CN105094411A

CN105094411A - 电子装置及其绘图方法及计算机程序产品

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Publication number: CN105094411A
Application number: CN201410445218.8A
Authority: CN
Inventors: 陈滢中; 王辉龙
Original assignee: High Tech Computer Corp
Current assignee: HTC Corp
Priority date: 2014-05-09
Filing date: 2014-09-03
Publication date: 2015-11-25
Anticipated expiration: 2034-09-03
Also published as: TWI543069B; CN105094411B; US9323449B2; TW201543342A; US20150324084A1

Abstract

本发明涉及一种电子装置及其绘图方法，该绘图方法适用于电子装置，其中电子装置至少包含触摸式屏幕。首先，利用触摸式屏幕，检测输入工具的触摸事件。接着，取得触摸事件的多个触摸位置，并且依据触摸事件的目前触摸位置以及至少一历史触摸位置，决定触摸事件的预测位置。之后，将图像绘制在触摸式屏幕的预测位置上。

Description

电子装置及其绘图方法及计算机程序产品

技术领域

本发明涉及一种电子装置及其绘图方法，特别是有关于一种可用于对被跟踪物体进行位置预测的具有触摸式屏幕的电子装置及其绘图方法。

背景技术

随着使用者需求的驱使，愈来愈多的电子装置，特别是手持式或可携式电子装置，例如智能型手机(smartphone)、个人数字助理(PDA)、平板计算机(TabletPC)或超便携计算机(UMPC,UltraMobilePC)等都配置有触摸式屏幕(touchscreen)或触摸面板(touchpanel)。触摸式屏幕或触摸面板可感应直接地或间接地由使用者所放置的触摸，因此可被用来作为主要的输入装置之一。配置有触摸面板的电子装置允许使用者可以通过其手指或触控笔(stylus)来产生触摸事件(touchevent)，以便在其屏幕上输入选择或移动对象。触摸面板可接着识别所产生的触摸事件以及触摸事件发生时在显示屏幕上的触摸位置并且依据触摸事件执行对应的操作。

然而，对使用者而言，使用者输入与视觉回馈之间可能存在延迟。举例来说，当使用者在触摸式屏幕上拖曳(drag)一图像(icon)时，由于系统从接收到触摸信号至显示对应内容在触摸式屏幕上需要进行一些处理，使用者可能会发现正在拖曳的图像并不会刚好显示在其手指下方，相反地，可能会觉得图像有延迟地跟随其手指。这些处理可能导致一些延迟。于是，当使用者最终看到图像被显示在触摸式屏幕上时，其手指可能早已经离开所绘制的位置。因此，所显示的绘图与手指之间总是存在一些差距。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种电子装置及其绘图方法。

本发明一实施例提供一种绘图方法，适用于电子装置，其中电子装置至少包含触摸式屏幕。方法包括下列步骤。首先，通过触摸式屏幕，检测到输入工具的触摸事件。接着，取得触摸事件的多个触摸位置，其中触摸位置对应于用以在触摸式屏幕上绘制图像的位置，并且依据触摸事件的目前触摸位置以及至少一历史触摸位置，决定触摸事件的预测位置。之后，将图像绘制在触摸式屏幕的预测位置上。

本发明实施例还提供一种电子装置，包括触摸式屏幕、滤波器单元、预测单元、以及绘图模块。触摸式屏幕用以检测到输入工具的触摸事件。滤波器单元耦接于触摸式屏幕，用以取得触摸事件的多个触摸位置，其中触摸位置对应于用以在触摸式屏幕上绘一图像的位置。预测单元耦接至触摸式屏幕以及滤波器单元，用以依据触摸事件的目前触摸位置以及至少一历史触摸位置，决定触摸事件的预测位置。绘图模块耦接至预测单元，用以将图像绘制在触摸式屏幕的预测位置上。

本发明上述方法可以通过程序代码方式存在。当程序代码被机器加载且执行时，机器变成用以实行本发明的装置。

附图说明

图1示出了本发明一实施例的电子装置的示意图；

图2示出了本发明一实施例的滤波器的示意图；

图3示出了依据本发明一实施例的电子装置的绘图方法的流程图；

图4A与图4B示出了依据本发明实施例的触摸事件相关操作的示意图。

附图符号说明

100～电子装置；

110～触摸式屏幕；

112～触摸感应装置；

120～滤波器单元；

122～卡尔曼滤波器；

124～粒子滤波器；

126～切换装置；

130～预测单元；

140～绘图模块；

150～储存单元；

S302、S304、S306、S308～步骤；

300～手指；

310～移动方向；

320～图像；

X(K-1)、X(K)、X′(K+1)～触摸位置。

具体实施方式

为使本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并结合附图详细说明如下。

本发明实施例提供一种具有触摸式屏幕的电子装置及其相关绘图方法，其中多个移动跟踪模型用来监控/跟踪使用者手指的动作，预测在既定时间周期(例如：t毫秒)之后使用者手指的位置，并且接着开始在所预测的位置上绘制一图像(icon)。在既定时间周期之后，手指预期将会移动至所预测的位置上，此时同时在屏幕上显示图像，因此可提供更精确的预测，并且提供使用者更直觉的电子装置的触摸操作方式。

