)塊匹配方法及其 裝置，以提升訊框率以及降低電路復(fù)雜度。根據(jù)本發(fā)明， 一種多樣板一維區(qū)塊匹配方法包括比對(duì)從一訊框中讀出的 復(fù)數(shù)個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)所產(chǎn)生的復(fù)數(shù)個(gè)一維搜尋區(qū)塊與獨(dú)立的復(fù)數(shù)個(gè)一維樣板區(qū) 塊，產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的復(fù)數(shù)個(gè)區(qū)塊匹配系數(shù)，根據(jù)該些區(qū)塊匹配系數(shù)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于 每一該復(fù)數(shù)個(gè)一維樣板區(qū)塊的復(fù)數(shù)個(gè)優(yōu)先區(qū)塊，以及根據(jù)該些優(yōu)先區(qū)塊產(chǎn)生 一移動(dòng)向量。根據(jù)本發(fā)明， 一種多樣板一維區(qū)塊匹配裝置包括一存儲(chǔ)電路用以儲(chǔ)存獨(dú) 立的復(fù)數(shù)個(gè)一維樣板區(qū)塊， 一緩沖電路根據(jù)從一訊框中讀出的復(fù)數(shù)個(gè)像素?cái)?shù) 據(jù)產(chǎn)生復(fù)數(shù)個(gè)一維搜尋區(qū)塊， 一信號(hào)處理電路比對(duì)每一該復(fù)數(shù)個(gè)一維搜尋區(qū) 塊與復(fù)數(shù)個(gè)一維樣板區(qū)塊產(chǎn)生復(fù)數(shù)個(gè)優(yōu)先區(qū)塊，以及一控制電路給予該復(fù)數(shù) 個(gè)優(yōu)先區(qū)塊不同的權(quán)值，計(jì)算該復(fù)數(shù)個(gè)優(yōu)先區(qū)塊的總權(quán)值，根據(jù)總權(quán)值最大 的優(yōu)先區(qū)塊與該復(fù)數(shù)個(gè)一維樣板區(qū)塊之間的位置產(chǎn)生一移動(dòng)向量。根據(jù)本發(fā) 明所述的一多樣板一維區(qū)塊匹配裝置，其中該裝置可為一光學(xué)鼠標(biāo)，以及該 訊框是由一傳感器接收一光源的一反射光所產(chǎn)生。本發(fā)明利用復(fù)數(shù)個(gè)獨(dú)立的一維樣板區(qū)塊進(jìn)行區(qū)塊匹配方法，使訊框在被 讀取的過(guò)程中同時(shí)計(jì)算與該等一維樣板區(qū)塊之間的區(qū)塊匹配系數(shù)，且在該訊 框被讀取完成時(shí)即完成全域搜尋的區(qū)塊比對(duì)，達(dá)到提升訊框率及降低電路復(fù) 雜度與消耗功率的目的。


圖1是以區(qū)塊匹配方法產(chǎn)生移動(dòng)向量的示意圖； 圖2是圖1中第n-l個(gè)訊框的示意圖；圖3是圖1中第n個(gè)訊框的示意圖；圖4是公知執(zhí)行區(qū)塊匹配方法的裝置；圖5是一平方誤差和模擬計(jì)算電路；圖6是一取樣保持電路；圖7是多樣板一維區(qū)塊匹配方法的示意圖；圖8是執(zhí)行多樣板一維區(qū)塊匹配方法的裝置；圖9是顯示一比對(duì)結(jié)果；圖10是顯示圖8中的計(jì)算電路；圖11是顯示圖8中的獲勝電路；圖12是運(yùn)用多樣板一維區(qū)塊匹配方法的光學(xué)鼠標(biāo)的第一個(gè)實(shí)施例; 圖13是運(yùn)用多樣板一維區(qū)塊匹配方法的光學(xué)鼠標(biāo)的第二個(gè)實(shí)施例; 圖14是公知的光學(xué)鼠標(biāo)產(chǎn)生一移動(dòng)向量所需時(shí)間的示意圖；以及 圖15是運(yùn)用本發(fā)明的光學(xué)鼠標(biāo)產(chǎn)生一移動(dòng)向量所需時(shí)間的示意圖。 符號(hào)說(shuō)明1。