CN103677441A - 红外多点识别方法、红外多点识别装置和红外触摸屏 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种红外多点识别方法、红外多点识别装置和红外触摸屏。其中，该红外多点识别方法包括：光路信息获取步骤：获取所有的红外光路信息，确定被触摸物遮挡的光路；准触摸点获取步骤：获取至少一个准触摸点；真实触摸点确定步骤：在所述被触摸物遮挡的光路中查找仅与一个准触摸点相交的被触摸物遮挡的光路，将与该被触摸物遮挡的光路相交的准触摸点确定为真实触摸点。该红外多点识别方法、装置和红外触摸屏能够准确地识别真实触摸点，具有较好的鲁棒性和抗噪性能，即使在少数光路不正确的情况下，仍然能够得到真实触摸点，并能够准确剔除所有的鬼点。

Description

红外多点识别方法、红外多点识别装置和红外触摸屏

技术领域

本发明涉及一种红外多点识别方法、红外多点识别装置和红外触摸屏。

背景技术

红外触摸屏因为工作稳定、使用寿命长等优点，大量应用在各种环境中。

现有的红外触摸屏采用的红外多点识别技术主要有逻辑判断法和图像处理法两种，这两种方法均基于一对多的扫描方式。图1示出了现有的红外触摸屏的一对多的扫描方式的示意图，其中，一个红外发射管发射的光由对应的多个红外接收管接收。

其中，逻辑判断法一般是利用局部光路信息，其主要包括以下步骤：

1）根据光路数据得到触摸点的边界；

2）根据触摸点的边界求取准（候选）触摸点；

3）遍历每个准触摸点，判断当前的准触摸点是否为真实触摸点。

可见，逻辑判断法主要是利用被触摸物遮挡的这部分光路的信息，来确定触摸点的位置。其可以分别利用触摸点边界所围成的区域的形心和边界来判断触摸点区域，在多个触摸点之间的距离较大时，效果较好。但是在多个触摸点之间的距离较小时，会由于互相遮挡而导致求取错误。另外，在触摸点边界互相重合时，会造成触摸点边界的错误获取，进而导致触摸点区域的求取错误，这样，将不能够准确判断出真实触摸点。

图2示出了现有的一对多的扫描方式中两个触摸点处于近似同一水平线上的情况。图2中，左侧的触摸点和右侧的触摸点的边界部分重合，从而受到右侧触摸点的边界的影响，会导致将左侧的触摸点识别为鬼点而去除，或者将其他点识别为真点。而在多点识别中，多个触摸点之间相互位置复杂，出现多个触摸点位于同一水平线或垂直线等的机率很大，所以这种方法出错率较高，真实触摸点输出不准确或得不到真实触摸点。

红外多点识别技术的另一种常用的方法是图像处理法。图像处理法一般是利用全局光路信息，其主要包括以下步骤：

1）获取所有光路信息，并生成光路图，例如光路图的背景可以为黑色，触摸区域为白色；

2）去除网格噪声，保留真实的触摸点。

3）分割光路图中各个目标并找出满足面积要求的白色连通区域，所述白色连通区域即为候选触摸点。

可见，图像处理法主要是利用了所有光路的信息，来确定触摸点的位置。该方法是基于真触摸点的区域大小明显大约网格的大小，并将网格噪声去掉，同时保留真实触摸点。但是，图像法将无法识别与网格噪声大小相同或接近的真实触摸物体，即使此时明显存在被遮挡光路也是如此；另外，触摸物高速运动时，红外发射管和红外接收管扫描的时差会导致丢点的情况。

可见，在逻辑判断法和图像处理法中，获取准触摸点后，都无法准确有效地识别出真实触摸点，尤其是在少数光路不正确（例如光路丢失）的情况下，更容易出现真实触摸点的错误识别。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种红外多点识别方法、红外多点识别装置和红外触摸屏，以用于准确地识别真实触摸点，剔除鬼点。

本发明提供了一种红外多点识别方法，该方法包括以下步骤：光路信息获取步骤：获取红外发射管和红外接收管之间的所有的红外光路信息，确定被触摸物遮挡的光路；准触摸点获取步骤：获取至少一个准触摸点；真实触摸点确定步骤：在所述被触摸物遮挡的光路中查找仅与一个准触摸点相交的被触摸物遮挡的光路，将与该被触摸物遮挡的光路相交的准触摸点确定为真实触摸点。

