CN101976334B

CN101976334B - 一种抗干扰的触摸点识别方法及装置

Info

Publication number: CN101976334B
Application number: CN201010523504.3A
Authority: CN
Inventors: 夏团利; 江志和; 钟杰婷
Original assignee: Vtron Technologies Ltd
Current assignee: Nantong Zhuoxiao Automation Co ltd
Priority date: 2010-10-26
Filing date: 2010-10-26
Publication date: 2014-02-19
Anticipated expiration: 2030-10-26
Also published as: CN101976334A

Abstract

本发明公开了一种抗干扰的触摸点识别方法，包括以下步骤：S1启动摄像头，拍摄触摸图像；S2对触摸图像进行二值化处理；S3根据预设的触摸点面积大小范围，对触摸图像中的非触摸点亮斑进行初步排除；S4通过判断拍摄图像中亮斑与手指椭圆的相似度，确定最终的触摸点；本发本发明还提供一种抗干扰的触摸点识别装置，包括图像拍摄单元、图像预处理单元、相似度判断单元。本发明能有效的识别真正的触摸点，避免了非触摸点干扰造成的误判，如因衣袖或者其他身上的物件碰到触摸面板而造成的误判，同时本发明还具有运算简单、处理速度快等优点。

Description

一种抗干扰的触摸点识别方法及装置

技术领域

本发明涉及图像处理领域，特别涉及一种抗干扰的触摸点识别方法及装置。

背景技术

现有触摸技术中，出现了一种通过摄像头定位的多点触摸装置，通过摄像头拍摄图像，进行图像分析，可以有效快速的识别多个触摸点。

如公开号为CN200810065714.5公开了“多点及物体触摸屏装置及多点触摸的定位方法”，通过触摸面板、红外LED、投影软幕、红外摄像机、投影仪、控制器和计算机执行指令处理器，在透明触摸面板四周安装红外LED，利用收抑内发射原理包络住所有红外光线，当有物体触摸面板时，全反射被破坏，面板后面的红外摄像头捕捉到这一亮点，进行触摸点识别，然后将这个触摸信号送给控制器，确定触摸点。其中，触摸点识别是关键，但是，用户进行操作的时候，通常会将衣袖或者其他身上的物件碰到触摸面板，这时，对拍摄图像进行分析时，就常常会将这些衣袖或者其他身上的物件也当作是触摸点，从而会造成误判。因此，提出一种抗干扰的触摸点识别方法是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供抗干扰的触摸点识别方法及装置。

本发明的目的是通过下述技术方案实现：一种抗干扰的触摸点识别方法，包括以下步骤：

S1启动摄像头，拍摄触摸图像；

S2对触摸图像进行二值化处理；

S3根据预设的触摸点面积大小范围，对触摸图像中的非触摸点亮斑进行初步排除；

S4通过判断拍摄图像中亮斑与手指椭圆的相似度，确定最终的触摸点；

为更好的实现本发明，所述步骤S2与步骤S3之间可以添加步骤：对触摸图像进行去噪处理；具体可以是利用均值滤波器、自适应维纳滤波器、中值滤波器、形态学噪声滤波中的一种或多种进行去噪处理。

其中，所述步骤S2中的图像二值化处理，首先要设定一个灰度阈值，该灰度阈值可采用如下方法获得，通过拍摄有手指触摸时的图像，获取图像中亮斑(即灰度值最高处)的灰度值，与图像中背景(即灰度值最低处)的灰度值，灰度阈值选取在这两个灰度值之间，优选这两个灰度值的中间值。设定灰度阈值后，在图像中，找出灰度值大于灰度阈值的像素，并将其灰度值设置为255；找出灰度值小于或等于灰度阈值的像素，并将其灰度值设置为0。

所述步骤S3中预设的触摸点面积大小范围根据手指大小进行设定。

所述步骤S4中，判断拍摄图像中亮斑与手指椭圆的相似度，可以包括以下两种方法：

方法一，

1)将每个连续的亮斑区域作为一个触摸点区域；

2)对每个触摸点区域求取质心；

3)计算从质心到该触摸点区域边界距离，得出其中最长的距离L1和最短的距离D1；

4)代入公式计算：S1＝π×L1×D1；

5)根据每个触摸点区域包含的像素点数目，计算每个触摸点区域的面积S2；

6)求取步骤4)中S1与步骤5)中S2的比值，即K＝S1/S2；

7)判断K值是否满足在设定范围内，若是，则认为该触摸点区域为触摸点，若否，则认为该触摸点区域不是触摸点。

其中，所述步骤1)包括，对二值化处理后的图像进行边缘提取，即提取亮斑区的边缘；建立形态学结构(例如碟形结构)；通过上述建立的形态学结构对上述提取到的亮斑区边缘进行闭运算；对闭合边缘进行填充；最后，对各个亮斑区进行标记，例如：标记为1、2、3……等，每个亮斑区作为一个触摸点区域。

所述步骤7)中的设定范围优选为：1.3到0.7

方法二，

1)将每个连续的亮斑区域作为一个触摸点区域；

2)根据每个触摸点区域包含的像素点数目，计算每个触摸点区域的面积S3；

3)对每个触摸点区域进行边界提取；

4)统计边界像素点数目，计算边界周长L2；

5)代入公式计算圆形度：C＝(L2)²/S3；

6)判断C值是否满足在设定范围内，若是，则认为该触摸点区域为触摸点，若否，则认为该触摸点区域不是触摸点。

所述步骤6)中的设定范围优选为：4π到4π+3.