0以區(qū)塊匹配方法產(chǎn)生移動(dòng)向it的示意圖110訊框112樣板區(qū)塊120訊框122移動(dòng)向量132最佳匹配區(qū)塊134對(duì)應(yīng)區(qū)塊200執(zhí)行區(qū)塊匹配方法的裝置201傳感器202模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器204存儲(chǔ)器206存儲(chǔ)器208數(shù)字信號(hào)處理器300平方誤差和模擬計(jì)算電路302晶體管304晶體管306晶體管308晶體管310晶體管312晶體管350取樣保持電路352開關(guān)354晶體管356晶體管358開關(guān)360開關(guān)362反相放大器364晶體管366晶體管368電容370電容410參考訊框430被搜尋的訊框510緩沖電路512存儲(chǔ)電路514多任務(wù)器520信號(hào)處理電路522計(jì)算電路524計(jì)算電路526計(jì)算電路532獲勝電路534獲勝電路536獲勝電路540存儲(chǔ)電路542存儲(chǔ)單元544存儲(chǔ)單元546存儲(chǔ)單元550控制電路560移動(dòng)向量570傳感器600光學(xué)鼠標(biāo)610光源612透鏡組614透鏡組616桌面618傳感器620反射光622訊框710傳感器曝光時(shí)間720訊框讀出時(shí)間730運(yùn)算時(shí)間740公知的光學(xué)鼠標(biāo)產(chǎn)生一移動(dòng)向量的時(shí)間750運(yùn)用本發(fā)明的光學(xué)鼠標(biāo)產(chǎn)生一移動(dòng)向量的時(shí)間具體實(shí)施方式
圖7是多樣板一維區(qū)塊匹配方法的示意圖，圖8是執(zhí)行該方法的裝置。 參考圖7及圖8，存儲(chǔ)電路540儲(chǔ)存一參考訊框410中的K個(gè)一維樣板區(qū)塊 TB至TBk,每一樣板區(qū)塊TBi具有1XB個(gè)像素，存儲(chǔ)電路540包括K個(gè)存儲(chǔ)單元542至546以分別儲(chǔ)存樣板區(qū)塊TBi至TBK。一欲被搜尋的訊框430具有N XN個(gè)像素，當(dāng)訊框430從傳感器570中讀出時(shí)，最新讀取的B個(gè)像素形成搜 尋區(qū)塊SBi暫存于緩沖電路510中，其中，i二l至NX(N-B+l)，例如當(dāng)?shù)谝粋€(gè) 像素(P,)至第B個(gè)像素(PB)被讀出時(shí)，Pi至PB構(gòu)成搜尋區(qū)塊SBw當(dāng)?shù)贐+1個(gè) 像素(Pw)被讀出時(shí)，P2至Pw構(gòu)成搜尋區(qū)塊SB2，當(dāng)?shù)贜XN個(gè)像素P^v被讀出 時(shí)，Pw,)至Pr^構(gòu)成搜尋區(qū)塊SBN(M+1)，因此當(dāng)訊框430的最后一個(gè)像素被 讀出時(shí)，訊框430的全域搜尋亦同時(shí)完成。在訊框430從傳感器570被讀出 過(guò)程中，信號(hào)處理電路520根據(jù)緩沖電路510及存儲(chǔ)電路540中的搜尋區(qū)塊 SBi及樣板區(qū)塊T^至TBk的像素?cái)?shù)據(jù)，例如模擬的電壓信號(hào)或數(shù)字的灰階值， 進(jìn)行比對(duì),控制電路550根據(jù)信號(hào)處理電路520比對(duì)的結(jié)果產(chǎn)生移動(dòng)向量560。 在此實(shí)施例中，緩沖電路510包括一存儲(chǔ)電路512用以儲(chǔ)存最新讀取的B個(gè) 像素?cái)?shù)據(jù)，以及一多任務(wù)器514將該B個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)依序排列形成搜尋區(qū)塊SBi 提供給信號(hào)處理電路520。存儲(chǔ)電路512包括復(fù)數(shù)個(gè)如圖6所示的取樣保持電 路，信號(hào)處理電路520包括K個(gè)計(jì)算電路522至526以及K個(gè)獲勝電路(winner circuit) 532至536。