CN102722285A - 触摸检测装置检测数据中的形变噪声的消除方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于触控技术领域，提供了一种触摸检测装置检测数据中的形变噪声消除方法，包括：步骤A，对属于同一组的触摸检测节点进行同步采样并保存采样数据；步骤B，将各采样数据分别与各自的基准参照值比对计算出差值数据作为检测数据替换原采样数据；步骤C，根据检测数据确定被触摸区域之外各触摸检测节点的形变量，再拟合出被触摸区域之内各触摸检测节点的形变量；步骤D，从所有触摸检测节点的检测数据中减去各自对应的形变量，得到消除形变噪声后的检测数据。本发明首先根据检测数据确定被触摸区域之外的各节点的形变量，然后根据此形变量进一步拟合出被触摸区域之内的各节点的形变量，最终从检测数据中消除各个触摸检测节点的形变量。

Description

触摸检测装置检测数据中的形变噪声的消除方法及系统

技术领域

本发明属于触控技术领域，尤其涉及一种触摸检测装置检测数据中的形变噪声的消除方法及系统。

背景技术

触摸检测装置包括有触摸按键、触摸面板、触摸屏等等多种应用形式，具体又包括红外式、电阻式、超声式、电感式、电容式等多种不同的触摸检测方式。在一个典型的触摸检测装置中，触摸控制器连接到触摸传感器，对传感器进行触摸检测数据采集，然后对检测数据进行处理以判断触摸点的坐标位置，具体如图1所示。

对触摸传感器的采样通常是对其上的各检测节点以扫描方式进行的。例如，对一个电容式多点触摸屏而言，检测节点就是纵横分布在触摸屏表面形成矩阵形式的多个投射式电容节点；对一组触摸按键而言，检测节点就是对应各个触摸按键位置的传感器。在每一个检测采样周期，触摸控制器通过分组或逐个获取的方式可以得到所需的采样数据矩阵。图2示出了一个分布有M*N个检测节点的触摸检测装置在一个采样周期中获得的采样数据矩阵。除了单个触摸按键的情况，对于大部分触摸检测装置的实际应用，都是N+M≥3。由于触摸控制器的硬件资源和处理能力有所限制，获得这M*N个采样数据一般需要分组进行扫描才能达到足够的刷新速度。这个分组可能是按照若干行或若干列或某些区域节点的组合。一个比较典型的例子就是逐行分组采样得到采样数据S_ij：

第一行：S₁₁，S₁₂，S₁₃…S_1j…S_1n

第二行：S₂₁，S₂₂，S₂₃…S_2j…S_1n

第i行：S_i1，S_i2，S_i3…S_ij…S_in

第m行：S_m1，S_m2，S_m3…S_ij…S_mn

按照一般的触摸检测原理，触摸检测装置在无触摸状态下进行检测采样得到基准参照数据值R_ij保存在存储器里，如图3所示，然后将新的采样S_ij数据与基准参照值R_ij进行对比计算出检测数据D_ij，具体来说就是计算出他们的差值，具体过程见图4A和图4B：

D_ij＝S_ij-R_ij(其中i＝1，2，…m；j＝1，2，…n)

因此，每一个采样扫描周期的采样数据都可以计算出一组对应的差值数据矩阵，它们作为触摸检测数据用于进行下一步处理——判断触摸事件的发生或者计算出触摸点的坐标位置或运动轨迹等等。具体的计算方法有门限计算法、分水岭方法或重心计算方法等等，无论何种方法，最后都是将检测数据矩阵与某个预定的阈值或阈值函数进行比较，从而判断触摸事件是否发生以及检测到的触摸点的位置坐标是否有效，等等。

从上面的介绍可知，触摸检测结果的可靠性、稳定性和分辨率取决于触摸检测数据的精度和稳定度。如果在采样数据S_ij里面包含了噪声或误差，这个同样的噪声或误差就会传递到检测数据D_ij里面去，进而使后续的计算得出有误差的结果。

但是，无论何种应用形式和检测方式的触摸检测装置，在实际使用当中都会遇到干扰。很多时候，干扰会给触摸检测数据带来较大的误差，影响到触摸检测结果的稳定性和分辨率，严重时甚至会使触摸检测装置得出误触摸以及触摸失控的检测结果。

以当前流行的电容式触摸屏为例，当有触摸动作时，不仅被触摸的节点会有形变，周围的节点也会产生形变，最终导致以被触摸节点为中心的区域都会有形变。这种形变引起的噪声会对检测数据D_ij带来干扰，尤其是在触摸压力较重的情况下干扰更严重，很容易出现误检测。更复杂的是该区域中的各个节点的形变程度不同，越靠近被触摸节点形变量越大，因此该区域内各个节点的形变噪声并不一致，而目前的降噪处理方法中缺乏针对此种触摸屏形变噪声的行之有效的手段。