上述方法一跟方法二可以只选一种进行判断拍摄图像中亮斑与手指椭圆的相似度，也可以两种方法都采用，即满足两种方法的判断，才确认为触摸点。

本发本发明的另一目的在于提供一种抗干扰的触摸点识别装置，包括

图像拍摄单元，即摄像头，用于拍摄触摸图像；

图像预处理单元，用于将拍摄图像进行二值化处理、通过设定触摸点面积大小范围，对触摸图像中的非触摸点亮斑进行初步排除，还可以进一步包括对拍摄图像进行去噪处理；

相似度判断单元，用于判断拍摄图像中亮斑与手指椭圆的相似度，确定最终的触摸点。

本发明相对现有技术，具有以下优点：

与现有技术相比，本发明能有效的识别真正的触摸点，避免了非触摸点干扰造成的误判，如因衣袖或者其他身上的物件碰到触摸面板而造成的误判，同时本发明还具有运算简单、处理速度快等优点。

附图说明

图1是一种抗干扰的触摸点识别方法流程示意图；

图2是本发明相似度判断方法一的流程示意图；

图3是本发明相似度判断方法二的流程示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

本发明提供一种抗干扰的触摸点识别装置，包括

图像拍摄单元，即摄像头，用于拍摄触摸图像；

如图1所示，本发明一种抗干扰的触摸点识别方法，包括以下步骤：

S1启动摄像头，拍摄触摸图像；

S2对触摸图像进行二值化处理；

所述步骤S3中预设的触摸点面积大小范围根据手指大小进行设定，本实施例中，预设的触摸点面积大小范围设定为：1cm²到16cm²。

参见图2所示，方法一，

1)将每个连续的亮斑区域作为一个触摸点区域；

2)对每个触摸点区域求取质心；

4)代入公式计算：S1＝π×L1×D1；

6)求取步骤4)中S1与步骤5)中S2的比值，即K＝S1/S2；

其中，步骤1)可以通过对二值化处理后的图像进行形态学分析来实现，本实施例中具体为直接调用MATLAB现有的edge函数实现对二值化处理后的图像进行边缘提取，即提取亮斑区的边缘；调用MATLAB现有的strel函数建立形态学结构(本实施例中采用碟形结构)；调用MATLAB现有的imclose函数，通过上述建立的形态学结构对上述提取到的亮斑区边缘进行闭运算；调用MATLAB现有的imfill函数，对闭合边缘进行填充；最后，通过MATLAB现有的label函数对各个亮斑区进行标记，例如：标记为1、2、3……等，每个亮斑区作为一个触摸点区域。

所述步骤2)对每个触摸点区域求取质心，可直接调用MATLAB现有的regionprops函数对步骤1)中的各个触摸点区域求取质心。

所述步骤3)，通过调用MATLAB现有的boundaries函数得到触摸点区域的边界的所有像素坐标，结合步骤2)中得到的触摸点区域的质心坐标，可以求取到质心坐标到触摸点区域边界的各个像素坐标的距离，通过比较分析，能得到其中最长的距离L1和最短的距离D1。

所述步骤4)中，代入公式计算：S1＝π×L1×D1，得到根据图像中得到的距离数据，按照椭圆面积公式计算得到的面积大小。

所述步骤5)中，通过直接调用MATLAB现有的Area描述子，根据各个触摸点区域内包含的像素点数目，求取各个触摸点区域在图像中的实际面积。

所述步骤6)，求取步骤4)中S1与步骤5)中S2的比值，即K＝S1/S2。

所述步骤7)中的设定范围优选为：1.3到0.7，判断K值是否满足在设定范围内，若是，则认为该触摸点区域为触摸点，若否，则认为该触摸点区域不是触摸点。

参见图3所示，方法二，

1)将每个连续的亮斑区域作为一个触摸点区域；

3)对每个触摸点区域进行边界提取；

4)统计边界像素点数目，计算边界周长L2；

5)代入公式计算圆形度：C＝(L2)2/S3；

其中，步骤1)与方法一中的步骤1)相同，步骤2)与方法一中的步骤5)相同。

所述步骤3)可以通过调用MATLAB现有的boundaries函数得到触摸点区域的边界的所有像素坐标。也可以通过自己编写程序，通过设定结构元素对图像进行腐蚀，实现边界的提取。

