專利名稱：滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)中的環(huán)境校正的制作方法
滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)中的環(huán)境校正
背景技術(shù)：
觸敏裝置可經(jīng)由若干不同的機(jī)制檢測(cè)觸摸，所述機(jī)制包括但不限于光學(xué)、電阻和電容機(jī)制。一些光學(xué)觸敏裝置通過(guò)由圖像傳感器捕獲觸摸屏背面的圖像，并隨后處理所述圖像以檢測(cè)位于所述屏幕上的對(duì)象來(lái)檢測(cè)觸摸。此類裝置可包括在所述裝置內(nèi)部的光源， 以照明所述顯示屏的背面，使得在所述屏幕上的對(duì)象將入射光反射到圖像傳感器，從而允許所述對(duì)象被檢測(cè)到。光學(xué)觸摸屏裝置可能會(huì)遇到的一個(gè)困難就是區(qū)分外部(環(huán)境)光和所述裝置內(nèi)的光源所反射的光。具有足夠亮度的環(huán)境光可能被誤認(rèn)為是觸摸所述裝置的對(duì)象，因此可能會(huì)降低所述裝置的性能。進(jìn)一步地，滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)的使用可能引入為圖像校正環(huán)境光的附加困難。

發(fā)明內(nèi)容
因此，公開(kāi)了涉及為由滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)獲取的圖像校正環(huán)境光的各種實(shí)施例。 例如，一個(gè)所公開(kāi)的實(shí)施例提供光學(xué)觸敏裝置，所述光學(xué)觸敏裝置包含屏幕，滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)，其被配置為獲取所述屏幕的圖像，本地光源，其被配置為以本地光照明所述屏幕，以及控制器，其與所述滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)和所述本地光源進(jìn)行電通信。所述控制器被配置為當(dāng)獲取圖像數(shù)據(jù)的第一和第二幀的時(shí)候操作所述本地光源，以集成本地+環(huán)境光的持續(xù)時(shí)間以及環(huán)境光的持續(xù)時(shí)間的圖像傳感器像素的每個(gè)場(chǎng)，使得對(duì)于每個(gè)像素場(chǎng)，所述第一幀的和、。Μ + ΜαΛ+ ΜαΛ不同于所述第二幀的和所述控制器進(jìn)一步地被配置為通過(guò)一個(gè)或者多個(gè)以下方式來(lái)確定所述圖像數(shù)據(jù)中像素的環(huán)境光值(a)比較所述第一幀中的像素值與所述第二幀中的像素值，和(b)比較所述第一幀中的像素值與所述第一幀中的另一個(gè)像素值，并且基于所述環(huán)境光值來(lái)調(diào)整環(huán)境光的一個(gè)或多個(gè)像素。提供本發(fā)明內(nèi)容而以簡(jiǎn)化形式對(duì)精選的觀點(diǎn)進(jìn)行介紹，在以下具體實(shí)施方式
中將進(jìn)一步描述這些觀點(diǎn)。本發(fā)明內(nèi)容沒(méi)有打算標(biāo)識(shí)所要求保護(hù)的主題的主要特征和基本特征，也沒(méi)有打算用來(lái)限制所要求保護(hù)的主題的范圍。此外，所請(qǐng)求保護(hù)的主題不局限于解決在本發(fā)明的任何部分中所提及的任何或者全部的缺點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)方式。


圖1表示光學(xué)觸敏裝置中對(duì)環(huán)境光進(jìn)行校正方法的實(shí)施例。圖2表示包含滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)和滾動(dòng)本地光源的光學(xué)觸敏裝置的實(shí)施例。圖3表示描述集成和讀取滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)的方法的一個(gè)實(shí)施例的時(shí)序圖，所述滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)處于包含滾動(dòng)本地光源的交互式顯示裝置中。圖4表示依照?qǐng)D3的方法所捕獲的鄰近圖像幀中的兩個(gè)像素場(chǎng)的亮度數(shù)據(jù)的示意性描述。圖5表示從圖4的亮度數(shù)據(jù)確定環(huán)境光值的方法的一個(gè)實(shí)施例的示意性描述。圖6表示從圖4的亮度數(shù)據(jù)確定環(huán)境光值的方法的另一個(gè)實(shí)施例的示意性描述。
圖7表示從圖4的亮度數(shù)據(jù)確定環(huán)境光值的方法的另一個(gè)實(shí)施例的示意性描述。圖8表示從圖4的亮度數(shù)據(jù)確定環(huán)境光值的方法的另一個(gè)實(shí)施例的示意性描述。圖9表示從圖4的亮度數(shù)據(jù)確定環(huán)境光值的方法的另一個(gè)實(shí)施例的示意性描述。圖10A-D表示從圖4的亮度數(shù)據(jù)確定環(huán)境光值的方法的另一個(gè)實(shí)施例的示意性描述。圖11表示描述光學(xué)觸敏裝置中對(duì)環(huán)境光進(jìn)行校正的方法的實(shí)施例的處理流程。圖12表示描述集成和讀取滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)的方法的另一個(gè)實(shí)施例的時(shí)序圖， 所述滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)處于包含滾動(dòng)本地光源的交互式顯示裝置中。圖13表示包含滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)和全局本地光源的光學(xué)觸敏裝置的實(shí)施例。圖14表示描述光學(xué)觸敏裝置中對(duì)環(huán)境光進(jìn)行校正的方法的實(shí)施例的時(shí)序圖，所述光學(xué)觸敏裝置包含滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)和全局本地光源。