发明内容

本发明实施例所要解决的第一个技术问题在于提供一种触摸检测装置检测数据中的形变噪声的消除方法，旨在消除触摸屏的形变对检测数据的影响。

本发明实施例提供了一种触摸检测装置检测数据中的形变噪声消除方法，将整个触摸检测装置中的所有触摸检测节点划分成若干组(如每行一组，或每列一组，或若干行列的组合)，对每组检测节点进行同步采样，并按照以下步骤进行处理：

步骤A，对属于同一组的触摸检测节点进行同步采样并保存采样数据；

步骤B，将各采样数据分别与各自的基准参照值比对计算出差值数据，作为检测数据替换原采样数据；

步骤C，根据所述检测数据确定被触摸区域以及被触摸区域之外各触摸检测节点的形变量，再根据被触摸区域之外各触摸检测节点的形变情况拟合出被触摸区域之内各触摸检测节点的形变量；

步骤D，从所有触摸检测节点的检测数据中减去各自对应的形变量，得到消除形变噪声后的检测数据。

本发明实施例还提供了一种触摸检测装置检测数据中的形变噪声消除系统，所述触摸检测装置的触摸检测节点分为一个或多个组，所述系统包括：

采样单元，用于对属于同一组的触摸检测节点进行同步采样并保存采样数据；

差值计算单元，用于将所述采样单元采样到的各采样数据分别与各自的基准参照值比对计算出差值数据，替换原采样数据；

形变噪声计算单元，用于对所述差值计算单元替换得到的检测数据确定被触摸区域以及被触摸区域之外各触摸检测节点的形变量，再根据被触摸区域之外各触摸检测节点的形变情况拟合出被触摸区域之内各触摸检测节点的形变量；

噪声滤除单元，用于将所述差值计算单元计算得到的检测数据分别减去所述形变噪声计算单元得到的形变量，得到消除形变噪声后的检测数据。

本发明实施例还提供了一种触摸终端，包括一触摸检测装置，所述触摸检测装置包括一触摸传感器单元、与触摸传感器单元连接的触摸控制器单元；所述触摸控制器单元包含如上所述的形变噪声消除系统。

本发明实施例中，将整个触摸检测装置中的所有触摸检测节点分成若干组(如每行一组，或每列一组，或若干行列的组合)，对每组检测点进行同步采样得到检测数据。首先根据检测数据确定被触摸区域之外的触摸检测节点的形变量，然后根据此形变量进一步拟合出被触摸区域之内的触摸检测节点的形变量，最终从检测数据中消除各个触摸检测节点的形变量。

附图说明

图1是触摸检测装置的典型应用示意图；

图2是触摸检测采样数据矩阵示意图；

图3是触摸检测基准数据矩阵示意图；

图4A是根据图2示出的检测采样值和图3示出的基准值计算差值的示意图；

图4B是图4A计算得到的触摸检测差值数据矩阵示意图；

图5是现有技术提供的触摸终端的结构图，驱动电极与感应电极不在同一层；

图6是本发明实施例提供的触摸检测装置检测数据中的形变噪声消除方法的实现流程图；

图7是本发明实施例提供的触摸检测装置的检测数据示例图表；

图8是图7中第6行前20个检测数据的变化图；

图9、图10分别是图7中第12列和第5列前20个检测数据的变化趋势图；

图11、图12分别是对图7中第12列和5列前20个检测数据进行差分计算得到的差分量的变化图。

图13是本发明实施例提供的触摸检测装置检测数据中的形变噪声消除系统的结构原理图；

图14是本发明实施例提供的触摸终端的硬件结构图；

图15是本发明提供的图13中形变噪声计算单元的一种结构原理图；

图16是图15中被触摸区域确定模块的结构原理图；

图17是本发明提供的图13中形变噪声计算单元的另一种结构原理图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例中，将触摸检测节点分成若干组(如每行一组，或每列一组，或若干行列的组合)，对每组进行同步采样，以确保对每组采样数据影响的形变量因素来源于同一触摸动作。然后先后确定被触摸区域之外和之内的各触摸检测节点的形变量，最终消除形变对触摸检测装置的影响。

为了在采样数据中捕捉到一致的形变噪声影响，就必须进行同步采样，但是对于触摸检测节点比较多的触摸检测系统，由于触摸控制器的硬件资源或处理能力的局限，不可能对所有的检测节点进行同步采样，而适当地进行分组采样和处理正好就可以解决这个矛盾。从结构上讲，被安排在同一组的触摸检测节点它们的空间位置上应该是挨近一起的。对于当前流行的采用“驱动电极+感应电极”模式的电容式多点触摸检测装置而言，上面所述的触摸检测节点分组是以触摸传感器中驱动电极为基本单位进行安排的，很容易实现同步采样。对于其它模式的触摸检测装置，其检测电路的配置务必使安排在同一组中的触摸检测节点可以进行同步采样。对于有些应用场合，总的触摸检测节点数比较少，这时就可以只有一个组。(尽管本发明原理上适用于最少两个触摸检测节点的应用，但是较多的触摸检测节点数量有助于获得更为明显的降噪效果。)

