TWI305895B - - Google Patents

Description

1305895 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 的位移變 本發明是有關於一種能計算前後影像中圖樣 化的裝置’剌是指-種位移估測裝置。 【先前技術】 >閱圖1，習知的光學式滑鼠（optical m〇 像擷取器221及-位移計算器如。 Ί & 該影㈣取H 221可不斷地擷取影像，並將擷取到的 張t像送至该位移計算器222。而該位移計算器如 :父兩張影像中的圖樣，以計算出一代表該等影像圖樣 位移铋形的位移向量。在 — 且在计异凡畢後，该位移計算器222 :"位移向1輸出到電腦(圖未示)中，以移動電腦螢 的指標。 >閱圖1、2,假設影像擷取器221先擷取到第一張影 像，並於一段時間後擷取第二張影像，且該第一、第-旦; 像的大小t為7x7^(pixel)。 第〜 一 2 t哥找位移向量的方式是先從該第-張影像中選出 =標區域（Region 〇f Imerest，簡稱剛，然後判斷第一 "像之目“區域中的圖樣是移動至第二張影像的哪個位 置’之後再根據得到的位置計算出—位移向量。 ，上參閱圖3 ’習知位移計算的方式是使用—相關性估測法 ,忒方法將该目標區域於該第二張影像上四處移動，且估 測該目標區域在不同位置時，與該第二張影像間的相關性 (relation)，而在正向相關性最高的位置，即表示目標區 1305895 域中的圖樣與該第二張影像中此位置的圖樣最吻合，此時 ，已找到該第二張影像令與該目標區域相同的圖樣。之： ，再根據圖樣於第一張與第二張影像上的位置變化得到哕 位移向量。 而習知此方法在估測相關性時，是利用前後兩張影像 重疊的像素強度差異值來估測其相關性，但是當前後兩張 影像中的圖樣產生形變，如旋轉或縮放，或是圖案受到光 影遮蔽，直接使用像素強度值，而沒有考慮线素:相對 關係則容易造成相關性的估測錯言吳，而&成位移估測錯誤 〇 美國專利號US6859199 B2揭露了另一種位移計算器 222可使用的方法，該方法是先計算每一張影像中左右相鄰 兩個像素之強度的差異值，且若取完絕對值後的差異值大 於-臨界值(threshold) ’則該差異值將納入該影像的特徵集 (feature set)中，待所有差異值都判斷完畢後，再計算出先 後兩張影像之特徵集的位移向量，並以特徵集的位移向量 作為該等影像中圖樣的位移向量。 在此舉一例子說明，假設第一張影像上每—像素的強 度值如圖4所示，根據此專利所提的方法，將該影像中右 邊像素的強度值減去左邊像素的強度值，即可得如圖5所 示的差異值，且在此例中，設定該臨界值的大小為2〇，故 所有差異值之絕對值大於2〇的即為第一影像的特徵集，如 圖5中圈選到的差異值。 α 以同樣的方式處理該第二張影像，且假設該第二影像 1305895 的差異值如圈6挪一 圃6所不，且圈選到的差異 的特徵集。 P為第一張影像 接著由該第-影像的特徵集與該第 計算特徵集的位移 办像的特徵集來 干移向置，由圖5及圖6 第二張影像的特微隹^ & 特徵集可知， * J符徵集向右移動了一個 0,〇)。而此位移向量 ”位移向量為 夕π重即為圖樣在該第一 間的位移向量。 /、第一影像之 I,,疋此方法的缺失在於影像中像素的強度差辰信〜 易受到雜訊的干擾J涵度差異值容 璦而變動，而臨界值 集的選取產生變動π忠取令易造成特徵 |生變動而影響圖樣的位移向。 【發明内容】 因此，本發明之目的，即 形變、光影遮蔽f H減少因圖樣 。 成圖樣位移估測錯誤的位移估測裝置 本發明之另—目的，即在提供 的位移估測方法。 1咸J雜訊干擾 於是，本發明位移估測裝置包含一向量口口 移計算器，適用於從—筮_ 汁α态及一位 ，計料 原始影像及―第二原始影像中 t 亥寺影像中所包含的至 r _ ^ K LA «y .* 图樣0位移向量，而备 張原始景^像都包括複數像素。 母 該向量計算器分別對該第—、 像素計算-代表該像素的炎婁卜土 ：始衫像上的每- 目才示區域中所有直伸德it ’、周圍 嗲俊音6“ 〃 &素的強度資訊及所有其他像辛盥 。亥像素的相對距離。該位 像素/、 益與该向罝計算器電 1305895 ’並根據由該向量計算器所計算出的 數及該第二原始影像 "第-原始影像的參 樣的位移向量。的參數，§十算該等影像中所包含之圖

