專利名稱：光學(xué)指示裝置省電方法
光學(xué)指示裝置省電方法技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及 一 種用于計算機或視頻系統(tǒng)的光學(xué)指示裝置上的省電方法。背景技術(shù)：
光學(xué)指示裝置，如鼠標(biāo)，是最為常用的人機接口設(shè)備之一。當(dāng)用戶在工 作表面上移動鼠標(biāo)時，鼠標(biāo)內(nèi)的運動'^知裝置便感知此運動，由此控制計算 機屏幕上的指針相應(yīng)移動。圖1是現(xiàn)有光電鼠標(biāo)的組成方框圖，該鼠標(biāo)1包括控制單元18、輸入單 元17和發(fā)光單元16,其中控制單元18包括影像傳感器10、轉(zhuǎn)換器12、 計算單元13和通信單元14。另外，該鼠標(biāo)1還包括一透鏡15,其中上述各 單元均中設(shè)置一殼體3內(nèi)，使用者可握持該殼體3移動該鼠標(biāo)1以控制與該 鼠標(biāo)1配合的計算機屏幕上光標(biāo)的移動，并結(jié)合輸入單元17實現(xiàn)使用者欲想 的操作。在工作中，發(fā)光單元16通常包括發(fā)光二極管或激光光源，在實際工作中， 其一定的頻率點亮，發(fā)射出光線至該鼠標(biāo)l放置的工作面2上，通常此工作 2具有一定的紋理特征，即微觀的凹§不平的表面，發(fā)光單元16發(fā)出的入射 光經(jīng)工作面2反射后，并經(jīng)由透鏡1^'聚焦后輸入到影像傳感器10上，該影 像傳感器IO依據(jù)反射光的強度形成電壓或電流信號，之后轉(zhuǎn)換器12將該電 壓或電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，即將工作面2的圖像數(shù)字化。而計算單元13 根據(jù)影像傳感器IO采樣的圖像進行計算，從而確定該鼠標(biāo)1的位移，其具體 過程為其將先前的一幀圖像設(shè)定為參考圖像(即參考幀)，而后取得的一幀圖像設(shè)定為目標(biāo)圖像(即目標(biāo)幀)，通iiT目標(biāo)圖像和參考圖像的匹配和比較之后 計算出鼠標(biāo)1的位移量。通常，在參考圖像和目標(biāo)圖像存在較大的相似性時， 參考圖像保持不變，不斷更新目標(biāo)圖像，數(shù)字運算單元都會計算出位移量A X和AY,但在參考圖像和目標(biāo)圖像之間的相似性逐漸減低之后，必須更換 參考圖像，繼而開始新的運算。雖然計算單元13按照一定的幀率計算位移量， 但是鼠標(biāo)并不是直接將每一幀圖像運.算處的位移量直接的報告給電腦主機， 而是將運算位移量AX和AY逐次累加于一寄存器中，按照一定的速率通過 通信單元14向主才幾報告累加的位移量，當(dāng)主機端完成一次讀命令之后清零并 開始新的累加循環(huán)。在上述過程中，當(dāng)鼠標(biāo)l處于靜止?fàn)顟B(tài)時，用于計算位移量的參考圖像 和目標(biāo)圖像應(yīng)該是完全相同的，計算單元13在匹配和比較參考圖像和目標(biāo)圖像之后計算出來的位移量AX和AY全為零，因此可依此判斷出此時鼠標(biāo)1 處于靜止?fàn)顟B(tài)，從而強制鼠標(biāo)1進入睡眠狀態(tài)，即關(guān)閉相應(yīng)的電路，特別是 發(fā)光單元16、影像傳感器IO及轉(zhuǎn)換器12，以而節(jié)省電能消耗，同時為了迅 速應(yīng)對使用者的操作，該鼠標(biāo)1的發(fā)光單元16、影像傳感器IO及轉(zhuǎn)換器12 等相關(guān)的電路還是需在間隔一定時間后采集一或二幀圖像以判斷該鼠標(biāo)1是 否移動，如有移動，則啟動相應(yīng)的電路令鼠標(biāo)1進入正常工作狀態(tài)，如否則 依保持睡眠狀態(tài)。