CN101833403A - 基于图像识别的触摸系统 - Google Patents

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Abstract

一种基于图像识别的触摸系统，包括触摸显示屏、计算处理装置、第一、第二图像采集装置，其中，该第一、第二图像采集装置分别设置于触摸显示屏相邻边的边缘，包括摄像头和壳体，摄像头固定在壳体的内部，所述摄像头的镜片与触摸显示屏所在的平面垂直，摄像头的中心轴线处于触摸显示屏的平面内；所述壳体为长条形；所述计算处理装置根据第一、第二图像采集装置采集的图像确定触摸点的位置及运动轨迹，并执行对应的功能。通过将图像采集装置的摄像头镜片与触摸显示屏所在的平面垂直，且将壳体设置成长条形，扩大单一方向的环境光的入射范围及遮蔽多余外部光线，提高了触摸识别的准确度。

Description

基于图像识别的触摸系统
技术领域
本发明涉及一种触摸系统，尤指一种基于图像识别的触摸系统。
背景技术
触摸屏是继键盘、鼠标之后普遍接受、极有发展前途的交互式输入方式，应用领域广泛，如小型便携式终端，办公设备等。普通触摸屏主要有红外线式、电阻式、表面超声波式、电容式等类型。
这些触摸识别技术都存在各自的许多缺陷，如：手触式触摸屏的尺寸限制在较小尺寸，如超过某一尺寸，成本会上升的很快，同时精度也随之下降，并且易受到外界环境干扰，影响触摸识别的精准度，这导致了触摸操作的局限性。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种基于图像识别的触摸系统，该触摸系统通过图像识别触摸位置，不易受到外界环境干扰。
一种基于图像识别的触摸系统，包括触摸显示屏、计算处理装置、第一图像采集装置以及第二图像采集装置，其中，该第一图像采集装置与第二图像采集装置分别设置于触摸显示屏相邻边的边缘，均用于捕捉接触该触摸显示屏的物体图像，所述第一、第二图像采集装置包括摄像头和壳体，摄像头固定在壳体的内部，所述摄像头的镜片与触摸显示屏所在的平面垂直，摄像头的中心轴线处于触摸显示屏的平面内；所述壳体为长条形；所述计算处理装置根据第一图像采集装置以及第二图像采集装置采集的图像确定触摸点的位置及运动轨迹，并执行对应的功能。
通过将图像采集装置的摄像头镜片与触摸显示屏所在的平面垂直，且将壳体设置成长条形，扩大单一方向的环境光的入射范围及遮蔽多余外部光线，提高了触摸识别的准确度。
附图说明
图1为一实施方式中基于图像识别触摸系统的结构示意图。
图2为图1图像采集装置的结构示意图。
图3a-3c为一实施方式中触摸点识别的原理图。
图4a-4c为另一实施方式中触摸点识别的原理图。
主要元件符号说明
触摸显示屏            10
第一图像采集装置      20
第二图像采集装置      21
计算处理装置          30
开关装置              40
摄像头                22
壳体                  23
入射孔                24
图像识别触摸系统      100
具体实施方式
请参考图1为一实施方式中基于图像识别触摸系统的结构示意图。所述图像识别触摸系统100包括触摸显示屏10、第一图像采集装置20、第二图像采集装置21、计算处理装置30和开关装置40。第一、第二图像采集装置20、21分别设置在触摸显示屏10相邻边的边缘，从相互垂直的角度捕捉接触该触摸显示屏10的物体图像；该第一、第二图像采集装置20、21与计算处理装置30均电连接，计算处理装置30根据第一、第二图像采集装置20、21采集的触摸图像确定触摸点的位置及运动轨迹，并执行对应的功能。其中，计算处理装置30对第一、第二图像采集装置20、21采集的触摸图像进行处理包括去噪点、增加对比度、剔除背景、分割等处理。