具體實(shí)施例方式如上所述，環(huán)境光源，例如室內(nèi)照明，日光等等可能損害基于視覺(jué)的觸摸檢測(cè)系統(tǒng)的性能。在本文中術(shù)語(yǔ)“環(huán)境光”被用于描述由不同于本地光源的源頭所發(fā)出的光，所述本地光源是基于視覺(jué)的觸摸系統(tǒng)的一部分，以下將更加具體地描述。即使在圖像傳感器的前面使用帶通濾波器以阻止光的無(wú)用波長(zhǎng)到達(dá)所述圖像傳感器，處于通過(guò)帶通濾波器透過(guò)的波長(zhǎng)范圍之內(nèi)的環(huán)境光仍然可能到達(dá)圖像傳感器。作為一個(gè)具體的示例，被配置為借助于從與顯示屏接觸的對(duì)象所反射的本地發(fā)射的紅外光來(lái)檢測(cè)觸摸的視覺(jué)系統(tǒng)可能受到由白熾室內(nèi)照明、日光等所發(fā)射的紅外光的影響。足夠亮度的環(huán)境光可能使得基于視覺(jué)的觸摸檢測(cè)系統(tǒng)錯(cuò)誤地將環(huán)境光識(shí)別為觸摸輸入，和/或可能導(dǎo)致圖像對(duì)比度的減少，這使得觸摸檢測(cè)更加困難。各種方法可用來(lái)消除，或者以別的方式為基于視覺(jué)的觸摸檢測(cè)系統(tǒng)中的圖像傳感器所捕獲的圖像校正環(huán)境光。例如，可以選通本地光源，使得交替的幀被曝光于“環(huán)境”和 “環(huán)境+本地”的光下。這允許通過(guò)從“環(huán)境+本地”幀中減去“環(huán)境”幀而確定環(huán)境光亮度， 以校正環(huán)境。然而，因?yàn)槊扛粢粠_(kāi)啟本地光，這實(shí)際上將裝置的幀頻率降低了一半，其可能增加追蹤觸摸輸入的運(yùn)動(dòng)的困難。另一個(gè)可能的方法是利用被配置為集成環(huán)境光的單獨(dú)的傳感器(其可能具有濾光器)。然而，使用附加傳感器可能是昂貴的，并且可能由于在所述裝置中的傳感器的不同布局而導(dǎo)致錯(cuò)誤。又一個(gè)可能的方法可以利用非常明亮的本地光源與帶通濾波器相結(jié)合，以增加相對(duì)于環(huán)境光的反射光亮度。然而，這個(gè)方法在環(huán)境光超過(guò)本地光的某些百分比的情況下可能容易發(fā)生故障。在基于視覺(jué)的觸摸傳感系統(tǒng)中使用滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)來(lái)檢測(cè)觸摸輸入可能引入校正環(huán)境光的附加困難。滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)，例如滾動(dòng)快門(mén)照相機(jī)，板上滾動(dòng)傳感器布置 (其中，圖像傳感器像素被集成到顯示面板中，從而允許省略單獨(dú)的照相機(jī))等等，通過(guò)穿過(guò)所述圖像傳感器區(qū)域漸進(jìn)地集成圖像傳感器而捕獲圖像。例如，某些滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)可以被配置為從圖像傳感器的首行到圖像傳感器底端行漸進(jìn)地集成圖像傳感器。因此，圖像傳感器的不同像素在不同的時(shí)間開(kāi)始和結(jié)束光集成。在環(huán)境校正中的另外的挑戰(zhàn)可能出現(xiàn)在滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)中，由于滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)的不同像素行或列在不同時(shí)間集成光。例如，以50%的時(shí)間周期簡(jiǎn)單地開(kāi)啟和關(guān)閉單個(gè)背光以捕獲具有和沒(méi)有本地照明的交替的圖像，這可能導(dǎo)致圖像傳感器的行在不同的持續(xù)時(shí)間內(nèi)集成本地光，從而引起環(huán)境校正的困難。進(jìn)一步地，一些像素可能每幀被曝光于等量的本地光中，從而阻止對(duì)那些像素的環(huán)境校正。因此，圖1示出了一種在包括滾動(dòng)快門(mén)圖像捕獲系統(tǒng)的裝置中為圖像進(jìn)行環(huán)境光校正的方法100的流程圖。在102，方法100包括用滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)獲取圖像數(shù)據(jù)的第一幀，其中，所述滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)包含一個(gè)或多個(gè)像素場(chǎng)。如同在104所示的，其可以包括以這樣一種方式操作本地光源，在本地+環(huán)境光Ultrcal+-)和環(huán)境光(tambimt)的第一持續(xù)時(shí)間(或者總和)內(nèi)集成每個(gè)像素場(chǎng)。本文中，由Ltrcaltambira^tambimt指代圖像傳感器像素集成的這兩個(gè)持續(xù)時(shí)間的總和。本文中使用的術(shù)語(yǔ)“像素場(chǎng)(field of pixels)”表示一組像素，其中，在一幀圖像數(shù)據(jù)中，一個(gè)場(chǎng)中的每一個(gè)像素被集成本地+環(huán)境光(h—t)和環(huán)境光(tambimt)的相等持續(xù)時(shí)間。因此，在滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)包含像素的單個(gè)場(chǎng)的實(shí)施例中，可以
和tambimt的相等持續(xù)時(shí)間內(nèi)曝光圖像數(shù)據(jù)的第一幀的全部像素。同樣，在包括像素的兩個(gè)或多個(gè)場(chǎng)的實(shí)施例中，可以對(duì)于不同總和(t^—t+t—)集成圖像數(shù)據(jù)的第一幀中的像素的第一和第二場(chǎng)。例如，在一個(gè)具體的實(shí)施例中，集成圖像數(shù)據(jù)的單個(gè)幀中的像素的兩個(gè)場(chǎng)，使得這些場(chǎng)被曝光Iambimt的不同持續(xù)時(shí)間，但曝光I^altambimt的類似持續(xù)時(shí)間。所述兩個(gè)場(chǎng)可以是隔行場(chǎng)(例如，像素的奇數(shù)/偶數(shù)行或者奇數(shù)/偶數(shù)列)，或者可以具有任何其他適當(dāng)?shù)目臻g關(guān)系。此外，在一些實(shí)施例中，也可以在不同的總和(、_1+-_和t—)內(nèi)曝光像素的三個(gè)或多個(gè)場(chǎng)。下面將更加詳細(xì)的描述在單個(gè)圖像幀中將不同像素場(chǎng)曝光到 tiocal.an.bient+ta^ient的不同持續(xù)時(shí)間的方法的示例。在其他實(shí)施例中，滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)可以包括像素的單個(gè)場(chǎng)。接下來(lái)，在106，方法100包括通過(guò)所述滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)獲取圖像數(shù)據(jù)的第二幀。如同在108所示的，其可以包括操作本地光源以在 ^local +ambient+^ambient 白勺·^·~ 總禾口內(nèi)集成像素的每個(gè)場(chǎng)，所述、。。# -#+、__的第二總和與用于那個(gè)像素場(chǎng)的
tlocal+ambient+t ambient
