CN102253753B - 用于触摸传感器数据的运动锁定的运动分量优势度因子 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用可分控制来处理触摸图像的方法和设备以及计算机可读存储介质。具体地，本发明公开了一种图像参差度滤波，其可用来检测诸如水滴或硬币之类的不应存在的对象的存在，并延迟周期性基线调整直到这些对象不再存在为止。否则，将产生不准确的归一化基线传感器输出值。还公开了应用全局基线偏置以迅速地修改传感器偏置值，从而解决诸如快速温度变化之类的条件引起的问题。并非任何触摸区域的一部分的背景像素可用来检测无触摸传感器输出值的变化，并相应地全局修改传感器偏置值。还公开了利用运动优势度比和轴优势置信度值来提高作为手势辨认一部分的锁定优势运动分量的准确度。

Description

用于触摸传感器数据的运动锁定的运动分量优势度因子
本申请是申请日为2009年1月4日、申请号为200910002304.0、发明名称为“用于触摸传感器数据的运动锁定的运动分量优势度因子”的发明专利申请的分案申请。 
对相关申请的交叉引用 
本申请要求2008年1月4日提交的美国临时专利申请No.61/019,222和2008年9月25日提交的美国专利申请No.12/238,342的权益，所述申请全部内容被包括在此以供参考。 
技术领域
本发明涉及用作计算系统的输入设备的触摸传感器面板，更具体地涉及触摸传感器数据的归一化(normalization)和后处理(post-processing)。 
背景技术
目前有很多类型的输入设备可用来在计算系统中执行操作，诸如按钮或键、鼠标、轨迹球、触摸传感器面板、操纵杆、触摸屏等。尤其是触摸屏，由于容易操作和操作的通用性以及其不断下降的价格而变得越来越流行。触摸屏可包括触摸传感器面板，其可以是具有触摸敏感表面的透明(clear)面板。触摸传感器面板可部分地或全部地被放置在显示屏前面，或部分地或全部地被集成在显示屏中，以使得触摸敏感表面的至少一部分覆盖显示屏的可视区域的至少一部分。触摸屏可允许用户通过仅仅由手指或指示笔触摸显示屏而进行选择和移动光标。通常，触摸屏可识别触摸和触摸在显示屏上的位置，并且计 算系统可解释该触摸，然后基于触摸事件而执行动作。 
触摸传感器面板能够检测单点触摸事件或多点触摸事件，在申请人于2007年1月3日提交的名为“Proximity and Multi-Touch Sensor Detection and Demodulation”的共同未决美国申请No.11/649,998中描述了这样的例子，所述申请的全部内容被包括在此以供参考。 
给定相同的触摸量，为了提供来自触摸传感器面板的更均匀的响应，传感器输出值可通过使用偏置值来补偿面板中每个传感器的原始无触摸输出值而被校准或归一化，从而所有的传感器输出值都被归一化为近似相同的值。然后可采用周期性局部基线偏置调整算法来局部地更新传感器偏置值，以解决诸如温度漂移之类的变量带来的问题。但是，当不应存在的(ungrounded)对象——诸如水滴或硬币——位于触摸传感器面板上时，周期性局部基线偏置调整算法可能会生成不准确的归一化结果。而且，诸如温度改变之类的因素可能迅速地使得归一化的传感器输出值偏斜。此外，当处理触摸数据来辨认手势时，可能难以明确地识别并锁定特定的优势运动分量作为辨认特定手势过程中的初始步骤。 
发明内容
本发明涉及图像参差度(jaggedness)滤波，其可用来检测触摸传感器面板上诸如水滴或硬币之类的不应存在的对象的存在，并延迟周期性的局部偏置调整直到这些对象基本消失为止。否则，将产生不准确的归一化传感器输出值。本发明还涉及应用全局基线偏置来迅速将传感器输出值归一化，从而解决诸如快速温度改变之类的情况带来的问题。并非任何触摸区域的一部分的背景像素可用于检测无触摸传感器输出值的变化，并相应地计算全局基线偏置。本发明还涉及应用运动优势度比(dominance ratio)和轴优势(domination)置信度值来提高作为手势辨认一部分的锁定优势运动分量的准确度。 
附图说明
图1A-1C说明根据本发明的实施例的、对触摸传感器面板中的单行像素的示例性周期性局部基线调整。 
图2A说明其触摸表面上具有水滴的示例性触摸传感器面板，以及所导致的具有高空间频率的触摸图像。 
图2B说明根据本发明的一个实施例的、使用图像参差度滤波的示例性流程图。 
图3说明根据本发明的一个实施例的、触摸传感器面板上的示例性触摸图像，该图像示出了全局基线偏置如何能被确定。 
图4A说明根据本发明的实施例的、用于触摸传感器面板中的单行像素(传感器)A-G的示例性周期性全局基线偏置调整值的计算。 
图4B说明根据本发明的一个实施例的、单个传感器的总的偏置值与时间的示例性曲线图，该图包括局部基线偏置的总贡献和全局基线偏置的贡献。 
图4C说明根据本发明的实施例的、实施全局基线偏置算法的示例性流程图或算法。 
图4D说明根据本发明的实施例的、单个传感器的总的偏置值与时间的示例性曲线图，其中全局基线偏置值被逐渐应用到传感器偏置值。 
图5说明根据本发明的实施例的、可由执行固件的处理器来实施的示例性运动分量优势度算法。 
图6说明根据本发明的实施例的、可由执行固件的处理器来实施的用于计算轴优势置信度值的示例性算法。 