計(jì)算電路522根據(jù)多任務(wù)器514及存儲(chǔ)單元542提供的 搜尋區(qū)塊SB,及樣板區(qū)塊TB,的像素?cái)?shù)據(jù)產(chǎn)生搜尋區(qū)塊SB,與樣板區(qū)塊TB,的區(qū) 塊匹配系數(shù)Su， i二l至N(N-B+l)。獲勝電路532根據(jù)區(qū)塊匹配系數(shù)Su產(chǎn)生 復(fù)數(shù)個(gè)優(yōu)先區(qū)塊，例如與樣板區(qū)塊TB,匹配度較佳的前T名搜尋區(qū)塊，并記錄 該等優(yōu)先區(qū)塊的位置，例如與樣板區(qū)塊TB,的相對(duì)坐標(biāo)。同樣地，計(jì)算電路524 與526根據(jù)緩沖電路510及存儲(chǔ)單元542至546中的搜尋區(qū)塊SBi及樣板區(qū)塊 IU至7U的像素?cái)?shù)據(jù)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于樣板區(qū)塊TB2至TBK的優(yōu)先區(qū)塊的位置?？刂?電路550給予不同名次的優(yōu)先區(qū)塊位置不同的權(quán)值，并計(jì)算各位置的總權(quán)值 產(chǎn)生移動(dòng)向量560。圖9是一 K二6及T二3的比對(duì)結(jié)果，與樣板區(qū)塊TB至TB6 的匹配度為第一名、第二及第三名的優(yōu)先區(qū)塊位置分別給予權(quán)值3、 2及1， 因此位置(3,2)在TBi至TBs中的權(quán)值分別為3、 3、 2、 2、 0、 1，總權(quán)值為 3+3+2+2+0+l二11。同樣地，計(jì)算各優(yōu)先區(qū)塊位置的總權(quán)值，總權(quán)值最大的優(yōu)先區(qū)塊位置，例如位置(3，2)，即為移動(dòng)向量560。在不同的實(shí)施例中，緩沖 電路510經(jīng)由位移緩存器或取樣保持電路實(shí)現(xiàn)。如圖10所示，在本實(shí)施例中，計(jì)算電路522至526由模擬電路實(shí)現(xiàn)，包 括復(fù)數(shù)個(gè)如圖5所示的平方誤差和計(jì)算電路SSE,根據(jù)搜尋區(qū)塊SBi中的像素 數(shù)據(jù)Pi,j， j-l至B,及樣板區(qū)塊TBi至TBK中的像素?cái)?shù)據(jù)ri,j，例如模擬的電壓 信號(hào)，其中，i^l至K，以及J4至B，利用公式2產(chǎn)生搜尋區(qū)塊SBi與樣板區(qū) 塊TB,至TBK的區(qū)塊匹配系數(shù)Su至Si.K， i二l至N(N-B+1)。利用平行運(yùn)算技術(shù) 使搜尋區(qū)塊SBi能同時(shí)與樣板區(qū)塊TB,至TBk迸行比対，且該比對(duì)在像素被讀出 的過(guò)程中進(jìn)行，因此像素被搬動(dòng)的次數(shù)較少，不會(huì)有累積誤差變大而無(wú)法實(shí) 施的問(wèn)題。此外，區(qū)塊匹配系數(shù)Su至Si,k中的加法經(jīng)由將每個(gè)SSE根據(jù)公式 2產(chǎn)生的電流會(huì)合后流入電阻R而達(dá)成，大幅減少計(jì)算區(qū)塊匹配系數(shù)所需的時(shí) 間及簡(jiǎn)化電路的復(fù)雜度。在不同的實(shí)施例中，計(jì)算電路522至526由數(shù)字電 路實(shí)現(xiàn)，在訊框中的像素?cái)?shù)據(jù)從傳感器570 —讀出即經(jīng)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換 成數(shù)字的像素?cái)?shù)據(jù)，例如灰階值，經(jīng)產(chǎn)生搜尋區(qū)塊SBi后，根據(jù)公式l產(chǎn)生區(qū) 塊匹配系數(shù)Su至Si,k， i二l至N(N-B+l)。由于在讀取像素的過(guò)程中即進(jìn)行比 對(duì)，因此不需先儲(chǔ)存所有的像素?cái)?shù)據(jù)及位置，更不需對(duì)儲(chǔ)存的像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行 復(fù)雜的取樣以產(chǎn)生搜尋區(qū)塊，有效降低圖4中數(shù)字信號(hào)處理器208的運(yùn)算時(shí) 間及對(duì)存儲(chǔ)器管理機(jī)制的需求。