'、是本餐明位移估測方法，適用於從——^ 像及=二原始影像，計算該等影像中一圖樣的位移向= 驟而母—張原始影像都包括複數像素，該方法包含下列I 步驟（A)分別對該第_、筮_ 算一代表哕德 一原。衫像上的每—像素計 '、、，數，該參數整合了該像素周圍—目尸 的相對距離。 的強度貝錢所有其他像素與該像素 /驟⑻由該第-原始影像的參數及該第二原始影像的 參數，計算該等影像㈣包含之圖樣的 【實施方式】 有關本發明之前述及其他技術内容、特點與功效，在 以下配合參考圖式之-個較佳實施例的詳細說明中，將可 清楚的呈現。 參閱圖7，本發明位移估測裝置1之較佳實施例，適用 於從-第-原始影像及一第二原始影像中，計算該等影像 中所包含的至少—圖樣的位移向量，而每一張原始影像都 包括複數像素，且該位移估測裝置i包括—向量計算器η 、一向$處理Is 12、一位移計算器13及一緩衝暫存器 〇 該影像擷取器2與該向量計算器u電連接，並先後擷 8 1305895 取：第-影像及一第二影像’且輪出該等影像到該向量計 算益11，而每一張影像都包括複數像素。 /該，量計算器U與該向量處理器12電連接，且計算該 影像中每一個像素的重心向量。 而該向量計算器U在開始計算重心向量前會先設定一 大小，馳的目標區域（RegionofInte⑽，簡稱聊。且

該向置计鼻1 1也根墟目才承F 很艨目㈤域的大小將該影像擷取器2 擷取到的原始影像向外延伸，而延伸的方式是分別從該原 始影像的邊框上、下各延伸_個像素，且左、右各延伸 個像素，以得到一個鏡射影像，其中， 咖)=[^/2」；[J為取整數 而所延伸出之像素的強度值為該原始影像之強度值以 其邊框為鏡像軸做鏡像投影所得。此外，需值得注意的是 、’所延伸出之像素的強度值也可設為零，或是其他數值， 並不疋要根據原始影像之強度值設定。 參閱圖8，在此舉一例子說明，若該目標區域的大小為 7X7，且該影像擷取器2所掏取到的原始影像大小為8χ8(圖 里中U~L4所圍繞的區域即為該原始影像），且圖上標出原始 影像上每—像素的強度值。則該向量計算器11會以L1為 鏡像軸’將該原始影像的強度值做鏡射以得到圖中帶有黑 點的像素’同樣地，該向量計算器n也分別以l2〜l4為鏡 象軸向外延伸’以得到最後如圖中所示的鏡射影像。 …4向3：計算H U在得到該鏡射影像後，將根據式㈤） 計算原始影像中每一個像素的重心向量，並將計算出的重 9 1305895 心向量送入該向量處理器12做進一步的處理： Gravity (x., ) = [Gravity __ x., Gravity _y.] = )如卜k - ♦· 1>(少广7>(伽 ΎΜχ厂 x: Μ 工 u(Dist - Μ χ；-χ;

Hu{Dist- 少广少,· 式（2-1) 其中，必)是位於原始影像中座標位置的像素 其重心向量，而P是該目標區域中所包括的像素點個數心 及乃分別為該目標區域中“像素的強度值U座標、7 座標。函數吻及咖在本實施例中分別是以如下方程:二 2)及（2-3)計算得出’但並不以此為限，也可以是其_如 且 。

