CN103902105A - 一种用于红外触摸屏触摸识别的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于红外触摸屏触摸识别的方法及系统，所述方法的步骤如下：获取所有准触摸点区域的位置信息和大小信息；获取一帧数据中所有遮挡线的位置信息；获取遮挡线与准触摸点区域的位置关系；针对每一个准触摸点区域，计算仅被该准触摸点区域遮挡而不被其他准触摸点区域遮挡的遮挡线的个数；判断所述该准触摸点区域是否为鬼点区域。本发明针对多点触摸时一定相互遮挡的原理,考虑到红外触摸屏的特点及鬼点形成的原因，借助数学统计分析方法有效解决红外触摸屏触摸点为多个时无法通过准触摸点区域之间距离的偏差的大小有效判断鬼点的技术问题。

Description

一种用于红外触摸屏触摸识别的方法及系统

技术领域

本发明涉及一种用于红外触摸屏触摸识别的方法及系统，属于红外触摸屏控制技术领域。

背景技术

随着触摸技术的发展，触摸屏作为一种简单方便的人机交互设备得到广泛应用。目前，触摸屏的种类主要包括电阻式触摸屏、电容式触摸屏、表面声波触摸屏、光学触摸屏和红外触摸屏等。红外触摸屏是利用X、Y方向上密布的红外线矩阵来检测并定位用户的触摸操作，在红外触摸屏的四周安装一个电路板外框，电路板在屏幕四边排布红外发射管和红外接收管，一一对应形成纵横交叉的红外线矩阵。用户在触摸屏幕时，手指等触摸物挡住经过该位置的横竖两条红外线，以此判断出触摸点在屏幕上的位置。可见，红外触摸屏具有不受电流、电压和静电干扰，适宜恶劣的环境条件等优点，因此红外触摸屏的应用范围较广。

现有技术中，借助于触摸物遮挡了发射灯光线,根据被遮挡的光线信息确定该触摸点的位置,由于触摸点都具有一定的大小，实际上获取的准触摸点是一个区域。当触摸区域存在两个或两个以上触摸物需要识别时，由于触摸物的互相遮挡，导致检测识别时出现非真实的触摸点，这些非真实的触摸点称为“鬼点”，准触摸点即包括真实触摸点又包括鬼点，如果对准触摸点不进行任何处理，直接将准数模点确定为真实触摸点，将导致触摸点定位错误，因此，如何有效识别并去除鬼点是红外触摸屏技术中必须解决的一个问题。

识别鬼点可以采用逻辑判断方法，即在各个逻辑屏的扫描结果中通过准触摸点之间距离的偏差的大小进行判断：一般不同逻辑屏中相互间距离偏差小的准触摸点为真实触摸点，而相互间距离偏差大的准触摸点为鬼点，其中，逻辑屏指的是红外触摸屏通过主轴光路和离轴光路在一个扫描周期内获取的触摸点信息。当准触摸点为两点时，在各个逻辑屏中真实的触摸点的位置变化小，鬼点的位置变化大，位置变化大的就是鬼点，位置变化小的就是真实的触摸点。这种识别鬼点的方法简单易实现，计算量小，去鬼点能力强。但是当准触摸点多于两个时，因为不同逻辑屏获得的准触摸点的个数不一定相同，有的准触摸点仅出现在一个逻辑屏中，但在别的逻辑屏中则没有出现，某一逻辑屏上边角处的准触摸点丢失，或者某一逻辑屏上准触摸点增加，所以，在各个逻辑屏中准触摸点的个数经常不同，这种情况下较难排序对齐，导致不同逻辑屏上特定准触摸点的对应关系不易确定。所以当准触摸点数量较多时，无法通过准触摸点之间距离的偏差的大小有效判断鬼点。