基于上述原理，本发明实施例提供的触摸检测装置的检测数据降噪处理的逻辑实现如图7所示，该逻辑包含两个层次：采样层和噪声滤除层。其中采样层以并行同步的方式进行采样，这一层负责同时获取同一组内的所有检测通道的原始采样数据并参照基准对他们进行修正。噪声滤除层对每组采样数据进行统计分析，滤除噪声成分，得到降噪后的检测数据。

图6示出了本发明实施例提供的触摸检测装置的检测数据降噪处理方法的实现流程，详述如下：

在步骤A中，对属于同一组的触摸检测节点进行同步采样并保存采样数据。

举例说明，一个其传感器具有10行感应电极、15列驱动电极的触摸检测装置，其触摸检测节点数为10*15＝150个，共有150个采样数据：

S₁₁，S₁₂，S₁₃，…，S₁₁₄，S₁₁₅；

S₂₁，S₂₂，S₂₃，…，S₂₁₄，S₂₁₅；

S₁₀₁，S₁₀₂，S₁₀₃，…，S₁₀₁₄，S₁₀₁₅；

其中S_ij表示第i行第j列对应触摸检测节点上的采样数据，例如，S₂₁₄表示的是第2行第14列这个检测节点上的采样数据。

依照每列驱动电极上的触摸检测节点分组，第1组采样数据包含被第1条驱动电极同时驱动的分布在第1-10行感应电极上对应的触摸检测节点上的10个采样数据：S₁₁，S₂₁，…，S₁₀₁；第2组采样数据包含被第2条驱动电极同时驱动的分布在第1-10行感应电极上对应的触摸检测节点上的10个采样数据：S₁₂，S₂₂，…，S₁₀₂；以此类推，第15组采样数据包含被第15条驱动电极同时驱动的分布在第1-10行感应电极上对应的触摸检测节点上的10个采样数据：S₁₁₅，S₂₁₅，…，S₁₀₁₅。

本领域技术人员很容易理解，在实际实施中，由于传感器的走线等结构因素或者触摸控制器的引脚连接方式因素，驱动电极与感应电极的排列方式可以有不同的组合变化，特别是在空间位置方面的变化，因此还可以演变出不同顺序组合的分组采样数据阵列。

在步骤B中，将各采样数据分别与各自的基准参照值比对计算出差值数据，作为检测数据替换原采样数据。

这一步骤只是简单的减法运算：

D_ij＝S_ij-R_ij

其中，R_ij为对应于采样数据Sij的基准参照值，差值数据D_ij为计算结果用以替换S_ij，从而得到采样数据相对于基准数据进行了修正的结果，也就是用于下一步处理的检测数据。实际应用中用到的基准数据是按照触摸检测装置在无触摸无干扰状态下检测到的静态背景检测数据，对检测点的实际检测值而言是一个固定的系统性误差，需要在采样数据中进行扣除此误差以得到有用的检测数据。

步骤C中，根据所述检测数据确定被触摸区域以及被触摸区域之外各触摸检测节点的形变量，再根据被触摸区域之外各触摸检测节点的形变情况拟合出被触摸区域之内各触摸检测节点的形变量。

此步骤是本发明中最为关键的部分。对于被触摸区域之外的触摸检测节点，由于实际上未被触摸，其形变量可判断为从步骤B得到的差值数据，即检测数据，可以直接予以滤除。但是对于被触摸区域之内的触摸检测节点，其检测数据中不仅包含有触摸信息成分，触摸屏与LCD屏相对距离发生变化时同样可引起形变噪声，例如在有手指按下时，触摸屏会下凹一些，下凹部分的耦合电容会变化，导致采样值变化而引入形变干扰数据，本发明的重点在于如何从被触摸区域之内的触摸检测节点的检测数据中剥离出形变噪声。

如图7所示的触摸检测装置的检测数据，同行数据中没有明示的数据特征，可参照图8示出的第6行前20个数据示出了同行检测数据的变化图。而相邻列的形变具有连续性，即，无形变趋势突变，在图7中的检测数据中第12列有触摸，而第5列无触摸，但是第12列和第5列均有形变产生，图9和图10分别示出了第12列和第5列前20个检测数据的变化趋势，可见此两列均有形变。

步骤D中，从所有触摸检测节点的检测数据中减去各自对应的形变量，得到消除形变噪声后的检测数据。

在触摸检测装置的每个扫描检测周期中，对其触摸检测节点的每个分组完成步骤A、B、C和D也就意味着触摸检测装置在后续的处理和控制中所用到的检测数据在很大程度上是排除了形变噪声干扰的，从而使得触摸检测装置能够可靠稳定地工作。