图7说明根据本发明的一个实施例的示例性计算系统，其可以与触摸传感器面板一起操作来实现图像参差度滤波、全局基线偏置和运动分量优势度因子。 
图8A说明根据本发明的一个实施例的示例性手机，其可包括触摸传感器面板和计算系统，所述计算系统用于实现图像参差度滤波、全局基线偏置和运动分量优势度因子。 
图8B说明根据本发明的一个实施例的示例性数字媒体播放器， 其可包括触摸传感器面板和计算系统，所述计算系统用于实现图像参差度滤波、全局基线偏置和运动分量优势度因子。 
图8C说明根据本发明的一个实施例的示例性个人计算机，其可包括触摸传感器面板和计算系统，所述计算系统用于实现图像参差度滤波、全局基线偏置和运动分量优势度因子。 
具体实施方式
在下面对优选实施例的描述中参考了附图，其中通过图示来说明可实行本发明的特定实施例。应当理解，可使用其他实施例并且可进行结构改变而不背离本发明的实施例的范围。 
本发明涉及图像参差度滤波，其可用来检测诸如水滴或硬币之类的不应存在的对象的存在，并延迟周期性的局部基线偏置调整，直到这些对象基本消失为止。否则，将产生不准确的归一化传感器输出值。本发明还涉及应用全局基线偏置来迅速修改传感器偏置值，从而解决诸如快速温度改变之类的情况带来的问题。并非任何触摸区域的一部分的背景像素可用于检测无触摸传感器输出值的变化，并相应地计算全局基线偏置。本发明还涉及应用运动优势度比和轴优势置信度值来提高作为手势辨认一部分的锁定优势运动分量的准确度。 
用于基线计算的图像参差度滤波 
为了在相同触摸量时提供来自触摸传感器面板的更均匀的响应，可利用偏置值来校准触摸传感器面板的输出值，以便为面板中每个传感器调整原始的无触摸输出值，从而所有触摸传感器面板输出值被归一化为近似相同的值。但是，即使具有归一化的传感器输出，温度漂移和其他因素可导致传感器输出值发生变化，这将可能使归一化的基线偏斜。为了解决归一化的传感器输出值的这些逐渐变化带来的问题，可采用周期性局部基线偏置调整算法。 
图1A-1C说明根据本发明的实施例的、对触摸传感器面板中的单行像素(传感器)A-G的示例性周期性局部基线调整。虽然没有 示出，应当理解，对触摸传感器面板中的每一行都可进行该周期性局部基线调整。该周期性局部基线偏置调整算法可使各个传感器偏置值递增或递减一个计数或一个单位，或某一小值，以提供对偏置的周期性微调，从而跟踪传感器输出值的温度漂移或其他偏移。 
如图1A所示，为了执行该周期性局部基线偏置调整，在动态调整时间间隔过去之后，对传感器面板进行无触摸扫描，并获得原始传感器输出值108。调整时间间隔通常远大于帧速率(扫描一次整个传感器面板所用的时间)。然后从测得的原始传感器输出值108中减去之前为每个传感器计算的偏置值(参见110-A到110-G)，以归一化传感器输出值。理想地，如图1A所示，所述相减使得所有归一化的传感器输出值等于相同的基线值112。 
但是，如图1B所示，如果由于某个条件的变化——诸如温度增加，使得无触摸测得的原始传感器输出值114中的某些发生偏移，例如，在减去偏置值110-A到110-G之后，某些归一化的传感器输出值可能等于某些不同于基线值112的值，诸如图1B中的值116。根据本发明的实施例，为了调整该偏移，识别所有具有相对于基线112为正和为负的归一化传感器输出值的传感器。(在图1B的例子中，传感器B-E和G的归一化传感器值为正。)对于其归一化的传感器输出值为正的任何传感器，它们相应的偏置值递增P，其中P可以是一个计数，或者小值，或者该正值的百分比。在图1B的例子中，P表示在值116和初始基线112之间的完全差值(full difference)，但是应当理解，如果P表示小于值116和初始基线112之间的完全差值的值，多次周期性局部基线偏置调整可最终实现完全差值。类似地，对于其归一化的传感器输出值为负的任何传感器，它们相应的偏置值递减Q，其中Q可以是一个计数，或者小值，或者该负值的百分比。该算法等待调整周期的持续时间，直到再次扫描面板。 
如图1C所示，在已经调整了传感器B-E和G的传感器偏置值之后，归一化的传感器输出值应当更接近于初始基线112。在图1C的例子中，因为偏置调整值P代表在值116和初始基线112之间的完全差值， 归一化的传感器输出值等于初始基线112。 
尽管采用了上述归一化，在多点触摸传感器面板中，当由相同的不应存在的对象产生两个或多个同时的触摸事件时，某些像素可能产生出错的、错误的、或失真的读数(reading)。在名为“Negative Pixel Compensation”的美国申请No.11/963,578中描述了对这些失真读数(也称为“负像素”)的补偿，该申请的全部内容被包括在此以供参考。为了补偿这些失真的读数，可首先计算预测的负像素值作为可能会失真的像素的指示。可通过将所考虑的特定像素的驱动线(drive line)中的像素的触摸输出值求和、将所考虑的该特定像素的感测线(sense line)中的像素的触摸输出值求和、然后将这两个和值相乘，而计算出任何特定像素的预测的负像素值。然后可将所预测的负像素值的缩放函数加到所测得的像素的触摸输出值上，以补偿假的(artificially)负读数。 