的第一總和不同。接下來(lái)，方法100包括，在110，確定用于圖像數(shù)據(jù)的一個(gè)或多個(gè)像素的環(huán)境光值， 以允許針對(duì)環(huán)境光調(diào)整那些像素?？梢酝ㄟ^(guò)比較圖像數(shù)據(jù)的第一幀中的像素的值和圖像數(shù)據(jù)的第二幀中的相同像素的值，如同在112中所示的，通過(guò)比較圖像數(shù)據(jù)的第一幀中的像素的值與圖像數(shù)據(jù)的所述第一幀中的另一個(gè)像素的值，如同在114中所示的，或者通過(guò)這些處理的結(jié)合來(lái)確定用于圖像傳感器數(shù)據(jù)的像素的環(huán)境光值，這取決于獲取圖像數(shù)據(jù)的第一和第二幀所使用的方法。進(jìn)一步地，如同在116和118中所示的，在一些實(shí)施例中，可以確定成像于圖像數(shù)據(jù)的幀中的任意對(duì)象是否在圖像數(shù)據(jù)的第一和第二幀之間存在運(yùn)動(dòng)，以幫助選擇環(huán)境值決定，如同以下更加詳細(xì)描述的。接下來(lái)，方法100包括，在120，基于所確定的環(huán)境光值，調(diào)整圖像數(shù)據(jù)的一個(gè)或多個(gè)像素以校正環(huán)境光。在一些實(shí)施例中，在122，如果首次確定，如果環(huán)境光測(cè)量超過(guò)閾值， 可以調(diào)整所述圖像數(shù)據(jù)。與校正環(huán)境光的其他方法相比，方法100允許為圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行環(huán)境光校正，而不需要利用另外的圖像傳感器或者其他另外的部分，并且也沒(méi)有任何幀速率的損失。
在更詳細(xì)地討論環(huán)境光校正之前，將描述合適的使用環(huán)境的實(shí)施例。圖2表示交互式顯示裝置200的實(shí)施例，交互式顯示裝置200包括滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)，將其示意地表示為202，例如滾動(dòng)快門(mén)照相機(jī)，板上滾動(dòng)傳感器布置(其中，圖像傳感器像素被集成到顯示面板中，從而允許省略單獨(dú)的照相機(jī))，等等。滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)202通過(guò)穿過(guò)所述圖像傳感器區(qū)域漸進(jìn)地曝光圖像傳感器而捕獲圖像，例如從圖像傳感器的頂端水平行到底端水平行，從左列到右列，等。因此，所述圖像傳感器的不同像素在不同的時(shí)間開(kāi)始和結(jié)束光集成。 可以理解的是本文使用的術(shù)語(yǔ)“行”表示傳感器像素的任何線性陣列，無(wú)論所述線性陣列被垂直，水平，對(duì)角等地排列。交互顯示裝置200進(jìn)一步地包括具有圖像源204和圖像投影于其上的顯示屏206 的投影顯示系統(tǒng)，圖像源204包括燈和圖像產(chǎn)生元件，例如所描述的液晶顯示器(IXD)或者其他合適的圖像產(chǎn)生元件。雖然在投影顯示系統(tǒng)的背景下進(jìn)行說(shuō)明，但是可以理解的是其他實(shí)施例可以利用液晶顯示面板來(lái)為用戶呈現(xiàn)圖像，或者任何其他合適的圖像產(chǎn)生元件， 而不是一個(gè)背面投影系統(tǒng)。所描述的顯示屏206包括透光部分208，例如玻璃薄片，和布置在透光部分208上面的散射層210。散射層210有助于避免對(duì)不與顯示屏206接觸的或者被放置在距顯示屏 206幾毫米之內(nèi)的對(duì)象的成像，因此有助于保證那些不與顯示屏206接觸或者非常接近于顯示屏206的對(duì)象不被檢測(cè)到。在一些實(shí)施例中，可以在散射屏層210上布置另外的透光層(未示出)，以為顯示器表面提供平滑的外觀感覺(jué)。進(jìn)一步地，在其他實(shí)施例，例如利用LCD 面板而不是投影圖像源來(lái)在顯示屏206上顯示圖像的一些實(shí)施例中，可以省略散射層210。繼續(xù)圖2，交互式顯示裝置200進(jìn)一步地包括電子控制器212，電子控制器212包括存儲(chǔ)器214和處理器216?？刂破?12可以進(jìn)一步地(或者另選地)包括現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA) 218，和/或任何其他合適的電子器件，包括專用集成電路(ASIC)(未示出)，數(shù)字信號(hào)處理機(jī)(DSP)(未示出)，等，以被配置為處理一個(gè)或多個(gè)如下所述的環(huán)境光校正計(jì)算。 雖然被表示為控制器212的一部分，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，還可提供FPGA 218和/或其他電子器件作為與控制器212進(jìn)行電通信的一個(gè)或多個(gè)分開(kāi)的裝置。還應(yīng)當(dāng)理解的是存儲(chǔ)器 214可以包括存儲(chǔ)在其上的指令，這些指令可由處理器216執(zhí)行以控制交互式顯示裝置200 的各部分以實(shí)現(xiàn)本文所描述的方法和過(guò)程。同樣，F(xiàn)PGA 222還可以被配置為執(zhí)行以下將詳細(xì)描述的一個(gè)或多個(gè)校正方法。為了幫助檢測(cè)置于顯示屏206上的對(duì)象和/或觸摸，顯示裝置200可以進(jìn)一步地包括本地光源，所述本地光源被配置為以紅外線或者可見(jiàn)光照明顯示屏206。來(lái)自本地光源的光可以被置于顯示屏206上的對(duì)象反射，然后由滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)202所檢測(cè)。在圖2 的實(shí)施例中，本地光源包括滾動(dòng)本地光源220，其被配置為以與滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)202同步的空間滾動(dòng)模式中提供本地照明。所描述的滾動(dòng)本地光源220包括任意數(shù)量的分別可控的光源，以照明裝置1 222，照明裝置2 224，和照明裝置η 2 來(lái)舉例說(shuō)明，其中，每個(gè)照明裝置可以包括一個(gè)或多個(gè)光源，例如多個(gè)紅外線LED。使用紅外線本地光而非可見(jiàn)的本地光可以有助于避免沖去投射到顯示屏206上的圖像的出現(xiàn)。進(jìn)一步地，可以利用紅外線帶通濾波器(未示出)以傳遞由本地光源發(fā)射的頻率的光，但阻止在滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)202的帶通頻率之外的頻率的光。每個(gè)照明裝置222，224，2 可以具有任何合適的配置。例如，在一些實(shí)施例中，每個(gè)照明裝置222，224，226可以包括多個(gè)相對(duì)窄帶的LED。其中，每個(gè)帶被配置為照明圖像傳感器的像素行的子集。這種帶可以被配置為照明顯示屏幕的任何所需的行數(shù)或列數(shù)，甚至可以包括用于所述顯示屏的每行或列的單獨(dú)的背照明裝置。在其他實(shí)施例中，滾動(dòng)本地光源220可以包括相對(duì)更少數(shù)量的相對(duì)更寬帶的LED。在又一個(gè)實(shí)施例中，滾動(dòng)本地光源220 可以包括機(jī)械可掃描光源，其被配置為與滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)同步地穿過(guò)所述顯示屏掃描光帶。應(yīng)當(dāng)理解的是，以示例的目的而描述這些滾動(dòng)本地光源的示例，而不意圖以任何方式進(jìn)行限定。例如，除LED外的其他光源可以被用于每個(gè)光帶。進(jìn)一步地應(yīng)該理解的是，滾動(dòng)本地光源220可以進(jìn)一步地包括用于在顯示屏的行或列像素的所需子集上聚焦光帶的任何合適的光學(xué)裝置。