本发明还提供了一种红外多点识别装置，该红外多点识别装置包括：光路信息获取单元：用于获取红外发射管和红外接收管之间的所有的红外光路信息，确定被触摸物遮挡的光路；准触摸点获取单元：用于获取至少一个准触摸点；真实触摸点确定单元：用于在所述被触摸物遮挡的光路中查找仅与一个准触摸点相交的被触摸物遮挡的光路，将与该被触摸物遮挡的光路相交的准触摸点确定为真实触摸点。

本发明还提供了一种红外触摸屏，该红外触摸屏包括上述红外多点识别装置。

利用本发明提供的红外多点识别方法、红外多点识别装置和红外触摸屏，能够基于被遮挡光路与准触摸点之间的关系，准确地识别真实触摸点，并剔除鬼点，具有较好的鲁棒性和抗噪性能，而且即使在少数光路不正确（例如光路丢失）的情况下，仍然能够得到真实触摸点，并能够准确剔除所有的鬼点。

附图说明

图1示出了现有的红外触摸屏的一对多的扫描方式的示意图；

图2示出了现有的一对多的扫描方式中两个触摸点处于近似同一水平线上时的示意图；

图3示出了根据本发明的红外多点识别方法的流程图；

图4示出了根据本发明的红外多点识别装置的示意框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明的实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图3示出了根据本发明的红外多点识别方法的流程图。

本发明提供了一种红外多点识别方法，该方法包括以下步骤：光路信息获取步骤：获取红外发射管和红外接收管之间的所有的红外光路信息，确定被触摸物遮挡的光路；准触摸点获取步骤：获取至少一个准触摸点；真实触摸点确定步骤：在所述被触摸物遮挡的光路中查找仅与一个准触摸点相交的被触摸物遮挡的光路，将与该被触摸物遮挡的光路相交的准触摸点确定为真实触摸点。

其中，在光路信息获取步骤中，获取所有的红外光路信息，从而确定被触摸物遮挡的光路。所述光路信息获取步骤可以包括依次触发所有的红外发射管和与对应的至少一个红外接收管，根据所述至少一个红外接收管的接收信号来获取所有的红外光路信息。

在一种优选实施方式中，所述准触摸点获取步骤可以通过图像处理法来获取至少一个准触摸点。具体来说，所述准触摸点获取步骤可以包括根据所有的光路信息生成光路图；根据所述光路图来得到面积大于预定阈值的连通区域，所述连通区域即为准触摸点。

由于生成的光路图中的光路是离散的，相邻光路之间会有间隔一定的空白区域，这会在一定程度上影响触摸点的判断精度。因而，进一步优选地，所述准触摸点获取步骤还可以包括在生成所述光路图之后，得到所述连通区域之前，利用形态学的腐蚀操作、膨胀操作和开运算算法中的至少一种算法对所述光路图进行滤波去噪和/或平滑处理，从而能够对生成的光路图进行滤波去噪，并使得触摸点的边缘更加平滑，进而能够较好地恢复触摸点区域的真实形状，提高触摸点的识别精度。其中，所述形态学的腐蚀操作、膨胀操作和开运算算法等都是本领域的技术人员公知的，在此不再赘述。

其中，在根据所述光路图来得到面积大于预定阈值的连通区域的步骤中，可以利用基于二值图的图像分割法、分水岭法或区域生长法等来获取所述连通区域。其中，所述基于二值图的图像分割法、分水岭法或区域生长法等都是本领域中的技术人员公知的，在此不再赘述。

优选地，所述预定阈值大于或等于所有的光路相交形成的最小网格的面积，从而，将面积大于预定阈值的连通区域确定为准触摸点，可以实现精度较高的触摸点识别。

可以理解，获取准触摸点的方法不局限于上述方法，也可以采用逻辑判断法或者本领域技术人员公知的其他方法来获取准触摸点。

在真实触摸点确定步骤中，发明人通过研究发现了以下原理：鬼点都是由真实触摸点造成的，通过每个鬼点的光路全部都通过真实触摸点，而每个真实触摸点却一定有一条仅通过该真实触摸点的光路。基于该原理，在根据本发明的真实触摸点确定步骤中，可以分别判断每条被遮挡的光路与各个准触摸点是否相交，以在所述被触摸物遮挡的光路中查找仅与一个准触摸点相交的被触摸物遮挡的光路，当查找到仅同一个准触摸点相交的被触摸物遮挡的光路，也就是说，该被触摸物遮挡的光路仅通过一个准触摸点时，则可以确定，该准触摸点为真实触摸点。