发明内容

本发明所要解决的是现有技术中红外触摸屏准触摸点为多个时无法通过准触摸点区域之间距离的偏差的大小有效判断鬼点的技术问题，从而提供一种用于红外触摸屏触摸识别的方法及系统。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种用于红外触摸屏触摸识别的方法，包括如下步骤，

a．根据扫描数据，获取准触摸点区域，并获取所述准触摸点区域的位置信息和大小信息； 

b．根据扫描数据，获取每一条遮挡线的位置信息；

c．确定并记录所述遮挡线与所述准触摸点区域的位置关系；

d．根据所述遮挡线与所述准触摸点区域的位置关系，针对每一个准触摸点区域，统计仅通过该准触摸点区域而不通过其他准触摸点区域的遮挡线的个数；

e．针对每一个准触摸点区域，若仅通过该准触摸点区域而不通过其他准触摸点区域的所述遮挡线的个数大于预设阈值，则判断所述该准触摸点区域为真实触摸点区域；否则，判断所述该准触摸点区域为鬼点区域。

所述的用于红外触摸屏触摸识别的方法，步骤a中所述准触摸点区域的位置信息为所述准触摸点区域的中心坐标，所述准触摸点区域的大小信息为所述准触摸点区域的面积或平均半径。

所述的用于红外触摸屏触摸识别的方法，获取所述准触摸点区域的平均半径的方法为：获取所述准触摸点区域的外接矩形，将所述准触摸点区域的外接矩形的对角线的一半或者长和宽的平均值的二分之一作为所述准触摸点区域的平均半径。 

所述的用于红外触摸屏触摸识别的方法，获取所述准触摸点区域的平均半径的方法为：

判断所述准触摸点区域的形状，若所述准触摸点区域为圆形区域，将所述圆形区域的半径作为所述准触摸点区域的平均半径；

若所述准触摸点区域为矩形区域，将所述矩形区域的对角线的一半或者长和宽的平均值的二分之一作为所述准触摸点区域的平均半径；

若所述准触摸点区域为除所述圆形区域和所述矩形区域之外的区域，将所述准触摸点区域的外接矩形的对角线的一半或者长和宽的平均值的二分之一作为所述准触摸点区域的平均半径。

所述的用于红外触摸屏触摸识别的方法，所述面积为所述准触摸点区域占据的像素点数。

所述的用于红外触摸屏触摸识别的方法，步骤b中所述遮挡线的所述位置信息为所述遮挡线的起始位置坐标和终止位置坐标，或者为所述遮挡线的直线方程。

所述的用于红外触摸屏触摸识别的方法，所述步骤c中确定所述遮挡线与所述准触摸点区域的位置关系的具体步骤如下：

i.计算每个准触摸点区域的中心坐标到每条遮挡线的距离；

ii.将所述准触摸点区域的中心坐标到所述遮挡线的距离与所述准触摸点区域的平均半径进行比较，若前者大于后者，则所述遮挡线未通过所述准触摸点区域；否则，所述遮挡线通过所述准触摸点区域。

所述的用于红外触摸屏触摸识别的方法，所述预设阈值取二或三或五。

所述的用于红外触摸屏触摸识别的方法，所述步骤c中，记录所述遮挡线与所述准触摸点区域的位置关系的方式为：针对每一条遮挡线，记录该遮挡线通过的所有准触摸点区域及所通过的准触摸点区域的个数；或者针对每一个准触摸点区域，记录通过该准触摸点区域的遮挡线以及经过该准触摸点区域的遮挡线的条数。

一种用于红外触摸屏触摸识别的系统，包括

用于根据扫描数据获取准触摸点区域，并获取所述准触摸点区域的位置信息和大小信息的装置；

用于根据扫描数据获取每一条遮挡线的位置信息的装置；

用于确定并记录所述遮挡线与所述准触摸点区域的位置关系的装置；

用于根据所述遮挡线与所述准触摸点区域的位置关系，针对每一个准触摸点区域，统计仅通过该准触摸点区域而不通过其他准触摸点区域的遮挡线的个数的装置；

用于针对每一个准触摸点区域，判断所述准触摸点区域是否为鬼点区域；若仅通过该准触摸点区域而不通过其他准触摸点区域的所述遮挡线的个数大于预设阈值，则判断所述该准触摸点区域为真实触摸点区域，根据所述真实触摸点区域获取真实触摸点的位置及大小；否则，判断所述该准触摸点区域为鬼点区域的装置。

