專利名稱：基于圖像的移動(dòng)傳感器、多功能攝像系統(tǒng)及其電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于攝像系統(tǒng)(camera system),特別是有關(guān)于基于圖像的移動(dòng)傳感器(image-based motion sensor)、相關(guān)的多功能(mult1-purposed)攝像系統(tǒng)以及電子裝置。所述多功能攝像系統(tǒng)既支持普通的攝像功能，又支持額外的移動(dòng)傳感功能。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，移動(dòng)電話內(nèi)通常配置有一些用于不同應(yīng)用程序的傳感器，例如，通常的智能手機(jī)可能配置有重力傳感器(G-sensor)(或稱為加速計(jì))和陀螺儀傳感器(Gyro sensor)。重力傳感器能夠提供在移動(dòng)方向上的速度、位移以及加速度信息。陀螺儀傳感器能夠直接測量方位朝向(orientation),可以用于機(jī)械裝置(mechanical means)或者微電機(jī)械(MicroElectroMechanical, MEM)裝置。然而,對于一些低成本的應(yīng)用裝置例如功能手機(jī)，在其中應(yīng)用重力傳感器和陀螺儀傳感器是不現(xiàn)實(shí)的，因?yàn)橹亓鞲衅骱屯勇輧x傳感器的成本聞。因此，有必要尋求一種能夠支持移動(dòng)傳感相關(guān)操作(例如，加速度、速度、位移、轉(zhuǎn)動(dòng)(roll)、傾斜(pitch)以及偏航(yaw))的新的設(shè)計(jì)，并且不使用物理移動(dòng)傳感器(例如，重力傳感器和陀螺儀傳感器)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種基于圖像的移動(dòng)傳感器、多功能攝像系統(tǒng)及其電子裝置。依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式，提供一種基于圖像的移動(dòng)傳感器，包括:攝像系統(tǒng)，用于產(chǎn)生包括多個(gè)拍攝圖像的圖像輸出；以及處理系統(tǒng)，用于通過處理所述圖像輸出以獲取移動(dòng)傳感輸出，其中所述移動(dòng)傳感輸出包括指示所述基于圖像的移動(dòng)傳感器的移動(dòng)狀態(tài)和朝向狀態(tài)中至少一者的信息。依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式，提供一種多功能攝像系統(tǒng)，包括:圖像拍攝塊，用于產(chǎn)生圖像信號；以及圖像信號處理塊，用于處理所述圖像信號；其中，當(dāng)所述多功能攝像系統(tǒng)操作于第一操作模式時(shí)，所述多功能攝像系統(tǒng)作為攝像機(jī)，以產(chǎn)生拍攝圖像輸出；以及當(dāng)所述多功能攝像系統(tǒng)操作于第二操作模式時(shí)，所述多功能攝像系統(tǒng)作為移動(dòng)傳感器的一部分，以產(chǎn)生圖像輸出。依據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施方式，提供一種電子裝置，包括:多功能攝像系統(tǒng)和處理系統(tǒng)。所述多功能攝像系統(tǒng)包括:圖像拍攝塊，用于產(chǎn)生圖像信號；以及圖像信號處理塊，用于處理所述圖像信號；其中，當(dāng)所述多功能攝像系統(tǒng)操作于第一操作模式時(shí)，所述多功能攝像系統(tǒng)作為攝像機(jī)，以產(chǎn)生拍攝圖像輸出；以及當(dāng)所述多功能攝像系統(tǒng)操作于第二操作模式時(shí)，所述多功能攝像系統(tǒng)作為移動(dòng)傳感器的一部分，以產(chǎn)生圖像輸出。所述處理系統(tǒng)作為所述移動(dòng)傳感器的另一部分，用于通過處理所述圖像輸出以產(chǎn)生移動(dòng)傳感輸出，其中，所述移動(dòng)傳感輸出包括指示所述電子裝置的移動(dòng)狀態(tài)和朝向狀態(tài)中至少一者的信息。
本發(fā)明所提供的基于圖像的移動(dòng)傳感器、多功能攝像系統(tǒng)及其電子裝置，無需使用重力傳感器和陀螺儀傳感器，就能支持移動(dòng)傳感相關(guān)操作，既降低成本，又能提供較高的系統(tǒng)可靠性。對于已經(jīng)閱讀后續(xù)由各附圖及內(nèi)容所顯示的較佳實(shí)施方式的本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明的各目的是明顯的。


圖1為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的基于圖像的移動(dòng)傳感器的示意圖。圖2為圖1所示的處理系統(tǒng)的一實(shí)施例的示意圖。圖3為圖2所不的全域移動(dòng)估計(jì)塊(global motion estimation block)的第一實(shí)施例的示意圖。圖4為當(dāng)全域移動(dòng)估計(jì)塊用于基于圖像的移動(dòng)傳感器時(shí)處理系統(tǒng)如何確定偏航相關(guān) 目息的不意圖。圖5為當(dāng)全域移動(dòng)估計(jì)塊用于基于圖像的移動(dòng)傳感器時(shí)處理系統(tǒng)如何確定傾斜相關(guān) 目息的不意圖。圖6為當(dāng)全域移動(dòng)估計(jì)塊應(yīng)用于基于圖像的移動(dòng)傳感器時(shí)處理系統(tǒng)如何確定轉(zhuǎn)動(dòng)相關(guān)信息的示意圖。圖7為圖2所示的全域移動(dòng)估計(jì)塊的第二實(shí)施例的示意圖。圖8為圖2所示的全域移動(dòng)估計(jì)塊的第三實(shí)施例的示意圖。圖9為對輸入圖 像應(yīng)用線性極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換(linear polar transform)的示意圖。圖10為圖2所示的全域移動(dòng)估計(jì)塊的第四實(shí)施例的示意圖。圖11為應(yīng)用于輸入圖像的傅立葉-梅林轉(zhuǎn)換(Fourier-Mellin transform)的示意圖。圖12為圖1所示的處理系統(tǒng)的另一實(shí)施例的示意圖。圖13為邊緣直方圖匹配單元(edge histogram matching unit)進(jìn)行邊緣直方圖匹配操作的示意圖。圖14為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的檢測快速移動(dòng)動(dòng)作(fast movement action)的方法流程圖。圖15為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的檢測快速移動(dòng)動(dòng)作的方法流程圖。圖16為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的檢測慢速移動(dòng)動(dòng)作(slow movement action)的方法流程圖。圖17為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的檢測旋轉(zhuǎn)動(dòng)作(rotation action)的方法流程圖。圖18為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電子裝置的示意圖。圖19為圖18所示的多功能攝像系統(tǒng)的一實(shí)施例的示意圖。圖20為根據(jù)本發(fā)明的多功能攝像系統(tǒng)的模式切換操作(modeswitchingoperation)的流程圖。