在實際應(yīng)用中，當(dāng)鼠標(biāo)1長時間處于靜止進入睡眠狀態(tài)之后，每隔一段 時間T，計算單元13會取出N幀圖像進行計算得到相應(yīng)的位移量，但是由 于連續(xù)的采集圖像所產(chǎn)生的噪聲會不斷的累加，即使參考圖像若長時間沒有 變化，而目標(biāo)圖像不斷的更新，也會令目標(biāo)圖像與參考圖像就會產(chǎn)生一定的 差異，從而令計算單元13會產(chǎn)生非零的位移量，使鼠標(biāo)1退出睡眠狀態(tài)并啟 動相應(yīng)的電路，從而又引起不必要的'"電能消耗，此種情形對無線鼠標(biāo)等指示 裝置，即利用自帶電池充電的指示裝置而言將是非常不便的。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種光學(xué)指示裝置省電方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中當(dāng) 該指示裝置在睡眠狀態(tài)時，會因噪聲影響而退出睡眠狀態(tài)而浪費電能的缺 陷。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明光學(xué)指示裝置省電方法，用于計算機或視頻系 統(tǒng)指示裝置上，該指示裝置上設(shè)有光敏檢測器陣列及控制單元，該光敏檢測 器陣列用以光學(xué)感知外部物體的圖像，而控制單元對該光敏檢測器陣列輸出 的圖像信號進行處理從而感知物體的運動，其中該方法包括如下步驟利用光敏檢測器陣列獲取外部物體的兩幀圖像，分別形成參考幀與目標(biāo)幀；對參考幀與目標(biāo)幀進行相關(guān)性計算，判斷位移量是否為零； 如位移量不為零，則輸出位移量；如位移量為零，則進一步判斷位移量是否持續(xù)保持為零，如否則輸出實 際位移量；如位移量持續(xù)保持為零，則令該指示裝置進入睡眠狀態(tài)； 在睡眠期內(nèi)定期檢測是否有位移發(fā)生，如有則輸出實際位移量； 如未有位移發(fā)生，則更換參考幀，保持睡眠狀態(tài)。依據(jù)上述主要特征，在判斷是否需更換參考幀時，先在控制單元內(nèi)一寄 存器設(shè)定一數(shù)值預(yù)設(shè)值，如在睡眠期內(nèi)每次定期檢測時未發(fā)現(xiàn)有位移發(fā)生， 則控制單元內(nèi)計數(shù)器累加，并判斷是否大于預(yù)定值，如是則更換參考幀，如否則繼續(xù)進4于;險測。依據(jù)上述主要特征，在判斷是否需更換參考幀時，先在控制單元內(nèi)一寄 存器設(shè)定一時間預(yù)設(shè)值，如在睡眠期內(nèi)定期檢測時未發(fā)現(xiàn)有位移發(fā)生，則控 制單元內(nèi)計時器累加，并判斷計時器值是否大于時間預(yù)定值，如是則更換參 考幀，如否則繼續(xù)進行檢測。依據(jù)上述主要特征，在判斷是否需令該指示裝置進入睡眠狀態(tài)時，先在 控制單元內(nèi)一寄存器設(shè)定一數(shù)值預(yù)設(shè)植，如在每次檢測未有位移量發(fā)生時， 則控制單元內(nèi)的計數(shù)器累加，并判斷是否大于預(yù)定值，如是則令該指示裝置 進入睡眠狀態(tài)，如否則繼續(xù)進^i企測。依據(jù)上述主要特征，在判斷是否需令該指示裝置進入睡眠狀態(tài)時，先在 控制單元內(nèi) 一寄存器設(shè)定一時間預(yù)設(shè)值，如在每次檢測未有位移量發(fā)生時， 則控制單元內(nèi)的計時器累加，并判斷是否大于預(yù)定值，如是則令該指示裝置 進入睡眠狀態(tài)，如否則繼續(xù)進4于檢測。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明通過在指示裝置處理睡眠狀態(tài)時，在定期 檢測時未有位移量時則強制更換參考幀，以防止因噪聲影響而導(dǎo)致該指示 裝置在判斷是否需喚醒時出現(xiàn)錯誤，以而避免電能浪費。