所述的触摸识别系统，所述准触摸点区域的位置信息为所述准触摸点区域的中心坐标，所述准触摸点区域的大小信息为所述准触摸点区域的面积或平均半径。

所述的触摸识别的系统，所述用于确定并记录所述遮挡线与所述准触摸点区域的位置关系的装置包括

用于计算每个准触摸点区域的中心坐标到每条遮挡线的距离的子装置；

用于将所述准触摸点区域的中心坐标到所述遮挡线的距离与所述准触摸点区域的平均半径进行比较，若前者大于后者，则所述遮挡线未通过所述准触摸点区域；否则，所述遮挡线通过所述准触摸点区域的子装置。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本发明所述的一种用于红外触摸屏触摸识别方法及系统，对于多点红外触摸屏，为了识别出触摸点，进行扫描的扫描线中除了具有垂直和水平扫描线的主轴扫描线之外还具有倾斜扫描线，因此在被触摸物遮挡的遮挡线不是平行的，遮挡线也包括主轴扫描线和倾斜扫描线，由于鬼点是由多个触摸物相互遮挡形成的，经过鬼点的遮挡线也一定至少经过一个真实触摸点，而由于倾斜扫描线的存在，经过真实触摸点的遮挡线则不一定经过鬼点，因此，如果针对一个准触摸点区域，不存在只经过该准触摸点区域的遮挡线，则该准触摸点区域为鬼点。本发明就是针对真实触摸点一定遮挡红外光线的现象,考虑到红外触摸屏的特点及鬼点形成的原因，借助数学统计分析方法有效解决红外触摸屏触摸点为多个时无法通过准触摸点区域之间距离的偏差的大小有效判断鬼点的技术问题，特别是在红外灯扫描角度比较大的情况下，该方法能够方便有效地识别出鬼点，因此可以提高触摸识别的速度。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中，

图1是本发明所述一种用于红外触摸屏触摸识别的方法流程图；

图2是本发明所述一条遮挡线经过准触摸点区域的结构示意图；

图3是本发明所述经过一个准触摸点区域的遮挡线示意图。

具体实施方式

一种用于红外触摸屏触摸识别方法，参见图1所示，具体实施包括以下几个步骤：

第一、根据扫描数据，获取准触摸点区域，并获取所述准触摸点区域的位置信息和大小信息。

由于所述触摸点都具有一定的大小，实际上根据扫描数据中扫描线的遮挡情况获取的所述准触摸点(包括真实触摸点和鬼点)是一个区域，获取准触摸点区域的方法可以采用现有技术中的任一种，如是根据扫描数据生成光路图像或者二维数组、然后通过轮廓提取获取准触摸点区域的方法，如中国专利文献CN102419662A、CN102419664A和CN102419663A中提到的方法，也可以通过主轴光线获取横向和纵向的边界，将横向和纵向边界进行相交组合获取准触摸点区域，在此不再赘述。

所述准触摸点区域的位置信息可以为所述准触摸点区域的中心坐标，当然也可以为所述准触摸点区域的重心坐标；所述准触摸点区域的大小信息可以为所述准触摸点区域的面积或平均半径，本领域技术人员可以理解，如果准触摸点区域的大小信息通过面积来表示，那么根据准触摸点区域的中心坐标、面积以及形状可以采用一定的方法计算出准触摸点区域的平均半径。

获取所述准触摸点区域的平均半径的方法可以为：

判断准触摸点区域的形状，若所述准触摸点区域为圆形区域，将所述圆形区域的半径作为所述准触摸点区域的平均半径；

若所述准触摸点区域为矩形区域，将所述矩形区域的对角线的一半或者长和宽的平均值的二分之一作为所述准触摸点区域的平均半径；

若所述准触摸点区域为除所述圆形区域和所述矩形区域之外的区域，将所述准触摸点区域的外接矩形的对角线的一半或者长和宽的平均值的二分之一作为所述准触摸点区域的平均半径。

所述准触摸点区域为除所述圆形区域和所述矩形区域之外的区域时得到所述外接矩形的方法可以为：分别以所述准触摸点区域最左端和最右端的点的横坐标为左边界和右边界，最上端和最下端的点的纵坐标为上边界和下边界组成的矩形。