具體實(shí)施例方式在權(quán)利要求書及說明書中使用了某些詞匯來指稱特定的組件。所屬領(lǐng)域中的技術(shù)人員應(yīng)可理解，硬件制造商可能會用不同的名詞來稱呼同樣的組件。本權(quán)利要求書及說明書并不以名稱的差異來作為區(qū)分組件的方式，而是以組件在功能上的差異來作為區(qū)分的準(zhǔn)貝U。在權(quán)利要求書及說明書中所提及的「包括」為開放式的用語，故應(yīng)解釋成「包括但不限定于」。另外，「耦接」一詞在此包括任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述第一裝置耦接于第二裝置，則代表所述第一裝置可直接電連接于所述第二裝置，或通過其他裝置或連接手段間接地電連接至所述第二裝置。本發(fā)明的主旨為運(yùn)用攝像系統(tǒng)來模擬移動(dòng)傳感器的操作。換句話說，本發(fā)明提供一種基于圖像的移動(dòng)傳感器，其中，攝像系統(tǒng)為基于圖像的移動(dòng)傳感器的一部分。使用這種方法，可以降低成本，并能提供較高的系統(tǒng)可靠性。在本發(fā)明一實(shí)施例中，攝像系統(tǒng)可作為基于圖像的移動(dòng)傳感器的專用組件(dedicatedcomponent)。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，攝像系統(tǒng)可作為支持多種操作模式的多功能攝像系統(tǒng)。例如，當(dāng)多功能攝像系統(tǒng)操作于第一模式時(shí)，多功能攝像系統(tǒng)可當(dāng)作正常攝像機(jī)使用；當(dāng)多功能攝像系統(tǒng)操作于第二模式時(shí)，多功能攝像系統(tǒng)可作為基于圖像的移動(dòng)傳感器的一部分。更多的詳細(xì)說明請見下文。圖1為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的基于圖像的移動(dòng)傳感器的示意圖。基于圖像的移動(dòng)傳感器100包括(但不限于)攝像系統(tǒng)102和處理系統(tǒng)104。攝像系統(tǒng)102用于產(chǎn)生包括多個(gè)拍攝圖像/巾貞(captured images/frames)的圖像輸出IMG_0UT。處理系統(tǒng)104通過處理圖像輸出MG_0UT來得到移動(dòng)傳感輸出S_0UT，其中移動(dòng)傳感輸出S_0UT包括的信息指示基于圖像的移動(dòng)傳感器100的移動(dòng)狀態(tài)(motion status)和朝向狀態(tài)(orientation status)中至少一者。例如，當(dāng)移動(dòng)傳感輸出S_0UT包括指示朝向狀態(tài)的信息時(shí)，移動(dòng)傳感輸出S_OUT可包括轉(zhuǎn)動(dòng)、傾斜以及偏航的相關(guān)移動(dòng)信息。當(dāng)移動(dòng)傳感輸出S_0UT包括指示移動(dòng)狀態(tài)的信息時(shí)，移動(dòng)傳感輸出S_0UT可包括速度、加速度以及位移信息。簡單來說，基于圖像的移動(dòng)傳感器100可通過對拍攝的圖像進(jìn)行圖像處理，來模擬重力傳感器和/或陀螺儀傳感器。在本發(fā)明的一設(shè)計(jì)范例中，處理系統(tǒng)104可配置來支持全域移動(dòng)估計(jì)(globalmotion estimation),全域移動(dòng)估計(jì)用于確定移動(dòng)傳感輸出S_0UT。請參照圖2,圖2為圖1所示的處理系統(tǒng)104的一實(shí)施例的示意圖。處理系統(tǒng)104包括全域移動(dòng)估計(jì)塊(global motion estimation block) 202和處理器204。全域移動(dòng)估計(jì)塊202用于根據(jù)攝像系統(tǒng)102的圖像輸出MG_0UT產(chǎn)生全域移動(dòng)信息INF。處理器204用于根據(jù)全域移動(dòng)信息INF來確定移動(dòng)傳感輸出S_0UT。全域移動(dòng)估計(jì)塊202可作為用來處理圖像輸出MG_0UT的功能塊。然而，這只是用來說明，而并不是作為本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。作為一種選擇，如果攝像系統(tǒng)102配備有電子圖像穩(wěn)定(electronic image stabilization,EIS)模塊,那么全域移動(dòng)估計(jì)塊202可包括電子圖像穩(wěn)定模塊，因?yàn)殡娮訄D像穩(wěn)定模塊能夠執(zhí)行全域移動(dòng)估計(jì)。具體而言，當(dāng)攝像系統(tǒng)102操作于正常攝像模式時(shí)，電子圖像穩(wěn)定模塊執(zhí)行其指定的電子圖像穩(wěn)定功能；當(dāng)攝像系統(tǒng)102操作于移動(dòng)傳感模式時(shí)，電子圖像穩(wěn)定模塊可作為全域移動(dòng)估計(jì)塊202。在一實(shí)施例中，基于圖像的移動(dòng)傳感器100充當(dāng)陀螺儀傳感器，處理器204將產(chǎn)生包括旋轉(zhuǎn)、傾斜以及偏航相關(guān)信息的移動(dòng)傳感輸出S_0UT。當(dāng)基于圖像的移動(dòng)傳感器100在Y軸方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于攝像機(jī)的偏航(yaw),連續(xù)拍攝到的圖像中的同一物件(object)會具有在水平方向的移動(dòng)。當(dāng)基于圖像的移動(dòng)傳感器100在X軸方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于攝像機(jī)的傾斜(pitch)，連續(xù)拍攝到的圖像中的同一物件會具有在垂直方向的移動(dòng)。當(dāng)基于圖像的移動(dòng)傳感器100在Z軸方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于攝像機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)(roll),連續(xù)拍攝到的圖像中的同一物件會具有圓周移動(dòng)(circular movement)。因此,基于這些觀察,根據(jù)處理連續(xù)拍攝的圖像得到的全域移動(dòng)估計(jì)結(jié)果，可以估計(jì)得到偏航相關(guān)信息、傾斜相關(guān)信息以及轉(zhuǎn)動(dòng)相關(guān)信息。請參照圖3，圖3為圖2所示的全域移動(dòng)估計(jì)塊202的第一實(shí)施例的示意圖。全域移動(dòng)估計(jì)塊202可用全域移動(dòng)估計(jì)塊300來實(shí)現(xiàn)，其中全域移動(dòng)估計(jì)塊300包括移動(dòng)估計(jì)單元302和移動(dòng)向量(motion vector)分析單元304。移動(dòng)估計(jì)單元302用于對第一拍攝圖像F_1和第二拍攝圖像F_2中的多對(plurality of pairs)相同位置的子圖像(co-locatedsub-1mages)(例如:A1、A2、A3和A4)中的每一對執(zhí)行移動(dòng)估計(jì),并產(chǎn)生對應(yīng)每一對相同位置的子圖像的移動(dòng)向量(例如:MV1、MV2、MV3和MV4)，其中第一拍攝圖像F_1和第二拍攝圖像？