k(x 卜 X k(y)-y M2~2) θ 式（2-3) 且_疋-不小於〇的固定值並可以依照目標區域的大小 來加以調整’使對該目標區域中的任-座標(⑽)的像素而 言’ 叫㈠ >-。。而如果㈣如咖。，則 函數如叫Ί|)的㈣i m “。同樣地，如果 胸如和，則函數如如·值為丨；否則為〇。 而因為位於(U,.)位置的重心向量G⑽办)包含以 其為中心之目標區域肉张女 ^砀内所有像素的強度資訊，故本發明 提出的重心向量可以用. 用此早一參數即將一像素之周圍像 強度間的訊息整合進去。 、 參閱圖9 ’在此舉—簡單例子說明式（2-1)重心向量 G_W)的算法。假設-張原始影像具有5x5大小的像 10 1305895 素’該原始影像是位於由粗黑實線所圍成的區域中，且每 一像素的強度值已標示於圖9中。在此，是令最左下角像 素的座標為（0,0)’且目標區域的大小為3x3，故設定乃加=1 ’則根據式（2-1)〜(2-3)位於座標（1,1)之像素其重心向量 的計算方式即為：

Gravity _X) = (-9 + 19x0 + 24-4 + 5x0 + 18-10 + 20x0 + 35) = _54_ ' (9 + 19 + 24 + 4 + 5 + 18 + 10 + 20 + 35)

Gravity _yx = ί9 + 19 + 24 + 4χ〇 + 5χ〇 + 18χ〇-1〇 —20-35) _-13 ' (9 + 19 + 24 + 4 + 5 + 18 + 10 + 20 + 35) ~Η4 而該影像中其餘像素也可利用同樣的方式，得出其重心向 量° 參閲圖7,值得注意的是，實際上，該目標區域的大小 可視使用情形調整，而形狀也不一定要為方形，可以採用 概呈圓形或疋其他對稱的形狀，例如菱形。而該向量計算 益11則需視該目標區域的大小調整鏡射影像的大小，以使 該鏡射影像约大，以提供該向量計算器u計算每―像素的 重心向量。 ' 该向量處理器12與該向量計算 电逆接，並根據同 -張原始影像之所有重心向量將該原始影像上的像素 複數：組，且對於不同群組給定不同編號作為該群組的重 心指標。不同的編號是分別對應至重心向量在二維空間上 清:兄’並將重心向量的分布情況編碼為重心指標且 存至s亥緩衝暫存器14。 在本實施例中’該向量處理器12是依據每一像素之 11 1305895 W^.x的值將每一像素分類，#中，是將 的像素分至第一群組，而將 G讀办』><&_—乂.<〇的像素分至第二群组，且將屬於第一 群組及第二群組的像素分別給定—編號q & i作為該第一 群組及該第二群組的重心指標以產生—張重心、指標影像。 在此舉-例說明’若一具有5χ5大小的原始影像，其 所有像素的重心向晉如圖1 η π _ , 、 篁如圖10所不，則依照此分群方法將可 得到如圖11所示的锗杲，曰μ 士 U '此時’將對應至，"的像素設為 強度最高的白色’並將對應至“的像素設為強度最低的g 色’以產生如圖12所示的重心指標影像。 而遠向量處理器12也可以用其他方式將每—像素分類 ’如：圖13《依照G_•心的正負號，將重 向量刀成一、，且，即（Οαν^—χ.，GraWi少」落於直角座標之 第-與第三象限的像素其強度將以編冑G表示，而落於直 角座標之第二象限的像素其強度將以編號1表示，落於直 角座標之第四象限的像素其強度將以編號2表示，且此3 種編號即代表不同的強度…白、灰、黑，故最後得到 的重Ά標影像只有白、灰、黑三種灰階分布。 此外也可如圖14所示，依照办—x(, 办j,) 位於直角座標上四象限中的哪一象限，將重心向量分成四 或疋如圖15所示，將|Grav"n|<l/2x|GraW〇；」；，丨及 iGraWimax丨GraW〇；jd的像素分成同一群組，而將其他 重心向1符合_2><(^抑/〇;」；^^的办_^>1/2><〇嘗办」^,以 G aW^y」；,· & 1/2 X .的像素分成另一 12 1305895 群組，且將符合 汾 aWid2/2xGraW〇;_^·， 以及2x6^1^』必⑽办」^/2xGraW〇^的像素再分至 另一群組。 參閱圖7，該位移計算器13與該緩衝暫存器14電連接 ’且可提取該緩衝暫存器14中的重心指標，並計算先後兩 張重心指標影像之圖樣的位移向量，且以該位移向量作為 T圖樣在該第一影像及該第二影像的位移情形。該位移計 算器13所使用的计算方法可為比較不同的重心指標的重心 位置，或是直接使用習知的相關性估測法估測重心指標影 像的相關性以得到圖樣的位移向量。 而一重心指標影像的重心，以及由前後兩張重心指標 影像的重心計算圖樣的位移向量^可以如下的方程式（M) '式（2-5)及式（2-6):