但是，由于物理设计的改变，目前的触摸传感器面板可能比以前的触摸传感器面板具有更大的负像素发生率(incidence)。例如，在轨迹板(trackpad)实施例中，由于可预料的不插电笔记本电脑的频繁使用，这可能使得由不应存在的对象引起的触摸的发生率更高，因此负像素可能出现得更加频繁。因而，对于给定的触摸图像，可能比以前的设计具有更高的负像素和正像素之和。 
触摸传感器面板上的水滴也可作为不应存在的对象而出现。在轨迹板上，用户手指和手掌经常触摸(有时是无意地)面板的地方，可能很容易沾上水滴。因此，如果能够检测到可能存在水滴，则由于可能存在恶化的负像素而优选地拖延任何周期性局部基线偏置调整，直到水滴变干为止。
为了在水滴存在时抑制周期性局部基线偏置调整，可以先采用额外的滤波以检测水滴的存在。为了检测水滴，可使用参差度/不规则度滤波，如名为“Irregular Input Identification”的美国申请No.11/619,490和名为“Multi-touch Input Discrimination”的美国申请No.11/756,211所描述的那样，所述申请全部内容被包括在此以供参考。 这种参差度/不规则度滤波可用来找到具有高空间频率的触摸图像，诸如那些由水滴引起的图像。 
图2A说明其触摸表面上具有水滴202的示例性触摸传感器面板200。在行204中的传感器可产生如曲线图206所示的触摸输出。曲线图206示出，不应存在的水滴202可生成具有高空间频率(触摸图像在空间中具有高出现频率)、所捕获的图像中的某个参差度、以及若干正像素和负像素的原始触摸传感器输出值。虽然图2中没有示出，但是对于触摸传感器面板200中的每行和每列都可获得类似的曲线图。 
图2B说明根据本发明的实施例的、使用图像参差度滤波的示例性流程图。在图2中，可在208获得参差度测量。为了完成该测量，如上所述的参差度/不规则度滤波可应用于所有行和列，以生成对整个图像的参差度测量。在某些实施例中，对所有行和列的参差度测量可被平均并被归一化。可替换地，可使用空间傅立叶变换。 
如果在210发现正负像素的中等(相对均匀的)混合或者正负像素的中等(相对均匀的)混合在特定混合阈值内，并且在212超过了某个参差度阈值，说明存在大量诸如水滴之类的不应存在的对象，然后在214可跳过下一周期性局部基线偏置调整。例如，正负像素的“中等”混合可以被定义为负像素和正像素的百分比在彼此的40％——即30％和70％——以内。所有其他百分比将不被认为是“中等”的。此外，如果参差度测量被归一化到[0，1]之间，其中“0”表示没有参差不齐(没有不应存在的对象)，“1”表示完全参差不齐(许多小的不应存在的对象)，则参差度阈值可以被设置为0.5。 
如果在212没有超过参差度阈值，但是在216正负像素的数量迅速变化(当水滴正在蒸发时可能发生)，则在214也抑制周期性局部基线偏置调整。为了确定正负像素的数量是否正在迅速变化，正负像素之和可通过(数学)低通滤波器(LFP)，其产生自动回归平均。然后，可从平均值中减去瞬时值。如果差值高(大于预定的阈值，诸如瞬时值与计算出的平均值相差大于25％)，则这说明正负像素的数量有大的变化，足以抑制周期性局部基线偏置调整。另一方面，如果在 216正负像素的数量没有迅速变化，则可进行下一周期性局部基线偏置调整，如同在218所安排的一样(包括如果在启动时检测到手指，则抑制初始基线捕获，如同在名为“Periodic Sensor Panel Baseline Adjustment”的美国申请No.11/650,112中所公开的那样，该申请全部内容被包括在此以供参考)。 
如果在210正负像素的混合并非中等(例如比负像素多得多的正像素，或反之亦然)，在222没有超过参差度阈值，并且在216正负像素的混合正在迅速变化，则可在214可抑制周期性局部基线偏置调整。但是，如果在216正负像素的混合没有迅速变化，则可在218执行周期性局部基线偏置调整。 
在足够多的水蒸发之后，可能没有剩余相当数量的负像素，但是可能剩余一些正像素。如果正像素被空间散射，它们仍然可能使得参差度测量大于阈值。注意，参差度算法可能仅仅辨认参差度测量超过了阈值——其并不知道实际的正负像素，因而不能确定几乎没有负像素剩余。因此，如果在210正负像素的混合不是中等的，但是在222超过了参差度阈值，则可在218执行周期性局部基线偏置调整。此外，为了补偿这种效应，自适应算法的递增/递减速率可被加速，从而可更快补偿正像素并减小该效应。 
全局基线偏置 
如上所述，在有些情况下可能优选地延迟周期性局部基线偏置调整，以使得不应存在的触摸不会引起对传感器偏置值的错误调整。此外，对于具有轨迹板的常规键盘，当使用键盘时，无意的触摸事件可能很平常，这代表另一种情况，其中可能优选地保持较慢的适应速率，从而由于逗留(hover)或无意触摸引起的斑块(patch)不会被加入到传感器偏置值中。但是，仍然希望快速地补偿温度或其他全局效应。 
因此，除了上述可使得传感器偏置值逐像素地(局部地)递增修改或变化的周期性局部基线偏置调整算法之外，在本发明的其他实施例中，可将全局基线偏置应用到所有像素的偏置值。全局基线偏置可 用来实现比周期性局部基线偏置调整算法快得多的变化，以补偿大的温度变化或其他全局条件的影响。在某些实施例中，该全局基线偏置的全部量可立即应用到所有像素的偏置值。在其他实施例中，所有像素的偏置值可随时间而逐渐递增或递减(但是与可利用局部基线偏置调整来递增或递减各个像素相比要更加频繁)，直到全局基线偏置的全部量都已应用为止。 
