[发明专利]物体追踪装置及其操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种人机界面装置，特别是涉及一种可消除移动背景噪声的光学物体追踪装置及其操作方法。

背景技术

已知光学物体追踪装置通常包括光源、图像传感器及处理单元；其中，所述光源用以照明接近物体；所述图像传感器用以获取包括所述物体的复数图像帧；所述处理单元则根据所述这些图像帧追踪所述物体的动作。

然而，所述图像传感器所获取的所述这些图像帧中，除了所述物体图像外，常会另包括有环境光源图像。已知技术中，为了消除所述环境光源图像，所述图像传感器可获取相对所述光源点亮的亮图像帧以及相对所述光源熄灭的暗图像帧，所述处理单元则计算所述亮图像帧及所述暗图像帧的差分图像以消除所述环境光源图像。此种噪声消除方法虽可消除固定环境光源所造成的噪声，然而当所述环境光源的位置随时间改变时，仅单纯计算亮暗图像帧间的差分图像并无法有效消除背景噪声，因而所述处理单元则无法根据所述差分图像正确追踪所述物体的动作。

鉴于此，本发明另提出一种物体追踪装置及其操作方法，其可有效消除移动背景所造成的噪声。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可消除移动背景噪声的物体追踪装置及其操作方法。

本发明提供一种物体追踪装置，包括光源、图像传感器以及处理单元。所述光源以一发光频率发光。所述图像传感器相对所述光源点亮时输出操作图像且相对所述光源熄灭时输出背景图像。所述处理单元用以求出所述背景图像的背景信息、计算所述操作图像与所述背景图像的差分图像、识别所述差分图像中至少一物体及移除所述差分图像中与所述背景信息相关且小于尺寸阈值的无效物体。

本发明还提供一种物体追踪装置，包括光源、图像传感器以及处理单元。所述光源以一发光频率发光。所述图像传感器相对所述光源点亮时输出操作图像且相对所述光源熄灭时输出背景图像。所述处理单元用以求出所述背景图像的背景信息、计算所述操作图像与所述背景图像的差分图像、求出所述差分图像的物体信息以及比较所述背景信息与所述物体信息以移除背景噪声。

本发明还提供一种物体追踪装置的操作方法，包括下列步骤：以图像传感器相对光源熄灭时获取背景图像；以所述图像传感器相对所述光源点亮时获取操作图像；以处理单元求出所述背景图像的背景信息；以所述处理单元计算所述操作图像与所述背景图像的差分图像；以所述处理单元求出所述差分图像的物体信息；以及比较所述背景信息与所述物体信息以移除所述差分图像的背景噪声。

本发明的物体追踪装置还包括第一储存单元用以储存所述背景图像、所述差分图像、所述背景信息、所述物体信息及/或所述尺寸阈值。

本发明的物体追踪装置及其操作方法中，所述背景信息为至少一背景物体位于所述背景图像的背景物体位置；所述物体信息为至少一物体位于所述差分图像的物体位置。

本发明的物体追踪装置及其操作方法中，还包括第二储存单元储存预设背景图像，其中所述处理单元于计算所述差分图像前先计算所述背景图像与所述预设背景图像的差分背景图像以作为所述背景图像；所述预设背景图像为所述物体追踪装置于开机程序、接受更新命令或检测异常物体时所获取者。

本发明的物体追踪装置及其操作方法中，所述处理单元将所述差分图像中亮度大于亮度阈值的至少一象素区域识别为所述至少一物体；并将所述背景图像中亮度大于亮度阈值的象素区域识别为所述背景物体。

本发明的物体追踪装置及其操作方法中，当物体的所述物体位置距离所述背景物体位置小于距离阈值且大小小于尺寸阈值时，所述处理单元将所述物体识别为背景噪声或无效物体。

本发明的物体追踪装置及其操作方法中，所述处理单元还根据已移除所述无效物体的所述差分图像进行物体追踪；也就是，根据所述物体位置距离所述背景物体位置大于所述距离阈值的物体进行物体追踪。

本发明实施例的物体追踪装置由于是用以消除移动背景所造成的噪声，因此其优点在于可装设于移动中操作的装置或设备，例如设置于交通工具或可携式电子装置。

附图说明

图1A及1B显示本发明实施例的物体追踪装置的应用示意图；

图2显示本发明实施例的物体追踪装置的方块示意图；

图3显示本发明实施例的物体追踪装置的操作法的流程图；

图4显示本发明实施例的物体追踪装置的图像获取及光源点亮的示意图；

图5A-5D显示本发明实施例的物体追踪装置的操作方法的示意图。

附图标记说明

1 物体追踪装置             10 触控面