Index _ Gravity {χ. }γ.γ =Σ/('β(_;: -4Σ/0^>^" -，)] 式(2-4) L 7=1 s= [/«如_ Gra啤(X，，J；j’ 一 (七，兄广,j/% 式（2_5) ^； = Σ [δ{index] ~ ΐ) _ 5{index] _ i)5{index^ _ 〇1 7=1 7 J η 式(2-6) 其中，/Μπ—GmW〇Yu.广/ 及 分別是 該第f ^指標影像及該第„重心、指標影像的重心"是 重心指標，沩办<是第„個影像中第y個像素的重心指標， 如果ζ·Μ<-ζ·=0,則函數外〇的值為工；否則為〇。户是 该第《個影像中所包括的像素點個數，而函數力及八»在 13 1305895 本實施例中則分別可以為及介力=少，但不以此為限。 而 iW7,·為正規化因子（N〇rmaHzati〇n Fact〇r)。 值得注意的是’每一影像的像素依據重心向量可分為 複數群組’因此每一影像有複數重心指標，但是只需由前 後兩張影像的重心指標中選擇其中的一個重心指標來比對 該重心指標的重心即可得到圖樣的位移向量S。

圖16是說明由該第—影像及該第二影像的重心指標影 像的重心計算位移向量的方法。該等影像的重心指標構成 5x5的重心指標影像，重心指標影像中白色的重心指標為j 而黑色的重心指標G，且設定中心點的座標為（Q，〇)，而 λ㈤-λ及（〇)=；；，由式（2_4)得知該第一重心指標影像及該 第二重心指標影像中編號為丨的重心指標的重心 力/及力尸可如下計算出 來：

Index _ Gravity {xx, )ι

=[-2χ3-1χ2 + 1χ5 + 2χ1,2χ2 + 1χ4-1χΐ_2χΐ1 =[-u] J

Index _ Gravity (x^, y) )2

= [-2x2-1x3 + 1x1 + 2x5,2x3 + 1x2-1x1-2x11 =M J 而正規化因子iVF,依據式（2-6)可以如下的算式計曾出來 NFi=12-7=5 ^ 參閱圖17， 含下列步驟： 而本發明光學滑鼠估測圖樣位 移的方法包 14 1305895 步驟31是該影像擷取器2擷取一第一影像。 步驟32是該向量計算器11根據方程式（2-1)計算該第 一影像中每一像素的重心向量，並將該重心向量傳送至該 向量處理器12。

步驟33是該向量處理器12根據重心向量的值，將第 一影像的重心向量分別分成複數群組，每一群組並給定不 同的編號作為該群組的重心指標，並將該重心指標存至該 緩衝暫存器14。 步驟34是該影像擷取器2擷取一第二影像。 步驟35是該向量計算器u根據方程式（n)計算該第 二影像中每一像素的重心向量，並將該重心向量傳送至該 向量處理器12。 步驟36是該向量處理器12根據重心向量的值，將該 第一影像的重心向量分別區分成複數群組，且給定每一群 組不同的編號作為該群組的重心指標。 、步驟37是該位移計算器13提取該緩衝暫存器η中的 指標，並計算先後兩張重d標影像之圖樣的位移向 可,ιΓΓ 於本實施例中，該位移計算器13除了 向二的Γ Si的相關性估測法直接比較前後兩張影像的重心 計算該等影像的重心指標影像的相關 ‘的重心位移量來計算位移向量。 董。才曰 本發明之位移估測農置1可與一光學式滑鼠的-影像 15 1305895 擷取器221電連接，以計算前後兩張影像的位移向量，並 將該位移向量輸出至電腦中，以控制電腦螢幕上指標的移 動。 此外’需提醒的是，本發明之位移估測裝置1除了可 應用於光學滑鼠外，也可應用至其他用來控制螢幕上指標 移動的光學指標裝置，或是任何需要追蹤影像位置變化的 裝置。例如：可裝置本發明之位移估測裝置i於_具有影 像擷取功能的車輛，並藉由該位移估測裝置1判斷該車輛 疋否有偏離車道，此外，本發明之位移估測裝置丨也可應 用於導航系統或是超速偵測器，該超速偵測器可利用位移 估測裝置1計算出的車輛位移，再將該位移除以兩張影像 的時間差’以求出車輛速度。 綜合上述，本發明求出的重心向量能含括一像素周圍 的像素資訊，且是以具有兩個元素（elementyt重心向量取代 原始影像中僅具有單一元素的強度資訊，故可得到一像素 與其周圍像素間的關係，此外，該向量處理器丨2更將求出 的重心向量分群，以降低重心指標影像的資料量，因為重 心指標影像具有的灰階分布已比原始影像減少很多，故該 位移計异器13即可達到有效減少位移計算的資料運算量 目的。 、 惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不 能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請^利 範圍及發明說明内容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍 屬本發明專利涵蓋之範圍内。 16 1305895 【圖式簡單說明】 圖1是—方_ ’說明習知光學式滑鼠的電路； 圖2是說明由—第一影伯， 彰像上擷取的一目標區域及一第 二影像； 圖3疋說明移動該目標 二影像的相關性； 區域且估測該目標區域與該 第

