CN104978078B - 一种基于红外触摸屏幕的触摸点识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于红外触摸屏幕的触摸点识别方法，包括以下步骤：1)通过硬件快速扫描算法获得多条未被遮挡的通过光路；2)以Region of Interest局部区域作为初始多边形；3)从多条未被遮挡的通过光路中选择一个通过光路对多边形集合中的每个多边形进行切割，若通过光路与原多边形不相切，则保持原多边形，若通过光路将原多边形切割成两个多边形，则将原多边形删除，并将新生成的两个多边形加入到多边形集合中，若通过光路将原多边形切割后仍然保持完整的一块，则将切割剩下的多边形替换原多边形；4)将剩下的所有通过光路依次选择对多边形集合进行切割。与现有技术相比，本发明具有降低了对处理器的计算能力和内存占用的要求等优点。

Description

一种基于红外触摸屏幕的触摸点识别方法

技术领域

本发明涉及一种触摸点识别方法，尤其是涉及一种基于红外触摸屏幕的触摸点识别方法。

背景技术

红外触摸屏幕是利用红外发射对管的发射与接收的能量强弱来判断光线是否被物体所挡住，再根据这些阻挡的情况计算出点的位置的一种触摸设备。

随着触摸从单点向两点及多点的发展过程中，同时触摸屏幕的尺寸也从小尺寸向21.5Inch-84.44Inch及更多的尺寸范围进展，需要扫描的光线对数也直线上升。再由于小型化，微型化的及移动的要求，需要将本来由PC主机内CPU计算的内容，放入小型芯片内完成，这样就对于扫描算法有了新的要求。

采用传统的方法下，每秒的采样帧数及每个发射灯的打开时间都达不到新的要求。同时，大多数设备都采用USB及低电压供电，所产生的功耗也较高，所以需要在不改变硬件结构的前提下，提出一种新的方法来达到目标。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于红外触摸屏幕的触摸点识别方法，降低了对处理器的计算能力和内存占用的要求、降低了功耗的需要、提高了触摸屏幕的使用寿命。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于红外触摸屏幕的触摸点识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)通过硬件快速扫描算法获得多条未被遮挡的通过光路；

2)以整个触摸屏幕区域或者Region of Interest局部区域作为初始多边形，放入原本为空的多边形集合中；

3)从多条未被遮挡的通过光路中选择其中一个通过光路对多边形集合中的每个多边形进行切割，若通过光路与原多边形不相切，则保持原多边形，若通过光路将原多边形切割成两个多边形，则将原多边形删除，并将新生成的两个多边形加入到多边形集合中，若通过光路将原多边形切割后仍然保持完整的一块，则将切割剩下的多边形替换原多边形；

4)将剩下的所有通过光路依次选择对多边形集合进行切割，最终剩下的区域即为包含触摸点在内的最终识别区域。

所述的硬件快速扫描算法包括发射切换快模式或接收切换快模式。

所述的发射切换快模式具体为：

1)选择一个接收灯，然后多个发射灯进行切换；

2)切换的发射灯序号至少存在一处不连续；

为提高局部触摸精度，所述的发射切换快模式可以具体为：

1)选择一个接收灯，然后多个发射灯进行切换；

2)切换的发射灯序号至少存在一处不连续；

3)切换的发射灯序号至少存在一处连续的序号

所述的接收切换快模式具体为：

1)选择一个发射灯，然后多个接收灯进行切换；

2)切换的接收灯序号至少存在一处不连续；

为提高局部触摸精度，所述的接收切换快模式可以具体为：

1)选择一个发射灯，然后多个接收灯进行切换；

2)切换的接收灯序号至少存在一处不连续；

3)切换的接收灯序号至少存在一处连续的序号

为减少计算量，所述的Region of Interest局部区域可以由一个或多个特定角度的扫描区域相互合并而成。

所述的Region of Interest局部区域可以动态改变，以应对手指的移动或屏幕触控界面的变化。

为方便Region of Interest局部区域计算，所述的特点角度可以为90度和180度，或者相近的角度。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)降低了对处理器的计算能力的要求；

2)在相同处理能力的情况下，可得到更高的帧率；

3)降低了功耗的需要；

4)提高了触摸屏幕的使用寿命。

附图说明

图1为触摸屏与发射灯、接收灯示意图；

图2为通过光路与原多边形不相切示意图；

图3为通过光路将原多边形切割后仍然保持一块示意图。

图4为通过光路将原多边形切割成两个多边形示意图；

图5为所有通过光路将原多边形切割后，最终得出触摸点位置的示意图；

图6为Region of Interest区域和触摸点示意图。

其中：图1中13为触摸屏，11为发射灯，12为接收灯，发射灯和接收灯分别按照排列次序进行编号，相邻的两颗灯，序号连续。

图6中10为Region of Interest区域，1为触摸位置，Region of Interest区域包含一个或者多个触摸点；

图2、图3中21为通过光路，使用两条直线22来表示，直线内侧为通过光路，20为Region of Interest区域

多边形与通过光路共有三种关系

a)图2所示，通过光路21与多边形20没有任何交叠部份，在这种情况下，保留原多边形；

b)图3所示，多边形与通过光路有交叠，被分为23、24两个多边形区域，则删除原多边形，保留直线外侧的多边形23，删除24通过光路内的多边形；

c)图4所示，多边形与通过光路有交叠，被分为23、24、23三个多边形区域，则删除所多连形，保留直线外侧的二个多边形23，删除24通过光路内的多边形；

将所有Region of Interest区域与通过光路重复上述计算过程，则触摸点包含在最终剩下的多边形组中；如图5所示，20所表示的多边形，被3个通过光路21切割后，最终所剩下的区域25包含了触摸点。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