_2是連續(xù)拍攝的圖像。舉例來說，每一個(gè)子圖像可以是尺寸為16X16的子塊，第一拍攝圖像F_1為先前圖像，第二拍攝圖像？_2為在先前圖像被拍攝后立即拍攝的當(dāng)前圖像。值得注意的是，在圖3中所示的相同位置的子圖像對的數(shù)量僅作為說明用。在實(shí)踐中，每一個(gè)拍攝圖像可以分成任意數(shù)量的子圖像，這取決于移動(dòng)估計(jì)單元302的實(shí)際設(shè)計(jì)。請注意，本發(fā)明的實(shí)施例中所提到的圖像的“尺寸”可以理解為圖像的分辨率或者圖像的像素等。移動(dòng)向量分析單元304用于通過分析移動(dòng)向量(例如，MV1-MV4)以產(chǎn)生全域移動(dòng)信息INF。更具體地說，根據(jù)移動(dòng)向量MV1-MV4所指出的全域移動(dòng)方向，可以確定出攝像機(jī)旋轉(zhuǎn)/朝向狀態(tài)(camera rotation/orientation status)。相應(yīng)地，基于圖像的移動(dòng)傳感器100的旋轉(zhuǎn)/朝向狀態(tài)也可以得到。圖4為當(dāng)全域移動(dòng)估計(jì)塊300用于基于圖像的移動(dòng)傳感器100時(shí)處理系統(tǒng)104如何確定偏航相關(guān)信息的示意圖。如果基于圖像的移動(dòng)傳感器100在Y軸方向旋轉(zhuǎn)，攝像頭(camera lens)同樣也會在Y軸方向旋轉(zhuǎn)。如圖4所示，由于攝像機(jī)的旋轉(zhuǎn),在第一拍攝圖像F_1中的物件402的位置水平地移位到(shiftedhorizontally)第二拍攝圖像F_2中的新位置。在移動(dòng)估計(jì)單元302針對每一對子圖像A1-A4執(zhí)行完移動(dòng)估計(jì)后，相應(yīng)地，所得到的移動(dòng)向量MV1-MV4都是在X軸上。移動(dòng)向量分析單元304發(fā)現(xiàn)所有的移動(dòng)向量MV1-MV4都是在X軸上，并因此確定攝像機(jī)旋轉(zhuǎn)狀態(tài)為攝像機(jī)偏航(camera yaw)。此外,移動(dòng)向量分析單元304也可以根據(jù)移動(dòng)向量MV1-MV4來確定偏航相關(guān)信息(例如，偏航角度)。例如，移動(dòng)向量分析單元304可以使用移動(dòng)向量MV1-MV4中的一個(gè)或者移動(dòng)向量MV1-MV4的平均值來確定偏航角度值。值得注意的是，根據(jù)攝像機(jī)偏航的旋轉(zhuǎn)方向，移動(dòng)向量MV1-MV4既可以是向左的移動(dòng)向量，也可以是向右的移動(dòng)向量。圖5為當(dāng)全域移動(dòng)估計(jì)塊300用于基于圖像的移動(dòng)傳感器100時(shí)處理系統(tǒng)104如何確定傾斜相關(guān)信息的示意圖。如果基于圖像的移動(dòng)傳感器100在X軸方向旋轉(zhuǎn)，攝像頭同樣也會在X軸方向旋轉(zhuǎn)。如圖5所示，由于攝像機(jī)的旋轉(zhuǎn)，在第一拍攝圖像F_1中的物件502的位置垂直地移位到(shifted vertically)第二拍攝圖像F_2中的新位置。在移動(dòng)估計(jì)單元302針對每一對子圖像A1-A4執(zhí)行完移動(dòng)估計(jì)后，相應(yīng)地，所得到的移動(dòng)向量MV1-MV4都是在Y軸上。移動(dòng)向量分析單元304發(fā)現(xiàn)所有的移動(dòng)向量MV1-MV4都是在Y軸上，并因此確定攝像機(jī)旋轉(zhuǎn)狀態(tài)為攝像機(jī)傾斜(camera pitch)。此外,移動(dòng)向量分析單元304也可以根據(jù)移動(dòng)向量MV1-MV4來確定傾斜相關(guān)信息(例如，傾斜角度)。例如，移動(dòng)向量分析單元304可以使用移動(dòng)向量MV1-MV4中的一個(gè)或者移動(dòng)向量MV1-MV4的平均值來確定傾斜角度值。值得注意的是，根據(jù)攝像機(jī)傾斜的旋轉(zhuǎn)方向，移動(dòng)向量MV1-MV4既可以是向上的移動(dòng)向量,也可以是向下的移動(dòng)向量。圖6為當(dāng)全域移動(dòng)估計(jì)塊300應(yīng)用于基于圖像的移動(dòng)傳感器100時(shí)處理系統(tǒng)104如何確定轉(zhuǎn)動(dòng)相關(guān)信息的示意圖。如果基于圖像的移動(dòng)傳感器100在Z軸方向旋轉(zhuǎn)，攝像頭同樣也會在Z軸方向旋轉(zhuǎn)。如圖6所示，由于攝像機(jī)的旋轉(zhuǎn)，在第一拍攝圖像F_1中的物件602的位置旋轉(zhuǎn)到第二拍攝圖像F_2中的新位置。在移動(dòng)估計(jì)單元302針對每一對子圖像A1-A4執(zhí)行完移動(dòng)估計(jì)后，相應(yīng)地，所得到的移動(dòng)向量MV1-MV4圍繞成一個(gè)圓形(in thecircle)。移動(dòng)向量分析單元304發(fā)現(xiàn)所有的移動(dòng)向量MV1-MV4圍繞成一個(gè)圓形，并因此確定攝像機(jī)旋轉(zhuǎn)狀態(tài)為攝像機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)(camera roll)。此外,移動(dòng)向量分析單元304也可以根據(jù)移動(dòng)向量MV1-MV4來確定轉(zhuǎn)動(dòng)相關(guān)信息(例如，轉(zhuǎn)動(dòng)角度)。例如，移動(dòng)向量分析單元304可以使用移動(dòng)向量MV1-MV4中的一個(gè)或者移動(dòng)向量MV1-MV4的平均值來確定轉(zhuǎn)動(dòng)角度值。值得注意的是，根據(jù)攝像機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)方向，移動(dòng)向量MV1-MV4既可以是順時(shí)針方向的移動(dòng)向量，也可以是逆時(shí)針方向的移動(dòng)向量。在上述實(shí)施例中，當(dāng)每一個(gè)拍攝的圖像被分為N個(gè)子圖像時(shí)，移動(dòng)估計(jì)單元302(例如，EIS模塊)需要執(zhí)行N次移動(dòng)估計(jì)操作。因此，如果N的值較大，那么運(yùn)算的復(fù)雜度就會較高。為了降低運(yùn)算的復(fù)雜度和/或提高檢測的精確度，圖2所示的全域移動(dòng)估計(jì)塊202的替代實(shí)施方式提供如下。請參照圖7，圖7為圖2所示的全域移動(dòng)估計(jì)塊202的第二實(shí)施例的示意圖。全域移動(dòng)估計(jì)塊202可用全域移動(dòng)估計(jì)塊700來實(shí)現(xiàn)，其中全域移動(dòng)估計(jì)塊700包括圖像縮小單兀(image down-scaling unit) 702和全域移動(dòng)估計(jì)單兀704。圖像縮小單兀702用于分別縮小第一拍攝圖像F_1和第二拍攝圖像？_2，以產(chǎn)生第一已縮小圖像(down-scaledimage) F_l’和第二已縮小圖像F_2’。第一拍攝圖像F_1和第二拍攝圖像F_2是連續(xù)拍攝的圖像。舉例來說，第一拍攝圖像？_1為先前圖像，第二拍攝圖像？_2為在先前圖像被拍攝后立即拍攝的當(dāng)前圖像。假設(shè)第一拍攝圖像F_1和第二拍攝圖像？_2中的每一個(gè)的尺寸為640X480，則圖像縮小單元702可以配置為調(diào)整第一拍攝圖像？_1和第二拍攝圖像F_2的尺寸，以使得第一已縮小圖像F_l’和第二已縮小圖像F_2’的每一個(gè)的尺寸為80X80。