在本實(shí)施例中，獲勝電路532、 534及536分別包括數(shù)個(gè)比較器COMP,， x二l至T、數(shù)個(gè)緩存器R" x^至T以及數(shù)個(gè)與門AGy， y二2至T，緩存器Rx中 的暫存值RD,根據(jù)比較器COMP,的輸出信號(hào)enx決定是否更新，并根據(jù)與門AGy 的輸出信號(hào)sely決定更新后的暫存值，亦即若erix二O則RDx維持不變，若enx=l 且sely=l則R"變更為RDh，若enx二l且sely二O則RD,變更為輸入的值，以產(chǎn) 生與樣板區(qū)塊TBi匹配度較佳的前T名搜尋區(qū)塊作為優(yōu)先區(qū)塊。如圖11所示， 以獲勝電路532以及T二3為例說(shuō)明，獲勝電路532包括比較器C0MP^ C0MP2 及證3，緩存器&、 R2及R3，以及與門AG2及AG3，緩存器R!、 R2及R沖分別具有暫存值肌、肌及肌，且RD^RDKRD"若輸入的區(qū)塊匹配系數(shù)S,..,小 于肌，則比較器COMP,至C0MP3的輸出信號(hào)en,至en:i以及與門AG2及AG3的輸 出信號(hào)sel2及sel3均為1，緩存器R,至&中的暫存值分別由RD,、 R仏及RD3 改變?yōu)镾w、 RD'及RD2;若RD〈Si,〈RD2，則輸出信號(hào)erh與se"為0，輸出信 號(hào),、eri3與sel3為1,緩存器&中的暫存值維持RD"緩存器R2及R3中的暫 存值分別由RDs及R"改變?yōu)镾i,!及RD2;若RD2〈Si,KRD3，則輸出信號(hào)en,、 en2、 sel2與sel3為0，輸出信號(hào),為1，緩存器1^及&中的暫存值分別維持RD, 及R仏，緩存器R3中的暫存值由RD3改變?yōu)镾u;若Su〉R3，則輸出信號(hào)em、 en2、 en3、 seL與se:U均為0，緩存器R,至&中的暫存值維持RD,、 R"及RD3。 在一范例中，以一設(shè)定值(例如一大于區(qū)塊匹配系數(shù)Su的值)初始化緩存器Rh圖12是運(yùn)用多樣板一維區(qū)塊方法的光學(xué)鼠標(biāo)600，除了被搜尋的訊框622 經(jīng)由一光源610經(jīng)透鏡組612聚焦照射桌面616產(chǎn)生反射光620，再經(jīng)透鏡組 614聚焦后由傳感器618接收產(chǎn)生，以及樣板區(qū)塊即為前一次被搜尋訊框的中 心區(qū)塊外，其余關(guān)于運(yùn)算的過(guò)程及裝置皆與圖7、圖8及圖10相同。在本實(shí) 施例中，光源610包括發(fā)光二極管，傳感器618包括互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體 傳感器，以及訊框622具有的像素?cái)?shù)目(例如NXM)由傳感器618的靈敏度決 定。如圖13所示，在不同的實(shí)施例中，多樣板一維區(qū)塊匹配方法經(jīng)由數(shù)字電 路實(shí)現(xiàn)。由于傳感器618產(chǎn)生的訊框622為一模擬數(shù)據(jù)，因此訊框622中的 像素?cái)?shù)據(jù)被讀出后，先經(jīng)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器630將模擬的像素?cái)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字 的像素?cái)?shù)據(jù)，才進(jìn)行后續(xù)的運(yùn)算。由于使用本發(fā)明的光學(xué)鼠標(biāo)在像素從傳感 器618讀出的過(guò)程中即進(jìn)行平行比對(duì)，因此在訊框622的最后一個(gè)像素從傳 感器618中讀出時(shí)，即完成訊框622的全域搜尋的區(qū)塊比對(duì)，因而縮短了運(yùn) 算所需的時(shí)間。