圖1為現(xiàn)有光電鼠標(biāo)的組成方框圖。圖2為本發(fā)明的流程圖。實施方式請參閱圖l所示，本發(fā)明光學(xué)指示裝置省電方法，可用于計算機或視頻 系統(tǒng)指示裝置上，該指示裝置通過光學(xué)感知外部物體的圖像，通過計算二幀 圖像之間的相關(guān)性，從而確定該光學(xué)指示裝置的位移，從而控制與該指示裝 置對應(yīng)的顯示屏幕上的光標(biāo)，從而實現(xiàn)預(yù)定的功能。為理解方便，以下結(jié)合圖1說明本發(fā)明的具體應(yīng)用，圖l是現(xiàn)有的光電 鼠標(biāo)的組成方框圖，該鼠標(biāo)1包括控制單元18、輸入單元17和發(fā)光單元16, 其中控制單元18包括影像傳感器y)、轉(zhuǎn)換器12、計算單元13和通信單元 14。另外，該鼠標(biāo)1還包括一透鏡15r其中上述各單元均中設(shè)置一殼體3內(nèi)， 使用者可握持該殼體3移動該鼠標(biāo)l從而控制與該鼠標(biāo)1配合的計算機屏幕 上光標(biāo)的移動。在工作中，發(fā)光單元16通常包括發(fā)光二極管或激光光源，在實際工作中， 其一定的頻率點亮，發(fā)射出光線至該鼠標(biāo)l放置的工作面2上，通常此工作 2具有一定的紋理特征，即微觀的凹凸不平的表面，發(fā)光單元16發(fā)出的入射 光經(jīng)工作面2反射后，并經(jīng)由透鏡15聚焦后輸入到影像傳感器IO上，該影 像傳感器IO依據(jù)反射光的強度形成電壓或電流信號，之后轉(zhuǎn)換器12將該電壓或電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，即將工作面2的圖像數(shù)字化。而計算單元13 根據(jù)影像傳感器IO采樣的圖像進行計算，從而確定該鼠標(biāo)1的位移，其具體 過程為其將先前的一幀圖像設(shè)定為參考圖像(即參考幀)，而后取得的一幀圖像設(shè)定為目標(biāo)圖像(即目標(biāo)幀)，通過.目標(biāo)圖像和參考圖像的匹配和比較之后 計算出鼠標(biāo)1的位移量。通常，在參考圖像和目標(biāo)圖像存在較大的相似性時， 參考圖像保持不變，不斷更新目標(biāo)圖像，數(shù)字運算單元都會計算出位移量A X和AY,但在參考圖像和目標(biāo)圖像之間的相似性逐漸減低之后，必須更換 參考圖像，繼而開始新的運算。雖然計算單元13按照一定的幀率計算位移量， 但是鼠標(biāo)并不是直接將每一幀圖像運算處的位移量直接的報告給電腦主機， 而是將運算位移量△ X和△ Y逐次累、于 一 寄存器中，按照 一定的速率向主 機報告累加的位移量，當(dāng)主機端完成一次讀命令之后清零并開始新的累加循 環(huán)，同時主機根據(jù)輸入單元17 (如鼠標(biāo)的左、右選擇按鈕)的輸入信號而實 現(xiàn)相應(yīng)的功能，如選擇或拉動滾動條。在上述過程中，當(dāng)鼠標(biāo)l處于靜止?fàn)顟B(tài)時，用于計算位移量的參考圖像 和目標(biāo)圖像應(yīng)該是完全相同的，計算單元13在匹配和比較參考圖像和目標(biāo) 圖像之后計算出來的位移量△X和△Y全為零，因此可依此判斷出此時鼠標(biāo) 1處于靜止?fàn)顟B(tài)，>&而強制鼠標(biāo)1進入睡眠狀態(tài)，即關(guān)閉相應(yīng)的電路，特別 是發(fā)光單元16、影像傳感器IO及轉(zhuǎn)換器12,以而節(jié)省電能消耗，同時為了 迅速應(yīng)對使用者的操作，該鼠標(biāo)1的發(fā)光單元16、影像傳感器IO及轉(zhuǎn)換器 12等相關(guān)的電路還是需在間隔一定時間后采集一或二幀圖像以判斷該鼠標(biāo)1 是否移動，如有移動，則啟動相應(yīng)的電路令鼠標(biāo)1進入正常工作狀態(tài)，如否 則依保持睡眠狀態(tài)，并且為了節(jié)省功耗，在睡眠狀態(tài)下可以進一步降低采集 圖像的頻率，即幀率。在實際應(yīng)用中，當(dāng)鼠標(biāo)1長時間處于靜止進入睡眠狀態(tài)之后，每隔一段 時間T，計算單元13會取出N幀圖像進行計算得到相應(yīng)的位移量，但是由 于連續(xù)的采集圖像所產(chǎn)生的噪聲會不新的累加，即使參考圖像若長時間沒有 變化，而目標(biāo)圖像不斷的更新，也會令目標(biāo)圖像與參考圖像就會產(chǎn)生一定的 差異，從而令計算單元13會產(chǎn)生非零的位移量，使鼠標(biāo)1退出睡眠狀態(tài)并 啟動相應(yīng)的電路，從而又引起不必要的電能消耗，因此本發(fā)明光學(xué)指示裝置 