全域移動(dòng)估計(jì)單元704用于通過對第一已縮小圖像F_l’和第二已縮小圖像F_2’執(zhí)行全域移動(dòng)估計(jì)，以產(chǎn)生全域移動(dòng)信息INF?？偟膩碚f，移動(dòng)估計(jì)是確定移動(dòng)向量的過程，每一個(gè)移動(dòng)向量將一個(gè)圖像中的圖像塊(image block)匹配至另一個(gè)圖像中的圖像塊。關(guān)于全域移動(dòng)估計(jì)，是用來確定兩個(gè)圖像之間的單一移動(dòng)向量(single motion vector)。如果第一已縮小圖像F_1 ’和第二已縮小圖像F_2 ’的尺寸均為80 X 80，全域移動(dòng)估計(jì)單元704可從第一已縮小圖像F_l’中裁切(crop)出尺寸為60X60的中心圖像塊(central imageblock),并采用-10到+10的搜尋范圍在第二已縮小圖像？_2’中找出具有相同尺寸60X60的匹配圖像塊(matched image block),以確定出作為全域移動(dòng)信息INF的全域移動(dòng)向量MV。全域移動(dòng)向量MV可以分解為X軸方向的移動(dòng)向量分量MVx和Y軸方向的移動(dòng)向量分量MVY。處理器204根據(jù)移動(dòng)向量分量(Component)MVx來確定偏航相關(guān)信息(例如，偏航角度)，根據(jù)移動(dòng)向量分量MVy來確定傾斜相關(guān)信息(例如，傾斜角度)。由于圖像縮小單元702能夠減小接下來將要被全域移動(dòng)估計(jì)單元704處理的圖像的尺寸，因此可以有效地降低運(yùn)算的復(fù)雜度。
如圖7所示的配置僅是作為獲取偏航角度和傾斜角度的一個(gè)替代設(shè)計(jì)(alternative design)。關(guān)于確定轉(zhuǎn)動(dòng)角度,可以使用不同的配置。請參照圖8,圖8為圖2所示的全域移動(dòng)估計(jì)塊202的第三實(shí)施例的示意圖。全域移動(dòng)估計(jì)塊202可用全域移動(dòng)估計(jì)塊800來實(shí)現(xiàn),其中全域移動(dòng)估計(jì)塊800包括圖像縮小單元802、轉(zhuǎn)換單元(transformunit)804和全域移動(dòng)估計(jì)單元806。圖像縮小單元802用于產(chǎn)生第一拍攝圖像F_1的第一已縮小圖像F_l’，以及第二拍攝圖像F_2的第二已縮小圖像F_2’。第一拍攝圖像F_1和第二拍攝圖像F_2是連續(xù)拍攝的圖像。舉例來說，第一拍攝圖像？_1為先前圖像，第二拍攝圖像F_2為在先前圖像被拍攝后立即拍攝的當(dāng)前圖像。轉(zhuǎn)換單元804用于分別對第一已縮小圖像F_l’和第二已縮小圖像F_2’執(zhí)行特定轉(zhuǎn)換(specific transform),以產(chǎn)生第一轉(zhuǎn)換后圖像(transformed image) FT_1 和第二轉(zhuǎn)換后圖像FT_2。在本實(shí)施例中，由轉(zhuǎn)換單元804執(zhí)行的特定轉(zhuǎn)換可以是線性極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換(linear polar transform)。請參照圖9,圖9為對輸入圖像(inputimage)902應(yīng)用線性極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的示意圖。輸入圖像902可以是第一已縮小圖像F_l’和第二已縮小圖像F_2’的其中之一。線性極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換是用來將輸入圖像902從卡迪爾坐標(biāo)系(Cartesian coordinatesystem)轉(zhuǎn)換成極坐標(biāo)系(polarcoordinate system)中的轉(zhuǎn)換后圖像904。極坐標(biāo)系是二維坐標(biāo)系(two-dimensionalcoordinate system),在二維坐標(biāo)系中，轉(zhuǎn)換后圖像904的每一點(diǎn)都可以通過與一個(gè)固定點(diǎn)(fixed point)(例如,輸入圖像902的圖像中心)的距離和與一個(gè)固定方向的角度確定出來。如圖9所示，線段(line segment)L1在輸入圖像902中的角度為0°，并作為轉(zhuǎn)換后圖像904的第一行。通過將在逆時(shí)針方向具有不同角度的線段集合在一起，相應(yīng)地即可得到轉(zhuǎn)換后圖像904。全域移動(dòng)估計(jì)單元806用于通過對第一轉(zhuǎn)換后圖像FT_1和第二轉(zhuǎn)換后圖像FT_2執(zhí)行全域移動(dòng)估計(jì)，以產(chǎn)生全域移動(dòng)信息INF。如圖9所示，因?yàn)檩斎雸D像902可以是例如正方形圖像(square image),轉(zhuǎn)換后圖像904可包括具有不同長度的行(rows)。為使全域移動(dòng)估計(jì)更容易進(jìn)行，從轉(zhuǎn)換后圖像904裁切出局部矩形圖像(partial rectangular image)904’，局部矩形圖像904’的行都具有相同的長度R。因此，全域移動(dòng)估計(jì)單元806通過對來自第一轉(zhuǎn)換后圖像FT_1的一個(gè)局部矩形圖像以及來自第二轉(zhuǎn)換后圖像FT_2的另一個(gè)局部矩形圖像執(zhí)行全域移動(dòng)估計(jì)，以產(chǎn)生全域移動(dòng)信息INF，其中這兩個(gè)局部矩形圖像具有相同的尺寸大小。通過線性極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換,旋轉(zhuǎn)(rotation)被轉(zhuǎn)換成在Y軸上的移動(dòng)(如果圖9所示的Y軸用來表示角度)或者在X軸上的移動(dòng)(如果圖9所示的X軸用來表示角度)。換句話說，全域移動(dòng)估計(jì)單元806可以僅在一個(gè)方向上執(zhí)行全域移動(dòng)估計(jì)。因此，在本實(shí)施例中，轉(zhuǎn)動(dòng)相關(guān)信息(例如，轉(zhuǎn)動(dòng)角度)可以通過僅參考Y軸上找出的全域移動(dòng)向量輕易地確定出來。例如，全域移動(dòng)估計(jì)單元806可使用尺寸為70X50的中心圖像以及在Y軸方向上-10到+10的圖像搜尋范圍，以找出上述局部矩形圖像在Y軸方向的移動(dòng)向量。如圖8所示，圖像縮小單元802可包括圖像縮小電路812和圖像對準(zhǔn)(imagealignment)電路814。圖像縮小電路812用于分別縮小第一拍攝圖像F_1和第二拍攝圖像F_2，以產(chǎn)生第三已縮小圖像？_3’和第四已縮小圖像F_4’。假設(shè)第一拍攝圖像F_1和第二拍攝圖像F_2中的每一個(gè)的尺寸為640 X 480，則圖像縮小電路812可以配置來調(diào)整第一拍攝圖像F_1和第二拍攝圖像？_2的尺寸，以使得第三已縮小圖像？_3’和第四已縮小圖像F_4’的每一個(gè)的尺寸為80X80。請注意，圖像縮小單元802不是本發(fā)明必需的。例如，在一實(shí)施例中，產(chǎn)生第一拍攝圖像F_1和第二拍攝圖像？_2的攝像系統(tǒng)102，當(dāng)其獲取圖像時(shí)，具有調(diào)整/改變圖像尺寸的功能，那么攝像系統(tǒng)102可以直接提供第三已縮小圖像F_3’和第四已縮小圖像F_4’，在這種情況下就可以省略圖像縮小單元802。全域移動(dòng)估計(jì)單元806還可以通過對第三已縮小圖像？