圖14是公知的光學(xué)鼠標(biāo)產(chǎn)生一移動(dòng)向量所需時(shí)間的示意圖， 圖15是運(yùn)甩本發(fā)明的光學(xué)鼠標(biāo)產(chǎn)生一移動(dòng)向量所需時(shí)間的示意圖。參考圖13 及圖14，公知的光學(xué)鼠標(biāo)產(chǎn)生一移動(dòng)向量的時(shí)間740包括傳感器曝光時(shí)間710、訊框讀出時(shí)間720以及區(qū)塊匹配方法的運(yùn)算時(shí)間730，而運(yùn)用本發(fā)明的 光學(xué)鼠標(biāo)處理一訊框所需的時(shí)間750僅包括傳感器曝光時(shí)間710及訊框讀取 時(shí)間720，節(jié)省了運(yùn)算時(shí)間730，因此具有較佳的訊框率，對(duì)傳感器靈敏度的 需求較低，以及電路復(fù)雜度低等優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1. 一種多樣板一維區(qū)塊匹配方法，其特征在于，該方法包括下列步驟(a)比對(duì)從一訊框中讀出的復(fù)數(shù)個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)所產(chǎn)生的復(fù)數(shù)個(gè)一維搜尋區(qū)塊與獨(dú)立的復(fù)數(shù)個(gè)一維樣板區(qū)塊，產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的復(fù)數(shù)個(gè)區(qū)塊匹配系數(shù)；(b)根據(jù)該些區(qū)塊匹配系數(shù)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于每一該復(fù)數(shù)個(gè)一維樣板區(qū)塊的復(fù)數(shù)個(gè)優(yōu)先區(qū)塊；以及(c)根據(jù)該些優(yōu)先區(qū)塊產(chǎn)生一移動(dòng)向量。
2. 如權(quán)利要求1所述的多樣板一維區(qū)塊匹配方法，其中該步驟(a)包括 將該復(fù)數(shù)個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)依序排列。
3. 如權(quán)利要求1所述的多樣板一維區(qū)塊匹配方法，其中該步驟(a)包括 計(jì)算每一該復(fù)數(shù)個(gè)一維搜尋區(qū)塊與每一該復(fù)數(shù)個(gè)一維樣板區(qū)塊中像素?cái)?shù)據(jù)的 平方誤差和與絕對(duì)值誤差和其中之一。
4. 如權(quán)利要求1所述的多樣板一維區(qū)塊匹配方法，其中該步驟(b)包括 選取對(duì)應(yīng)于每一該復(fù)數(shù)個(gè)一維樣板區(qū)塊的該復(fù)數(shù)個(gè)一維搜尋區(qū)塊中復(fù)數(shù)個(gè)具 有小區(qū)塊匹配系數(shù)者作為該復(fù)數(shù)個(gè)優(yōu)先區(qū)塊，并且將該復(fù)數(shù)個(gè)優(yōu)先區(qū)塊依其 區(qū)塊匹配系數(shù)遞增或遞減排列。
5. 如權(quán)利要求1所述的多樣板一維區(qū)塊匹配方法，其中該步驟(c)包括 下列步驟給予該復(fù)數(shù)個(gè)優(yōu)先區(qū)塊不同的權(quán)值； 計(jì)算該復(fù)數(shù)個(gè)優(yōu)先區(qū)塊的總權(quán)值；以及根據(jù)總權(quán)值最大的優(yōu)先區(qū)塊與該復(fù)數(shù)個(gè)一維樣板區(qū)塊之間的位置產(chǎn)生該 移動(dòng)向量。