对本发明所要解决的技术问题而言，计算一组被触摸区域之内各触摸检测节点的形变量有若干种方法可以选用。其中最简单的一种就是将突变点即被触摸区域的边界的形变量直接等同于被触摸区域之内各触摸检测节点的形变量，但是，为了对噪声成分进行更有效的分离，就需要采用一定的算法根据被触摸区域之外各触摸检测节点的形变量拟合出被触摸区域之内各触摸检测节点的形变量。

以下给出几个拟合形变量的具体实施例。

实施例一，步骤C可以分解为下步骤来实现：

步骤C11，对每组触摸检测节点，将每相邻的两个触摸检测节点的检测数据相减，得到每组包含N-1个形变差分量的多组形变差分量；其中N为每组触摸检测节点中的触摸检测节点的个数。

以图7示出的检测数据为例，对第12列相邻检测数据做差分得到19个差分量，如图11所示，可见有手指触摸的区域差分值变化较大，无手指触摸的区域变形较小，即触摸的影响要大于形变的影响，对第5列相邻检测数据做差分，再取差分值的绝对值，得到19个差分量，如图12所示，可见整列都是形变，绝对值比较小。

步骤C12，从步骤C11得到的各组形变差分量中分别找出差分极大值，对各组的差分极大值按照从小到大的顺序排序，并从中确定突变点，两个突变点之间的区域即为被触摸区域。

进一步地，此步骤C12具体又可通过下述步骤实现：

步骤C121，从步骤C11得到的各组形变差分量中分别找出差分极大值，对各组的差分极大值按照从小到大的顺序排序，得到差分极大值数列；

步骤C122，确定步骤C121排序后的差分极大值数列的斜率K，K＝(最大差分极大值-最小差分极大值)/(总驱动数-1)。

步骤C123，对步骤C121排序后的差分极大值数列，以每相邻的两个差分极大值为单位逐次进行求导，若某一个差分极大值相对于其前一级差分极大值的导数小于所述斜率K，且后一级差分极大值相对于该差分极大值的导数大于所述斜率K，则该差分极大值所在的触摸检测节点的组即为突变点。

在有手指触摸时，理应有两个突变点。在没有排序前，差分极大值数列是按驱动线顺序排列的，触摸到哪根驱动，对应列的差分极大值会很大，会在被触摸的位置形成“山包”状的凸起，且自“山顶”为中心两侧形状近似，所以两个突变点相对于差分极大值数列中的最大差分极大值对称，所以触摸区域左右拐点我们用同一个。为了找统一的拐点，在接下来的处理中会排序。

步骤C13，将被触摸区域之外的触摸检测节点的检测数据定义为各自触摸检测节点的形变量。

步骤C14，根据下述公式确定被触摸区域之间的触摸检测节点的形变量P：

P＝λ1P_ref+λ2P_adj，

其中权重系数λ1和λ2之和等于1，形变参考量P_ref为为该触摸检测节点在被触摸区域之外最邻近的触摸检测节点的形变量；P_adj为该触摸检测节点的形变调节量，Padj的值等于该触摸检测节点的检测数据与该点的调节权重的乘积，所述调节权重为突变点处的差分极大值与该列差分极大值的比值。

上述“列”指当前检测数据所在的驱动，是排序前的列，同根驱动的各个检测点数据为同一列，而“该列差分极大值”指该列相邻数据差分绝对值的最大值，假如该列有10个检测点，则得到10个采样差值，对10个采样差值两两相邻求差再取绝对得到9个差分值，从9个差分值里面找到一个最大值即为该列差分极大值。

考虑到权重系数是经过实验得来，因调节值与检测值本身邻近，数据相差本身就不会突变，选取过大或过小会加大邻近检测点的数据变化幅度，所以择中选取，上述权重系数λ1和λ2均等于0.5。

实施例二，对触摸区域及非触摸区域的查找采用了分组统计算法。由于处于触摸区域内的采样点个数小于非触摸区域的采样点个数，分组完成后，以分组内采样点个数最多的那个组作为非触摸区域，其它的作为触摸区域。非触摸区域的采样值直接作为形变量，触摸区域的形变量通过非触摸区域的值来拟合。如图11所示，由于人的手指面积要远小于触摸屏的面积，图11中有两个手指触摸，最大值DiffMax＝140，最小值DiffMin＝0，如果分为4组(即4级，级数反应的是数度)，那么步长为Step＝(140-0)/4＝35，分组后0～35这一组的采样点数是最多的，而105～140这一组(有触摸区域的地方)是比较少的。

此实施例二中，上述步骤C可以分解为以下步骤来实现：

步骤C21：统计同一组采样数据的最大值Diff_Max和最小值Diff_Min。

步骤C22：根据采样数据的最大值Diff_Max和最小值Diff_Min以及待分组级数，确定采样数据临时分组的步长Step，Step＝(Diff_Max-Diff_Min)/分组级数。

