[发明专利]稳定方法及计算机系统

说明书

技术领域

本发明涉及用以稳定通过数字传感器所获取的物理变量的一系列测量的方法及装置。

背景技术

虽然物理变量通常是连续的信号，但是数字传感器仅能输出这些变量的不连续读数。通过数字传感器的这种连续物理变量的多个不连续的读数可能产生某些噪声或修改所述连续物理变量的数字表达式的准确性。虽然可以施加滤波器来缩小或抑制此类噪声，但它们随后亦可沿着所述物理变量的一系列测量引入可察觉的潜伏时间/延迟或掩饰缓慢但确定的变化。因此发展能够抑制数字传感器所获取物理变量的一系列测量中的噪声的稳定方法具优势，该方法不会明显影响此类缓慢但确定的变化，且不会引入其它的可察觉的延迟。

这种稳定方法尤其有利于用以稳定通过数字传感器随时间所获取的一系列空间位置测量，特别是通过三维(3D)数字成像系统随时间所获取的一系列空间位置测量。特别是当此类空间位置测量的获取亦涉及物体识别步骤时，物体识别算法可能在该物体的空间位置的连续的测量中诱发显著的噪声，噪声可通过空间定位光域(raster)的有限定义而加剧。

在美国专利申请公开US 2006/028944中已尝试，若先前位置测量的差异低于特定阈值，则通过在位置测量中丢弃或减弱改变，而在数字动作传感器所获取的按时间顺序的一系列位置测量中抑制噪声。然而，此类稳定技术可能导致在所述位置测量中所忽视或反映为急冲性变化的缓慢但实际的持续动作。显然基于此原因，根据该公开，此技术仅为响应特定事件而施加。

US 2008/165280揭示一种视频稳定方法，其中使用稳定算法形式中图像稳定参数的初始设定达成图像稳定。说明因果(causal)及非因果(non-causal)滤波两者，其中当使用因果滤波时暂存解码图像。实行两个图像的部分投影向量、部分区域的比较以判定跳动(jitter)组件的最佳匹配(在所比较的两个向量之间的最小距离)。滤波器公式用于补偿在二维中的跳动，该滤波公式依据所计算的动作估计表示。揭示阻尼因子(damping facter)α，其朝向零控制该波动并可以适用于不同帧以补偿该视频相机于频率≥2Hz时的手震。该阻尼因子具有标准值，其中0<α<1。

US 2008/030460揭示基准图像与比较图像的比较以匹配特征。施加两个阈值，其将该图像有效分离为三个区域：高阻尼区域、低阻尼区域及渐进或线性区域。在该图像中的位置信息用于控制该应用，举例来说，在感兴趣区域中一只手的位置。

发明内容

因此，本发明包含一种方法及装置，其可以在通过数字传感器所获取物理变量的一系列测量中可靠地滤波噪声，但仍然在沿着前述一系列测量的所述物理变量中令人满意地反映缓慢但相关的变化，然而基本上防止在该物理变量的该数字表达和在真实世界连续空间中其绝对表达式之间引入显著的延迟。

根据本发明，一种用于稳定通过数字传感器所获取物理变量的一系列测量P的方法包含下列步骤：

通过所述传感器获取所述物理变量的至少第一测量P_t-2、第二测量P_t-1及第三测量P_t；

若在所述第一测量P_t-2和所述第二测量P_t-1之间的差异Δ_t-1低于阈值β，则在数字存储器中以校正后的第二测量P’_t-1(其中涉及所述第一测量P_t-2的差异使用滤波强度α_t-1而缩小)取代所述第二测量P_t-1；以及

若所述校正后的第二测量P’_t-1和所述第三测量P_t之间的差异Δ_t亦低于所述阈值β，则在数字存储器中以校正后的第三测量P’_t(其中涉及所述校正后的第二测量P’_t-1的差异使用低于施加于第二测量P_t-1的滤波强度α_t-1的滤波强度α_t而缩小)取代所述第三测量P_t。

“数字存储器”意指任何计算机可读取及计算机可写入的数据存储介质，其包括、但不限于固态存储器(如随机存取存储器或快闪存储器)，但亦包括磁性数据存储介质(如硬磁碟驱动机或磁带)、光学数据存储介质(如光碟)等。

由于必须滤波的每个后续测量的滤波强度降低，故该滤波的输出最后将收敛朝向在一个方向上缓慢但稳定移动的输入。另一方面，将在最高滤波强度滤波短期噪声。