图3说明根据本发明的实施例的触摸传感器面板300的示例性图像，其示出如何确定全局基线偏置值。首先，在某些实施例中，可确定相邻或邻近斑块的联合(参见302和304)。为了确定哪些斑块应当被组合在一起，可利用许多方法，诸如计算斑块的形心(centroid)以及将彼此的形心最靠近的那些像素组合在一起。可基于斑块内的触摸传感器输出值来形成这些斑块的联合。例如，对于任意两个被组合的斑块，这两个斑块内具有大于某个阈值的触摸传感器输出值的所有像素可被认为是所述联合的一部分。可从随后的计算中封闭这些联合区域，从而仅仅保留背景像素306。在其他实施例中，不需要形成联合，并且可从背景像素中仅仅排除斑块本身。 
然后，可计算所有或部分背景像素306的平均值，然后可利用该平均值来全局地修改在触摸传感器面板中所有像素的偏置值。由于背景像素306是无触摸的，因此其无触摸输出值的平均值可提供对由于诸如温度之类的因素引起的像素输出的迅速变化的指示。然后可从当前传感器基线中加上或减去所述平均值或作为该平均值的函数的某个调整值，以计算全局基线偏置值。然后可将该全局基线偏置值加到触摸传感器面板中每个像素的当前偏置值中，以实现对偏置值的全局调整。在某些实施例中，这个全局基线偏置值可被立即应用到每个像素的当前偏置值。在其它的实施例中，当前偏置值可逐渐递增或递减，直到全部的全局基线偏置值都已应用为止。为了使归一化的传感器输出值不会由于算法无意的伪结果——诸如舍入误差的累积——而“失控”(例如变得过大或过小)，全局基线偏置值可选地可随时间衰减到零。 
图4A说明根据本发明的实施例的、用于触摸传感器面板中单行像素(传感器)A-G的示例性周期性全局基线偏置值的计算。虽然没有示出，但是应当理解，对触摸传感器面板中的每一行都可进行该全局基线偏置值的计算。在图4A的例子中，由于诸如温度增加之类的某个条件的变化，当前无触摸(即背景)原始传感器输出值408已经充分地并以相当均匀的方式从之前的无触摸原始传感器输出值420上升。这样，从当前原始传感器输出值408中减去之前的传感器偏置值410-A到410-G，得到远高于初始基线412的归一化的值416，这在触摸检测和解释中可能引起错误。为了对触摸传感器面板中的所有偏置值上执行全局基线偏置调整，首先可计算背景像素的平均值。在图4A的例子中，在422处示出该平均值。接下来，可计算出该平均值和初始基线412之间的差值，作为全局基线偏置值424。然后可将该全局基线偏置值424加到之前的传感器偏置值410-A到410-G上，以产生更新的传感器偏置值，并实现偏置值的全局调整。 
图4B说明根据本发明的实施例的、单个传感器的总的偏置值400与时间的示例性曲线图，其包括局部基线偏置404的总贡献和全局基线偏置402的贡献。在图4B的例子中，在406，偏置值400、全局基线偏置值402、以及局部基线偏置值404的总贡献均从接近零开始，说明该传感器的原始无触摸传感器输出值近似等于所期望的基线值。如果在408检测到温度偏移或其它环境条件，其引起背景像素平均值的迅速增加(例如，在1分钟时间上的变化大于25％)，则所计算的全局基线偏置值402的全部量可立即与传感器偏置值相加，使得总的传感器偏置值400迅速增加到值410，其中值410等于上面描述的背景像素平均值和初始基线之间的差值。然后，在412，全局基线偏置值402可随时间衰减回到零，以确保偏置值不会由于算法无意的伪结果而变得过大或过小。 
但是，如果原始传感器的输出值保持增加，即使全局基线偏置值402衰减回到零，也需要另一种机制来确保总的偏置值会增加。为了实现该目标，当全局基线偏置值402在衰减时，上面描述的局部基线 偏置调整算法可周期性地递增地增加总的偏置值400。虽然局部基线偏置调整算法对总的偏置值400进行的每次增量都很小，但是局部基线偏置值404的总贡献随时间逐渐增加，如图4B中的414所示。 
图4C说明根据本发明的实施例的实施全局基线偏置算法的示例性流程图或算法。 
虽然没有示出，但是如果背景像素的平均值迅速减小，则可以在负方向上对每个像素的总的传感器偏置值进行类似调整。 
图4D说明根据本发明的实施例的、单个传感器的总的偏置值400与时间的示例性曲线图，其中全局基线偏置值被逐渐应用到传感器偏置值。在图4D的例子中，全局基线偏置值402可递增地加到传感器偏置值上，使得总的传感器偏置值400逐渐增加到值410，其中值410等于上面所描述的背景像素平均值和初始基线之间的差值。应当注意，尽管全局基线偏置值被递增地应用，但是递增周期可以远快于上述的局部基线偏置调整。然后，在412，全局基线偏置值402可随时间衰减回到零，以确保偏置值不会由于算法无意的伪结果而变得过大或过小。 
用于运动锁定的运动分量优势度因子 
在对触摸图像的处理中，在捕获触摸图像(例如来自两个手指的触摸图像)、识别并跟踪多次面板扫描之后，可提取运动分量。在两个手指的情况中，运动分量可包括X分量、Y分量、缩放(缩小或放大)分量(两个手指运动向量的点积)和旋转分量(两个手指运动向量的叉积)。所提取的运动分量可提供两种类型的控制。“整体控制(integral control)”在这里被定义为提供所有四个自由度(一次控制所有轴的能力)。而“可分控制(separable control)”较为有限，其分离下列运动：(1)X-Y作为整体而滚动，(2)缩放，或者(3)旋转(即，一个轴)。 