圖2還描述了置于顯示屏206上的對(duì)象230。滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)202可以檢測(cè)由對(duì)象230反射的來(lái)自滾動(dòng)本地光源220的光，從而允許檢測(cè)所述屏幕上的對(duì)象230。對(duì)象 230表示可以與顯示屏206接觸的任意對(duì)象，包括但不限于手指、電刷、光學(xué)上可讀的標(biāo)簽寸。圖3表示描述收集圖像數(shù)據(jù)以允許利用包括像素的兩個(gè)場(chǎng)的滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)校正環(huán)境光的方法的示例的時(shí)序圖300。通常，時(shí)序圖300所描述的實(shí)施例允許滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)通過(guò)當(dāng)用滾動(dòng)本地光源照明屏幕時(shí)漸進(jìn)地讀取像素的第一場(chǎng)，然后當(dāng)沒(méi)有用滾動(dòng)本地光源照明屏幕時(shí)漸進(jìn)地讀取像素的第二場(chǎng)，來(lái)獲取圖像數(shù)據(jù)的第一幀，并且通過(guò)當(dāng)用滾動(dòng)本地光源照明屏幕時(shí)漸進(jìn)地讀取像素的第二場(chǎng)，然后當(dāng)沒(méi)有用滾動(dòng)本地光源照明屏幕時(shí)漸進(jìn)地讀取像素的第一場(chǎng)來(lái)獲取圖像數(shù)據(jù)的第二幀。如下面將要描述的，其允許為圖像校正環(huán)境光，同時(shí)保持所述裝置的全部幀速率。盡管在包括四個(gè)本地光的集合或者帶的滾動(dòng)本地光源的背景下示出時(shí)序圖300，但是應(yīng)當(dāng)理解的是可以使用任何其他合適數(shù)量的本地光帶的集合。首先，參照?qǐng)D3的圖像數(shù)據(jù)幀n，在幀η讀出周期的第一部分期間，讀出并重置奇數(shù)行1-1079，并且然后在幀η讀出周期的第二部分期間，讀出并重置偶數(shù)行2-1080。接下來(lái)，參照?qǐng)D像數(shù)據(jù)幀η+1，在奇數(shù)行1-1079之前讀出偶數(shù)行2-1080。在滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)的操作期間重復(fù)這個(gè)模式。連同這個(gè)讀出和重置模式一起，本地照明裝置被循環(huán)，使得每個(gè)集合被開(kāi)啟大約圖像幀的一半，然后關(guān)閉大約每個(gè)幀的一半。再次參照?qǐng)D3的幀η，照明裝置1在圖像傳感器的行1被讀出的時(shí)刻關(guān)閉，然后在所有奇數(shù)行已經(jīng)被讀取之后關(guān)閉，大約貫穿圖像η讀出周期的一半。然后，照明裝置1在圖像η讀出的周期的其余部分開(kāi)啟。照明裝置2，3和4以類似的方式開(kāi)啟和關(guān)閉，除了這些照明裝置的開(kāi)關(guān)分別地與讀出和重置行271，541和811同步之外。接下來(lái)，參照?qǐng)D3的圖像數(shù)據(jù)幀η+1，以與圖像數(shù)據(jù)幀η相同的方式開(kāi)關(guān)所述照明裝置，但是在奇數(shù)行之前讀出和重置偶數(shù)行。如此，將圖像數(shù)據(jù)圖像的每個(gè)幀的偶數(shù)和奇數(shù)行曝光于不同的環(huán)境光持續(xù)時(shí)間，但曝光于類似的本地光持續(xù)時(shí)間。例如，在讀出和重置幀 η+1的行1的時(shí)刻，已經(jīng)將其曝光在環(huán)境光下1. 5個(gè)集成周期，以及本地光下0. 5個(gè)集成周期了。與此相反，在讀出幀η+1的行2的時(shí)刻，已經(jīng)將其曝光在環(huán)境光下0.5個(gè)集成周期， 以及本地光下0.5個(gè)集成周期了。如此，單個(gè)圖像包含已經(jīng)曝光于不同環(huán)境光持續(xù)時(shí)間，但是類似的本地光量的像素。進(jìn)一步地，與幀η+1相比，每個(gè)像素場(chǎng)在幀η中也被曝光于不同的環(huán)境光總持續(xù)時(shí)間。因此，圖3所描述的集成和本地照明模式允許使用幀內(nèi)數(shù)據(jù)(“空間
9校正”)和/或幀間數(shù)據(jù)(“時(shí)間校正”)來(lái)執(zhí)行環(huán)境校正。圖4-10圖解說(shuō)明了各種空間和時(shí)間校正方法，這些校正方法可以用來(lái)為由圖3所示的方法所獲取的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行環(huán)境光校正。為了圖解說(shuō)明各種環(huán)境校正方法，參照?qǐng)D4 描述來(lái)自兩個(gè)圖像幀一所標(biāo)記的幀n-1和η的典型的亮度數(shù)據(jù)組。具體地，圖4圖解說(shuō)明了當(dāng)依照?qǐng)D3所示的過(guò)程集成和讀取時(shí)，如何呈現(xiàn)對(duì)兩個(gè)圖像幀的自滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)中的讀取，所述圖像幀表示靜止場(chǎng)景。首先，在402顯示沒(méi)有環(huán)境光的簡(jiǎn)單的靜止場(chǎng)景，在404 顯示來(lái)自場(chǎng)景402的像素的3x3矩陣。為了簡(jiǎn)明起見(jiàn)，圖4中的圖像具有三個(gè)亮度級(jí)，其中最亮的像素表示最大的集成光量，以及最暗的像素表示最小的集成光量。在幀n-1中，奇數(shù)行具有比偶數(shù)行長(zhǎng)的環(huán)境曝光持續(xù)時(shí)間。對(duì)3x3場(chǎng)景增加這種環(huán)境模式產(chǎn)生在406所示的亮度數(shù)據(jù)。同樣，在幀η中，偶數(shù)行具有比奇數(shù)行長(zhǎng)的環(huán)境曝光持續(xù)時(shí)間。對(duì)3x3場(chǎng)景增加這種環(huán)境模式產(chǎn)生在408所示的亮度數(shù)據(jù)。接下來(lái)，參照?qǐng)D5， 可以通過(guò)從幀n-1減去幀η (如在502所示)計(jì)算奇數(shù)行的環(huán)境光，并且，可以通過(guò)從幀η減去幀n-1 (如在504所示)計(jì)算偶數(shù)行的環(huán)境光。為奇數(shù)行確定的環(huán)境與為偶數(shù)行確定的環(huán)境的結(jié)合產(chǎn)生用于3x3矩陣的全部環(huán)境506。圖6-8表示可以用來(lái)為圖4所示的具有圖像數(shù)據(jù)的圖像幀校正環(huán)境光的各種方法的示例。在每次確定用于單個(gè)像素的環(huán)境的背景下說(shuō)明這些附圖。這可以允許對(duì)不同的像素使用不同的環(huán)境計(jì)算方法，其取決于特定像素因子。應(yīng)當(dāng)理解的是，所圖解說(shuō)明的方法可以應(yīng)用到圖像數(shù)據(jù)的幀中的每一個(gè)像素以為圖像數(shù)據(jù)的全部幀校正環(huán)境光。