优选地，在获取准触摸点区域的平均半径的方法中，也可以不进行准触摸点区域形状的判断，直接获取准触摸点区域的外接矩形，将准触摸点区域的外接矩形的对角线的一半或者长和宽的平均值的二分之一作为所述准触摸点区域平的均半径。这种方法实现起来比较简单方便，可以降低处理的难度。

对于基于图像处理的方法获取的准触摸点区域，所述准触摸点区域的所述面积为所述准触摸点区域占据的像素点数。如果所述准触摸点区域是圆形区域，所述面积为所述圆形区域占据的像素点数；如果所述准触摸点区域是矩形区域，所述面积为所述矩形区域占据的像素点数。所述基于图像处理的方法参见中国专利文献CN102419663A，在此不再赘述。

第二、根据扫描数据，获取每一条遮挡线的位置信息，本说明书中所述的遮挡线是指被触摸物遮挡的光线。

本实施例中所述遮挡线的位置信息可以为遮挡线的起始位置坐标start(x，y)和终止位置坐标end(x，y)。

作为其他实施方式，所述遮挡线的位置信息也可以为遮挡线的直线方程或者其他能够表示所述遮挡线的位置信息的参数，通过直线方程及触摸屏的边界方程也可以计算出遮挡线的起始坐标和终止坐标。

第三、确定并记录所述遮挡线与所述准触摸点区域的位置关系：所述遮挡线与所述准触摸点区域的位置关系为所述遮挡线是否通过所述准触摸点区域的关系。

本实施例中，记录所述遮挡线与所述准触摸点区域的位置关系的一种方式为：针对每一条遮挡线，记录每一条遮挡线通过的所有准触摸点区域及所通过的准触摸点区域的个数，即记录每一条遮挡线都通过哪些准触摸点区域及所通过的准触摸点区域的个数。

判断所述遮挡线是否通过所述准触摸点区域，具体步骤如下：

i.计算每一个准触摸点区域的中心坐标到每条遮挡线的距离d；

ii.将所述准触摸点区域的中心坐标到所述遮挡线的距离d与所述准触摸点区域的平均半径r_mean进行比较，若d﹥r_mean ，则所述遮挡线未通过所述准触摸点区域；否则，所述遮挡线通过所述准触摸点区域。

判断完所述遮挡线是否通过所述准触摸点区域后，针对每一条遮挡线，记录该遮挡线都通过哪些准触摸点区域及所通过的准触摸点区域的个数。如图2所示，遮挡线L1通过准触摸点区域A、B、C、D，则记录L1：L1（A、B、C、D）+4个准触摸点区域；遮挡线L2被准触摸点区域A、B遮挡，则记录L2：L2（A、B）+2个准触摸点区域。

当然，记录的形式不限于此，只要能够表示出所述遮挡线是否通过所述准触摸点区域的关系即可。

作为其他实施例，通过以下方法记录所述遮挡线与所述准触摸点区域的位置关系：针对每一个准触摸点区域，记录通过该准触摸点区域的遮挡线以及经过该准触摸点区域的遮挡线的条数。同上述方法一样，首先判断所述遮挡线是否通过所述准触摸点区域，然后记录通过每一个准触摸点区域的遮挡线以及经过该准触摸点区域的遮挡线的条数。参考图3所示，针对准触摸点区域A，通过了L1、L2、L3、L4、L5五条遮挡线，记录A：A（L1、L2、L3、L4、L5）+5条遮挡线，针对准触摸点区域B，通过了L1、L6、L7三条遮挡线，记录B：B（L1、L6、L7）+3条遮挡线。

第四、根据所述遮挡线与所述准触摸点区域的位置关系，针对每一个准触摸点区域，统计仅通过该准触摸点区域而不通过其他准触摸点区域的遮挡线的个数。

第五、针对每一个准触摸点区域，若仅通过该准触摸点区域而不通过其他准触摸点区域的所述遮挡线的个数大于预设阈值，则判断所述该准触摸点区域为真实触摸点区域，获取真实触摸点的信息，如位置信息和大小信息等；否则，判断所述该准触摸点区域为鬼点区域。