请参考图2，为第一或第二图像采集装置20、21的结构示意图。在本实施方式中，该第一图像采集装置20与第二图像采集装置21结构完全一致，仅仅设置的位置不同，即第一图像采集装置20与第二图像采集装置21分别设置在如图1所示的触摸显示屏10的相临两边的边缘，故仅仅以第一图像采集装置20进行说明。
所述第一图像采集装置20包括摄像头22和壳体23，所述摄像头22固定在壳体23的内部，通过壳体23的条形入射孔24拍摄图像，所述摄像头22的镜片与触摸显示屏10所在的平面垂直，摄像头22的中心轴线处于触摸显示屏10的平面内。该壳体23呈长条形，扩大沿入射孔24方向入射的环境光的入射范围及遮蔽多余外部光线，即相对扩大了第一图像采集装置20摄取图像的视角。本实施方式中，该摄像头22固定在壳体23的底部中心位置，且该摄像头22为一广角摄像头，视角为180度或略小于180，使得摄取范围覆盖触摸显示屏10。第一、第二图像采集装置20、21的壳体的长度与第一、第二图像采集装置20、21所在触摸显示屏10的边长一致，使得第一、第二图像采集装置20、21摄取的范围正好覆盖触摸显示屏10。
本实施方式中，第一、第二图像采集装置20、21均为二维图像采集装置，所摄取的二维图像所在平面与触摸显示屏10垂直。请一并参阅图3a-3c，设该触摸显示屏10的平面与一XY直角坐标系映射，且第一图像采集装置20和第二图像采集装置21分别设置于该直角坐标系的X轴和Y轴上。由于摄像头22的镜片与触摸显示屏10垂直，当有触摸物体进行触摸操作时，位于X轴上的第一图像采集装置20捕捉到包括触摸物体在内的二维图像，触摸物体在触摸屏10上的触摸点位于该二维图像与触摸显示屏10的交线上，该二维图像与触摸显示屏10的交线与Y轴的交点到该触摸点的距离即为触摸点的X坐标值，从而计算处理装置30对位于X轴上的图像采集装置20采集的二维图像进行处理时即可得到如图3a所示的触摸点的X坐标值X1。同理，位于Y轴上的第二图像采集装置21捕捉到包括触摸物体在内的二维图像，触摸物体在触摸屏10上的触摸点位于该二维图像与触摸显示屏10的交线上，该二维图像与触摸显示屏10的交线与X轴的交点到该触摸点的距离即为触摸点的Y坐标值。从而计算处理装置30对该位于Y轴上的第二图像采集装置21采集的二维图像进行处理时即可得到如图3b所示的触摸点的Y坐标值Y1，该计算处理装置30根据X坐标值X1以及Y坐标值Y1得到如图3c所示的该触摸点的坐标值(X1，Y1)。
其中，该第一图像采集装置20和第二图像采集装置21同时采集二维图像可确定一触摸点的位置，该第一图像采集装置20和第二图像采集装置21多次同时采集二维图像可分别获得多个二维图像，从而确定多个触摸点的坐标值，计算处理装置30根据多个触摸点坐标值的变化确定触摸运动轨迹。
其他实施方式中，请一并参阅图4a-4c，第一图像采集装置20和第二图像采集装置21为一维图像采集装置，一维图像采集装置所摄取的一维图像所在平面与触摸显示屏10在同一平面，该一维图像为一条直线，且直线的宽度与第一图像采集装置20或第二图像采集装置21所在的触摸显示屏10边的边长一致。设该触摸显示屏10的平面与一XY直角坐标系映射，且第一图像采集装置20和第二图像采集装置21分别设置于该直角坐标系的X轴和Y轴上。由于摄像头22的镜片与触摸显示屏10垂直，当有触摸物体进行触摸操作时，第一图像采集装置20和第二图像采集装置21采集的一维图像必然包括该触摸物体，触摸点映射为一维图像的一条直线上的点，第一图像采集装置20和第二图像采集装置21捕捉的两幅一维图像分别与X轴和Y轴相交一点，触摸点到一维图像与Y轴交点的距离为该触摸点的X坐标值X1；触摸点到一维图像与X轴交点的距离为该触摸点的Y坐标值Y1，计算处理装置30根据触摸点与X轴和Y轴的距离，来确定触摸点在触摸显示屏10中的二维坐标位置(X1，Y1)。其中，该第一图像采集装置20和第二图像采集装置21同时采集一维图像可确定一触摸点的位置，该第一图像采集装置20和第二图像采集装置21多次同时采集一维图像可分别获得多个一维图像，从而确定多个触摸点的坐标值，计算处理装置30根据多个触摸点坐标值的变化确定触摸运动轨迹。
