CN101393498B - 一种用于触摸屏定位的图像处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于触摸屏定位的图像处理方法，包括：(1)将图像拍摄模块进行初始化设置；(2)图像拍摄模块中的多个图像感应器进行同步拍摄，图像处理模块对各图像感应器有效拍摄区域的图像数据进行分时读取；(3)图像处理模块内设置两个存储量大小均为一帧的存储区，其中一个存储区用于写入图像数据时，另一个存储区用于读出图像数据，两个存储区交替变换，写入和读出同时进行；(4)通过接口模块，进行图像处理模块与上位机的通信，并确定最终触摸点的位置坐标。本发明具有成本低、定位精度高且传输速度快的优点。

Description

一种用于触摸屏定位的图像处理方法
技术领域
本发明涉及感应器的图像处理技术领域，特别涉及一种用于触摸屏定位的图像处理方法。
背景技术
在现有的用于触摸屏定位的图像处理方法中，多个图像感应器的连接，有的为了降低成本，通过一个DSP(数字信息处理器)、MCU(单片机)或FPGA(现场可编程门阵列)与多个图像感应器连接，多个图像感应器采用异步拍摄的方式进行拍摄，然后DSP或MCU或FPGA对所拍摄到的图像数据进行异步读取，但这样会造成较大的定位误差，特别是当触摸物体运动速度较快的时候，例如：如果出现两个图像感应器拍摄时间差为|t1-t2|，其中t1是第一个图像感应器拍摄的时间，t2是第二个图像感应器拍摄的时间，假设运动物体的速度为v，运动物体的位置就变化了v*|t1-t2|，速度越快，时间差越大，所计算的定位误差就越大。目前也有通过给每个图像感应器配备一个DSP、MCU或FPGA，实现图像数据的同步拍摄和同步读取，但该方法成本很高。
同时，现有的图像感应器的图像处理速度受到像素大小的限制，数据采集速度较慢，会造成在触摸定位装置上快速运动的物体的运动轨迹容易变形。事实上，在触摸定位中所需用到的有效像素只是很小的一部分，很大一部分的像素是浪费掉的。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种成本低、定位精度高且传输速度快的用于触摸屏定位的图像处理方法。
本发明一种用于触摸屏定位的图像处理方法的硬件连接为图像拍摄模块、图像处理模块、接口模块和上位机按照图像数据的传送方向依次连接。其中图像处理模块为一片图像处理芯片。
本发明通过以下技术方案实现：一种用于触摸屏定位的图像处理方法，包括以下步骤：
(1)图像处理模块通过I2C总线对图像拍摄模块中各个图像感应器的工作模式、图像数据读取区域与参考信号时序的同步关系以及图像数据的输出格式等进行初始化设置；
(2)图像拍摄模块中的多个图像感应器进行同步拍摄，图像处理模块对图像拍摄模块的输出拍摄区域的图像数据进行分时读取，分时读取时被读取部分为各个图像感应器对应的有效拍摄区域的图像数据；
(3)图像处理模块内设置两个存储量大小均为一帧的存储区，其中一个存储区用于写入图像数据时，另一个存储区用于读出图像数据；两个存储区交替变换，原来用于写入图像数据的存储区在下一帧时刻用于读出图像数据，原来用于读出图像数据的存储区在下一帧时刻用于写入图像数据，写入和读出同时进行；
(4)通过接口模块，进行图像处理模块与上位机的通信，并确定最终触摸点的位置坐标。
步骤(2)中所述输出拍摄区域为触摸屏边框和触摸目标在触摸屏边框处形成的像素区域，图像拍摄模块只输出该区域内的图像数据，对其它像素区域的图像数据不进行输出。
步骤(2)中所述有效拍摄区域分布在图像拍摄模块的输出拍摄区域中不同的位置，其通过调整各图像感应器对准垂直触摸屏不同的位置高度实现，每个图像感应器对应一个有效拍摄区域。
所述图像处理模块为一个DSP或MCU，对各图像感应器所拍摄到的有效拍摄区域内的图像数据进行分时读取。
所述DSP或MCU与各个图像感应器之间连接有多个与各个图像感应器相对应的缓冲器，通过对各个缓冲器的分时选通，实现DSP或MCU对多个图像感应器所拍摄到的图像数据进行分时读取。
所述上位机为计算机。
所述接口模块为USB接口。
所述步骤(4)中，对最终触摸点位置坐标的计算有几种方式：