上述分组级数根据实际应用的精度要求而设置，目前实际应用一般分3~4组。

步骤C23：新建一个临时分组，并将第一个采样点分配到这个临时分组，同时保存此临时分组中所有成员中的最大值和最小值，以及此临时分组内所有成员的个数。

步骤C24：对于第一个采样点之外的另外N-1个采样点，按以下步骤C241-C243处理：

步骤C241：后一个采样点的值减去前一个采样点的值，并对差值取绝对值，即Diff＝Abs(S[i]-S[i-1])，i从2到N。

步骤C242：如果差值的绝对值(Diff)小于步长(Step)，则将此采样点合并到上一个采样点所在的临时分组中，并更新此组中所有成员的最大值和最小值，以及此临时分组内所有成员的个数。

步骤C243：如果差值的绝对值(Diff)大于步长(Step)，则搜索当前所有的临时分组，如果当前采样点的值大于临时分组最小值-Step/2且小于临时分组最大值+Step/2，则将采样点分配到此临时分组中，并更新此组中所有成员的最大值和最小值，以及此临时分组内所有成员的个数；如果搜索完当前所有临时分组都不满足以上条件，则新建一个临时分组，将当前采样点分配到此临时分组内，并保存此分组中所有成员的最大值和最小值，以及此临时分组内所有成员的个数。

步骤C25：将所有采样点都分配到临时分组后，查找成员个数最多的一个临时分组，此临时分组内的所有采样点就是非触摸区域，而其它分组内的所有采样点就是有触摸区域的采样。

步骤C26：非触摸区域内的采样值直接作为形变量。

步骤C27：每一个触摸区域内的采样点的形变量，等于和这个触摸区域相邻的且属于非触摸区域内的4个采样值的平均值。

本发明中，选择相邻的4个点做平均，其实是一个低通滤波(平滑)的处理，4是一个经验值。

本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例提供的方法中的全部或部分步骤可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该存储介质可以为ROM/RAM、磁盘、光盘等。

图13示出了本发明实施例提供的触摸检测装置检测数据中的形变噪声消除系统的结构原理，为了便于描述，仅示出了与本实施例相关的部分。本系统可集成于如图14所示的触摸终端内，该触摸终端包括一触摸检测装置，该触摸检测装置包括一触摸传感器单元、与触摸传感器单元连接的触摸控制器单元，而图13所示的系统可内置于该微控制器单元中，该微控制单元可以采用专用集成电路(ASIC)或数字信号处理器(DSP)。

参照图13，该检测数据降噪处理系统包括采样单元131、差值计算单元132、噪声计算单元133和噪声滤除单元134，其中采样单元131用于对属于同一组的触摸检测节点进行同步采样并保存采样数据，差值计算单元132则用于将所述采样单元采样到的各采样数据分别与各自的基准参照值比对计算出差值数据，替换原采样数据作为检测数据，然后由形变噪声计算单元133对差值计算单元132替换得到的检测数据确定被触摸区域以及被触摸区域之外各触摸检测节点的形变量，再根据被触摸区域之外各触摸检测节点的形变情况拟合出被触摸区域之内各触摸检测节点的形变量；最后由噪声滤除单元134将差值计算单元132计算得到的检测数据分别减去形变噪声计算单元133得到的形变量，得到噪声滤除后的检测数据。

进一步地，如图15所示，第一实施例提供的形变噪声计算单元133具体包括形变差分量计算模块1331、被触摸区域确定模块1332、第一形变量确定模块1333、第二形变量确定模块1334，其中形变差分量计算模块1331用于对每组触摸检测节点，将每相邻的两个触摸检测节点的检测数据相减，得到每组包含N-1个形变差分量的多组形变差分量；其中N为每组触摸检测节点中的触摸检测节点的个数。被触摸区域确定模块1332从形变差分量计算模块1331得到的各组形变差分量中分别找出差分极大值，对各组的差分极大值按照从小到大的顺序排序，并从中确定突变点，两个突变点之间的区域即为被触摸区域。第一形变量确定模块1333将被触摸区域之外的触摸检测节点的检测数据定义为各自触摸检测节点的形变量，第二形变量确定模块1334根据下述公式确定被触摸区域之间的触摸检测节点的形变量P：

P＝λ1P_ref+λ2P_adj，

其中权重系数λ1和λ2之和等于1，形变参考量P_ref为该触摸检测节点在被触摸区域之外最邻近的触摸检测节点的形变量；P_adj为该触摸检测节点的形变调节量，P_adj的值等于该触摸检测节点的检测数据与该点的调节权重的乘积，所述调节权重为突变点处的差分极大值与该列差分极大值的比值，其中，权重系数λ1和λ2均等于0.5。上述“列”指当前检测数据所在的驱动，是排序前的列，同根驱动的各个检测点数据为同一列。“该列差分极大值”指该列相邻数据差分绝对值的最大值，假如该列有10个检测点，则得到10个采样差值，对10个采样差值两两相邻求差再取绝对得到9个差分值，从9个差分值里面找到一个最大值即为该列差分极大值。

