防止屏幕光标异常运动的方法.pdf

一种防止屏幕光标异常运动的方法，包括如下步骤：获取外部物体的两帧图像形成参考帧和目标帧，令零位移标志计数器归零；将参考帧和目标帧分别作后续列像素值减其前一列像素值处理，得到参考帧差值图像和目标帧差值图像；将目标帧差值图像与参考帧差值图像对位相减后的差值的绝对值之和求平均后得参考帧与目标帧差值图像的差异值；判断此差异值小于预设的第一门限值，则零位移标志计数器加1，如否，则将零位移标志计数器置零；再判断零位移标志计数器的值是否大于预设的第二门限值，如是则判断为零位移，将运动矢量清零；若差异值大于预设的第一门限值或零位移标志计数器的值小于预设的第二门限值，则数据处理单元进行正常的位移计算过程。

1.  一种防止屏幕光标异常运动的方法，用于计算机或视频系统的指示装置上，该指示装置上设有光敏检测器阵列及数据处理单元，用以光学感知外部物体的图像，而数据处理单元对该光敏检测器阵列输出的图像信号进行处理从而感知物体的运动以控制屏幕光标运动，其中该方法包括如下步骤：
利用光敏检测器阵列先后获取外部物体的两帧图像，分别形成参考帧和目标帧，并令零位移标志计数器归零；
将参考帧和目标帧分别作后续列像素值减其前一列像素值处理，分别得到参考帧差值图像和目标帧差值图像；
将目标帧差值图像与参考帧差值图像对位相减后的差值的绝对值之和求平均后得参考帧与目标帧差值图像的差异值；
判断此差异值是否小于预设的第一门限值，如是，则零位移标志计数器加1；若否，则将零位移标志计数器置零；
再判断零位移标志计数器的值是否大于预设的第二门限值，如是，则判断为零位移，将运动矢量清零；
如果差异值大于预设的第一门限值并且将零位移标志计数器置零后或零位移标志计数器的值小于预设的第二门限值，则数据处理单元进行正常的位移计算过程。

2.  如权利要求1所述的防止屏幕光标异常运动的方法，其特征在于：该方法还包括一判断是否更换参考帧的步骤，如需更换则将参考帧差值图像更新为此光学指示装置前一次运动撷取的目标帧差值图像。