一种基于红外触摸屏幕的触摸点识别方法，包括以下步骤：

1)通过硬件快速扫描算法获得多条未被遮挡的通过光路；

2)以整个触摸屏幕区域或者Region of Interest局部区域作为初始多边形，放入原本为空的多边形集合中；

3)从多条未被遮挡的通过光路中选择其中一个通过光路对多边形集合中的每个多边形进行切割，若通过光路与原多边形不相切，则保持原多边形，若通过光路将原多边形切割成两个多边形，则将原多边形删除，并将新生成的两个多边形加入到多边形集合中，若通过光路将原多边形切割后仍然保持完整的一块，则将切割剩下的多边形替换原多边形；

4)将剩下的所有通过光路依次选择对多边形集合进行切割，最终剩下的区域即为包含触摸点在内的最终识别区域。

所述的通过光路为一个接收和发射的光线可以通过的光路，该通过光路通过两条直线来表示，两条直线内的部份为需切割开部分，两条直线外的部份为未切割开部分。

由于需要在相对较弱运算能力的芯片上进行操作，如果通过光路为平行的情况，则“通过光路”的表达方式为

{k，b1，b2}

直线1：为y=kx+b1；

直线2：为y=kx+b2；

同时在存放在的时候，确定直线1在直线2的上方，共使用3个常数就可以表达；

如果“通过光路”不为平行线，则使用{k1，b4，k2，b2}来表示(共使用4个常数)。

顺时针或逆时针沿着表示Region of Interest的多边形的顶点，依次计算顶点与通过光路两条直线关系的方法，来取得需要的多边形

所述的通过光路对多边形进行切割具体过程如下：

41)取直线1和直线2，假设直线1在直线2上方(否则交换直线1和直线2)

42)先取直线1进行操作，需要的区域是多边形在直线1上方的区域；

43)取出一个多边形的顶点，以顺时针方向或者以逆时间方向进行进行计算，如果在直线1上方，则记录为K状态，如果在下方则记录为R状态。计算完成后可以得到以下状态集合：

{S1，S2，S3，S4，S5，…..Sn}，Sx为K或R；

a)如果集合全部为K，则保留多边形；

b)如果集合全部为R，则删除多边形；

c)如果集合中既有K又有R，则计算过程如下：

a.取一个为K的点，把点压入新集合；

b.顺序取下一个点

i.如果为K，则继续把点压入集合；

ii.如果为R，则计算由上一个点与此点构成的直线与直线1的交点，把交点压入集合，继续取点，直到取到一个K点，并压入集合，重复这两个过程，直到所有的点都计算完成；

c.删除原多边形，将集合中点构成的多边形替代原多边形；

44)同样，再取直线2进行操作，需要的区域是多边形在直线2上方的区域；

45)将与直线1与直线2计算完成后的多边形替代Region of Interest的多边形参与后续计算。

46)当所有Region of Interest多边形与所有的通过光路运算完成后，形成了一些最终的多边形，触摸点即包含在这些多边形当中。

Claims (6)

1.一种基于红外触摸屏幕的触摸点识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)通过硬件快速扫描算法获得多条未被遮挡的通过光路，并用两条直线来表示通过光路，以两条直线内侧表示为通过光路部份；

2)以整个触摸屏幕区域或者Region of Interest局部区域作为初始多边形，放入原本为空的多边形集合中；

3)从多条未被遮挡的通过光路中选择其中一个通过光路对多边形集合中的每个多边形进行切割，若通过光路与原多边形不相切，则保持原多边形，若通过光路将原多边形切割成两个多边形，则将原多边形删除，并将新生成的两个多边形加入到多边形集合中，若通过光路将原多边形切割后仍然保持完整的一块，则将切割剩下的多边形替换原多边形；

4)将剩下的所有通过光路依次选择对多边形集合进行切割，最终剩下的区域即为包含触摸点在内的最终识别区域；

所述的硬件快速扫描算法包括发射切换快模式或接收切换快模式；

所述的发射切换快模式具体为：

1)选择一个接收灯，然后多个发射灯进行切换；

2)切换的发射灯序号至少存在一处不连续的序号；

3)切换的发射灯序号至少存在一处连续的序号；

将多条邻近通过光路进行合并后形成新的通过光路的方法，来降低计算的复杂度；或可仅使用X轴或仅使用Y轴产生的通过光路的方法来生成触摸点。

2.根据权利要求1所述的一种基于红外触摸屏幕的触摸点识别方法，其特征在于，所述的接收切换快模式具体为：

1)选择一个发射灯，然后多个接收灯进行切换；

2)切换的接收灯序号至少存在一处不连续。

3.根据权利要求1所述的一种基于红外触摸屏幕的触摸点识别方法，其特征在于，所述的接收切换快模式具体为：

1)选择一个发射灯，然后多个接收灯进行切换；

2)切换的接收灯序号至少存在一处不连续的序号；

3)切换的接收灯序号至少存在一处连续的序号。

4.根据权利要求1所述的一种基于红外触摸屏幕的触摸点识别方法，其特征在于，所述的Region of Interest局部区域由一个或多个特定角度的扫描区域相互合并而成，其中特定角度为90度和180度。

5.根据权利要求1所述的一种基于红外触摸屏幕的触摸点识别方法，其特征在于，将某些通过光路取反，生成遮挡光路，再通过遮挡光路生成Region of Interest。

6.根据权利要求1所述的一种基于红外触摸屏幕的触摸点识别方法，其特征在于，顺时针或逆时针沿着表示Region of Interest的多边形的顶点，依次计算顶点与通过光路两条直线关系的方法来取得切割后的多边形。