_3’和第四已縮小圖像F_4’執(zhí)行全域移動(dòng)估計(jì)，以產(chǎn)生另一全域移動(dòng)信息INF’。圖像對準(zhǔn)電路814用于根據(jù)全域移動(dòng)信息INF’對第三已縮小圖像F_3’和第四已縮小圖像F_4’執(zhí)行圖像對準(zhǔn)，以產(chǎn)生第一已縮小圖像F_l’和第二已縮小圖像F_2’。如上所述，圖9中所示的轉(zhuǎn)換后圖像904的每一行都是起始于輸入圖像902的圖像中心并在徑向方向上指向輸入圖像902的邊緣。在存在攝像機(jī)偏航/傾斜以及攝像機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的實(shí)施例中，位于第一拍攝圖像F_1的圖像中心的物件從第二拍攝圖像F_2中的圖像中心移開。如果在執(zhí)行線性極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換之前沒有進(jìn)行圖像對準(zhǔn)，那么全域移動(dòng)估計(jì)單元806所找出的全域移動(dòng)向量的精確度就會降低。在本實(shí)施例中，全域移動(dòng)信息INF’可以是指示第三已縮小圖像F_3’和第四已縮小圖像F_4’之間的估計(jì)圖像錯(cuò)位(misalignment)的移動(dòng)向量。因此，圖像對準(zhǔn)電路814根據(jù)全域移動(dòng)信息INF’對第三已縮小圖像F_3’和第四已縮小圖像F_4’進(jìn)行對準(zhǔn)。當(dāng)搜尋范圍為從-10到+10時(shí)，圖像對準(zhǔn)電路814將會通過丟棄不重疊的像素(non-overlapped pixels)來產(chǎn)生尺寸為70X70的對準(zhǔn)后圖像。這樣，對準(zhǔn)后圖像(例如，第一已縮小圖像F_l’和第二已縮小圖像F_2’ )將會具有對準(zhǔn)于各自圖像中心的相同的圖像內(nèi)容，因此可以提高由全域移動(dòng)估計(jì)單元806所確定的全域移動(dòng)向量的精確度。值得注意的是，當(dāng)全域移動(dòng)估計(jì)塊202采用全域移動(dòng)估計(jì)塊800來實(shí)現(xiàn)時(shí)，處理器204可以根據(jù)全域移動(dòng)信息INF’來推導(dǎo)出偏航/傾斜相關(guān)信息(例如，偏航/傾斜角度)，以及可以根據(jù)全域移動(dòng)信息INF來推導(dǎo)出轉(zhuǎn)動(dòng)相關(guān)信息(例如，轉(zhuǎn)動(dòng)角度)。在另一實(shí)施例中，僅存在攝像機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，而沒有攝像機(jī)偏航/傾斜，弟一拍攝圖像F_1和第二拍攝圖像F_2將會具有對準(zhǔn)于各自圖像中心的相同的圖像內(nèi)容。在一設(shè)計(jì)范例中，圖像對準(zhǔn)電路814通過根據(jù)第三已縮小圖像F_3’、第四已縮小圖像？_4’以及全域移動(dòng)信息INF’來執(zhí)行相同的圖像對準(zhǔn)程序，以產(chǎn)生第一已縮小圖像F_l’和第二已縮小圖像F_2’。在另一設(shè)計(jì)范例中，圖像對準(zhǔn)電路814可以直接將第三已縮小圖像F_3’作為第一已縮小圖像？_1’，并直接將第四已縮小圖像F_4’作為第二已縮小圖像F_2’。根據(jù)上述描述可知，當(dāng)轉(zhuǎn)換單元804采用的特定轉(zhuǎn)換為線性極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換時(shí)，為了提高移動(dòng)向量的精確度，額外的圖像對準(zhǔn)步驟是必需的。在實(shí)踐中，轉(zhuǎn)換單元804采用的特定轉(zhuǎn)換并不限于線性極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。例如，圖8所示的轉(zhuǎn)換單元804可以將采用的線性極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換更改為對數(shù)極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換(Log-polartransform)。此外，當(dāng)轉(zhuǎn)換單元804所采用的特定轉(zhuǎn)換其本身就具有對準(zhǔn)圖像的效果時(shí)，則額外的圖像對準(zhǔn)步驟也可省略。例如，在一替代設(shè)計(jì)中，轉(zhuǎn)換單元804所采用的特定轉(zhuǎn)換可以是傅立葉-梅林轉(zhuǎn)換(Fourier-Mellintransform)ο請參照圖10,圖10為圖2所示的全域移動(dòng)估計(jì)塊202的第四實(shí)施例的示意圖。全域移動(dòng)估計(jì)塊202可用全域移動(dòng)估計(jì)塊1000來實(shí)現(xiàn)，其中全域移動(dòng)估計(jì)塊1000包括圖像縮小單元1002、轉(zhuǎn)換單元1004和全域移動(dòng)估計(jì)單元1006。圖像縮小單元1002用于產(chǎn)生第一拍攝圖像F_1的第一已縮小圖像F_l’，以及第二拍攝圖像F_2的第二已縮小圖像F_2’。第一拍攝圖像F_1和第二拍攝圖像？_2是連續(xù)拍攝的圖像。舉例來說，第一拍攝圖像？_1為先前圖像，第二拍攝圖像？_2為在先前圖像被拍攝后立即拍攝的當(dāng)前圖像。在本實(shí)施例中，圖像縮小單元1002直接縮小第一拍攝圖像F_1以產(chǎn)生第一已縮小圖像F_l’，以及直接縮小第二拍攝圖像F_2以產(chǎn)生第二已縮小圖像？_2’。也就是說，圖像縮小單元1002不會執(zhí)行圖像對準(zhǔn)操作。假設(shè)第一拍攝圖像F_1和第二拍攝圖像？_2中的每一個(gè)的尺寸為640X480，圖像縮小單元1002可以調(diào)整第一拍攝圖像？_1和第二拍攝圖像？_2的尺寸，以使得第一已縮小圖像F_l’和第二已縮小圖像F_2’的每一個(gè)的尺寸為80X80。請注意，圖像縮小單元1002不是本發(fā)明必需的。例如，在一實(shí)施例中，產(chǎn)生第一拍攝圖像F_1和第二拍攝圖像？_2的攝像系統(tǒng)102，當(dāng)其獲取圖像時(shí)，具有調(diào)整/改變圖像尺寸的功能，那么攝像系統(tǒng)102可以直接提供第一已縮小圖像F_l’和第二已縮小圖像F_2’，在這種情況下就可以省略圖像縮小單元1002。轉(zhuǎn)換單元1004用于分別對第一已縮小圖像F_l’和第二已縮小圖像F_2’執(zhí)行特定轉(zhuǎn)換，以產(chǎn)生第一轉(zhuǎn)換后圖像FT_1和第二轉(zhuǎn)換后圖像FT_2。在本實(shí)施例中，特定轉(zhuǎn)換為傅立葉-梅林轉(zhuǎn)換。請參照圖11，圖11為應(yīng)用于輸入圖像1102的傅立葉-梅林轉(zhuǎn)換的示意圖。輸入圖像1102可以是第一已縮小圖像F_l’和第二已縮小圖像F_2’的其中之一。傅立葉-梅林轉(zhuǎn)換包括順序進(jìn)行的傅立葉轉(zhuǎn)換(Fourier transform)和對數(shù)極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。如圖11所示，輸入圖像1102首先根據(jù)傅立葉轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)變?yōu)楦盗⑷~轉(zhuǎn)換后圖像1104。