圖4是一 5X5影像上每-像素的強度； 圖5,說明圖4中兩兩相鄰像素的差異值； 圖6 ^說明另—5X5影像上兩兩相鄰像素的差異值； 圖7是本發明具有位移估測裝置的光學滑鼠之較佳實 施例的電路方塊圖； 圖U說明由—原始影像得到一鏡射影像的方法； 圖疋5x5衫像，且該影像延伸出去的像素強度為〇 圖1〇是一 5x5影像每一座標計算出來的重心向量； 圖11是圖10中的重心向量分群結果； 圖12是一對應於圖u的分群結果的重心指標影像； 圖13是說明將重心向量分成3群的分群方法； 圖14是說明將重心向量分成4群的分群方法； 圖15是說明另一個將重心向量分成3群的分群方法； 圖16是說明計算重心指標影像的重心；及 圖17是本發明位移估測方法的流程圖。 17 1305895 【主要元件符號說明】 1…… ••…位移估測裝置 14....... ••缓衝暫存器 11 .•… ••…向量計算器 2 ........ ••影像擷取器 12••… .....向里處理器 31-37·· ••步驟 13·.··_ …··位移計算器

18

Claims (1)

1305895 十、申請專利範圍： L 一種位移估測裝置，_於從—第-原始影像及-第二原始 衫像中，4异該等影像中所包含的至少—圖樣的位移向量， 而每一張原始影像都包括複數像素，該裝置包含： =量計算器，分別對該第_、第二原始影像上的每_ 像素計算—代表該像素的參數，該參數整合了該像素周圍一

目標區域中所有其他像素的強度資訊及所有其他像素與該像 素的相對距離；及 興該向篁計算器電連接 11所計算㈣該第—原始影㈣參數及㈣二原始影 像的參數，計算該等影像中所包含之圖樣的位移向量。 據中請專利範㈣丨項所述之位移估測裝置，其中，每— 括二個元素，且該參數是以該二個元素說明與該參數 、,、、像素與D亥目;^區域中其他像素的相對距離及強度資 該向量計算11是以該參數取代了該像素原本僅以一元 3 ” 、巩明該像素本身的強度資訊。 3.專職圍第丨項所収位移估測裝置，其中，該向 是先計算每—原始影像的鏡射影像，㈣下式計算 ⑼為（H)的像素其參數’且該參數也稱為重心向量 ^ία^^(Χί » y.)： Gmvity(Xny) = [Gravity _Xi,Gravity P / -X 甘 1 ' " —- I少.—y j 、，β是該目標區域中所包括的像素點個數， _ — p" " ____ 实如叫j;广 、Xj及yj分 1305895 別為該目標區域中第y•像素的強度n標、 細是-不小於〇的固定值並可以依照目標區域的大：來加 以调整_，使對該目標區域中的任一座標（灿）的像素而言， 乃加-|’)-φ〇且£)叫巧_小〇，*如果伽卜卜广r u{Dist-\x ~χ^ 1 · ^；ΒΙ^ Λ φ …，則函數 …1值為h否則為〇;如果伽-卜♦〇,則函數 值為！；否縣G ;雜德別為像素的义 座“及座標的函數。 4.依射請專利範圍第3項所述之位移估測裝置， 可為X或/，而略)可為少或〆。 5·依據中請專利範圍第3項所述之位移估測|置，其中，該目 標區域為一大小為ΝχΜ的區域，而該向量計算器計算:原 始影像的鏡射影像的方法是分別從該原始影像的邊框上、下 各延伸柳個像素，且左、右各延伸個像素， 個鏡射影像，其中， 、 咖)=1^/2」；[_私取整數

