CN103955898A - 一种触摸屏检测芯片信号滤波方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种触摸屏检测芯片信号滤波方法，针对触摸屏检测信号，在现有剪切波技术的基础上，融合多目标粒子群方法来进行小波信号权值的获取，处理了针对信号去噪时阀值的选取问题，且经过试验证明，本发明有效地把剪切波方法和多目标粒子群方法结合在一起，实现了针对触摸屏检测芯片信号的滤波，且取得了更优的滤波效果。

Description

一种触摸屏检测芯片信号滤波方法

技术领域

本发明涉及一种触摸屏检测芯片信号滤波方法。

背景技术

电容芯片在采集电容、传输信号和处理数据过程中，会受到噪声的干扰，如果不加以滤波，会严重影响到后期的处理工作。人们对滤波的要求是滤除噪声像素，保留图像细节，而由于细节和噪声难以区分，这就成了一个比较困难的问题。

传统方法包括著名的中值滤波、加权滤波等对所有的信号均进行处理，从而造成了数据的模糊和不确定性，极值滤波等只能对椒盐噪声进行滤波，虽然速度快，但是已经无法适应人们对类似于对触摸屏无接触式操作时所带来的对于信号有效性的极高要求。因此需要一种新的方法来对信号进行滤波操作。

Guo和Labate提出了一种很好的滤波方法--剪切波并得到了广泛认可，该方法通过特殊形式的具有合成膨胀的仿射系统构造了一种新的变换，并通过在还原过程中设置阈值去值，达到滤波的效果。Labate认为，由于剪切波小波变换的多方向、多尺度、以及对图像的最优逼近性能的稀疏表达能力，所以采用简单的阈值去噪即可获得较好的去噪效果；但是，通过仔细分析，我们认为其仍有提升的空间。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种针对触摸屏检测信号，改进现有技术，能够更加有效地提高滤波效果的触摸屏检测芯片信号滤波方法。

本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种触摸屏检测芯片信号滤波方法，包括如下步骤：

步骤001.采用剪切波方法，将触摸屏图像二维信号按预设要求划分为数个尺寸、数个方向上的各个小波信号S_k,j，k＝1、…、K，j＝1、…、J，K为数个尺寸的个数，J为数个方向的个数；

步骤002.随机产生数个包括N个个体的种群，各个个体分别作为各个小波信号S_k,j的权值ω_k,j，其中，N为所述小波信号S_k,j的个数；

步骤003.各个小波信号S_k,j分别乘以对应权值ω_k,j，获得各个更新小波信号S'_k,j；并根据各个更新小波信号S'_k,j和剪切波还原法，获得更新触摸屏图像二维信号；

步骤004.采用标准高斯函数G_P对更新触摸屏图像二维信号进行滤波，取滤波结果中最大值和最小值之差的中值作为有效信号评估值Infor；

采用快速低通滤波器H_grad对更新触摸屏图像二维信号进行滤波，取滤波结果的方差作为噪声信号评估值Noise；

步骤005.根据有效信号评估值Infor、噪声信号评估值Noise，建立有效信号适应值噪声信号适应值f₂(x)＝Noise，并建立目标函数F(x)＝min(f₁(x),f₂(x))；

步骤006.根据目标函数F(x)，采用多目标粒子群方法更新各个小波信号S_k,j对应的权值ω_k,j，并判断是否达到多目标粒子群方法阀值条件，是则结束方法，将此时的更新触摸屏图像二维信号输出；否则跳转至步骤003。

作为本发明的一种优选技术方案：所述步骤004中，所述标准高斯函数G_P如下：

$G_P=\frac{1}{2{\mathrm{\πp}}^2}\exp (-\frac{x_1^2+x_2^2}{2p^2})$

其中，p表示正态分布的标准偏差；x₁表示信号在横向上的模糊距离；x₂表示信号在纵向上的模糊距离。

作为本发明的一种优选技术方案：所述步骤004中，有效信号评估值Infor如下：

$\mathrm{Infor}=\frac{\max (I*G_P)-\min (I*G_P)}{2}$

其中，I为单位矩阵。

作为本发明的一种优选技术方案：所述步骤004中，所述快速低通滤波器H_grad如下：

$H_{\mathrm{grad}}=\frac{1}{2}\left(\begin{array}{cc}1& -1\\ -1& 1\end{array}\right).$

作为本发明的一种优选技术方案：所述步骤004中，噪声信号评估值Noise如下：

Noise＝std(H_grad*I)

其中，I为单位矩阵。

本发明所述一种触摸屏检测芯片信号滤波方法采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：本发明设计的触摸屏检测芯片信号滤波方法，针对触摸屏检测信号，在现有剪切波技术的基础上，融合多目标粒子群方法，更加有效地提高了触摸屏检测芯片信号的滤波效果。

附图说明

图1是本发明设计的触摸屏检测芯片信号滤波方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明设计了一种触摸屏检测芯片信号滤波方法在实际应用过程中，具体包括如下步骤：

步骤001.采用Labate的经典剪切波方法，将触摸屏图像二维信号按预设要求划分为数个尺寸、数个方向上的各个小波信号S_k,j，k＝1、…、K，j＝1、…、J，K为数个尺寸的个数，J为数个方向的个数；