图5说明根据本发明的实施例的、可由执行固件的处理器来实施的示例性运动分量优势度算法500。在502捕获多个触摸图像之后，可 在504提取运动分量，诸如x向速度(Vx)、y向速度(Vy)、旋转速度(Vr)和缩放速度(Vs)。为了实现可分控制，本发明的实施例可锁定具有显著运动的第一分量(轴)，并忽略其它分量。例如，如果首先检测到显著的X-Y滚动，随后检测到的缩放运动可被忽略，直到手指提起(liftoff)为止。为了锁定具有显著运动的第一分量，在506可将低通滤波器(LPF)应用于计算出的所提取的运动分量的速度，以计算： 
平滑平移速度＝(LPF(Vx)2+LPF(Vy)2)0.5
平滑旋转速度＝LPF(Vr) 
平滑缩放速度＝LPF(Vs) 
注意，平滑平移速度值包括Vx和Vy，因为希望将滚动作为一个整体来锁定，而不仅仅是锁定X和Y分量。在这三个值中，可使用优势的(最大的)计算速度，而其它值可被忽略(变成零或者被削减)。 
但是，在实际中可能难以正确地锁定，因为例如滚动运动一开始可能看起来像旋转运动，反之亦然。因此，在本发明的实施例中，上述的这三个原始值可结合两个新的参数——scale_dominance_ratio(缩放优势度比，SDR)和rotate_dominance_ratio(旋转优势度比，RDR)——一起使用，SDR和RDR可用来对各个运动分量施加权重并为运动设置平衡点，从而可更准确地锁定特定分量。在508识别了各手指接触之后可设定SDR值和RDR值。在510计算的SDR值和RDR值可以是基于所检测的接触被识别为除拇指之外的手指和/或拇指。例如，如果检测到拇指，则与平移或滚动操作相比，用户更可能正在使用拇指和除拇指之外的手指来执行缩放(缩小或放大)或旋转操作，因而，SDR值和RDR值可被设置为高值(例如2.5)，以使得平滑缩放速度(Smooth_scale_speed)值或平滑旋转速度(Smooth_rotate_speed)值与平滑平移速度(Smooth_translation_speed)值相比占优势。 
但是，如果不是检测到拇指，而是检测到两个或更多个除拇指之外的手指，则与缩放或旋转操作相比，用户更可能正在使用两个除拇指之外的手指来执行平移或滚动操作，因而，SDR值和RDR值可被设置为较低的值以保证平滑平移速度值占优势。除拇指之外的多个手指的SDR值还可以是所述手指的水平间隔的函数，因为当所述除拇指之外的手指彼此靠近时，用户更可能正在执行平移或滚动操作，而当所述除拇指之外的手指具有较大间隔时，用户更可能正在执行两个手指缩放操作。因而，例如，如果所述手指间隔在0到3厘米之间，则SDR可被设置为0.25，如果所述手指间隔在3到6厘米之间，则SDR可在0.25到1.25之间变化，如果所述手指间隔大于6厘米，则SDR可被设置为1.25。 
在另外的实施例中，在两个除拇指之外的手指从上到下的平移过程中，由于用户的所述手指在平移期间有靠近的趋势，因此SDR可能存在例外。所述除拇指之外的手指在平移期间朝向彼此的移动不应当被认为是缩放操作。为了防止该情况，如果检测到向下平移伴随尺度收缩，则即使所述两个手指的间距高，也可将所述SDR值保持在0.25。 
在510计算出SDR值和RDR值之后，在512、514、516和518实施以下伪码： 
变量：scale_dominance_ratio(SDR)，rotate_dominance_ratio(RDR) 
如果(smooth_translation_speed＞SDR x smooth_scale_speed)，则 
削减缩放(Vx→通过，Vs→0) 
维持滚动；                                                 (A) 
如果(smooth_translation_speed＞RDR x smooth_rotate_speed)，则 
削减旋转(Vx→通过，Vr→0) 
维持滚动。                                                 (B) 
在其它的实施例中，接触的移动以及接触识别并不能明确地确定要锁定哪个运动分量，这时，可延迟锁定特定运动分量，直到发生了 足够的运动以进行更准确的确定为止。为了将其实现，可计算轴优势置信度(axis_domination_confidence)值来表示要锁定的运动分量的不明确性。 
图6说明根据本发明的实施例的可由执行固件的处理器来实施的用于计算轴优势置信度值的示例性算法600。如果在602平滑平移速度＜(平滑缩放速度+平滑旋转速度)，则在604： 
轴优势置信度＝1-平滑平移速度/(平滑缩放速度+平滑旋转速度)， 
否则，在606： 
轴优势置信度＝1-(平滑缩放速度+平滑旋转速度)/平滑平移速度。 
如上计算出的轴优势置信度值可被归一化到[0，1]之间，其中接近1的值表示纯粹的平移(从而在锁定X-Y运动分量时具有高的置信度)，接近0的值表示平移量约等于缩放和旋转量(从而在锁定任何运动分量时都具有低的置信度)。 