6. 而所延伸出之像素的強度值為該原始影像之強度值以其邊框 為鏡像軸做鏡像投影所得。 依據申請專利範圍第3項所述之位移估測裝置，其中，該目 標區域為一大小為ΝχΜ的區域，而該向量計算器計算—原 始影像的鏡射影像的方法是分別從該原始影像 各延伸卿個像素，且左、右各延伸_個像素，以得至卜 個鏡射影像，其中， w)=lV2」；|_」為取整數 而所延伸出之像素的強度值為〇。 20 13〇5895 •依據M專利範圍第1項所述之位移估測裝置，i中，兮位 移計算器是使用相關性估測法計算該第—原始影像㈣第二 =料Γ數間的相關性，且以最大正向相關性估測結果 呤該等原始影像的相對位移做為該圖樣的位移向量。 T據申請專利範圍第3項所述之位移估測裝置，更包含一向 置處理$及—緩衝暫存11，該向量處理H與該向量計算器、 ==㈣及該緩衝暫存器電連接，而該緩衝暫存器與該 位移S十鼻|§電連接，續而吾考丨田β °里处里态根據同一張原始影像之參 9 數的數值’將該原始影像上的像素分成複數群組且對於不 ^群=的像素給定㈣職作為料㈣重心、指標，並將該 輸以該位料算器且存至該緩衝暫存器，該位移 取該緩衝暫存器中屬於該第—及第二原始影像的重 4 ’並㈣該等重心指標計算圖樣的位移向量。 2申請專利範圍第8項所述之位移估測裝置，其中，該向 里处理器是將XG_—^ 〇的像素分至一第一群租 丄而將x Gr_ _乃< 0的像素分至一第二群组。' 申，利範圍第8項所述之位移估測裝置，其中，該向 理裔疋將（Gr謂.d，Gr^mU落於直角座標之第一盘 限=!像素分至一第—群組，而落於直角座標之第二^ 分至Γ至—第二群組^於直角絲之第四象限的像素 主一第三群組。 |q 〜|、ι ”aWiH.|>2x|G^W〇/」^|的像素分至—第 請專利範圍第8項所述之位移估測裳置，其中，該向 处理器、是將|G_u.丨<1/2x|GV_』丨及 群組’而將其他 21 1305895 重心向量符合-2xGraW〇〇^$nm7m1/2xGraW〇;」；i，以 及-2x<7⑽办的像素分成一第 二群組，且將符合 以及2\6^啤_^〇謂/少_^：;^[/2><6，謂.〇；」；,_的像素再分至一 第三群組。 12. 依據申請專利範圍第8項所述之位移估測裝置，其中，該位 移計算器是以相關性估測法計算該第—原始影像及該第二原 始影像的重心指標的相關性，且以最大正向相關性估測結果 產生時該等原始影像的相對位移做為該圖樣的位移向量。 13. 依據申請專利範圍第8項所述之位移估測裝置，其中，該位 移計算器是計算該第-原始影像及該第u影像的重心指 標的重心位移，且以該重心位移量作為該圖樣的位移向量。 14·依據申請專利範圍第13項所述之位移估測裝置，其中，該位 移計算器是以下列的方程式計算該重心指標的重心位移^ S = [index _ Gravity{x., y.)» _ jndex ^ Grav^(x., )»-' ]/ ^ 其中，/i—及分別是 该第《-7原始影像及該第n原始影像的重心指標的重心，而 WF,為正規化因子，且分別可以如下的方程式求得： Index _ Gravity{x., y.)" =tf^Mindex)-i)，tf(y.)s(mdex'；-i) NFi = t ^index，J ~ ^ ~ 8^ndex] ~ i)S(index'；-' - 〇] 其中u疋重心指標’ 是第„個原始影像中第y個像素 22 1305895 則為0，P是該等原始影像中所包括的像素點個數而函數 f(X)=X 反 f(y)=y。 