步骤002.随机产生数个包括N个个体的种群，各个个体分别作为各个小波信号S_k,j的权值ω_k,j，其中，N为所述小波信号S_k,j的个数，设置多目标粒子群方法中最大迭代次数、加速因子、各粒子初始位置、初始速度、设置初始适应度均为零等操作；

步骤003.各个小波信号S_k,j分别乘以对应权值ω_k,j，获得各个更新小波信号S'_k,j；

S'_k,j＝S_k,j*ω_k,j

并根据各个更新小波信号S'_k,j和剪切波还原法，获得更新触摸屏图像二维信号；

步骤004.采用标准高斯函数对更新触摸屏图像二维信号进行滤波，取滤波结果中最大值和最小值之差的中值作为有效信号评估值其中，p表示正态分布的标准偏差；x₁表示信号在横向上的模糊距离；x₂表示信号在纵向上的模糊距离；

采用快速低通滤波器对更新触摸屏图像二维信号进行滤波，取滤波结果的方差作为噪声信号评估值Noise＝std(H_grad*I)；

步骤005.根据有效信号评估值Infor、噪声信号评估值Noise，建立有效信号适应值噪声信号适应值f₂(x)＝Noise＝std(H_grad*I)，并建立目标函数F(x)＝min(f₁(x),f₂(x)),即同时取有效信号适应值的最小值和噪声信号适应值的最小值作为目标函数；

步骤006.根据目标函数F(x)，采用多目标粒子群方法，在保证粒子在搜索空间内飞行的条件下，更新每个粒子的速度和位置，更新各个小波信号S_k,j对应的权值ω_k,j，并判断是否达到多目标粒子群方法阀值条件，是则结束方法，将此时的更新触摸屏图像二维信号输出；否则跳转至步骤003。

由步骤006输出的信号即为经过优化滤波后获得的触摸屏图像二维信号。

本发明设计的触摸屏检测芯片信号滤波方法在实际应用过程中，例如针对Lena和Baraba两张经典样本图片，在不同含噪水平下，采用本发明设计触摸屏检测芯片信号滤波方法和经典剪切波方法分别进行试验，用信噪比作为衡量指标，越大效果越好，如下表1可知，本发明的滤波效果要优于经典剪切波方法的滤波效果。

表1

本发明设计的触摸屏检测芯片信号滤波方法，针对触摸屏检测信号，在现有剪切波技术的基础上，融合多目标粒子群方法来进行小波信号权值的获取，处理了针对信号去噪时阀值的选取问题，且经过试验证明，本发明有效地把剪切波方法和多目标粒子群方法结合在一起，实现了针对触摸屏检测芯片信号的滤波，且取得了更优的滤波效果。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (5)

1.一种触摸屏检测芯片信号滤波方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤001.采用剪切波方法，将触摸屏图像二维信号按预设要求划分为数个尺寸、数个方向上的各个小波信号S_k,j，k＝1、…、K，j＝1、…、J，K为数个尺寸的个数，J为数个方向的个数；

步骤002.随机产生数个包括N个个体的种群，各个个体分别作为各个小波信号S_k,j的权值ω_k,j，其中，N为所述小波信号S_k,j的个数；

步骤003.各个小波信号S_k,j分别乘以对应权值ω_k,j，获得各个更新小波信号S'_k,j；并根据各个更新小波信号S'_k,j和剪切波还原法，获得更新触摸屏图像二维信号；

步骤004.采用标准高斯函数G_P对更新触摸屏图像二维信号进行滤波，取滤波结果中最大值和最小值之差的中值作为有效信号评估值Infor；

采用快速低通滤波器H_grad对更新触摸屏图像二维信号进行滤波，取滤波结果的方差作为噪声信号评估值Noise；

步骤005.根据有效信号评估值Infor、噪声信号评估值Noise，建立有效信号适应值噪声信号适应值f₂(x)＝Noise，并建立目标函数F(x)＝min(f₁(x),f₂(x))；

步骤006.根据目标函数F(x)，采用多目标粒子群方法更新各个小波信号S_k,j对应的权值ω_k,j，并判断是否达到多目标粒子群方法阀值条件，是则结束方法，将此时的更新触摸屏图像二维信号输出；否则跳转至步骤003。

2.根据权利要求1所述一种触摸屏检测芯片信号滤波方法，其特征在于：所述步骤004中，所述标准高斯函数G_P如下：

$G_P=\frac{1}{2{\mathrm{\πp}}^2}\exp (-\frac{x_1^2+x_2^2}{2p^2})$

其中，p表示正态分布的标准偏差；x₁表示信号在横向上的模糊距离；x₂表示信号在纵向上的模糊距离。

3.根据权利要求1或2所述一种触摸屏检测芯片信号滤波方法，其特征在于：所述步骤004中，有效信号评估值Infor如下：

$\mathrm{Infor}=\frac{\max (I*G_P)-\min (I*G_P)}{2}$

其中，I为单位矩阵。

4.根据权利要求1所述一种触摸屏检测芯片信号滤波方法，其特征在于：所述步骤004中，所述快速低通滤波器H_grad如下：

$H_{\mathrm{grad}}=\frac{1}{2}\left(\begin{array}{cc}1& -1\\ -1& 1\end{array}\right)$

5.根据权利要求1或4所述一种触摸屏检测芯片信号滤波方法，其特征在于：所述步骤004中，噪声信号评估值Noise如下：

Noise＝std(H_grad*I)

其中，I为单位矩阵。