省電方法目的在于解決上述問題，其包括如下步驟利用光敏檢測器陣列獲取外部物體的兩幀圖像，分別形成參考幀與目標(biāo) 幀，即步驟S01;對參考幀與目標(biāo)幀進行相關(guān)性計算，判斷位移量是否為零，即步驟S02; 如位移量不為零，則輸出位移量，即步驟S03;如位移量為零，則進一步判斷位移量是否持續(xù)保持為零，即步驟S04, 即步驟S04如否則輸出實際位移量，即步驟S03;如位移量持續(xù)保持為零，則令該指示裝置進入睡眠狀態(tài)，即步驟S05;在睡眠期內(nèi)定期檢測是否有位移發(fā)生，即步驟S06，如有則輸出實際位 移量，即步驟S03;如未有位移發(fā)生，則更換參考幀，保持睡眠狀態(tài)，即步驟S07。在上述進行相關(guān)性計算的過程中，可采用先在參考幀中選擇一參考塊， 并在目標(biāo)幀中選取多個搜索塊，依次對參考塊與每一個搜索塊進行相關(guān)性計 算，即correlation,確定多個的匹配誤差值，并通過比較，確定此多個匹配誤 差值中的最小匹配誤差值min，具體是利用參考塊矩陣和搜索塊矩陣的差值 矩陣，利用矩陣范數(shù)計算兩個矩陣的距離，匹配誤差值為此差值矩陣的矩陣 范數(shù)，矩陣范數(shù)越小則表示參考塊和搜索塊的關(guān)聯(lián)性越強，如誤差在預(yù)定的 范圍內(nèi)則為與參考塊對應(yīng)的匹配塊，從而根據(jù)該匹配塊的位置確定位移量。另外，在進行S07步驟時，即判斷是否需更換參考幀時，先在控制單元 內(nèi)的寄存器內(nèi)設(shè)定一數(shù)值預(yù)設(shè)值，如'》睡眠期內(nèi)每次定期檢測時未發(fā)現(xiàn)有位 移發(fā)生，則控制單元內(nèi)的計數(shù)器累加，并判斷是否大于預(yù)定值，如是則更換 參考幀，如否則繼續(xù)進行檢測。同理，在進行S07步驟時，即判斷是否需更換參考幀時，也可先在控制 單元內(nèi)的寄存器內(nèi)設(shè)定一時間預(yù)設(shè)值，如在睡眠期內(nèi)定期檢測時未發(fā)現(xiàn)有位 移發(fā)生，則計時器持續(xù)計時，并判斷計時器值是否大于時間預(yù)定值，如是則 更換參考幀，如否則繼續(xù)進行檢測。在進行S05步驟時，在判斷是否需令該指示裝置進入睡眠狀態(tài)時，先在 控制單元內(nèi)一寄存器設(shè)定一數(shù)值預(yù)設(shè)值，如在每次檢測未有位移量發(fā)生時， 則控制單元內(nèi)的計數(shù)器累加，并判斷是否大于預(yù)定值，如是則令該指示裝置 進入睡眠狀態(tài)，如否則繼續(xù)進行4全測。同理，在進行S05步驟時，在判斷是否需令該指示裝置進入睡眠狀態(tài)時， 也可先在控制單元內(nèi)一寄存器設(shè)定一時間預(yù)設(shè)值，如在每次檢測未有位移量 發(fā)生時，則控制單元內(nèi)的計時器累加，并判斷是否大于預(yù)定值，如是則令該 指示裝置進入睡眠狀態(tài)，如否則繼續(xù)進行檢測。另外，在S07的步驟中，并且為了節(jié)省功耗，該鼠標(biāo)l在睡眠狀態(tài)下可 以進一步降低采集圖象的頻率，即幀率。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明通過在指示裝置處理睡眠狀態(tài)時，在定期 檢測時未有位移量時則強制更換參考幀，以防止因噪聲影響而導(dǎo)致該指示 裝置在判斷是否需喚醒時出現(xiàn)錯誤，以而避免電能浪費。雖然上面已經(jīng)揭示了本發(fā)明的具體實施方法，但是它們不是本發(fā)明范圍 的局限，其應(yīng)用領(lǐng)域也可擴大至所有，灼指示設(shè)備。