根据一种实施方式，所述真实触摸点确定步骤可以进一步包括：为每条被遮挡的光路设定贡献值N，该贡献值N的初始值为0，所述贡献值表示所述被遮挡的光路所经过的准触摸点的个数；确定每条被遮挡的光路的贡献值N，其中所述被遮挡的光路每经过一个准触摸点时，则该被遮挡的光路的贡献值N的数值加1；确定贡献值N为1的被遮挡的光路所经过的准触摸点为真实触摸点。由此，通过给每条被遮挡的光路赋予贡献值N，根据贡献值的数值，来确定当前被遮挡的光路是否经过真实触摸点，进而可以快速、准确地确定真实触摸点。

进一步优选地，所述红外多点识别方法还可以包括鬼点去除步骤，在该鬼点去除步骤中，将所述至少一个准触摸点中不是真实触摸点的准触摸点确定为鬼点，并去除所述鬼点。从而，可以在剔除鬼点之后，仅输出真实触摸点。

需要说明的是，在根据本发明的红外多点识别方法中，对所述光路信息获取步骤和准触摸点获取步骤的顺序不做限定，图3仅示出了一种优选的实施方式，可以理解，也可以根据需要，先进行准触摸点获取步骤，再进行光路信息获取步骤，或者两个步骤可以分别同时进行。

图4示出了根据本发明的红外多点识别装置的示意框图。

参考图4，本发明还提供了一种红外多点识别装置，该红外多点识别装置包括：光路信息获取单元：用于获取红外发射管和红外接收管之间的所有的红外光路信息，确定被触摸物遮挡的光路；准触摸点获取单元：用于获取至少一个准触摸点；真实触摸点确定单元：用于在所述被触摸物遮挡的光路中查找仅与一个准触摸点相交的被触摸物遮挡的光路，将与该被触摸物遮挡的光路相交的准触摸点确定为真实触摸点。

其中，光路信息获取装置可以接收红外光路信息，并且根据所述红外光路信息，来确定被触摸物遮挡的光路。所述光路信息获取装置可以依次触发所有的红外发射管和对应的至少一个红外接收管，并接收来自所述至少一个红外接收管的红外线接收信号，根据所述红外线接收信号得到所有的红外光路信息。

在一种实施方式中，所述准触摸点获取单元可以通过图像处理法来获取至少一个准触摸点。具体来说，所述准触摸点获取单元可以根据所有的光路信息生成光路图；根据所述光路图来得到面积大于预定阈值的连通区域，所述连通区域即为准触摸点。

由于生成的光路图中的光路是离散的，相邻光路之间会有间隔一定的空白区域，这会在一定程度上影响触摸点的判断精度。因而，优选地，所述准触摸点获取单元还可以在生成所述光路图之后，得到所述连通区域之前，利用形态学的腐蚀操作、膨胀操作和开运算算法中的至少一种算法对所述光路图进行滤波去噪和/或平滑处理，从而能够对生成的光路图进行滤波去噪，并使得触摸点的边缘更加平滑，进而能够较好地恢复触摸点区域的真实形状，提高触摸点的识别精度。其中，所述形态学的腐蚀操作、膨胀操作和开运算算法等都是本领域的技术人员公知的，在此不再赘述。

所述准触摸点获取单元还可以利用基于二值图的图像分割法、分水岭法或区域生长法来获取所述连通区域。其中，所述基于二值图的图像分割法、分水岭法或区域生长法等都是本领域的技术人员公知的，在此不再赘述。

优选地，所述预定阈值可以大于或等于所有的光路相交形成的最小网格的面积，从而，将面积大于预定阈值的连通区域确定为准触摸点，可以实现精度较高的触摸点识别。

可以理解，获取准触摸点的方法不局限于上述方法，也可以采用逻辑判断法或者本领域技术人员公知的其他方法来获取准触摸点。

由于鬼点都是由真实触摸点造成的，通过每个鬼点的光路全部都通过真实触摸点，而每个真实触摸点却一定有一条仅通过该真实触摸点的光路。基于该原理，根据本发明的真实触摸点确定单元可以分别判断每条被遮挡的光路与各个准触摸点是否相交，以在所述被触摸物遮挡的光路中查找仅与一个准触摸点相交的被触摸物遮挡的光路，当查找到仅同一个准触摸点相交的被触摸物遮挡的光路时，也就是说，该被触摸物遮挡的光路仅通过一个准触摸点，则可以确定，该准触摸点为真实触摸点。

根据一种实施方式，所述真实触摸点确定单元可以为每条被遮挡的光路设定贡献值N，该贡献值N的初始值为0，所述贡献值N表示所述被遮挡的光路所经过的准触摸点的个数；确定每条被遮挡的光路的贡献值N，其中所述被遮挡的光路每经过一个准触摸点时，则该被遮挡的光路的贡献值N的数值加1；确定贡献值N为1的被遮挡的光路所经过的准触摸点为真实触摸点。由此，通过给每条被遮挡的光路赋予贡献值N，根据贡献值N的数值，来确定当前被遮挡的光路是否经过真实触摸点，进而可以快速、准确地确定真实触摸点。