防止屏幕光标异常运动的方法
【技术领域】
本发明涉及一种光学指示装置，特别是指防止屏幕光标异常运动的方法。
【背景技术】
光学指示装置，如光电鼠标的位置跟踪传感器的操作状态通常分为活动状态和休眠状态(非活动状态)。在活动状态时，位置跟踪传感器利用一持续打开的光源发出的光线连续地摄取工作面表面的图像，然后通过检测图像的变化计算并输出该光学指示装置的位移，相关的现有技术可参照中国专利申请200710196741.1及200680000973.9所述。若在预定时间内没有检测到图像的变化，位置跟踪传感器就会由活动状态转入休眠状态。在休眠状态时，位置跟踪传感器在大部分时间内使光源保持关闭状态，只是周期性地打开光源以检测是否继续保持休眠状态，如果检测到图像变化，位置跟踪传感器就由休眠状态转入活动状态，如此可使该光电指示装置在不移动时光源基本上处于关闭状态，以减少电量消耗。
但是在上述过程中，当光电鼠标被抬离工作面时，有可能会发生误操作。即当处于休眠状态的光电鼠标被抬离工作面时，位置跟踪传感器可能会检测到由外部光源(如日光或荧光灯的光线)形成的与光电鼠标的移动无关的图像，尽管此时光电鼠标实际上应该保持休眠状态，但光电鼠标却依上述结果而转为活动状态，并且可能会根据该与移动无关的图像计算出错误的位移并输出，进而导致屏幕上光标错误地移动，同时在上述过程中光源处于打开状态，因此造成了不必要的耗电。
另外，当光电鼠标工作在质量较差的表面(如纹理特征不明显的表面)上时，由于检测到的图像品质很差而不能用于计算位移，此时应强制地令输出的位移值为零，但由于图像噪声的影响很大，从而可能导致不必要的计算并输出位移，令光标错误地移动。
综上所述，当光电鼠标在工作面上没有移动或者抬离工作面或者在质量较差的工作表面上工作时，光电鼠标输出的位移应为零，即零位移。而现有的零位移判断方法通过关闭光源并检测图像的光强度以判断光电鼠标是否抬离工作面，但此种方法受图像噪声的影响很大，因此不能正确判断是否输入零位移。
【发明内容】
本发明提出一种防止屏幕光标异常运动的方法，以解决现有技术中因外部光线或图像噪声的影响而无法正确判断而出现异常运动的问题。
依据上述发明目的，实施本发明的防止屏幕光标异常运动的方法用于计算机或视频系统的指示装置上，该指示装置上设有光敏检测器阵列及数据处理单元，用以光学感知外部物体的图像，而数据处理单元对该光敏检测器阵列输出的图像信号进行处理从而感知物体的运动并控制屏幕光标运动，其中该方法包括如下步骤：
利用光敏检测器阵列先后获取外部物体的两帧图像，分别形成参考帧和目标帧，并令零位移标志计数器归零；
将参考帧和目标帧分别作后续列像素值减其前一列像素值处理，分别得到参考帧差值图像和目标帧差值图像；
将目标帧差值图像与参考帧差值图像对位相减后的差值的绝对值之和求平均后得参考帧与目标帧差值图像的差异值；
判断此差异值是否小于预设的第一门限值，如是，则零位移标志计数器加1；若否，则将零位移标志计数器置零；
再判断零位移标志计数器的值是否大于预设的第二门限值，如是则判断为零位移，将运动矢量清零；
如果差异值大于预设的第一门限值并且将零位移标志计数器置零后或零位移标志计数器的值小于预设的第二门限值，则数据处理单元进行正常的位移计算过程。
依据上述主要特征，该方法还包括一判断是否更换参考帧的步骤，如需更换则将参考帧差值图像更新为此光学指示装置前一次运动撷取的目标帧差值图像。
与现有技术相比较，本发明通过将每帧图像经过列像素值相减后可消除行扫噪声，而目标帧差值图像与参考帧差值图像值对位相减可消除列噪声，从而防止该光学指示装置计算错误而导致光标异常运动。
【附图说明】
图1为实施本发明光学指示装置零位移判断方法的流程图。
【实施方式】
请参阅图1所示，为实施本发明的防止屏幕光标异常运动的方法的流程图，该方法用于计算机或视频系统的指示装置上，该指示装置上设有光敏检测器阵列(未图示)及数据处理单元(未图示)，用以光学感知外部物体的图像，而数据处理单元对该光敏检测器阵列输出的图像信号进行处理从而感知物体的运动，其中该方法包括如下步骤：
利用光敏检测器阵列撷取一帧图像，并令零位移标志计数器归零；
将该图像后续列像素值减其前一列像素值得到差值图像X；
判断是否需要更换参考帧，其中此参考帧先前存储的由光敏检测器阵列撷取的一幅外部物体的图像，通过该光敏检测器阵列后续撷取的图像与该参考帧进行相关性计算，以确定光学指示装置的位移，并且为确保计算有效，该参考帧图像也是依据一定的标准动态更换的，如可设定一个计数器以统计获取的图像数，超过一定限值则更换参考帧，或者当目标帧与参考帧相重叠的区域过小时则更改参考帧，通常是将当前读取的目标帧的前一次的图像替换原来的参考帧；
如果需更换参考帧，则将参考帧差值图像ref_X更新为此光学指示装置前一次运动的目标帧差值图像target_X，即ref_X＝target_X；
无论是否更换参考帧，将差值图像X设为目标帧差值图像target_X，即target_X＝X；
再将目标帧差值图像与参考帧差值图像对位相减后的差值的绝对值之和求平均后得参考帧与目标帧差值图像的差异值dif；
如果差异值dif大于第一门限值Threshold1，则将零位移标志计数器置零；如果差异值dif小于第一门限值Threshold1，则零位移标志计数器加1；
若零位移标志计数器大于第二门限值Threshold2，即如果连续有超过第二门限值的多帧图像的差异值dif都小于第一门限值Threshold1，则判断此光学指示装置运动为零位移，将运动矢量清零，即输入的运动矢量为零；
如果差异值大于预设的第一门限值并且将零位移标志计数器置零后或零位移标志计数器的值小于预设的第二门限值，则数据处理单元进行正常的位移计算过程并输出运动矢量。
在具体实施时，该第一门限值和第二门限值可根据实验环境设置，在本实施例中可分别取为7和4。
如上所述，本发明通过将每帧图像经过列像素值相减后可消除行扫噪声(通常此行噪声为电路中一些外部干扰引起)，而目标帧差值图像与参考帧差值图像值对位相减可消除列噪声(通常为电路本身固有)，从而防止该光学指示装置异常运动。如光学指示装置在工作表面静止时(其他情形类似，不再详述)，可能因电路噪声引起运动异常，如依本发明的方法中将第二门限值设为4，则设第一帧图像为参考帧，而第二、第三、第四及第五帧图像均为目标帧并与第一帧图像进行比较，由于该光学指示装置实际上并未移动，因此第二、第三、第四帧图像分别与第一帧图像相减后差异值均很小，此时零位移标志计数器累加，当然第二帧、第三帧与第四帧图像对应有位移输出，但到第五帧时，因零位移标志计数器大于第二门限值，即表时连接的四帧图像差异值都小于第一门限值，则判断此光学指示装置运动为零位移，令输入的运动矢量强制为零，如此可在很短的时间内判断出该光学指示装置为零位移，从而防止光标运动异常。