首先參照?qǐng)D6，可以如針對(duì)圖5所述的，通過(guò)簡(jiǎn)單地從幀η減去幀n-1來(lái)計(jì)算在像素(例如，圖4-5所示的3x3矩陣的中心像素)上的環(huán)境光值。同樣，可以通過(guò)從幀n-1減去幀η來(lái)簡(jiǎn)單地確定在3x3矩陣的頂端和底端行中的像素的環(huán)境值。這個(gè)方法利用了來(lái)自時(shí)間相鄰幀的信息，但是沒(méi)有利用來(lái)自空間相鄰像素的信息。因此，在本文中，圖6中圖解說(shuō)明的方法可以被認(rèn)為是“時(shí)間-本地”校正。然而，由于圖3所示的傳感器讀出模式，在環(huán)境的減法之后，在那個(gè)像素的亮度與在相鄰幀中的相同。因此，時(shí)間-本地校正實(shí)際上會(huì)減半所述裝置的幀速率。因此，這種校正可以被用于靜止對(duì)象。圖7表示為圖像幀校正環(huán)境光的方法的另一個(gè)示例。與圖6所示的相反，圖7所示的方法在為像素計(jì)算環(huán)境時(shí)，考慮了時(shí)間信息(即時(shí)間相鄰圖像幀)和空間信息(即空間相鄰像素)兩者。因此，圖7所示的方法可以被認(rèn)為是“時(shí)間-空間”校正。雖然在3x3矩陣的背景下進(jìn)行說(shuō)明，可以理解的是圖7以及圖8中所示的概念也可以應(yīng)用到任意像素尺寸矩陣中以及在所考慮的像素周圍的任意形狀/模式的矩陣，包括但不限于5x5和7x7矩陣，以及其他的形狀(例如通過(guò)省略5x5矩陣中的每個(gè)角上的像素而形成的十字形的矩陣)。圖7中所示的時(shí)間-空間校正利用取樣矩陣中的像素的加權(quán)平均亮度來(lái)確定環(huán)境值，其中所述中心像素被賦予比所述側(cè)面像素(每個(gè)1/8)更大的權(quán)重(1/4)，所述側(cè)面像素又被賦予比所述角上的像素更大的權(quán)重。為了執(zhí)行所述校正，所述像素的亮度乘以所示的加權(quán)因子，對(duì)兩個(gè)幀相加，然后求和對(duì)兩個(gè)幀相加后的矩陣中的每一個(gè)像素的值以產(chǎn)生在所述中心像素的環(huán)境亮度。因?yàn)槌龝r(shí)間數(shù)據(jù)之外考慮了空間數(shù)據(jù)，時(shí)間-空間校正允許保持幀速率。圖8表示為圖像數(shù)據(jù)的幀校正環(huán)境光的方法的另一個(gè)示例。與圖6和7所示的方法相反，圖8的方法利用空間信息，而不是時(shí)間信息來(lái)進(jìn)行環(huán)境校正。換句話說(shuō)，完全根據(jù)幀內(nèi)數(shù)據(jù)的加權(quán)平均進(jìn)行校正，而不利用幀間數(shù)據(jù)。如所描述的，這種計(jì)算可以導(dǎo)致環(huán)境光的略高的值，但可以避免由于存在于利用時(shí)間信息的方法中的運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的計(jì)算問(wèn)題。如上所述，在一些實(shí)施例中，可以在執(zhí)行任何上述環(huán)境校正方法之前確定環(huán)境光是否超過(guò)預(yù)定閾值水平。在環(huán)境光具有充分低的亮度或者不存在的地方，觸敏裝置也許能檢測(cè)對(duì)象而沒(méi)有由環(huán)境所引起的任何問(wèn)題。因此，在執(zhí)行任何上面所描述的校正(或者任何其他的校正)之前，通過(guò)比較幀的第一場(chǎng)中的亮度總和與所述幀的第二場(chǎng)中的亮度總和，可以確定是否存在任何潛在的有問(wèn)題的環(huán)境。因?yàn)樵谒鰞蓚€(gè)場(chǎng)中的亮度相差所集成的環(huán)境光的量，如果所述總合一起相對(duì)接近，那么可以確定環(huán)境光的水平是足夠低的，而不干擾裝置操作，并且可以省略對(duì)環(huán)境的調(diào)整，如圖9所示。在一些實(shí)施例中，可以確定在顯示屏206上的任意對(duì)象的任何運(yùn)動(dòng)是否已經(jīng)發(fā)生，然后取決于是否檢測(cè)到任意對(duì)象的任何運(yùn)動(dòng)，選擇環(huán)境調(diào)整方法。圖10A-D圖解說(shuō)明了校正環(huán)境光的這種方法的一個(gè)實(shí)施例。首先，參照?qǐng)D10A，環(huán)境校正考慮了圖像數(shù)據(jù)的當(dāng)前幀(幀η)的像素的5x5區(qū)域以及圖像數(shù)據(jù)的兩個(gè)在前幀(幀η-1，η-2)的單個(gè)像素。然而， 應(yīng)當(dāng)理解的是環(huán)境校正可以考慮當(dāng)前幀中的像素的3x3區(qū)域或者任何其他合適的像素區(qū)域。首先，參照?qǐng)D10Α，將當(dāng)前幀中心與來(lái)自幀η-2的像素進(jìn)行比較，所述幀η-2的像素以相同的場(chǎng)順序被讀取。如果這些像素之間的差超過(guò)閾值量，這表示動(dòng)作也許已經(jīng)發(fā)生，并且設(shè)置那個(gè)像素的“動(dòng)作標(biāo)記”。將所述動(dòng)作標(biāo)記的值與附近像素的動(dòng)作標(biāo)記相比較(例如，經(jīng)由邏輯“OR”運(yùn)算)，并且如果結(jié)果為零(即幀η-2和幀η在本地區(qū)域看來(lái)相同)，然后通過(guò)確定幀η的當(dāng)前中心像素和幀η-1的同一像素之間的差來(lái)執(zhí)行時(shí)間環(huán)境校正，如圖IOC所示。另一方面，如果與相鄰動(dòng)作標(biāo)記的OR運(yùn)算結(jié)果為值1，這表示在這個(gè)幀中已經(jīng)存在一些附近的運(yùn)動(dòng)。在這種情況下，之前的幀可以被所述環(huán)境校正所忽視，并且可以執(zhí)行利用幀η中的相鄰像素的空間校正。任何合適的加權(quán)因子方案可以用來(lái)執(zhí)行這種空間校正。 圖IOD表示對(duì)于5x5像素空間校正的合適的加權(quán)因子方案的一個(gè)非限制性示例。確定環(huán)境校正是否利用5x5或者3x3像素區(qū)域取決于例如，圖像傳感器的分辨度和穩(wěn)定性的因素。例如，3x3區(qū)域可以產(chǎn)生略有噪聲的結(jié)果，而切5區(qū)域可以略微模糊所述結(jié)果?？梢允褂闷渌膮^(qū)域大小，包括但不限于1x3區(qū)域(其可能比3x3區(qū)域噪聲更大)。可以理解的是，為了示例的目的而提供這些具體的示例，并且它們不意圖以任何方式進(jìn)行限定。圖11表示描述執(zhí)行環(huán)境光校正的方法1100的流程圖，所述環(huán)境光校正考慮了如上所述的各種因素。在逐像素的基礎(chǔ)上，或者以任何其他合適的方式執(zhí)行圖11的方法。首先在1102，方法1100包括獲取一個(gè)或多個(gè)圖像數(shù)據(jù)幀，然后在1104，為圖像數(shù)據(jù)幀確定總的環(huán)境是否在閾值之下。例如，這可以通過(guò)從第二場(chǎng)的像素的所有亮度的總和中減去第一場(chǎng)的所有像素的亮度的總和并且確定所述計(jì)算的結(jié)果是否在閾值之下來(lái)確定。如果所述總的環(huán)境在閾值之下，那么方法1100結(jié)束而不執(zhí)行校正。