15.依射請專利範圍第！項所述之位移估測震置，更包含一向 、量處理器’該向量處理器與該向量計算器及該位移計算器電 連接，iU«同-Μ㈣像之參㈣數值，將㈣始影像 上的像素分成複數群組，且對於不同群組的像素料不同編 號作為該群組的重心指標，並將該重心指標輸出至該位移計 算器，該位移計算器依據該第一及第二原始影像的重心指標 ’計算圖樣的位移向量。 16·依據申請專利範圍第15項所述之位移估物，纟中，該位 移計算器是以相關性估測法計算該第一原始影像及該第二原 始影像的重心指標的相關性，且以最大正向相關性估測結果 產生時該等原始影像的相對位移做為該圖樣的位移向量。 17. 依據申請專利範圍第15項所述之位移估測裝置，其中，該位 移計算器是計算該第-原始影像及該第二原始影像的重心指 標的重心位移，且以該重心位移量作為該圖樣的位移向量。 18. 依據申請專利範圍第17項所述之位移估測裝置，其中，該位 移計算器是以下列的方程式計算該重心指標的重心位移^: [index_Gravity(χ.,y.)" - jn(jex^ Gravity(χ.,y.)1-']/ 其中，及一，，少γ分別是 該第心/原始影像及該第„原始影像的重心指標的重心，而 為正規化因子，且分別可以如下的方程式求得： 23 0]1305895 Index _ Gravity (xt ,y.)" Σ f(xj)^{indexnj f{y.)5^ndex] - ή h y=i · NF. =γ\δ (index"-i)-S{index]-i)6{indexn 其中，i是重心指標，hcfex)是第《個原始影像中第y個像素 的重心指標，如果-i’=0，則函數的的值為i •否 則為〇，尸是該等原始影像中所包括的像素點個數，而函數 及 /「兄)=少。 19·依據申請專利範圍第18項所述之位移估測裝置，其中，該位 移估測裝置安裝於一光學指標裝置。 2〇_依據申請專利範圍第19項所述之位移估測裝置，其中，該光 學指標裝置是一光學式滑鼠。 儿-種位移估測方法’適用於從—第—原始影像及—第二原始 影像，計算該等影像卜圖樣的位移向量，而每—張原始景; 像都包括複數像素，該方法包含下列步驟： # ⑷分別對該第一、第二原始影像上的每一像素計算一代 表該像素的參數，該參數整合了該像素周圍—目標區域中所 有其他像素的強度資訊及所有其他像素與該像素的相對距離 ;及 ⑻由該第—原始影像的參數及該第二原始影像的表數， 計异該等影像中所包含之圖樣的位移向量。 22_依據申請專利範圍第2〗g 祀图弟21項所述之位移估測方法，其中，每一 參數包括二個元辛，Bβ ” 疋以該二個元素說明與該參數 相對應之像素與該目標區域中 A Τ具他像素的相對距離及強度資 24 1305895 訊，而該參數取代了該像素原本僅以 身的強度資訊。 素來说明該像素本 2 3.依據申請專利範圍笛n = 圍第21項所述之位移估 ㈧中是先計算每傻的…]方法，其中，步驟 標為(Ί◊的傻去甘 像’再以下式計算-座 凡）的像素其參數，且該參數 Gravity{Xi , yi) : 5乜稱為重心向量