在计算出轴优势置信度值之后，在一个实施例中，在608，将对运动分量的锁定决定延迟与所述轴优势置信度值的倒数成比例的量。因而，如果置信度值高，说明置信度高，则可能只有很小的延迟或没有延迟。但似乎，如果置信度值低，说明置信度低，则可能延迟锁定决定以使得运动分量变得较为明确。 
在另一个实施例中，在610，轴优势置信度值(或该值的平方)可乘以任何未被削减的运动分量(参见，例如上面的等式(A)和(B))。这具有减慢最终的手势决定的效果。例如，如果轴优势置信度值为1并乘以未被削减的运动分量，则将锁定该运动并将其迅速整合到手势检测算法中。但是，如果尚未锁定运动分量，并且正在整合运动而优势运动分量介乎于两者之间，则当运动分量乘以低的轴优势置信度值时，可使运动减速并延伸整合周期。这可延迟触发对于哪些运动分量要通过和哪些运动分量要被削减的决定，以及最终的手势识别。在该延迟期间，运动可变得更加明确。一旦锁定，就不再需要应用轴优势 置信度值。 
可以例如利用在名为“Double-Sided Touch Sensitive Panel and Flex Circuit Bonding”的美国申请No.11/650,049中所描述的类型的触摸传感器面板来实施上面描述的本发明的实施例。例如，可利用在名为“Proximity and Multi-Touch Sensor Detection and Demodulation”的美国申请No.11/649,998中所描述的类型的感测通道来检测触摸和逗留事件。所导致的触摸图像可被进一步处理，以确定触摸事件的位置、手指接触的识别和手势的识别，如同在例如名为“Identifying Contacts on a Touch Surface”的美国申请No.11/428,522、名为“Multi-touch Input Discrimination”的美国申请No.11/756,211和名为“Gestures for Touch Sensitive Input Devices”的美国申请No.10/903,964中所描述的一样。本段中涉及的所有前述申请的全部内容都被包括在此以供参考。 
图7说明可包括上述本发明的实施例中的一个或多个的示例性计算系统700。计算系统700可包括一个或多个面板处理器702和外围设备704，以及面板子系统706。外围设备704可包括但不限于随机存取存储器(RAM)或其它类型的存储器或存储装置、看门狗计时器，等等。面板子系统706可包括但不限于一个或多个感测通道708、通道扫描逻辑710和驱动器逻辑714。通道扫描逻辑710可访问RAM 712、自发地从感测通道读取数据，并提供对感测通道的控制。此外，通道扫描逻辑710可控制驱动器逻辑714以生成具有各种频率和相位的激励信号716，该激励信号可以以电荷泵715设定的电压选择性地施加到触摸传感器面板724的驱动线。在某些实施例中，面板子系统706、面板处理器702和外围设备704可被集成到单个专用集成电路(ASIC)中。 
触摸传感器面板724可包括具有多条驱动线和多条感测线的电容性感测介质，不过也可使用其它感测介质。驱动线和感测线的每个交叉、邻接、或接近邻接可代表电容性感测节点，并可被视为图像元素(像素)726，这在触摸传感器面板724被视为捕获触摸“图像”时可能特别有用。(换而言之，在面板子系统706确定了是否在触摸传感器 面板中的每个触摸传感器处检测到了触摸事件之后，在多点触摸面板中发生了触摸事件的触摸传感器的图案可被视为触摸“图像”(例如，手指触摸面板的图案)。)触摸传感器面板724的每条感测线可驱动面板子系统706中的感测通道708(这里也称为事件检测和解调电路)。 
计算系统700还可包括用于接收来自面板处理器702的输出并基于所述输出执行动作的主处理器728，所执行的动作可包括但不限于：移动诸如光标或指针之类的对象、滚动或摇动、调整控制设置、打开文件或文档、观看菜单、进行选择、执行指令、操作耦接到主设备的外围设备、应答电话、拨出电话、结束电话、改变音量或音频设置、存储诸如地址、常用号码、已接电话、未接电话之类的与电话通信有关的信息、登录计算机或计算机网络、允许对计算机或计算机网络限制区域的经授权的个体访问、加载与用户优选的计算机桌面设置相关联的用户概况、允许对网络内容的访问、运行特定程序、和/或加密或解码消息，等等。主处理器728还可执行可能与面板处理无关的附加功能，并且能够耦接到程序存储器732和用于向设备用户提供UI的显示设备730——诸如LCD显示器。当显示设备730部分或整个地位于触摸传感器面板下、或部分或整个地与触摸传感器面板集成时，显示设备730与触摸传感器面板724一起可形成触摸屏718。 