根據(jù)傅立葉轉(zhuǎn)換的固有特性，輸入圖像1102中的低頻成分(lower-frequency components)對應(yīng)的轉(zhuǎn)換輸出，位于靠近傅立葉轉(zhuǎn)換后圖像1104的圖像中心的位置；輸入圖像1102中的高頻成分(higher-frequency components)對應(yīng)的轉(zhuǎn)換輸出，位于遠(yuǎn)離傅立葉轉(zhuǎn)換后圖像1104的圖像中心的位置。因此，由于傅立葉轉(zhuǎn)換后圖像的圖像中心總是對應(yīng)輸入圖像1102中的低頻成分，傅立葉轉(zhuǎn)換可以得到想要的圖像對準(zhǔn)效果(imagealignment effect)。接下來,對傅立葉轉(zhuǎn)換后圖像1104應(yīng)用對數(shù)極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。對數(shù)極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換將傅立葉轉(zhuǎn)換后圖像1104從一個(gè)轉(zhuǎn)換域(transform domain)轉(zhuǎn)換為另一個(gè)轉(zhuǎn)換域(例如，對數(shù)極性坐標(biāo)系(Log-polarcoordinate system))的對數(shù)極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后圖像1106。對數(shù)極性坐標(biāo)系是二維坐標(biāo)系,在此二維坐標(biāo)系中，轉(zhuǎn)換后圖像1106的每一點(diǎn)都可以通過與一個(gè)固定點(diǎn)(例如,傅立葉轉(zhuǎn)換后圖像1104的圖像中心)的距離的對數(shù)以及與一個(gè)固定方向的角度確定出來。如圖11所示，線段LI在傅立葉轉(zhuǎn)換后圖像中的角度為0°，并作為對數(shù)極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后圖像1106的第一行。通過將在逆時(shí)針方向具有不同角度的線段集合在一起，相應(yīng)地即可得到對數(shù)極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后圖像1106。線性極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換與對數(shù)極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換之間主要的不同在于，對數(shù)極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換采用從傅立葉轉(zhuǎn)換后圖像1104的圖像中心的距離的對數(shù)(logarithm)來保存低頻成分的傅立葉轉(zhuǎn)換輸出，以及降低高頻成分的傅立葉轉(zhuǎn)換輸出以降低雜訊(noise reduction)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在閱讀上述關(guān)于圖9所示的線性極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換示意圖的段落后，應(yīng)該很容易理解對數(shù)極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的操作，為了簡潔起見，這里省略對其進(jìn)一步的描述。 全域移動(dòng)估計(jì)單元1006用于通過對第一轉(zhuǎn)換后圖像FT_1和第二轉(zhuǎn)換后圖像FT_2執(zhí)行全域移動(dòng)估計(jì)，以產(chǎn)生全域移動(dòng)信息INF。如圖11所示，因?yàn)檩斎雸D像1102是正方形圖像，轉(zhuǎn)換后圖像1106可包括具有不同長度的行。為使接下來的全域移動(dòng)估計(jì)更容易進(jìn)行，從轉(zhuǎn)換后圖像1106裁切出局部矩形圖像1106’，局部矩形圖像1106’的行都具有相同的長度R’。因此，全域移動(dòng)估計(jì)單元1006通過對來自第一轉(zhuǎn)換后圖像FT_1的一個(gè)局部矩形圖像以及來自第二轉(zhuǎn)換后圖像FT_2的另一個(gè)局部矩形圖像執(zhí)行全域移動(dòng)估計(jì)，以產(chǎn)生全域移動(dòng)信息INF，其中這兩個(gè)局部矩形圖像具有相同的尺寸大小。通過傅立葉-梅林轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)動(dòng)相關(guān)信息(例如，轉(zhuǎn)動(dòng)角度)可以僅通過在一個(gè)方向上的全域移動(dòng)向量輕易地確定出來。在本實(shí)施例中，由于Y軸用來表示角度，轉(zhuǎn)動(dòng)相關(guān)信息(例如，轉(zhuǎn)動(dòng)角度)可以通過在Y軸上找出的移動(dòng)向量來確定。例如，全域移動(dòng)估計(jì)單元1006可使用尺寸為80X60的圖像以及在Y軸方向上-10到+10的圖像搜尋范圍，以找出上述局部矩形圖像在Y軸方向的移動(dòng)向量。值得注意的是，當(dāng)全域移動(dòng)估計(jì)塊202采用全域移動(dòng)估計(jì)塊1000來實(shí)施時(shí)，處理器204可以根據(jù)從使用上述方法得到的全域移動(dòng)信息INF’來取得偏航/傾斜相關(guān)信息(例如，偏航/傾斜角度)，以及根據(jù)全域移動(dòng)信息INF來確定轉(zhuǎn)動(dòng)相關(guān)信息(例如，轉(zhuǎn)動(dòng)角度)。在上述產(chǎn)生用于確定轉(zhuǎn)動(dòng)相關(guān)信息的全域移動(dòng)信息INF的實(shí)施例中，全域移動(dòng)估計(jì)單元(例如，電子圖像穩(wěn)定模塊)可以用來執(zhí)行想要的全域移動(dòng)估計(jì)。然而，這只是用來說明，而并不是作為本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。也就是說，表明攝像機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的全域移動(dòng)/[目息INF也可以通過其他方法或算法來獲得。請參照圖12，圖12為圖1所示的處理系統(tǒng)104的另一實(shí)施例的示意圖。處理系統(tǒng)104包括邊緣檢測塊1202和處理器1204。邊緣檢測塊1202用于根據(jù)圖像輸出MG_0UT執(zhí)行邊緣檢測以產(chǎn)生全域移動(dòng)信息INF。處理器1204用于根據(jù)全域移動(dòng)信息INF來確定移動(dòng)傳感輸出S_0UT。在本實(shí)施例中，邊緣檢測塊1202包括圖像縮小單元1212、邊緣檢測單元1214、邊緣直方圖(edge histogram)單元1216以及邊緣直方圖匹配(edge histogrammatching)單元1218。圖像縮小單元1212用于分別縮小第一拍攝圖像F_1和第二拍攝圖像F_2，以產(chǎn)生第一已縮小圖像F_l’和第二已縮小圖像F_2’。第一拍攝圖像F_1和第二拍攝圖像？_2是連續(xù)拍攝的圖像。舉例來說，第一拍攝圖像？_1為先前圖像，第二拍攝圖像？_2為在先前圖像被拍攝后立即拍攝的當(dāng)前圖像。假設(shè)第一拍攝圖像F_1和第二拍攝圖像？_2中的每一個(gè)的尺寸為640X480。由于全域移動(dòng)信息INF是根據(jù)邊緣信息來確定的,而不是根據(jù)移動(dòng)向量信息來確定的，圖像縮小單元1212可在水平分辨率(horizontal resolution)和垂直分辨率(vertical resolution)上米用相同的縮小因子(down-scaling factor)。