所述预设阈值针对不同尺寸的触摸屏中发射灯和接收灯的发散角度可以设定不同的预设阈值，发散角度为红外光线散射角度，具体预设阈值的大小可以根据实验的效果来确定，一般情况下，考虑到各种干扰的存在，可以将所述预设阈值设置为二或三或五，本实施例中，所述触摸屏的尺寸为19英寸，所述预设阈值设置为二。

作为其他方式，所述触摸屏的尺寸为23英寸，所述预设阈值设置为三；所述触摸屏的尺寸为55英寸，所述预设阈值设置为五。

本发明针对多点触摸时一定相互遮挡的现象,考虑到红外触摸屏的特点及鬼点形成的原因，借助数学统计分析方法，分析遮挡线与准触摸点区域之间的位置关系，根据真实触摸点一定有遮挡线通过的事实识别真实触摸点，能够有效解决红外触摸屏触摸点为多个时无法通过准触摸点区域之间距离的偏差的大小有效判断鬼点的技术问题，特别是在红外灯扫描角度比较大的情况下，该方法能够更好的识别真实触摸点，去除鬼点，且该方法逻辑简单，处理速度快。

本发明具体实施方式中还提供一种用于红外触摸屏触摸识别的系统，包括：

用于根据扫描数据获取准触摸点区域，并获取所述准触摸点区域的位置信息和大小信息的装置；其中，所述准触摸点区域的位置信息为所述准触摸点区域的中心坐标，所述准触摸点区域的大小信息为所述准触摸点区域的面积或平均半径。

用于根据扫描数据获取每一条遮挡线的位置信息的装置；其中的遮挡线的位置信息可以为遮挡线的起始坐标(发射端的坐标)和终止坐标(接收端的坐标)，也可以为遮挡线的直线方程。

用于确定并记录所述遮挡线与所述准触摸点区域的位置关系的装置，其中的位置关系为所述遮挡线是否通过所述准触摸点区域的关系；

用于根据所述遮挡线与所述准触摸点区域的位置关系，针对每一个准触摸点区域，统计仅通过该准触摸点区域而不通过其他准触摸点区域的遮挡线的个数的装置；

用于针对每一个准触摸点区域，判断所述准触摸点区域是否为鬼点区域；若仅通过该准触摸点区域而不通过其他准触摸点区域的所述遮挡线的个数大于预设阈值，则判断所述该准触摸点区域为真实触摸点区域，根据所述真实触摸点区域获取真实触摸点的位置及大小；否则，判断所述该准触摸点区域为鬼点区域的装置。

进一步地，所述用于确定并记录所述遮挡线与所述准触摸点区域的位置关系的装置包括：

用于计算每个准触摸点区域的中心坐标到每条遮挡线的距离的子装置；

用于将所述准触摸点区域的中心坐标到所述遮挡线的距离与所述准触摸点区域的平均半径进行比较，若前者大于后者，则所述遮挡线未通过所述准触摸点区域；否则，所述遮挡线通过所述准触摸点区域的子装置。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (12)

1.一种用于红外触摸屏触摸识别的方法，其特征在于：包括如下步骤，

a．根据扫描数据，获取准触摸点区域，并获取所述准触摸点区域的位置信息和大小信息；

b．根据扫描数据，获取每一条遮挡线的位置信息；

c．确定并记录所述遮挡线与所述准触摸点区域的位置关系；

d．根据所述遮挡线与所述准触摸点区域的位置关系，针对每一个准触摸点区域，统计仅通过该准触摸点区域而不通过其他准触摸点区域的遮挡线的个数；

e．针对每一个准触摸点区域，若仅通过该准触摸点区域而不通过其他准触摸区域的所述遮挡线的个数大于预设阈值，则判断所述该准触摸点区域为真实触摸点区域；否则，判断所述该准触摸点区域为鬼点区域。

2.根据权利要求1所述的用于红外触摸屏触摸识别的方法，其特征在于：步骤a中所述准触摸点区域的位置信息为所述准触摸点区域的中心坐标，所述准触摸点区域的大小信息为所述准触摸点区域的面积或平均半径。