进一步地，图16示出了被触摸区域确定模块1332的结构原理，包括差分极大值数列计算子模块13321、斜率计算子模块13322、突变点确定子模块13323，差分极大值数列计算子模块13321从所述形变差分量计算模块得到的各组形变差分量中分别找出差分极大值，对各组的差分极大值按照从小到大的顺序排序，得到差分极大值数列。斜率计算子模块13322确定差分极大值数列计算子模块13321排序后的差分极大值数列的斜率K，K＝(最大差分极大值-最小差分极大值)/(总驱动数-1)，如上文所述，总驱动数为触摸检测节点被划分的组的个数。突变点确定子模块13323对差分极大值数列计算子模块13321排序后的差分极大值数列，以每相邻的两个差分极大值为单位逐次进行求导，若某一个差分极大值相对于其前一级差分极大值的导数小于所述斜率K，且后一级差分极大值相对于该差分极大值的导数大于所述斜率K，则该差分极大值所在的触摸检测节点的组即为突变点。

进一步地，如图17所示，第二实施例提供的形变噪声计算单元133具体包括：临时分组步长确定模块171、临时分组建立模块172、采样点分配模块173、区域类型确定模块174和形变量确定模块。其中，临时分组步长确定模块171用于统计所述采采样单元采集的同一组采样数据的最大值Diff_Max和最小值Diff_Min，根据采样数据的最大值Diff_Max和最小值Diff_Min以及待分组级数，确定采样数据临时分组的步长Step，Step＝(Diff_Max-Diff_Min)/分组级数。临时分组建立模块172用于新建一个临时分组，并将第一个采样点分配到这个临时分组，同时保存此临时分组中所有成员中的最大值和最小值，以及此临时分组内所有成员的个数。采样点分配模块173对于第一个采样点之外的另外N-1个采样点，将后一个采样点的值减去前一个采样点的值，并对差值取绝对值，即Diff＝Abs(S[i]-S[i-1])，i从2到N；如果差值的绝对值Diff小于步长Step，则将此采样点合并到上一个采样点所在的临时分组中，并更新此组中所有成员的最大值和最小值，以及此临时分组内所有成员的个数；如果差值的绝对值Diff大于步长Step，则搜索当前所有的临时分组，如果当前采样点的值大于临时分组最小值-Step/2且小于临时分组最大值+Step/2，则将采样点分配到此临时分组中，并更新此组中所有成员的最大值和最小值，以及此临时分组内所有成员的个数；如果搜索完当前所有临时分组都不满足以上条件，则新建一个临时分组，将当前采样点分配到此临时分组内，并保存此分组中所有成员的最大值和最小值，以及此临时分组内所有成员的个数。区域类型确定模块174在所有采样点都分配到临时分组后，查找成员个数最多的一个临时分组，此临时分组内的所有采样点就是非触摸区域，而其它分组内的所有采样点就是有触摸区域的采样。最后，形变量确定模块175将非触摸区域内的采样值直接作为形变量，并定义每一个触摸区域内的采样点的形变量，等于和这个触摸区域相邻的且属于非触摸区域内的4个采样值的平均值。

本系统中各单元、模块和子模块的所基于实现的技术原理如上文所述的方法相同，此处不再赘述。本实施例可适用于各种不同的触摸检测装置。

本发明实施例还提供了一种触摸终端，包括一触摸检测装置，所述触摸检测装置包括一触摸传感器单元、与触摸传感器单元连接的触摸控制器单元；所述触摸控制器单元包含如上所述的触摸检测数据降噪处理系统。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种触摸检测装置检测数据中的形变噪声消除方法，其特征在于，将触摸检测节点进行分组，并按照以下步骤进行处理：

步骤A，对属于同一组的触摸检测节点进行同步采样并保存采样数据；

步骤B，将各采样数据分别与各自的基准参照值比对计算出差值数据，作为检测数据替换原采样数据；

步骤C，根据所述检测数据确定被触摸区域以及被触摸区域之外各触摸检测节点的形变量，再根据被触摸区域之外各触摸检测节点的形变情况拟合出被触摸区域之内各触摸检测节点的形变量；

步骤D，从所有触摸检测节点的检测数据中减去各自对应的形变量，得到消除形变噪声后的检测数据。

2.如权利要求1所述的触摸检测装置检测数据中的形变噪声消除方法，其特征在于，所述步骤C具体包括：

步骤C11，对每组触摸检测节点，将每相邻的两个触摸检测节点的检测数据相减，得到每组包含N-1个形变差分量的多组形变差分量；其中N为每组触摸检测节点中的触摸检测节点的个数；