舉例來說，圖像縮小單元1212可調(diào)整第一拍攝圖像F_1和第二拍攝圖像F_2的尺寸，以使得第一已縮小圖像F_l’和第二已縮小圖像F_2’的每一個(gè)的尺寸為80X60。值得注意的是，圖像縮小單元1212不是本發(fā)明必需的。例如，在一實(shí)施例中，產(chǎn)生第一拍攝圖像F_1和第二拍攝圖像F_2的攝像系統(tǒng)102，當(dāng)其獲取圖像時(shí)，具有調(diào)整/改變圖像尺寸的功能，那么攝像系統(tǒng)102可以直接提供第一已縮小圖像F_l’和第二已縮小圖像F_2’，在這種情況下就可以省略圖像縮小單元1212。邊緣檢測單元1214用于對第一已縮小圖像F_l’執(zhí)行邊緣檢測以產(chǎn)生第一邊緣信息E_l，以及對第二已縮小圖像？_2’執(zhí)行邊緣檢測以產(chǎn)生第二邊緣信息E_2。舉例來說，第一邊緣信息E_1可包括第一已縮小圖像F_l’中每一個(gè)像素的角度值以及幅度值(magnitude value)，第二邊緣信息E_2可包括第二已縮小圖像F_2’中每一個(gè)像素的角度值以及幅度值。在本實(shí)施例中，邊緣檢測單元1214采用索貝爾算子(Sobel operator)來檢測水平變化(horizontal changes)和垂直變化(vertical changes),其中索貝爾算子采用3X3的核心(Kx，KY), Kx和Ky與源圖像(source image) A (例如，第一已縮小圖像F_l’和第二已縮小圖像F_2’)作卷積(convolve)。根據(jù)索貝爾算子輸出Gx和Gy,源圖像A中的每一個(gè)像素的角度值Θ和幅度值G都可以得到。邊緣檢測單元1214的操作可用以下公式來說明。
權(quán)利要求
1.一種基于圖像的移動(dòng)傳感器，其特征在于，包括: 攝像系統(tǒng)，用于產(chǎn)生包括多個(gè)拍攝圖像的圖像輸出；以及 處理系統(tǒng)，用于通過處理所述圖像輸出以獲取移動(dòng)傳感輸出，其中所述移動(dòng)傳感輸出包括指示所述基于圖像的移動(dòng)傳感器的移動(dòng)狀態(tài)和朝向狀態(tài)中至少一者的信息。
2.如權(quán)利要求1所述的基于圖像的移動(dòng)傳感器，其特征在于，所述移動(dòng)傳感輸出包括指示所述基于圖像的移動(dòng)傳感器的所述朝向狀態(tài)的信息，指示所述朝向狀態(tài)的所述信息包括轉(zhuǎn)動(dòng)、傾斜以及偏航的相關(guān)移動(dòng)信息。
3.如權(quán)利要求1所述的基于圖像的移動(dòng)傳感器，其特征在于，所述移動(dòng)傳感輸出包括指示所述基于圖像的移動(dòng)傳感器的所述移動(dòng)狀態(tài)的信息，指示所述移動(dòng)狀態(tài)的所述信息包括速度、加速度以及位移信息。
4.如權(quán)利要求1所述的基于圖像的移動(dòng)傳感器，其特征在于，所述處理系統(tǒng)包括: 全域移動(dòng)估計(jì)塊，用于根據(jù)所述圖像輸出產(chǎn)生全域移動(dòng)信息；以及 處理器，用于根據(jù)所述全域移動(dòng)信息來確定所述移動(dòng)傳感輸出。
5.如權(quán)利要求4所述的基于圖像的移動(dòng)傳感器，其特征在于，所述全域移動(dòng)估計(jì)塊包括電子圖像穩(wěn)定模塊，所述電子圖像穩(wěn)定模塊用于執(zhí)行全域移動(dòng)估計(jì)。
6.如權(quán)利要求4所述的基 于圖像的移動(dòng)傳感器，其特征在于，所述全域移動(dòng)估計(jì)塊包括: 移動(dòng)估計(jì)單元，用于對第一拍攝圖像和第二拍攝圖像中的多對相同位置的子圖像中的每一對執(zhí)行移動(dòng)估計(jì)，并產(chǎn)生對應(yīng)所述多對相同位置的子圖像的多個(gè)移動(dòng)向量，其中，所述第一拍攝圖像和所述第二拍攝圖像是連續(xù)拍攝的圖像；以及 移動(dòng)向量分析單元，用于通過分析所述多個(gè)移動(dòng)向量以產(chǎn)生所述全域移動(dòng)信息。
7.如權(quán)利要求4所述的基于圖像的移動(dòng)傳感器，其特征在于，所述全域移動(dòng)估計(jì)塊包括: 圖像縮小單元，用于分別縮小第一拍攝圖像和第二拍攝圖像，以產(chǎn)生第一已縮小圖像和第二已縮小圖像，其中，所述第一拍攝圖像和所述第二拍攝圖像是連續(xù)拍攝的圖像；以及全域移動(dòng)估計(jì)單元，用于通過對所述第一已縮小圖像和所述第二已縮小圖像執(zhí)行全域移動(dòng)估計(jì)，以產(chǎn)生所述全域移動(dòng)信息。
8.如權(quán)利要求4所述的基于圖像的移動(dòng)傳感器，其特征在于，所述全域移動(dòng)估計(jì)塊包括: 圖像縮小單元，用于產(chǎn)生第一拍攝圖像的第一已縮小圖像，以及第二拍攝圖像的第二已縮小圖像，其中，所述第一拍攝圖像和所述第二拍攝圖像是連續(xù)拍攝的圖像； 轉(zhuǎn)換單元，用于分別對所述第一已縮小圖像和所述第二已縮小圖像執(zhí)行特定轉(zhuǎn)換，以產(chǎn)生第一轉(zhuǎn)換后圖像和第二轉(zhuǎn)換后圖像；以及 全域移動(dòng)估計(jì)單元，用于通過對所述第一轉(zhuǎn)換后圖像和所述第二轉(zhuǎn)換后圖像執(zhí)行全域移動(dòng)估計(jì)，以產(chǎn)生所述全域移動(dòng)信息。
9.如權(quán)利要求8所述的基于圖像的移動(dòng)傳感器，其特征在于，所述特定轉(zhuǎn)換為線性極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換或?qū)?shù)極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。
10.如權(quán)利要求9所述的基于圖像的移動(dòng)傳感器，其特征在于，所述全域移動(dòng)估計(jì)單元進(jìn)一步用于通過對第三已縮小圖像和第四已縮小圖像執(zhí)行所述全域移動(dòng)估計(jì)，以產(chǎn)生另一全域移動(dòng)信息；以及所述圖像縮小單元包括: 圖像縮小電路，用于分別縮小所述第一拍攝圖像和所述第二拍攝圖像，以產(chǎn)生所述第三已縮小圖像和所述第四已縮小圖像；以及 圖像對準(zhǔn)電路，用于根據(jù)所述另一全域移動(dòng)信息對所述第三已縮小圖像和所述第四已縮小圖像執(zhí)行圖像對準(zhǔn)，以產(chǎn)生所述第一已縮小圖像和所述第二已縮小圖像。
11.如權(quán)利要求8所述的基于圖像的移動(dòng)傳感器，其特征在于，所述全域移動(dòng)估計(jì)單元僅在一個(gè)方向上執(zhí)行所述全域移動(dòng)估計(jì)。
12.如權(quán)利要求1所述的基于圖像的移動(dòng)傳感器，其特征在于，所述處理系統(tǒng)包括: 邊緣檢測塊，用于根據(jù)所述圖像輸出執(zhí)行邊緣檢測以產(chǎn)生全域移動(dòng)信息；以及 處理器，用于根據(jù)所述全域移動(dòng)信息來確定所述移動(dòng)傳感輸出。
13.如權(quán)利要求12所述的基于圖像的移動(dòng)傳感器，其特征在于，所述邊緣檢測塊包括: 圖像縮小單元，用于分別縮小第一拍攝圖像和第二拍攝圖像，以產(chǎn)生第一已縮小圖像和第二已縮小圖像，其中，所述第一拍攝圖像和所述第二拍攝圖像是連續(xù)拍攝的圖像；邊緣檢測單元，用于對所述第一已縮小圖像執(zhí)行邊緣檢測以產(chǎn)生第一邊緣信息，以及對所述第二已縮小圖像執(zhí)行邊緣檢測以產(chǎn)生第二邊緣信息； 邊緣直方圖單元，用于根據(jù)所述第一邊緣信息獲得第一邊緣直方圖，以及根據(jù)所述第二邊緣信息獲得第二邊緣直方圖；以及 邊緣直方圖匹配單元，用于對所述第一邊緣直方圖與所述第二邊緣直方圖執(zhí)行邊緣直方圖匹配操作，以產(chǎn)生所述全域移動(dòng)信息。