所述步骤4)中，可以直接统计步骤3)中得到的边界中像素点数目得到边界周长L2。

所述步骤5)，代入公式计算圆形度：C＝(L2)²/S3，其中，椭圆的圆形度是比较接近于圆的，这也是步骤6)进行判断的依据。

所述步骤6)的设定范围优选为：4π到4π+3，判断C值是否满足在设定范围内，若是，则认为该触摸点区域为触摸点，若否，则认为该触摸点区域不是触摸点。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种触摸点识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1启动摄像头，拍摄触摸图像；

S2对触摸图像进行二值化处理；

其中，图像二值化处理包括设定一个灰度阈值，该灰度阈值采用如下方法获得：通过拍摄有手指触摸时的图像，获取图像中亮斑的灰度值，与图像中背景的灰度值，灰度阈值选取在这两个灰度值之间，选择这两个灰度值的中间值，设定灰度阈值后，在图像中，找出灰度值大于灰度阈值的像素，并将其灰度值设置为255；找出灰度值小于或等于灰度阂值的像素，并将其灰度值设置为0；

所述步骤S4中判断拍摄图像中亮斑与手指椭圆的相似度的方法包括以下步骤：

1)将每个连续的亮斑区域作为一个触摸点区域；

2)对每个触摸点区域求取质心；

4)代入公式计算：S1＝π×L1×D1；

5)通过直接调用MATLAB现有的Area描述子，根据各个触摸点区域内包含的像素点数目，求取各个触摸点区域的实际面积S2；

6)求取步骤4)中S1与步骤5)中S2的比值，即K＝S1/S2；

2.根据权利要求1所述的触摸点识别方法，其特征在于，所述步骤S2和S3之间还包括一步骤：对触摸图像进行去噪处理。

3.根据权利要求1所述的触摸点识别方法，其特征在于，所述步骤S3中预设的触摸点面积大小范围根据手指大小进行设定。

4.根据权利要求1所述的触摸点识别方法，其特征在于，所述步骤1)中还包括：对二值化处理后的图像进行边缘提取，所述边缘为亮斑区的边缘；建立形态学结构；通过上述建立的形态学结构对上述提取到的亮斑区边缘进行闭运算；对闭合边缘进行填充；最后，对各个亮斑区进行标记。

5.根据权利要求1所述的触摸点识别方法，其特征在于，所述步骤7)中的设定范围为：1.3到0.7。

6.根据权利要求1所述的触摸点识别方法实现的触摸点识别装置，包括用于拍摄触摸图像的图像拍摄单元，其特征在于，所述装置还包括与图像拍摄单元连接的图像预处理单元，与图像预处理单元连接的相似度判断单元，所述图像预处理单元，用于将拍摄图像进行二值化处理，对触摸图像中的非触摸点亮斑进行初步排除，所述相似度判断单元用于判断拍摄图像中亮斑与手指椭圆的相似度，确定最终的触摸点。

7.根据权利要求6所述的触摸点识别装置，其特征在于，所述图像预处理单元还用于对所拍摄图像进行去噪处理。

8.一种触摸点识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1启动摄像头，拍摄触摸图像；

S2对触摸图像进行二值化处理；

其中，图像二值化处理包括设定一个灰度阈值，该灰度阈值采用如下方法获得：通过拍摄有手指触摸时的图像，获取图像中亮斑的灰度值，与图像中背景的灰度值，灰度阈值选取在这两个灰度值之间，优选这两个灰度值的中间值，设定灰度阈值后，在图像中，找出灰度值大于灰度阈值的像素，并将其灰度值设置为255；找出灰度值小于或等于灰度阈值的像素，并将其灰度值设置为0；

a)将每个连续的亮斑区域作为一个触摸点区域；

b)通过直接调用MATLAB现有的Area描述子，根据各个触摸点区域内包含的像素点数目，求取各个触摸点区域的实际面积S3；

c)对每个触摸点区域进行边界提取；

d)统计边界像素点数目，计算边界周长L2；

e)代入公式计算圆形度：C＝(L2)²/S3；

f)判断C值是否满足在设定范围内，若是，则认为该触摸点区域为触摸点，若否，则认为该触摸点区域不是触摸点。

9.根据权利要求8所述的触摸点识别方法，其特征在于，所述步骤f)中的设定范围为：4π到4π+3。

10.根据权利要求8所述的触摸点识别方法，其特征在于，所述步骤a)中还包括：对二值化处理后的图像进行边缘提取，所述边缘为亮斑区的边缘；建立形态学结构；通过上述建立的形态学结构对上述提取到的亮斑区边缘进行闭运算；对闭合边缘进行填充；最后，对各个亮斑区进行标记。