步骤C12，从步骤C11得到的各组形变差分量中分别找出差分极大值，对各组的差分极大值按照从小到大的顺序排序，并从中确定突变点，两个突变点之间的区域即为被触摸区域；

步骤C13，将被触摸区域之外的触摸检测节点的检测数据定义为各自触摸检测节点的形变量；

步骤C14，根据下述公式确定被触摸区域之间的触摸检测节点的形变量P：

P＝λ1P_ref+λ2P_adj，

其中权重系数λ1和λ2之和等于1，形变参考量P_ref为该触摸检测节点在被触摸区域之外最邻近的触摸检测节点的形变量；P_adj为该触摸检测节点的形变调节量，P_adj的值等于该触摸检测节点的检测数据与该点的调节权重的乘积，所述调节权重为突变点处的差分极大值与该列差分极大值的比值。

3.如权利要求2所述的触摸检测装置检测数据中的形变噪声消除方法，其特征在于，所述步骤C12包括下述步骤：

步骤C121，从步骤C11得到的各组形变差分量中分别找出差分极大值，对各组的差分极大值按照从小到大的顺序排序，得到差分极大值数列；

步骤C122，确定步骤C121排序后的差分极大值数列的斜率K，K＝(最大差分极大值-最小差分极大值)/(总驱动数-1)，其中，总驱动数为触摸检测节点被划分的组的个数。

步骤C123，对步骤C121排序后的差分极大值数列，以每相邻的两个差分极大值为单位逐次进行求导，若某一个差分极大值相对于其前一级差分极大值的导数小于所述斜率K，且后一级差分极大值相对于该差分极大值的导数大于所述斜率K，则该差分极大值所在的触摸检测节点的组即为突变点。

4.如权利要求2所述的触摸检测装置检测数据中的形变噪声消除方法，其特征在于，所述权重系数λ1和λ2均等于0.5。

5.如权利要求1所述的触摸检测装置检测数据中的形变噪声消除方法，其特征在于，所述步骤C具体包括：

步骤C21：统计同一组采样数据的最大值Diff_Max和最小值Diff_Min；

步骤C22：根据采样数据的最大值Diff_Max和最小值Diff_Min以及待分组级数，确定采样数据临时分组的步长Step，Step＝(Diff_Max-Diff_Min)/分组级数；

步骤C23：新建一个临时分组，并将第一个采样点分配到这个临时分组，同时保存此临时分组中所有成员中的最大值和最小值，以及此临时分组内所有成员的个数；

步骤C24：对于第一个采样点之外的另外N-1个采样点，按以下步骤C241-C243处理：

步骤C241：将后一个采样点的值减去前一个采样点的值，并对差值取绝对值，即Diff＝Abs(S[i]-S[i-1])，i从2到N；

步骤C242：如果差值的绝对值Diff小于步长Step，则将此采样点合并到上一个采样点所在的临时分组中，并更新此组中所有成员的最大值和最小值，以及此临时分组内所有成员的个数；

步骤C243：如果差值的绝对值Diff大于步长Step，则搜索当前所有的临时分组，如果当前采样点的值大于临时分组最小值-Step/2且小于临时分组最大值+Step/2，则将采样点分配到此临时分组中，并更新此组中所有成员的最大值和最小值，以及此临时分组内所有成员的个数；如果搜索完当前所有临时分组都不满足以上条件，则新建一个临时分组，将当前采样点分配到此临时分组内，并保存此分组中所有成员的最大值和最小值，以及此临时分组内所有成员的个数；

步骤C25：在所有采样点都分配到临时分组后，查找成员个数最多的一个临时分组，此临时分组内的所有采样点就是非触摸区域，而其它分组内的所有采样点就是有触摸区域的采样；

步骤C26：将非触摸区域内的采样值直接作为形变量；

步骤C27：定义每一个触摸区域内的采样点的形变量，等于和这个触摸区域相邻的且属于非触摸区域内的4个采样值的平均值。

6.一种触摸检测装置检测数据中的形变噪声消除系统，其特征在于，所述触摸检测装置的触摸检测节点分为一个或多个组；所述系统包括：

采样单元，用于对属于同一组的触摸检测节点进行同步采样并保存采样数据；

差值计算单元，用于将所述采样单元采样到的各采样数据分别与各自的基准参照值比对计算出差值数据，替换原采样数据；

形变噪声计算单元，用于对所述差值计算单元替换得到的检测数据确定被触摸区域以及被触摸区域之外各触摸检测节点的形变量，再根据被触摸区域之外各触摸检测节点的形变情况拟合出被触摸区域之内各触摸检测节点的形变量；