注意，一个或多个上述功能可由存储在存储器(例如图7中的外围设备704之一)中的固件来完成并由面板处理器702来执行，或者可存储在程序存储器732中并由主处理器728来执行。所述固件还可被存储在任何由指令执行系统、设备或装置来使用或与其结合使用的计算机可读存储介质中，和/或在所述计算机可读存储介质中被传送，所述指令执行系统、设备或装置诸如是基于计算机的系统、包含处理器的系统、或其他能够从指令执行系统、设备或装置中取出指令并执行指令的系统。在本文的情况下，“计算机可读存储介质”可以是能够包含或存储供指令执行系统、设备或装置使用或与其结合使用的程序的任何存储介质。计算机可读存储介质可包括但不限于：电、磁、光、电磁、红外或半导体系统、设备或装置，便携式计算机盘(磁)，随机 存取存储器(RAM)(磁)，只读存储器(ROM)(磁)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)(磁)，诸如CD、CD-R、CD-RW、DVD、DVD-R或DVD-RW之类的便携式光盘，或诸如紧凑型闪存卡、安全数字卡、USB存储装置、记忆棒之类的闪速存储器，等等。 
所述固件还可在任何传送介质中传播，以供指令执行系统、设备或装置使用或与其结合使用，所述指令执行系统、设备或装置诸如是基于计算机的系统、包含处理器的系统、或其他能够从指令执行系统、设备或装置中取出指令并执行指令的系统。在本文的情况下，“传送介质”可以是能够通信、传播或传送由指令执行系统、设备或装置使用或与其结合使用的程序的任何介质。所述传送可读介质包括但不限于电、磁、光、电磁或红外的有线或无线传播介质。 
图8A说明根据本发明的实施例的示例性手机836，其可包括触摸传感器面板824和计算系统842，所述计算系统842用于实现上面描述的图像参差度滤波、全局基线偏置和运动分量优势度因子。 
图8B说明根据本发明的实施例的示例性数字媒体播放器840，其可包括触摸传感器面板824和计算系统842，所述计算系统842用于实现上面描述的图像参差度滤波、全局基线偏置和运动分量优势度因子。 
图8C说明根据本发明的实施例的示例性个人计算机844，其可包括触摸传感器面板(轨迹板)824和计算系统842，所述计算系统842用于实现上面描述的图像参差度滤波、全局基线偏置和运动分量优势度因子。图8A、8B和8C的手机、媒体播放器和个人计算机可有利地受益于上面描述的图像参差度滤波、全局基线偏置、和运动分量优势度因子，因为实施这些特征可改进触摸传感器面板的归一化输出和手势辨认。 
虽然已经参考附图完全地描述了本发明的实施例，但是应当注意，各种变化和修改对于本领域技术人员将是显而易见的。这样的变化和修改应当被理解为被包括在由所附权利要求限定的本发明实施例的范围之内。 

Claims (38)

1.一种延迟触摸传感器面板上的传感器输出的周期性基线调整直到从所述触摸传感器面板中基本消除了具有高空间频率的对象为止的方法，所述方法包括：
基于所述触摸传感器输出，计算所述触摸传感器输出的参差度测量；以及
至少部分地基于所述参差度测量来延迟或执行所述传感器输出的周期性基线调整。
2.如权利要求1所述的方法，还包括：
如果所述参差度测量超过了第一预定阈值，则延迟所述传感器输出的周期性基线调整。
3.如权利要求1所述的方法，还包括：
如果正负像素混合在第二预定阈值内并且如果所述参差度测量超过了第一预定阈值，则延迟所述传感器输出的周期性基线调整。
4.如权利要求1所述的方法，还包括：
尽管所述参差度测量没有超过第一预定阈值，但是如果正负像素混合在第二预定阈值内，并且正负像素的数量比第三预定阈值变化地更快，则延迟所述传感器输出的周期性基线调整。
5.如权利要求1所述的方法，还包括：
尽管所述参差度测量没有超过第一预定阈值并且尽管正负像素混合在第二预定阈值之外，如果正负像素的数量比第三预定阈值变化地更快，则延迟所述传感器输出的周期性基线调整。
6.如权利要求1所述的方法，还包括：
如果所述参差度测量没有超过第一预定阈值，则执行所述传感器输出的周期性基线调整。
7.如权利要求1所述的方法，还包括：
尽管所述参差度测量超过了第一预定阈值，但是如果正负像素混合在第二预定阈值之外，则执行所述传感器输出的周期性基线调整。
8.如权利要求1所述的方法，还包括：
如果正负像素混合在第二预定阈值之外，如果所述参差度测量没有超过第一预定阈值，并且正负像素的数量不比第三预定阈值变化地更快，则执行所述传感器输出的周期性基线调整。
9.如权利要求1所述的方法，还包括：
尽管正负像素混合在第二预定阈值内，如果所述参差度测量没有超过第一预定阈值，并且正负像素的数量不比第三预定阈值变化地更快，则执行所述传感器输出的周期性基线调整。
10.如权利要求1所述的方法，还包括：
通过为所述触摸传感器面板中的所有驱动线和感测线计算参差度值并计算所述参差度值的平均值来计算参差度测量。
11.如权利要求4所述的方法，还包括：
通过使所述正负像素之和通过低通滤波器(LPF)来产生自动回归平均，并且比较瞬时正负像素值和所述自动回归平均，来确定正负像素的数量是否比第三预定阈值变化地更快。
12.一种延迟触摸传感器面板上的传感器输出的周期性基线调整直到从所述触摸传感器面板中基本消除了具有高空间频率的对象为止的设备，所述设备包括：
用于基于所述触摸传感器输出来计算所述触摸传感器输出的参差度测量的装置；以及
用于至少部分地基于所述参差度测量来延迟或执行所述传感器输出的周期性基线调整的装置。
13.如权利要求12所述的设备，还包括：
用于如果所述参差度测量超过了第一预定阈值，则延迟所述传感器输出的周期性基线调整的装置。
14.如权利要求12所述的设备，还包括：
用于如果正负像素混合在第二预定阈值内并且如果所述参差度测量超过了第一预定阈值，则延迟所述传感器输出的周期性基线调整的装置。