计算处理装置30还根据开关装置40的操作信号，控制触摸显示屏10、第一图像采集装置20和第二图像采集装置21的开启和关闭。本实施方式中，所述开关装置40为一控制按钮，用户可通过点击开关装置40来开启或关闭触摸显示屏10、第一图像采集装置20和第二图像采集装置21。
上述一种基于图像识别触摸系统，通过将图像采集装置的摄像头镜片与触摸显示屏10所在的平面垂直，且将壳体设置成长条形，扩大沿入射孔24方向环境光的入射范围及遮蔽多余外部光线，提高了触摸识别的准确度。
对于实施例中所阐述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干的变形和改进，这些也应该视为属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于图像识别的触摸系统，包括触摸显示屏和计算处理装置，其特征在于，所述触摸系统还包括：第一、第二图像采集装置，该第一图像采集装置与第二图像采集装置分别设置于触摸显示屏相邻边的边缘；所述第一、第二图像采集装置包括摄像头和壳体，摄像头固定在壳体的内部，所述摄像头的镜片与触摸显示屏所在的平面垂直，摄像头的中心轴线处于触摸显示屏的平面内；所述壳体为长条形；所述计算处理装置根据第一图像采集装置以及第二图像采集装置采集的图像确定触摸点的位置及运动轨迹，并执行对应的功能。
2.如权利要求1所述的触摸系统，其特征在于：所述第一图像采集装置和第二图像采集装置从相互垂直的角度拍摄触摸图像。
3.如权利要求1所述的触摸系统，其特征在于：所述第一、第二图像采集装置均为二维图像采集装置，所摄取的二维图像所在平面与触摸显示屏垂直。
4.如权利要求3所述的触摸系统，其特征在于：所述触摸显示屏与直角坐标系的坐标一一映射，所述第一图像采集装置位于直角坐标系的X轴，第二图像采集装置位于直角坐标系的Y轴，触摸物体在触摸屏上的触摸点位于该二维图像与触摸显示屏的交线上，该二维图像与触摸显示屏的交线与Y轴的交点到该触摸点的距离即为触摸点的X坐标值，该二维图像与触摸显示屏的交线与X轴的交点到该触摸点的距离即为触摸点的Y坐标值。
5.如权利要求1所述的触摸系统，其特征在于：所述第一、第二图像采集装置均为一维图像采集装置，所摄取的一维图像所在平面与触摸显示屏在同一平面。
6.如权利要求5所述的触摸系统，其特征在于：所述触摸显示屏的平面与一XY直角坐标系映射，触摸物体在触摸显示屏上的触摸点映射为一维图像一条直线上的点，一维图像分别与X轴和Y轴相交一点，触摸点到一维图像与Y轴交点的距离为该触摸点的X坐标值；触摸点到一维图像与X轴交点的距离为该触摸点的Y坐标值。
7.如权利要求1所述的触摸系统，其特征在于：所述第一、第二图像采集装置同时采集一维或二维图像可确定一触摸点的坐标，多次同时采集一维或二维图像分别得到多个一维或二维图像，确定多个触摸点的坐标值，计算处理装置根据该多个坐标值的变化确定触摸运动轨迹。
8.如权利要求1所述的触摸系统，其特征在于：第一、第二图像采集装置的壳体的长度与第一、第二图像采集装置所在触摸显示屏的边长一致，使得第一图像采集装置与第二图像采集装置摄取的范围正好覆盖触摸显示屏。
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