6. —種多樣板一維區(qū)塊匹配裝置，其特征在于，該裝置包括 一第一存儲(chǔ)電路，用以儲(chǔ)存獨(dú)立的復(fù)數(shù)個(gè)一維樣板區(qū)塊； 一緩沖電路，根據(jù)從一訊框中讀出的復(fù)數(shù)個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)產(chǎn)生復(fù)數(shù)個(gè)一維搜尋區(qū)塊；一信號(hào)處理電路，比對(duì)每一該復(fù)數(shù)個(gè)一維搜尋區(qū)塊與復(fù)數(shù)個(gè)一維樣板區(qū) 塊產(chǎn)生復(fù)數(shù)個(gè)優(yōu)先區(qū)塊；以及一控制電路，給予該復(fù)數(shù)個(gè)優(yōu)先區(qū)塊不同的權(quán)值，計(jì)算該復(fù)數(shù)個(gè)優(yōu)先區(qū) 塊的總權(quán)值，根據(jù)總權(quán)值最大的優(yōu)先區(qū)塊與該復(fù)數(shù)個(gè)一維樣板區(qū)塊之間的位 置產(chǎn)生一移動(dòng)向量。
7. 如權(quán)利要求6所述的多樣板一維區(qū)塊匹配裝置，其中該緩沖電路包括: 一第二存儲(chǔ)電路，用以儲(chǔ)存該復(fù)數(shù)個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)；以及一多任務(wù)器，使該復(fù)數(shù)個(gè)像數(shù)值依序排列以產(chǎn)生該復(fù)數(shù)個(gè)一維搜尋區(qū)塊。
8. 如權(quán)利要求7所述的多樣板一維區(qū)塊匹配裝置，其中該第二存儲(chǔ)器包 括復(fù)數(shù)個(gè)取樣保持電路。
9. 如權(quán)利要求6所述的多樣板一維區(qū)塊匹配裝置，其中該信號(hào)處理電路 包括復(fù)數(shù)個(gè)計(jì)算電路，根據(jù)每一該復(fù)數(shù)個(gè)一維搜尋區(qū)塊與復(fù)數(shù)個(gè)一維樣板區(qū)塊中的像素?cái)?shù)據(jù)產(chǎn)生復(fù)數(shù)個(gè)區(qū)塊匹配系數(shù)；以及復(fù)數(shù)個(gè)獲勝電路，記錄對(duì)應(yīng)于每一該復(fù)數(shù)個(gè)一維樣板區(qū)塊的該復(fù)數(shù)個(gè)一 維搜尋區(qū)塊中復(fù)數(shù)個(gè)具有小區(qū)塊匹配系數(shù)者以產(chǎn)生該復(fù)數(shù)個(gè)優(yōu)先區(qū)塊。
10. 如權(quán)利要求6所述的多樣板一維區(qū)塊匹配裝置，其中該裝置為一光 學(xué)鼠標(biāo)，并且該訊框是由一傳感器接收一光源的一反射光所產(chǎn)生。
全文摘要
本發(fā)明揭露一種多樣板一維區(qū)塊匹配方法及其裝置，該方法包括步驟比對(duì)從一訊框中讀出的復(fù)數(shù)個(gè)像素?cái)?shù)據(jù)所產(chǎn)生的復(fù)數(shù)個(gè)一維搜尋區(qū)塊與獨(dú)立的復(fù)數(shù)個(gè)一維樣板區(qū)塊，產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的復(fù)數(shù)個(gè)區(qū)塊匹配系數(shù)；根據(jù)該些區(qū)塊匹配系數(shù)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于每一該復(fù)數(shù)個(gè)一維樣板區(qū)塊的復(fù)數(shù)個(gè)優(yōu)先區(qū)塊；以及根據(jù)該些優(yōu)先區(qū)塊產(chǎn)生一移動(dòng)向量。利用一維區(qū)塊進(jìn)行搜尋，使訊框在讀出的過(guò)程中同時(shí)進(jìn)行比對(duì)，以降低區(qū)塊匹配方法所需的時(shí)間及簡(jiǎn)化運(yùn)算電路，達(dá)到提升訊框率及降低成本的目的。
文檔編號(hào)G06F3/038GK101276248SQ20071009153
公開日2008年10月1日 申請(qǐng)日期2007年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月27日
發(fā)明者林心宇, 黃榮壽 申請(qǐng)人:義隆電子股份有限公司