15.如权利要求12所述的设备，还包括：
用于尽管所述参差度测量没有超过第一预定阈值，但是如果正负像素混合在第二预定阈值内，并且正负像素的数量比第三预定阈值变化地更快，则延迟所述传感器输出的周期性基线调整的装置。
16.如权利要求12所述的设备，还包括：
用于尽管所述参差度测量没有超过第一预定阈值并且尽管正负像素混合在第二预定阈值之外，如果正负像素的数量比第三预定阈值变化地更快，则延迟所述传感器输出的周期性基线调整的装置。
17.如权利要求12所述的设备，还包括：
用于如果所述参差度测量没有超过第一预定阈值，则执行所述传感器输出的周期性基线调整的装置。
18.如权利要求12所述的设备，还包括：
用于尽管所述参差度测量超过了第一预定阈值，但是如果正负像素混合在第二预定阈值之外，则执行所述传感器输出的周期性基线调整的装置。
19.如权利要求12所述的设备，还包括：
用于如果正负像素混合在第二预定阈值之外，如果所述参差度测量没有超过第一预定阈值，并且正负像素的数量不比第三预定阈值变化地更快，则执行所述传感器输出的周期性基线调整的装置。
20.如权利要求12所述的设备，还包括：
用于尽管正负像素混合在第二预定阈值内，如果所述参差度测量没有超过第一预定阈值，并且正负像素的数量不比第三预定阈值变化地更快，则执行所述传感器输出的周期性基线调整的装置。
21.如权利要求12所述的设备，还包括：
用于通过为所述触摸传感器面板中的所有驱动线和感测线计算参差度值并计算所述参差度值的平均值来计算参差度测量的装置。
22.如权利要求15所述的设备，还包括：
用于通过使所述正负像素之和通过低通滤波器(LPF)来产生自动回归平均，并且比较瞬时正负像素值和所述自动回归平均，来确定正负像素的数量是否比第三预定阈值变化地更快的装置。
23.一种延迟触摸传感器面板上的传感器输出的周期性基线调整直到从所述触摸传感器面板中基本消除了具有高空间频率的对象为止的方法，所述方法包括：
基于所获得的触摸图像中的触摸传感器输出，确定所述所获得的触摸图像的空间频率的程度；以及
至少部分地基于所述空间频率的程度来延迟或执行所述传感器输出的周期性基线调整。
24.如权利要求23所述的方法，还包括：
通过为所述触摸传感器输出计算参差度测量来确定所述空间频率的程度。
25.如权利要求24所述的方法，还包括：
如果所述参差度测量超过第一预定阈值，则延迟所述传感器输出的周期性基线调整。
26.如权利要求24所述的方法，还包括：
如果正负像素混合在第二预定阈值内并且所述参差度测量超过第一预定阈值，则延迟所述传感器输出的周期性基线调整。
27.如权利要求24所述的方法，还包括：
尽管所述参差度测量没有超过第一预定阈值，但是如果正负像素混合在第二预定阈值内，并且正负像素的数量比第三预定阈值变化地更快，则延迟所述传感器输出的周期性基线调整。
28.如权利要求24所述的方法，还包括：
尽管所述参差度测量没有超过第一预定阈值，并且尽管正负像素混合在第二预定阈值之外，但是如果正负像素的数量比第三预定阈值变化地更快，则延迟所述传感器输出的周期性基线调整。
29.如权利要求24所述的方法，还包括：
如果所述参差度测量没有超过第一预定阈值，则执行所述传感器输出的周期性基线调整。
30.如权利要求24所述的方法，还包括：
尽管所述参差度测量超过了第一预定阈值，但是如果正负像素混合在第二预定阈值之外，则执行所述传感器输出的周期性基线调整。
31.一种延迟触摸传感器面板上的传感器输出的周期性基线调整直到从所述触摸传感器面板中基本消除了具有高空间频率的对象为止的设备，所述设备包括：
用于基于所获得的触摸图像中的触摸传感器输出来确定所述所获得的触摸图像的空间频率的程度的装置；以及
用于至少部分地基于所述空间频率的程度来延迟或执行所述传感器输出的周期性基线调整的装置。
32.如权利要求31所述的设备，还包括：
用于通过计算所述触摸传感器输出的参差度测量来确定所述空间频率的程度的装置。
33.如权利要求32所述的设备，还包括：
用于如果所述参差度测量超过第一预定阈值，则延迟所述传感器输出的周期性基线调整的装置。
34.如权利要求32所述的设备，还包括：
用于如果正负像素混合在第二预定阈值内并且所述参差度测量超过第一预定阈值，则延迟所述传感器输出的周期性基线调整的装置。
35.如权利要求32所述的设备，还包括：
用于尽管所述参差度测量没有超过第一预定阈值，但是如果正负像素混合在第二预定阈值内，并且正负像素的数量比第三预定阈值变化地更快，则延迟所述传感器输出的周期性基线调整的装置。
36.如权利要求32所述的设备，还包括：
用于尽管所述参差度测量没有超过第一预定阈值，并且尽管正负像素混合在第二预定阈值之外，但是如果正负像素的数量比第三预定阈值变化地更快，则延迟所述传感器输出的周期性基线调整的装置。
37.如权利要求32所述的设备，还包括：
用于如果所述参差度测量没有超过第一预定阈值，则执行所述传感器输出的周期性基线调整的装置。
38.如权利要求32所述的设备，还包括：
用于尽管所述参差度测量超过了第一预定阈值，但是如果正负像素混合在第二预定阈值之外，则执行所述传感器输出的周期性基线调整的装置。
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