噪声滤除单元，用于将所述差值计算单元计算得到的检测数据分别减去所述形变噪声计算单元得到的形变量，得到消除形变噪声后的检测数据。

7.如权利要求6所述的触摸检测装置检测数据中的形变噪声消除系统，其特征在于，所述形变噪声计算单元包括：

形变差分量计算模块，用于对每组触摸检测节点，将每相邻的两个触摸检测节点的检测数据相减，得到每组包含N-1个形变差分量的多组形变差分量；其中N为每组触摸检测节点中的触摸检测节点的个数；

被触摸区域确定模块，用于从所述形变差分量计算模块得到的各组形变差分量中分别找出差分极大值，对各组的差分极大值按照从小到大的顺序排序，并从中确定突变点，两个突变点之间的区域即为被触摸区域；

第一形变量确定模块，用于将被触摸区域之外的触摸检测节点的检测数据定义为各自触摸检测节点的形变量；

第二形变量确定模块，用于根据下述公式确定被触摸区域之间的触摸检测节点的形变量P：

P＝λ1P_ref+λ2P_adj，

其中权重系数λ1和λ2之和等于1，形变参考量Pref为该触摸检测节点在被触摸区域之外最邻近的触摸检测节点的形变量；Padj为该触摸检测节点的形变调节量，Padj的值等于该触摸检测节点的检测数据与该点的调节权重的乘积，所述调节权重为突变点处的差分极大值与该列差分极大值的比值。

8.如权利要求7所述的触摸检测装置检测数据中的形变噪声消除系统，其特征在于，所述被触摸区域确定模块包括：

差分极大值数列计算子模块，用于从所述形变差分量计算模块得到的各组形变差分量中分别找出差分极大值，对各组的差分极大值按照从小到大的顺序排序，得到差分极大值数列；

斜率计算子模块，用于确定所述差分极大值数列计算子模块排序后的差分极大值数列的斜率K，K＝(最大差分极大值-最小差分极大值)/(总驱动数-1)，其中，总驱动数为触摸检测节点被划分的组的个数；

突变点确定子模块，用于对所述差分极大值数列计算子模块排序后的差分极大值数列，以每相邻的两个差分极大值为单位逐次进行求导，若某一个差分极大值相对于其前一级差分极大值的导数小于所述斜率K，且后一级差分极大值相对于该差分极大值的导数大于所述斜率K，则该差分极大值所在的触摸检测节点的组即为突变点。

9.如权利要求7所述的触摸检测装置检测数据中的形变噪声消除系统，其特征在于，所述权重系数λ1和λ2均等于0.5。

10.如权利要求6所述的触摸检测装置检测数据中的形变噪声消除系统，其特征在于，所述形变噪声计算单元包括：

临时分组步长确定模块，用于统计所述采采样单元采集的同一组采样数据的最大值Diff_Max和最小值Diff_Min，根据采样数据的最大值Diff_Max和最小值Diff_Min以及待分组级数，确定采样数据临时分组的步长Step，Step＝(Diff_Max-Diff_Min)/分组级数；

临时分组建立模块，用于新建一个临时分组，并将第一个采样点分配到这个临时分组，同时保存此临时分组中所有成员中的最大值和最小值，以及此临时分组内所有成员的个数；

采样点分配模块，用于对于第一个采样点之外的另外N-1个采样点，将后一个采样点的值减去前一个采样点的值，并对差值取绝对值，即Diff＝Abs(S[i]-S[i-1])，i从2到N；如果差值的绝对值Diff小于步长Step，则将此采样点合并到上一个采样点所在的临时分组中，并更新此组中所有成员的最大值和最小值，以及此临时分组内所有成员的个数；如果差值的绝对值Diff大于步长Step，则搜索当前所有的临时分组，如果当前采样点的值大于临时分组最小值-Step/2且小于临时分组最大值+Step/2，则将采样点分配到此临时分组中，并更新此组中所有成员的最大值和最小值，以及此临时分组内所有成员的个数；如果搜索完当前所有临时分组都不满足以上条件，则新建一个临时分组，将当前采样点分配到此临时分组内，并保存此分组中所有成员的最大值和最小值，以及此临时分组内所有成员的个数；

区域类型确定模块，用于在所有采样点都分配到临时分组后，查找成员个数最多的一个临时分组，此临时分组内的所有采样点就是非触摸区域，而其它分组内的所有采样点就是有触摸区域的采样；

形变量确定模块，用于将非触摸区域内的采样值直接作为形变量，并定义每一个触摸区域内的采样点的形变量，等于和这个触摸区域相邻的且属于非触摸区域内的4个采样值的平均值。

11.一种触摸终端，包括一触摸检测装置，所述触摸检测装置包括：

一触摸传感器单元；

与触摸传感器单元连接的触摸控制器单元；

其特征在于：

所述微控制单元包含如权利要求6至10任一项所述的形变噪声消除系统。

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