[发明专利]光学导航方法以及相关装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学导航方法，特别是一种根据移动向量而调整匹配区块范围大小、以提升整体运算效率的光学导航方法，以及使用此方法的装置。

背景技术

光学导航方法是比对前后感测影像的差异以进行位移计算的方法，比对影像差异的常用方法包括区块匹配(Block matching)等方法，因针对全影像进行比对会造成计算量过大，故在感测影像中决定一小于全影像范围的参考区块(reference block)，并将该参考区块与次一感测影像中的所有可能位置相比对（称为全搜寻，fully search），计算每个位置的相关值误差(correlation error)，来找到次一感测影像中最符合该参考区块的匹配区块，进而比对匹配区块与参考区块的坐标差异以计算出影像中特征的移动量。由上可知，区块范围的大小会影响到相关值误差的计算；当区块范围越大，相关值误差计算的精确度越高，但计算量也随之提高；相对的，当区块范围越小，相关值误差计算的精确度越低，但计算量也随之降低。

参照图1，其中显示此现有技术的区块匹配(Block matching)的步骤。感测影像11、12为前后依序撷取的两影像，在感测影像11中决定一参考区块111，举例而言，假设感测影像11的范围为6x6，而选取的是4x4的参考区块。在感测影像12中，将4x4的参考区块与所有可能的位置做比对，亦即参考区块111的左上角（在感测影像11中以黑点标示），在感测影像12中有九种可能的位置（在感测影像12中以白圈标示）。对这九种可能的位置进行相关值误差的计算，亦即进行区块匹配比对，可以找到与参考区块111最匹配的匹配区块121，其相关值误差最低。相关值误差的计算有各种方法，例如但不限于可计算区块平均值、特征面积、相邻像素差值等，在此不赘述。决定匹配区块121后，比较参考区块111与匹配区块121的坐标差异，通过此可计算出位移，根据图式中的坐标方向X、Y可标示为(X位移量,Y位移量)=(-1,1)。原参考区块111于感测影像12中已移至参考区块123的新位置，故在感测影像12中决定一新参考区块124，继续重复前述的步骤，与再次一个感测影像进行比对以计算出位移。

上述现有技术中，参考区块的范围大小是固定的，因此在运算效率和精确度方面不能兼顾。此外，参考区块必须频繁更新，造成计算量上的负担。本发明即针对上述现有技术的缺点，提出一种光学导航方法，其根据前后的感测影像计算移动向量，并根据移动向量以调整参考区块范围大小，此外更可根据移动向量调整感测影像中的区块匹配比对范围，以提升比对效率及提升整体运算效率，且可兼顾匹配比对的准确性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种光学导航方法，其根据前后的感测影像计算移动向量，并根据移动向量以调整参考区块范围大小，此外更可根据移动向量调整感测影像中的区块匹配比对范围，以提升比对效率及提升整体运算效率，且可兼顾匹配比对的准确性。

为达上述目的，就其中一个观点言，本发明提供一种光学导航方法，包含：依序取得多个感测影像，其中包括第一、第二与第三感测影像；根据一预设取样范围，在该第一感测影像中选取一主参考区块；以该主参考区块与该第二感测影像进行区块匹配比对，以决定一第一移动向量；根据该第一移动向量，限缩该主参考区块以产生一副参考区块，其中该副参考区块的尺寸小于该主参考区块；以及以该副参考区块与该第三感测影像进行区块匹配比对，以决定一第二移动向量。

在本发明的其中一种实施方式中，可持续根据最新的移动向量更新该副参考区块。较佳地，宜使更新后的副参考区块尺寸不低于一下限。

在本发明的其中一种实施方式中，产生或更新该副参考区块的步骤包含：根据第一、第二或当时最新的移动向量的水平及／或垂直分量，自移动指向方向的侧边，往反方向限缩该主参考区块而产生该副参考区块。

在本发明的其中一种实施方式中，可更包含：根据第一、第二或当时最新的移动向量，限缩该副参考区块在感测影像中的区块匹配比对范围。

在本发明的其中一种实施方式中，该限缩副参考区块在感测影像中的区块匹配比对范围的步骤包含：根据该第一、第二或当时最新的移动向量的水平或垂直分量，由移动指向方向的反方向侧边，往内限缩。

在本发明的其中一种实施方式中，可更包含：持续根据最新的移动向量更新该副参考区块，以及当该副参考区块的特征不足时，进行以下步骤之一：

根据当时最新的感测影像，根据该预设取样范围重新选取主参考区块；