3.根据权利要求2所述的用于红外触摸屏触摸识别的方法，其特征在于：获取所述准触摸点区域的平均半径的方法为：获取所述准触摸点区域的外接矩形，将所述准触摸点区域的外接矩形的对角线的一半或者长和宽的平均值的二分之一作为所述准触摸点区域的平均半径。

4.根据权利要求2所述的用于红外触摸屏触摸识别的方法，其特征在于：获取所述准触摸点区域的平均半径的方法为：

判断所述准触摸点区域的形状，若所述准触摸点区域为圆形区域，将所述圆形区域的半径作为所述准触摸点区域的平均半径；

若所述准触摸点区域为矩形区域，将所述矩形区域的对角线的一半或者长和宽的平均值的二分之一作为所述准触摸点区域的平均半径；

若所述准触摸点区域为除所述圆形区域和所述矩形区域之外的区域，将所述准触摸点区域的外接矩形的对角线的一半或者长和宽的平均值的二分之一作为所述准触摸点区域的平均半径。

5.根据权利要求2所述的用于红外触摸屏触摸识别的方法，其特征在于：所述面积为所述准触摸点区域占据的像素点数。

6.根据权利要求1-5任一所述的用于红外触摸屏触摸识别的方法，其特征在于:步骤b中所述遮挡线的所述位置信息为所述遮挡线的起始位置坐标和终止位置坐标，或者为所述遮挡线的直线方程。

7.根据权利要求2或3或4或6所述的用于红外触摸屏触摸识别的方法，其特征在于：所述步骤c中确定所述遮挡线与所述准触摸点区域的位置关系的具体步骤如下：

i.计算每个准触摸点区域的中心坐标到每条遮挡线的距离；

ii.将所述准触摸点区域的中心坐标到所述遮挡线的距离与所述准触摸点区域的平均半径进行比较，若前者大于后者，则所述遮挡线未通过所述准触摸点区域；否则，所述遮挡线通过所述准触摸点区域。

8.根据权利要求1-7任一所述的用于红外触摸屏触摸识别的方法，其特征在于:所述预设阈值取二或三或五。

9.根据权利要求1-8任一所述的用于红外触摸屏触摸识别的方法，其特征在于:所述步骤c中，记录所述遮挡线与所述准触摸点区域的位置关系的方式为：针对每一条遮挡线，记录该遮挡线通过的所有准触摸点区域及所通过的准触摸点区域的个数；或者针对每一个准触摸点区域，记录通过该准触摸点区域的遮挡线以及经过该准触摸点区域的遮挡线的条数。

10.一种用于红外触摸屏触摸识别的系统，其特征在于：包括

用于根据扫描数据获取准触摸点区域，并获取所述准触摸点区域的位置信息和大小信息的装置；

用于根据扫描数据获取每一条遮挡线的位置信息的装置；

用于确定并记录所述遮挡线与所述准触摸点区域的位置关系的装置；

用于根据所述遮挡线与所述准触摸点区域的位置关系，针对每一个准触摸点区域，统计仅通过该准触摸点区域而不通过其他准触摸点区域的遮挡线的个数的装置；

用于针对每一个准触摸点区域，判断所述准触摸点区域是否为鬼点区域；若仅通过该准触摸点区域而不通过其他准触摸点区域的所述遮挡线的个数大于预设阈值，则判断所述该准触摸点区域为真实触摸点区域，根据所述真实触摸点区域获取真实触摸点的位置及大小；否则，判断所述该准触摸点区域为鬼点区域的装置。

11.根据权利要求10所述的触摸识别的系统，其特征在于：所述准触摸点区域的位置信息为所述准触摸点区域的中心坐标，所述准触摸点区域的大小信息为所述准触摸点区域的面积或平均半径。

12.根据权利要求11所述的触摸识别的系统，其特征在于：所述用于确定并记录所述遮挡线与所述准触摸点区域的位置关系的装置包括

用于计算每个准触摸点区域的中心坐标到每条遮挡线的距离的子装置；

用于将所述准触摸点区域的中心坐标到所述遮挡线的距离与所述准触摸点区域的平均半径进行比较，若前者大于后者，则所述遮挡线未通过所述准触摸点区域；否则，所述遮挡线通过所述准触摸点区域的子装置。

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