因此，熟知本技術(shù)領(lǐng)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(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)指示裝置省電方法，用于計算機或視頻系統(tǒng)指示裝置上，該指示裝置上設(shè)有光敏檢測器陣列及控制單元，該光敏檢測器陣列用以光學(xué)感知外部物體的圖像，而控制單元對該光敏檢測器陣列輸出的圖像信號進行處理從而感知物體的運動，其中該方法包括如下步驟利用光敏檢測器陣列獲取外部物體的兩幀圖像，分別形成參考幀與目標(biāo)幀；對參考幀與目標(biāo)幀進行相關(guān)性計算，判斷位移量是否為零；如位移量不為零，則輸出位移量；如位移量為零，則進一步判斷位移量是否持續(xù)保持為零，如否則輸出實際位移量；如位移量持續(xù)保持為零，則令該指示裝置進入睡眠狀態(tài)；在睡眠期內(nèi)定期檢測是否有位移發(fā)生，如有則輸出實際位移量；如未有位移發(fā)生，則更換參考幀，保持睡眠狀態(tài)。
2. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)指示裝置省電方法，其特征在于在判斷是 否需更換參考幀時，先在控制單元內(nèi)"一寄存器設(shè)定一數(shù)值預(yù)設(shè)值，如在睡眠 期內(nèi)每次定期檢測時未發(fā)現(xiàn)有位移發(fā)生，則控制單元內(nèi)計數(shù)器累加，并判斷 是否大于預(yù)定值，如是則更換參考幀，如否則繼續(xù)進行檢測。
3. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)指示裝置省電方法，其特征在于在判斷是 否需更換參考幀時，先在控制單元內(nèi)一寄存器設(shè)定一時間預(yù)設(shè)值，如在睡眠 期內(nèi)定期檢測時未發(fā)現(xiàn)有位移發(fā)生，"則控制單元內(nèi)計時器累加，并判斷計時 器值是否大于時間預(yù)定值，如是則更換參考幀，如否則繼續(xù)進行檢測。
4. 如權(quán)利要求1或2或3所述的光學(xué)指示裝置省電方法，其特征在于 在判斷是否需令該指示裝置進入睡眠狀態(tài)時，先在控制單元內(nèi)一寄存器設(shè)定 一數(shù)值預(yù)設(shè)值，如在每次檢測未有位移量發(fā)生時，則控制單元內(nèi)的計數(shù)器累 加，并判斷是否大于預(yù)定值，如是則J^該指示裝置進入睡眠狀態(tài)，如否則繼 續(xù)進行檢測。
5. 如權(quán)利要求4所述的光學(xué)指示裝置省電方法，其特征在于在該指示 裝置進入睡眠狀態(tài)后還包括降低采集圖像的頻率的步驟。
6. 如權(quán)利要求1或2或3所述的光學(xué)指示裝置省電方法，其特征在于 在判斷是否需令該指示裝置進入睡眠狀態(tài)時，先在控制單元內(nèi)一寄存器設(shè)定 一時間預(yù)設(shè)值，如在每次檢測未有位移量發(fā)生時，則控制單元內(nèi)的計時器累 加，并判斷是否大于預(yù)定值，如是則令該指示裝置進入睡眠狀態(tài)，如否則繼 續(xù)進行檢測。
7. 如權(quán)利要求6所述的光學(xué)指示裝置省電方法，其特征在于在該指示2裝置進入睡眠狀態(tài)后還包括降低采集圖像的頻率的步驟。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種光學(xué)指示裝置省電方法，用于計算機或視頻系統(tǒng)指示裝置上，該指示裝置上設(shè)有光敏檢測器陣列，用以光學(xué)感知外部物體的圖像，形成參考幀圖像與目標(biāo)幀圖像，通過比較目標(biāo)幀與參考幀的相關(guān)性而確定物體的運動矢量，該發(fā)明所揭示的方法通過上述過程判斷出該指示裝置在預(yù)定時間內(nèi)運動矢量均為零時，則令該指示裝置進入睡眠狀態(tài)，并且在睡眠狀態(tài)時經(jīng)過預(yù)定時間內(nèi)強制更換參考幀，以防止該指示裝置在判斷是否需喚醒時出現(xiàn)錯誤，從而避免電能浪費。
文檔編號G06F1/32GK101216726SQ200810043009
公開日2008年7月9日 申請日期2008年1月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月3日
發(fā)明者彭振興, 郭林江 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