另一方面，如果所述總的環(huán)境不低于閾值，那么在1106，方法1100包括確定是否在所述亮度數(shù)據(jù)中感知到任何運(yùn)動(dòng)。例如，其可以通過(guò)幀η-2中的相同像素的強(qiáng)度值(因?yàn)樵讦?1中的相同像素具有的不同環(huán)境曝光時(shí)間)減去當(dāng)前幀(幀η)中的像素的強(qiáng)度值來(lái)執(zhí)行。如果這些強(qiáng)度值之間的差足夠小，那么可以確定所述亮度數(shù)據(jù)不包括運(yùn)動(dòng)信息。在這種情況下，可以選擇不使用空間信息的時(shí)間本地校正，如在1108所示。另一方面，如果這些強(qiáng)度值之間的差足夠大，可以假定所述像素包括運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)(只要已經(jīng)針對(duì)任何周期變動(dòng)的環(huán)境光校正了幀速率)，并且可以選擇空間或時(shí)間空間校正，如在1110所示。可以以任意適當(dāng)方式確定是使用空間校正還是使用時(shí)間-空間校正。通常，空間校正可以用于使用幀中的其他信息校正幀中的所有空間變化的地方。如下是進(jìn)行這個(gè)確定的方法的一個(gè)示例。首先，如果取樣矩陣的行(i-Ι)中的任何像素與行(i+1)中的相同列上的像素有很大的差別，那么存在可經(jīng)由時(shí)間-空間校正而被校正的空間信息。同樣，如果取樣矩陣的行(i)的任何像素減去(i)的平均數(shù)與行(i-Ι)的相應(yīng)像素減去行(i-1)中像素的平均數(shù)有很大的差別，那么存在可經(jīng)由時(shí)間-空間校正而被校正的空間信息。在存在被感知的運(yùn)動(dòng)但是不滿足這些條件的其他情況下，可以使用空間校正。另選地，在運(yùn)動(dòng)信息被包含于一幀中情形下，可以排他地使用空間或者時(shí)間-空間。除上面描述的比較像素值以校正環(huán)境光的校正方法之外，可以在環(huán)境校正過(guò)程中執(zhí)行各種其他圖像處理技術(shù)。例如，可以執(zhí)行圖像處理以補(bǔ)償不同的照明裝置之間的漏光， 因?yàn)檎彰餮b置可能或者不可能被離散地分開(kāi)。可以以任何合適的方式執(zhí)行所述校正計(jì)算和計(jì)算選擇例程。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，可以編程FPGA (如圖1的122所示)以同時(shí)地為每個(gè)幀執(zhí)行多個(gè)不同的校正計(jì)算。那么，可以基于像素的具體時(shí)間和本地特征選擇幀中每一個(gè)像素的最佳環(huán)境值。另選地，可以在執(zhí)行所述校正之前確定像素的最佳環(huán)境計(jì)算，使得為每個(gè)像素執(zhí)行一個(gè)校正。應(yīng)當(dāng)意識(shí)至IJ，為了舉例說(shuō)明的目的而描述這些根據(jù)所集成和收集的亮度數(shù)據(jù)的如何執(zhí)行環(huán)境校正的具體示例，而它們不意圖以任何方式進(jìn)行限定。如上所述，在一些使用環(huán)境中，當(dāng)為圖像數(shù)據(jù)的幀校正環(huán)境光時(shí)減少幀速率是可接受的。因此，滾動(dòng)本地光源220可以用來(lái)以本地光每隔一圖像幀照明所述顯示屏，以允許時(shí)間相鄰圖像幀進(jìn)行比較來(lái)校正環(huán)境光。在這樣一個(gè)實(shí)施例中，滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)202可以被認(rèn)為具有單個(gè)像素場(chǎng)，所述單個(gè)像素場(chǎng)被曝光于環(huán)境光(tambimt)的相等持續(xù)時(shí)間，但是曝光于圖像數(shù)據(jù)的相鄰幀中的本地+環(huán)境光Ultrcaltambimt)的持續(xù)時(shí)間。圖12表示描述經(jīng)由這樣的方法，校正滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)中的環(huán)境光的方法的一個(gè)實(shí)施例的時(shí)序圖1200。正如圖3的時(shí)序圖那樣，時(shí)序圖1200描述四個(gè)照明裝置的照明周期，以及表示在所述四個(gè)照明裝置之間分配如何照射1080行像素(S卩，背光帶)。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是滾動(dòng)本地光源可以包括任何其他合適裝置數(shù)的照明裝置，并且可以以其它任何合適的方式來(lái)劃分顯示屏的像素行或列的本地照明。首先，參照?qǐng)D12的幀n，能夠看出當(dāng)發(fā)生行1的讀出和重置時(shí)照明裝置1關(guān)閉，并且保持關(guān)閉直到發(fā)生對(duì)幀n+1的行1的讀出和重置，在那個(gè)時(shí)刻背光開(kāi)啟。如此，行1在幀 η讀出的持續(xù)時(shí)間內(nèi)集成環(huán)境光，然后在幀n+1讀出的持續(xù)時(shí)間內(nèi)集成環(huán)境+本地光。如此，幀η包括在幀η之前的讀出周期期間內(nèi)所集成的本地光+環(huán)境光，并且?guī)琻+1包括在幀 η讀出期間所集成的環(huán)境光，但沒(méi)有本地光。照明裝置2，3和4可以以類似的方式開(kāi)啟和關(guān)閉，除了這些照明裝置的開(kāi)啟和關(guān)閉分別地與行271，541和811的讀出同步之外。于是，圖像傳感器的像素的每行都曝光于整個(gè)幀的環(huán)境+本地光，后面是整個(gè)幀的環(huán)境光而沒(méi)有本地光。因此，可以比較或者以別的方式數(shù)學(xué)地操作幀η和n+1以校正環(huán)境光。盡管圖12的實(shí)施例說(shuō)明具有本地光和沒(méi)有本地光的交替的幀，可以理解的是可以使用任何其他合適的具有本地光的幀和沒(méi)有本地光的幀的模式和/或比率。
交互式顯示裝置的其他實(shí)施例可以包括用與滾動(dòng)圖像捕獲裝置一起的全局本地光源，而非滾動(dòng)本地光源。圖13表示這樣一個(gè)交互式顯示裝置1300的實(shí)施例，在那里，在 1302表示全局本地光源并且在1304舉例說(shuō)明了滾動(dòng)圖像捕獲裝置。如上所述，以50%的時(shí)間周期簡(jiǎn)單地開(kāi)啟和關(guān)閉單個(gè)全局本地光源來(lái)捕獲具有和沒(méi)有本地照明的交替的圖像，導(dǎo)致滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)為不同的持續(xù)時(shí)間集成本地光，從而引起環(huán)境校正的困難。進(jìn)一步地，一些像素可能每幀暴露于等量的本地光中，從而阻止對(duì)那些像素的環(huán)境校正。因此，圖14表示通過(guò)將本地照明縮短為本地光的短暫、明亮的閃光而處理在不規(guī)則持續(xù)時(shí)間內(nèi)曝光于本地光的問(wèn)題的時(shí)序圖1400，從而就本地光而言實(shí)質(zhì)上將滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為全局快門(mén)傳感器。