进一步优选地，所述红外多点识别装置还可以包括鬼点去除单元，该鬼点去除单元用于将所述至少一个准触摸点中不是真实触摸点的准触摸点确定为鬼点，并去除所述鬼点。从而，可以在剔除鬼点之后，仅输出真实触摸点。

同时，本发明还提供了一种红外触摸屏，该红外触摸屏包括上面所述的红外多点识别装置。

利用本发明提供的红外多点识别方法、红外多点识别装置和红外触摸屏，能够基于被遮挡光路与准触摸点之间的关系，准确地识别真实触摸点，并剔除鬼点，具有较好的鲁棒性和抗噪性能，而且即使在少数光路不正确（例如光路丢失）的情况下，仍然能够得到真实触摸点，并能够准确剔除所有的鬼点。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种红外多点识别方法，该方法包括以下步骤：

光路信息获取步骤：获取红外发射管和红外接收管之间的所有的红外光路信息，确定被触摸物遮挡的光路；

准触摸点获取步骤：获取至少一个准触摸点；

真实触摸点确定步骤：在所述被触摸物遮挡的光路中查找仅与一个准触摸点相交的被触摸物遮挡的光路，将与该被触摸物遮挡的光路相交的准触摸点确定为真实触摸点。

2.根据权利要求1所述的红外多点识别方法，其中，所述准触摸点获取步骤包括：

根据所有的光路信息生成光路图；

根据所述光路图来得到面积大于预定阈值的连通区域，所述连通区域即为准触摸点。

3.根据权利要求2所述的红外多点识别方法，其中，所述准触摸点获取步骤还包括：

在生成所述光路图之后，得到所述连通区域之前，利用形态学的腐蚀操作、膨胀操作和开运算算法中的至少一种算法对所述光路图进行滤波去噪和/或平滑处理。

4.根据权利要求2所述的红外多点识别方法，其中，所述预定阈值大于或等于所有的光路相交形成的最小网格的面积。

5.根据权利要求1所述的红外多点识别方法，其中，所述真实触摸点确定步骤包括：

为每条被触摸物遮挡的光路设定贡献值N，该贡献值N的初始值为0，所述贡献值N表示所述被触摸物遮挡的光路所经过的准触摸点的个数；

确定每条被触摸物遮挡的光路的贡献值，其中所述被触摸物遮挡的光路每经过一个准触摸点时，则该被触摸物遮挡的光路的贡献值N的数值加1；

确定贡献值N为1的被触摸物遮挡的光路所经过的准触摸点为真实触摸点。

6.一种红外多点识别装置，该红外多点识别装置包括：

光路信息获取单元：用于获取红外发射管和红外接收管之间的所有的红外光路信息，确定被触摸物遮挡的光路；

准触摸点获取单元：用于获取至少一个准触摸点；

真实触摸点确定单元：用于在所述被触摸物遮挡的光路中查找仅与一个准触摸点相交的被触摸物遮挡的光路，将与该被触摸物遮挡的光路相交的准触摸点确定为真实触摸点。

7.根据权利要求6所述的红外多点识别装置，其中，所述准触摸点获取单元还用于：

根据所有的光路信息生成光路图；

根据所述光路图来得到面积大于预定阈值的连通区域，所述连通区域即为准触摸点。

8.根据权利要求7所述的红外多点识别装置，其中，所述准触摸点获取单元还用于：

在生成所述光路图之后，得到所述连通区域之前，利用形态学的腐蚀操作、膨胀操作和开运算算法中的至少一种算法对所述光路图进行滤波去噪和/或平滑处理。

9.根据权利要求7所述的红外多点识别装置，其中，所述预定阈值大于或等于所有的光路相交形成的最小网格的面积。

10.根据权利要求6所述的红外多点识别装置，其中，所述真实触摸点确定装置还用于：

为每条被触摸物遮挡的光路设定贡献值N，该贡献值N的初始值为0，所述贡献值N表示所述被触摸物遮挡的光路所经过的准触摸点的个数；

确定每条被触摸物遮挡的光路的贡献值N，其中所述被触摸物遮挡的光路每经过一个准触摸点时，则该被触摸物遮挡的光路的贡献值N的数值加1；

确定贡献值N为1的被触摸物遮挡的光路所经过的准触摸点为真实触摸点。

11.一种红外触摸屏，该红外触摸屏包括根据权利要求6-10中任一项权利要求所述的红外多点识别装置。

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