14.如權(quán)利要求13所述的基于圖像的移動(dòng)傳感器，其特征在于，在傳送所述第一邊緣直方圖與所述第二邊緣直方圖到所述邊緣直方圖匹配單元之前，所述邊緣直方圖單元進(jìn)一步用于對所述第一邊緣直方圖和所述第二邊緣直方圖執(zhí)行過濾操作。
15.如權(quán)利要求1所述的基于圖像的移動(dòng)傳感器，其特征在于，所述基于圖像的移動(dòng)傳感器設(shè)置于第一電子裝置內(nèi)，所述第一電子裝置位于第二電子裝置的外部；所述處理系統(tǒng)進(jìn)一步用于根據(jù)所述移動(dòng)傳感輸出對所述第二電子裝置產(chǎn)生控制信號。
16.一種多功能攝像系統(tǒng)，其特征在于，包括: 圖像拍攝塊，用于產(chǎn)生圖像信號；以及 圖像信號處理塊，用于處理所述圖像信號； 其中，當(dāng)所述多功能攝像系統(tǒng)操作于第一操作模式時(shí)，所述多功能攝像系統(tǒng)作為攝像機(jī)，以產(chǎn)生拍攝圖像輸出；以及當(dāng)所述多功能攝像系統(tǒng)操作于第二操作模式時(shí)，所述多功能攝像系統(tǒng)作為移動(dòng)傳感器的一部分，以產(chǎn)生圖像輸出。
17.如權(quán)利要求16所述的多功能攝像系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像拍攝塊包括圖像傳感器、光學(xué)系統(tǒng)和控制電路，以及所述控制電路和所述圖像信號處理塊在所述第一操作模式下的所有配置與其在所述第二操作模式下的所有配置是不同的。
18.如權(quán)利要求17所述的多功能攝像系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像信號處理塊在所述第二操作模式下的功率消耗低于其在所述第一操作模式下的功率消耗。
19.如權(quán)利要求17所述的多功能攝像系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像信號處理塊中的一個(gè)信號處理模塊，在所述第一操作模式中是使能的，并且在所述第二操作模式中是禁能的。
20.如權(quán)利要求17所述的多功能攝像系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像信號處理塊中的一個(gè)信號處理模塊，在所述第一操作模式中采用第一算法，并且在所述第二操作模式中采用第二算法，所述第一算法不同于所述第二算法。
21.如權(quán)利要求17所述的多功能攝像系統(tǒng)，其特征在于，所述控制電路在所述第二操作模式下的功率消耗低于其在所述第一操作模式下的功率消耗。
22.如權(quán)利要求17所述的多功能攝像系統(tǒng)，其特征在于，所述控制電路中的一個(gè)控制控制模塊，在所述第一操作模式中采用第一算法，并且在所述第二操作模式中采用第二算法，所述第一算法不同于所述第二算法。
23.如權(quán)利要求16所述的多功能攝像系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述多功能攝像系統(tǒng)作為所述移動(dòng)傳感器的一部分時(shí)，所述圖像拍攝塊使用預(yù)定義的且固定的聚焦參數(shù)設(shè)置。
24.如權(quán)利要求16所述的多功能攝像系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述多功能攝像系統(tǒng)作為用戶輸入裝置的一部分時(shí)，所述圖像拍攝塊使用預(yù)定義的且固定的曝光參數(shù)設(shè)置。
25.如權(quán)利要求16所述的多功能攝像系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像信號處理塊在所述第二操作模式中將彩色圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像。
26.如權(quán)利要求25所述的多功能攝像系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像信號處理塊對所述彩色圖像執(zhí)行從RGB格式到Y(jié)UV格式的色彩轉(zhuǎn)換，并且僅儲存從所述RGB格式到Y(jié)UV格式的色彩轉(zhuǎn)換中得到的灰階值。
27.如權(quán)利要求16所述的多功能攝像系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像信號處理塊中的白平衡模塊，在所述第一操作模式中是使能的，并且在所述第二操作模式中是禁能的。
28.如權(quán)利要求16所述的多功能攝像系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像拍攝塊在所述第一操作模式中采用第一拍攝幀率，在所述第二操作模式中采用第二拍攝幀率，其中所述第二拍攝幀率高于所述第一拍攝幀率。
29.如權(quán)利要求16所述的多功能攝像系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像拍攝塊在所述第一操作模式中采用第一拍攝分辨率，在所述第二操作模式下采用第二拍攝分辨率，其中所述第二拍攝分辨率低于所述第一拍攝分辨率。
30.一種電子裝置，其特征在于，包括: 多功能攝像系統(tǒng)，包括: 圖像拍攝塊，用于產(chǎn)生圖像信號；以及 圖像信號處理塊，用于處理所述圖像信號；其中，當(dāng)所述多功能攝像系統(tǒng)操作于第一操作模式時(shí)，所述多功能攝像系統(tǒng)作為攝像機(jī)，以產(chǎn)生拍攝圖像輸出；以及當(dāng)所述多功能攝像系統(tǒng)操作于第二操作模式時(shí)，所述多功能攝像系統(tǒng)作為移動(dòng)傳感器的一部分，以產(chǎn)生圖像輸出；以及 處理系統(tǒng)，作為所述移動(dòng)傳感器的另一部分，用于通過處理所述圖像輸出以產(chǎn)生移動(dòng)傳感輸出，其中，所述移動(dòng)傳感輸出包括指示所述電子裝置的移動(dòng)狀態(tài)和朝向狀態(tài)中至少一者的信息。
31.如權(quán)利要求30所述的電子裝置， 其特征在于，所述電子裝置為便攜式電子裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開一種基于圖像的移動(dòng)傳感器、多功能攝像系統(tǒng)和電子裝置?；趫D像的移動(dòng)傳感器包括攝像系統(tǒng)，用于產(chǎn)生包括多個(gè)拍攝圖像的圖像輸出；以及處理系統(tǒng)，用于通過處理所述圖像輸出以獲取移動(dòng)傳感輸出，其中所述移動(dòng)傳感輸出包括指示所述基于圖像的移動(dòng)傳感器的移動(dòng)狀態(tài)和朝向狀態(tài)中至少一者的信息。本發(fā)明所公開的基于圖像的移動(dòng)傳感器、多功能攝像系統(tǒng)和電子裝置，可以支持移動(dòng)傳感相關(guān)操作，既降低成本，又能提供較高的系統(tǒng)可靠性。
文檔編號H04N5/232GK103108121SQ201210431590
公開日2013年5月15日 申請日期2012年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月2日
發(fā)明者朱啟誠, 何鎮(zhèn)在, 陳鼎勻 申請人:聯(lián)發(fā)科技股份有限公司