在圖14中，在1402，顯示本地照明模式，并且在1404，顯示圖像傳感器讀出模式，并且這兩者都作為時(shí)間函數(shù)。如所描述的，為了幀η的捕獲，在前面的讀出周期1408完成之后，且啟動(dòng)下一個(gè)讀出周期1410之前，本地光源發(fā)射光1406的短暫閃光。如此，圖像傳感器的全部像素在圖像η的捕獲期間可以近乎同等地曝光于本地光中。另一方面，本地光源不為圖像η+1的捕獲發(fā)射類似的閃光。因?yàn)閳D像η和η+1的環(huán)境曝光發(fā)生在相同的時(shí)間，可以通過(guò)所述圖像的減法或者其他數(shù)學(xué)運(yùn)算，利用圖像η和η+1來(lái)校正環(huán)境光。應(yīng)當(dāng)理解的是，集成周期和/或照明周期可以與任何本地振動(dòng)環(huán)境光源(例如 60Hz行頻的白熾燈)同步，以助于確保一致的性能。應(yīng)當(dāng)注意到的是，圖12和14舉例說(shuō)明的環(huán)境校正方法可能產(chǎn)生幀速率的0. 5x的下降，因?yàn)闉榱藢?duì)象檢測(cè)，每?jī)蓚€(gè)所獲得的圖像被合成為單個(gè)圖像。因此，在要求對(duì)相對(duì)快速的動(dòng)作追蹤的應(yīng)用中，圖3中舉例說(shuō)明的時(shí)序方法可以與空間環(huán)境校正方法聯(lián)合使用以保持幀速率。進(jìn)一步地，雖然在此于交互式顯示裝置的背景下進(jìn)行公開(kāi)，但可以理解的是所公開(kāi)的實(shí)施例也可以用于任何其他合適的光學(xué)觸敏裝置，以及任何其他觸敏裝置，在所述裝置中可以執(zhí)行背景信號(hào)的校正以改善裝置性能。進(jìn)一步地應(yīng)當(dāng)理解的是，在此描述的配置和/或措施事實(shí)上是示范性的，而且這些具體的實(shí)施例或示例不被視為限制意義，因?yàn)樵S多的變化是可能的。在此描述的具體的例程或者方法可以表示許多處理策略的一個(gè)或多個(gè)。因而，可以以所舉例說(shuō)明的順序、其他順序、并行地、或者在一些省略的情況下執(zhí)行所舉例說(shuō)明的各種的動(dòng)作。同樣，為了完成在此描述的實(shí)施例的特征和/或結(jié)果而不一定要求任何上述過(guò)程的順序，而是為了圖解和描述的方便而提供任何上述過(guò)程的順序。本發(fā)明的主題包括所述各種的過(guò)程、系統(tǒng)和配置，及其他在此公開(kāi)的特征、功能、 動(dòng)作、和/或?qū)傩裕约八娜魏魏腿康葍r(jià)物的全部新的和非顯而易見(jiàn)的組合和變形。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)觸敏裝置(200)，包括 屏幕(206)；滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)(202)，其被配置為獲取所述屏幕(206)的圖像，所述滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)(202)包括一個(gè)或多個(gè)像素場(chǎng)；本地光源(220 )，其被配置為以本地光照明所述屏幕(206 )；以及控制器(212)，其與所述滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)(202)以及所述本地光源(220)進(jìn)行電通信，其中所述控制器(212)被配置為通過(guò)所述滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)(202)獲取圖像數(shù)據(jù)的第一幀； 通過(guò)所述滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)(202)獲取圖像數(shù)據(jù)的第二幀；當(dāng)獲取所述圖像數(shù)據(jù)的第一幀和所述圖像數(shù)據(jù)的第二幀時(shí)，操作所述本地光源(220)， 使得像素的每個(gè)場(chǎng)集成持續(xù)時(shí)間、。Μ1—的本地+環(huán)境光以及集成持續(xù)時(shí)間tambimt的環(huán)境光，并且使得對(duì)于像素的每個(gè)場(chǎng)，所述圖像數(shù)據(jù)的第一幀的和、。。#—+〖_-不同于所述圖像數(shù)據(jù)的第二幀的和 tlocal+ambient+tambient 通過(guò)以下一個(gè)或多個(gè)步驟確定所述圖像數(shù)據(jù)中的像素的環(huán)境光值 比較所述第一幀的像素的值和所述第二幀的該像素的值，以及比較所述第一幀的像素的值和所述第一幀的另一個(gè)像素的值； 以及基于所述環(huán)境光值針對(duì)環(huán)境光調(diào)整一個(gè)或多個(gè)像素。
2.如權(quán)利要求1的所述光學(xué)觸敏裝置，其中，所述本地光源包括全局本地光源，以及其中所述控制器被配置為通過(guò)滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)，經(jīng)由同樣的滾動(dòng)模式獲取所述圖像數(shù)據(jù)的第一幀以及所述圖像數(shù)據(jù)的第二幀；以及控制所述全局本地光源以在啟動(dòng)對(duì)所述圖像數(shù)據(jù)的第一幀的讀出周期之前，將所述屏幕曝光在所述本地光下，以及在啟動(dòng)對(duì)圖像數(shù)據(jù)的所述第二幀的讀出周期之前，不將所述屏幕曝光在所述本地光下。
3.如權(quán)利要求2的所光學(xué)觸敏裝置，其中，所述控制器被配置為通過(guò)從所述第一幀中的像素值減去所述第二幀中的像素值來(lái)確定所述環(huán)境光值。
4.如權(quán)利要求1的所光學(xué)觸敏裝置，其中，所述本地光源包括滾動(dòng)本地光源，其被配置為以與所述滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)同步的空間滾動(dòng)模式提供本地照明。
5.如權(quán)利要求4的所光學(xué)觸敏裝置，其中，所述滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)包括像素的單個(gè)場(chǎng)， 以及其中，所述控制器被配置為經(jīng)由同樣的滾動(dòng)模式，獲取所述圖像數(shù)據(jù)的第一幀以及所述圖像數(shù)據(jù)的第二幀，以及控制所述滾動(dòng)本地光源以便當(dāng)獲取所述圖像數(shù)據(jù)的第一幀時(shí)，將所述屏幕曝光在本地光下，當(dāng)獲取所述圖像數(shù)據(jù)的第二幀時(shí)，不將所述屏幕曝光在本地光下。
6.如權(quán)利要求4的所光學(xué)觸敏裝置，其中，所述滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)包括像素的第一場(chǎng)和像素的第二場(chǎng)，以及其中，所述控制器被配置為通過(guò)當(dāng)以所述滾動(dòng)本地光源照明所述屏幕時(shí)漸進(jìn)地讀取所述像素的第一場(chǎng)，以及然后，當(dāng)未以所述滾動(dòng)本地光源照明所述屏幕時(shí)漸進(jìn)地讀取所述像素的第二場(chǎng)，來(lái)獲取圖像數(shù)據(jù)的所述第一幀；以及通過(guò)當(dāng)以所述滾動(dòng)本地光源照明所述屏幕時(shí)通過(guò)漸進(jìn)地讀取所述像素的第二場(chǎng)，以及然后，當(dāng)未以所述滾動(dòng)本地光源照明所述屏幕時(shí)漸進(jìn)地讀取所述像素的第一場(chǎng)，來(lái)獲取圖像數(shù)據(jù)的所述第二幀。