①图像处理模块读取所拍摄到的图像数据后，通过接口模块直接将各组图像数据送至上位机，然后上位机对其进行处理并计算，最终得出最终触摸点的位置坐标；
②图像处理模块将读取的来自各个图像感应器的图像数据进行初步处理，读出后通过接口模块将数据送至上位机，然后上位机对其进行计算得出最终触摸点的位置坐标；
③图像处理模块读取图像数据后进行处理，然后计算出最终触摸点的位置坐标，再将计算结果通过接口模块送至上位机。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、采用多个图像感应器进行同步拍摄，使得图像捕捉更及时，定位更加精确。
2、通过只输出触摸屏边框和触摸目标在触摸屏边框处形成的输出拍摄区域的图像数据，以及采用分时读取方式进行图像数据读取，使得每一帧存储区的图像数据量大大减少，加快了采集速度和刷新速度，触摸物体的运动轨迹更加逼真；并且通过设置两个大小均为一帧的存储区，实现图像数据的同时写入和读出，即数据采集和数据取出同时进行，进一步提高了数据的传输速度。
3、通过多个图像感应器跟一个DSP、MCU相连接，成本较低。
附图说明
图1是本发明一种用于触摸屏定位的图像处理方法的硬件连接示意图。
图2是本发明实施例中各模块的连接方式示意图。
图3是本发明实施例中三个图像感应器对应的输出拍摄区域示意图。
图4是本发明实施例中三个图像感应器采用分时读取时的有效时序图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
本发明一种用于触摸屏的图像处理方法，其硬件连接如图1所示，按照图像数据的传送方向依次设置为多个图像感应器组成的图像拍摄模块、图像处理模块、接口模块和上位机。其中图像处理模块为一片图像处理芯片。以下各实施例中的图像拍摄模块均采用三个图像感应器。
由于图像处理模块的图像处理速度受到像素大小的限制，数据采集速度较慢时，在触摸定位装置上快速运动的物体的运动轨迹容易变形，同时由于在触摸定位中所需用到的有效像素只是很小的一部分，很大一部分的像素是浪费掉的，所以只读取设定的输出拍摄区域的图像像素，可以大大提高触摸定位装置的采集速度和数据处理速度，因此，在以下各实施例中均设定输出拍摄区域，都为触摸屏边框和触摸目标在触摸屏边框处形成的像素区域。
实施例1
如图2所示，本实施例的上位机为计算机，接口模块为USB接口，图像处理模块为一个DSP，使用的图像感应器为三个，在DSP和三个图像感应器之间连接有三个与图像感应器对应的缓冲器。本实施例的图像处理方法包括以下步骤：
(1)DSP通过I2C总线对图像拍摄模块中各个图像感应器的工作模式、图像数据读取区域与参考信号时序的同步关系以及图像数据的输出格式进行初始化设置。
(2)图像拍摄模块中的三个图像感应器进行同步拍摄，图像处理模块对图像拍摄模块的输出拍摄区域的图像数据进行分时读取，分时读取时被读取部分为各个图像感应器对应的有效拍摄区域的图像数据；
该过程设置输出拍摄区域图像分辨率为2048×300，调整各个图像感应器，使整个图像拍摄模块输出的图像数据为300行，然后DSP对数据进行分时读取，如图3所示，阴影部分表示每个图像感应器被读取部分为100行，即各图像感应器的有效拍摄区域。
本实施例通过所使用的三个缓冲器使DSP实现对图像数据的分时读取，三个缓冲器的片选端OC1、OC2、OC3均为低电平有效，其时序图如图4所示，在t1时间内，OC1处于低电平状态，DSP读取图像感应器1所拍摄的有效拍摄区域的100行图像数据；在t2时间内，OC2处于低电平状态，DSP读取图像感应器2所拍摄的有效拍摄区域的100行图像数据；在t3时间内，OC3处于低电平状态，DSP读取图像感应器3所拍摄的有效拍摄区域的100行图像数据；该读取顺序循环进行。
所述t1、t2、t3均为读取100行图像数据所需时间。
(3)图像处理模块内设置两个存储量大小均为一帧的存储区，其中一个存储区用于写入图像数据时，另一个存储区用于读出图像数据，两个存储区交替变换，原来用于写入图像数据的存储区在下一帧时刻用于读出图像数据，原来用于读出图像数据的存储区在下一帧时刻用于写入图像数据，写入和读出同时进行，从而提高了数据的传送速度。