Gravity{x^yj) ^ [Gravity_xnGravity_y]： Σ^(χ7 ~Xi)u{pist. ~ρ~~(~~~-- Σ咖纷-|；c. /=1 I j |七一Λ：.· Ρ Σ- yt )u{Dist ~ \^y,- 目i該目標區域中所包括的像素點個數，7…及乃分 為㈣^區域中第）像素的強度值^座標1座標，且 細疋-不小於〇的固定值並可以依照目標區域的大小來加 以調整，使對該目標區域中的任一座標（祕）的像素而言， 卜广♦❶且伽+厂乃卜，而如果伽卜k-φο，則函數

^七-4的值為1;否則為〇;如果施—卜和，則函數 的值為1 ;否則為〇;女㈨及分別為像素的X 座標及_y座標的函數。 24_依據申請專利範圍第23項所述之位移估測方法，其中， 可為·^或/，而从W可為少或/。 25.依據申請專利範圍第23項所述之位移估測方法，其中，該目 標區域為一大小為NxM的區域，而計算一原始影像的鏡射 影像的方法是分別從該原始影像的邊框上、下各延伸&「巧個 像素’且左、右各延伸個像素，以得到一個鏡射影像， 25 1305895 其中， 尽〇〇=1_々2」；[_」為取整數 而所延伸出之像素的強度值為該原始影像之強度值以其邊框 為鏡像軸做鏡像投影所得。 依據申叫專利範圍第23項所述之位移估測方法，其中，該目 . #區域為-大小為NxM #區域，而計算一原始影像的鏡射 影像的方法是分別從該原始影像的邊框上、下各延伸^^^固 φ 像素且左、右各延伸個像素，以得到一個鏡射影像， 其中， g〇) = U/2」；|_」為取整數 而所延伸出之像素的強度值為0。 27.依據申請專利範圍第21項所述之位移估測方法，其中，步驟 (B)是使用相關性估測法計算該第一原始影像與第二原始影像 之參數間的相關性，且以最大正向相關性估測結果產生時該 等原始影像的相對位移做為該圖樣的位移向量。 φ 28·依據申請專利範圍第23項所述之位移估測方法，其中，該步 驟（B)包括一步驟（B1)及一步驟（62)，在該步驟（B1)中是根據 ' 同一張原始影像之參數的數值，將該原始影像上的像素分成 複數群組’且對於不同群組的像素給定不同編號作為該群組 的重心指標，該步驟（B2)中是以步驟（B1)得出的重心指標計 算該圖樣的位移向量。 29.依據申請專利範圍第28項所述之位移估測方法，其中，在号 步驟（B1)中是將GraWH. X 0謂办_兄.之0的像素分至一第—群 組’而將Grav办X < 0的像素分至一第二群組。 26 1305895 30. 依據申請專利範圍第28項所述之位移估測方法，其中，在該 步驟（B1)中疋將落於直角座標之第一 與第三象限的像素分至一第一群組，而落於直角座標之第二 象限的像素为至一第二群組，落於直角座標之第四象限的像 素分至一第三群組。 31. 依據申請專利範圍第28項所述之位移估測方法，其中，在該 步驟（B1)中疋將 |Gr<2vz7_y」£：/|<l/2x|G!ravz7_y_yi.|& , |GV_in'|>2x|Gr謂·〇；」；,.丨的像素分至一第一群組，而將其他 重心向量符合 ·，以 及-2 xGraW(y_y,·迅raW〇；一1/2X GraW〇;_y,的像素分成一第 二群組’且將符合 IxGVflWO^^GVaWin.dUxGraWO；」；,.’ 以及 2x </2x GraW〇，_y,_ 的像素再分至一 第三群組。 32. 依據申請專利範圍第28項所述之位移估測方法，其中，在該 步驟（B2)中是以相關性估測法計算該第一原始影像及該第二 卜原始影像的重心指標的相關性，且以最大正向相關性估測結 果產生時該等原始影像的相對位移做為該圖樣的位移向量。 3 3 ·依據申請專利範圍第2 8項所述之位移估測方法，其中，在該 步驟（B2)中是計算該第一原始影像及該第二原始影像的重心 指標的重心位移，且以該重心位移量作為該圖樣的位移向量 〇 34_依據申請專利範圍第33項所述之位移估測方法，其中，在該 步驟（B2)中是以下列的方程式計算該重心指標的重心位移$ 27 1305895 s = [index _ Gravity (xt, yt )n - Index _ Gravity (xt, yt )"-1 ]/ NFi 其中，"及 分別是 該第原始影像及該第π原始影像的重心指標的重心，而 7VF,.為正規化因子，且分別可以如下的方程式求得： Index _ Gravity (xj, yt)" =Σ f(xj iindex] - Σ )δ{index" - i) _>1 7=1 _

NFi = {index" -i)~0(index"j -i)0(indeXj~l -〇] ；=i 其中，i是重心指標，ki/ex；：是第n個原始影像中第_/個像素 的重心指標，如果，則函數-〇的值為1 ;否 則為0，尸是該等原始影像中所包括的像素點個數，而函數 f(x)=x A f(y)=y。 28