7.如權(quán)利要求6的所光學(xué)觸敏裝置，其中，所述像素的第一場(chǎng)包括奇數(shù)行的像素，并且其中，所述像素的第二場(chǎng)包括偶數(shù)行的像素。
8.如權(quán)利要求6的所光學(xué)觸敏裝置，其中，所述控制器進(jìn)一步地被配置為檢測(cè)是否已經(jīng)發(fā)生了位于所述屏幕上的任意對(duì)象的任何運(yùn)動(dòng)，然后基于是否檢測(cè)到任意對(duì)象的任何運(yùn)動(dòng)，選擇環(huán)境調(diào)整方法。
9.如權(quán)利要求6的所光學(xué)觸敏裝置，其中，所述控制器進(jìn)一步地被配置為確定所述環(huán)境光值是否超過(guò)閾值水平，如果所述環(huán)境光值超過(guò)了所述閾值水平，則針對(duì)環(huán)境光調(diào)整一個(gè)或多個(gè)像素。
10.如權(quán)利要求4的所光學(xué)觸敏裝置，其中，所述滾動(dòng)本地光源包括多個(gè)分別可控的光源，其中，每個(gè)光源被配置為照明所述屏幕的一部分。
11.如權(quán)利要求4的所光學(xué)觸敏裝置，其中，所述滾動(dòng)本地光源包括機(jī)械可掃描的光源。
12.如權(quán)利要求1的所述光學(xué)觸敏裝置，其中，所述滾動(dòng)本地光源被配置為發(fā)射紅外線光。
13.一種在光學(xué)觸敏裝置(200)中為圖像校正環(huán)境光的方法(100)，所述光學(xué)觸敏裝置 (200)包括屏幕(206)，滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)(202)，其被配置為獲取所述屏幕的圖像，所述滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)(202)包括一個(gè)或多個(gè)像素的場(chǎng)，滾動(dòng)本地光源(220)，其被配置為以與所述滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)(202)同步的空間滾動(dòng)模式提供本地照明，以及控制器(212)，其與所述滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)(202)和所述滾動(dòng)本地光源(220)進(jìn)行電通信，所述方法包括通過(guò)滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)獲取圖像數(shù)據(jù)的第一幀(102)； 通過(guò)滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)獲取圖像數(shù)據(jù)的第二幀(106)；當(dāng)獲取所述圖像數(shù)據(jù)的第一幀和所述圖像數(shù)據(jù)的第二幀時(shí)，操作(104，108)所述滾動(dòng)本地光源，使得所述滾動(dòng)圖像獲取系統(tǒng)的像素的每個(gè)場(chǎng)集成持續(xù)時(shí)間Iltx^ambimt的本地 +環(huán)境光以及集成持續(xù)時(shí)間tambimt的環(huán)境光，并且使得對(duì)于像素的每個(gè)場(chǎng)，所述圖像數(shù)據(jù)的第一幀的和IltrcaL3mbira^tambimt不同于所述圖像數(shù)據(jù)的第二幀的和tlocal+ambient+tambient 通過(guò)以下一個(gè)或多個(gè)步驟，確定(110)所述圖像數(shù)據(jù)中的像素的環(huán)境光值 比較(112)所述第一幀的像素的值和所述第二幀的該像素的值，以及比較(114)所述第一幀的像素的值和所述第一幀的另一個(gè)像素的值； 以及基于所述環(huán)境光值針對(duì)環(huán)境光調(diào)整該數(shù)據(jù)幀的一個(gè)或多個(gè)像素(120)。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)包括像素的單個(gè)場(chǎng)，以及其中，所述方法進(jìn)一步包括經(jīng)由同樣的滾動(dòng)模式，獲取所述圖像數(shù)據(jù)的第一幀以及所述圖像數(shù)據(jù)的第二幀，以及控制所述滾動(dòng)本地光源以便當(dāng)獲取所述圖像數(shù)據(jù)的第一幀時(shí)將所述屏幕曝光在本地光下，和當(dāng)獲取所述圖像數(shù)據(jù)的第二幀時(shí)不將所述屏幕曝光在本地光下。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)包括像素的第一場(chǎng)以及像素的第二場(chǎng)，所述像素的第一場(chǎng)包括奇數(shù)行的像素，所述像素的第二場(chǎng)包括偶數(shù)行的像素，并且其中，所述方法進(jìn)一步包括通過(guò)當(dāng)以所述滾動(dòng)本地光源照明所述屏幕時(shí)漸進(jìn)地讀取所述像素的第一場(chǎng)，以及然后，當(dāng)未以所述滾動(dòng)本地光源照明所述屏幕時(shí)漸進(jìn)地讀取所述像素的第二場(chǎng)，來(lái)獲取圖像數(shù)據(jù)的所述第一幀；以及通過(guò)當(dāng)以所述滾動(dòng)本地光源照明所述屏幕時(shí)漸進(jìn)地讀取所述像素的第二場(chǎng)，以及然后，當(dāng)未以所述滾動(dòng)本地光源照明所述屏幕時(shí)漸進(jìn)地讀取所述像素的第一場(chǎng)，來(lái)獲取圖像數(shù)據(jù)的所述第二幀。
全文摘要
公開(kāi)了涉及為圖像捕獲系統(tǒng)中獲取的圖像校正環(huán)境光的實(shí)施例。一個(gè)實(shí)施例了提供一種裝置，所述裝置包括屏幕、滾動(dòng)圖像捕獲系統(tǒng)、本地光源、和控制器。所述控制器被配置為當(dāng)獲取圖像數(shù)據(jù)的第一和第二幀時(shí)，操作所述本地光源，以在本地+環(huán)境光持續(xù)時(shí)間內(nèi)以及環(huán)境光持續(xù)時(shí)間內(nèi)集成圖像傳感器像素的每個(gè)場(chǎng)，使得對(duì)于像素的每個(gè)場(chǎng)，所述第一幀的和tlocal+ambient+tambient不同于所述第二幀的和tlocal+ambient+tambient。所述控制器進(jìn)一步被配置為確定環(huán)境光值，并且基于所述環(huán)境光值調(diào)整一個(gè)或多個(gè)像素。
文檔編號(hào)G06F3/042GK102473061SQ201080032243
公開(kāi)日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月17日
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