(4)通过USB接口，进行DSP与计算机的通信，并确定最终触摸点的位置坐标。
步骤(2)中所述输出拍摄区域为触摸屏边框和触摸目标在触摸屏边框处形成的像素区域，图像拍摄模块只输出该区域内的图像数据，对其它像素区域的图像数据不进行输出。
步骤(2)中所述有效拍摄区域分布在图像拍摄模块的输出拍摄区域中不同的位置，其通过调整各图像感应器对准垂直触摸屏的不同位置高度实现，每个图像感应器对应的有效拍摄区域为100行。
所述步骤(4)中，对最终触摸点位置坐标的计算有几种方式：
①DSP读取所拍摄到的图像数据后，通过USB接口直接将各组图像数据送至计算机，然后计算机对其进行处理并计算，最终得出最终触摸点的位置坐标；
②DSP将读取的来自各个图像感应器的图像数据进行初步处理，读出后通过USB接口将数据送至计算机，然后计算机对其进行计算得出最终触摸点的位置坐标；
③DSP读取图像数据后进行处理，然后计算出最终触摸点的位置坐标，再将计算结果通过USB接口送至计算机。
实施例2
本实施例的图像处理方法与实施例1相同，不同之处在于，所使用的图像处理模块为MCU。
如上所述，便可较好地实现本发明，上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明内容所作的均等变化与修饰，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。

Claims (8)

1.一种用于触摸屏定位的图像处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将图像拍摄模块进行初始化设置；
(2)图像拍摄模块中的多个图像感应器进行同步拍摄，图像处理模块对图像拍摄模块的输出拍摄区域的图像数据进行分时读取，分时读取时被读取部分为各个图像感应器对应的有效拍摄区域的图像数据；
(3)图像处理模块内设置两个存储量大小均为一帧的存储区，其中一个存储区用于写入图像数据时，另一个存储区用于读出图像数据；两个存储区交替变换，原来用于写入图像数据的存储区在下一帧时刻用于读出图像数据，原来用于读出图像数据的存储区在下一帧时刻用于写入图像数据，写入和读出同时进行；
(4)通过接口模块，进行图像处理模块与上位机的通信，并确定最终触摸点的位置坐标；
步骤(2)中所述输出拍摄区域为触摸屏边框和触摸目标在触摸屏边框处形成的像素区域。
2.根据权利要求1所述的一种用于触摸屏定位的图像处理方法，其特征在于，所述图像拍摄模块、图像处理模块、接口模块和上位机按照图像数据的传送方向依次连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于触摸屏定位的图像处理方法，其特征在于，步骤(2)中所述有效拍摄区域分布在图像拍摄模块的输出拍摄区域中不同的位置，其通过调整各图像感应器对准垂直触摸屏不同的位置高度实现，每个图像感应器对应一个有效拍摄区域。
4.根据权利要求1所述的一种用于触摸屏定位的图像处理方法，其特征在于，所述图像处理模块为一个DSP或MCU。
5.根据权利要求4所述的一种用于触摸屏定位的图像处理方法，其特征在于，所述DSP或MCU与各个图像感应器之间连接有多个与各个图像感应器相对应的缓冲器。
6.根据权利要求1所述的一种用于触摸屏定位的图像处理方法，其特征在于，步骤(4)中确定最终触摸点位置坐标的方式为图像处理模块读取所拍摄到的图像数据后，通过接口模块直接将各组图像数据送至上位机，然后上位机对其进行处理并计算，最终得出最终触摸点的位置坐标；或者图像处理模块将读取的来自各个图像感应器的图像数据进行初步处理，读出后通过接口模块将数据送至上位机，然后上位机对其进行计算得出最终触摸点的位置坐标；或者图像处理模块读取图像数据后进行处理，然后计算出最终触摸点的位置坐标，再将计算结果通过接口模块送至上位机。
7.根据权利要求1所述的一种用于触摸屏定位的图像处理方法，其特征在于，所述上位机为计算机。
8.根据权利要求1所述的一种用于触摸屏定位的图像处理方法，其特征在于，所述接口模块为USB接口。
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