图1示出了依据本发明实施例的电子装置的示意图。依据本发明实施例的电子装置100可为个人计算机或可携式装置，例如移动上网装置(MobileInternetDevice,MID)、笔记型计算机、平板计算机或任何其它类型的手持式装置。然而，可理解的是，本发明并不限于此。电子装置100可至少包括触摸式屏幕110、滤波器单元120、预测单元130、绘图模块(drawingmodule)140以及储存单元150。触摸式屏幕110可用以接收使用者的输入。可理解的是，在本实施例中，触摸式屏幕110、滤波器单元120、预测单元130、绘图模块140以及储存单元150可为包括适当的硬件电路与组件架构的硬件实现的装置。使用者可通过在触摸式屏幕110上执行相关操作来传送这些输入。可理解的是，在本实施例中，触摸式屏幕110是结合触摸感应装置112(例如：触摸感应器)的屏幕。触摸感应装置112具有包括至少一维的感应器的触摸式表面，用以检测至少输入工具，如手指或触控笔等靠近或在其表面上的接触与移动，以允许使用者可通过输入工具(例如：手指或触控笔)来传送触摸输入。

滤波器单元120用以接收触摸感应装置112所检测到的触摸事件的触摸输入数据，并根据其触摸输入数据来取得触摸事件的触摸位置。其中，这些触摸位置对应于用以在触摸式屏幕110上绘制图像(icon)的位置。举例来说，滤波器单元120可利用移动跟踪模型及相关的移动跟踪技术来监控/跟踪被跟踪物体的移动的轨迹(例如：输入工具的移动轨迹)，以持续地在既定时期周期内监控其位置，用以取得被跟踪物体的移动方向，并且接着得到被跟踪物体的加速度参数。所取得的被跟踪物体的移动方向与加速度参数还可进一步用于估计被跟踪物体的移动距离。通过滤波器单元120，可更精确地获得被跟踪物体的移动轨迹。

在一实施例中，滤波器单元120可包括卡尔曼滤波器(Kalmanfilter)122，其为适用高斯噪声(Gaussiannoise)线性函数的最佳递归贝叶斯滤波器(Bayesianfilter)。在另一实施例中，滤波器单元120可以包括粒子滤波器(particlefilter)，其是用于采样的非线性和非高斯过程的基本状态空间分布的滤波器。在一些实施例中，滤波器单元120可以包括两个或更多个类型的过滤器，且滤波器单元120可还包括切换装置，用于根据所述输入工具的轨迹类型，进行滤波器之间的切换。

图2示出了本发明图1实施例的滤波器单元的示意图。如图2所示，滤波器单元120可包括卡尔曼滤波器122、粒子滤波器124以及切换装置126，其中，卡尔曼滤波器122用于执行线性移动的预测，粒子滤波器124则用于执行非线性移动的预测。切换装置126可以在对具有线性移动的被跟踪物体进行线性预测时，将滤波器单元120切换至卡尔曼滤波器122，或者在对具有非线性移动的被跟踪物体进行非线性预测时，将滤波器单元120切换至粒子滤波器124。举例来说，卡尔曼滤波器122可用以相应于触摸事件表示使用者手指沿着直线路径移动时，根据触摸事件的触摸位置来采样并产生多个估计结果，而粒子滤波器124则可用以相应于触摸事件表示使用者手指沿着曲线移动或类似路径移动时，根据触摸事件的触摸位置来采样并产生多个估计结果。在一些实施例中，切换装置126可进一步判断触摸事件是对应于线性移动事件或者非线性移动事件，接着相应于判定触摸事件是对应于线性运动事件时，决定使用卡尔曼滤波器122来进行预测，以及相应于判定触摸事件是对应于非线性运动事件时，决定使用粒子滤波器124来进行预测。

粒子滤波器124主要用以产生多个估计结果(例如：触摸事件的触摸点的位置或位移估计)。

举例来说，在一实施例中，为了在参数值为k时从粒子Px_k|y_1:k(x|y_1:k)产生单一样本x，粒子滤波器124可执行下列步骤：

(1)设定n＝0(此为计数所产生的粒子的数量)；

(2)从范围{1,…,P}中一致性地选择一个索引L；

(3)从分布中产生测试^x，其中x与y分别表示在一测得的触摸点的触摸位置的二维坐标；

(4)使用^x，从Py|x(y_k|^x)中产生^y的机率，其中y_k为测得的值；

(5)从[0,m_k]中产生另一个均匀变量(uniform)u；

(6)比较u和P(^y)，其中当u大于P(^y)时重复从步骤(2)开始的程序，当u小于P(^y)时则将^x存为并增加n的值；以及

(7)当n＝＝P时，则退出程序。

储存单元150可用以记录历史触摸输入信号的触摸位置信息以及对应于该物体的位置预测值。举例来说，储存单元150可以是任何类型的已知内存、硬盘、可携式磁盘驱动器或其它储存媒体，但本发明并不限于此。

预测单元130耦接至滤波器单元120，用以依据由滤波器单元120所得到的触摸输入数据(例如：用于触摸事件的多个触摸位置)以及储存于储存单元150中的先前位置数据，决定/计算出预测位置。绘图模块140耦接至预测单元130与触摸式屏幕110，用于执行绘图功能，此绘图功能提供应用程序来依据历史位置信息以及预测位置信息来显示/绘制数据(例如：一个图像)在触摸式屏幕110上。

电子装置100可用以执行本发明的绘图方法，其细节将于后进行说明。

图3示出了一依据本发明实施例的电子装置的绘图方法的流程图。请同时参照图1与图3。依据本发明实施例的绘图方法可以适用于电子装置100，用以依据触摸事件的触摸输入来绘制图像。

首先，如步骤S302，当使用者通过输入工具，如笔/触控笔或使用者手指在触摸式屏幕110上执行拖曳操作时，触摸式屏幕110可检测到输入工具的触摸事件。具体来说，触摸式屏幕110的触摸感应装置112可检测使用者手指或靠近或在其表面上的接触与移动以检测到使用者手指的触摸事件，并提供关于触摸点的触摸信息至滤波器单元120。

接着，如步骤S304，相应于检测到触摸事件时，滤波器单元120取得触摸事件的一个或多个触摸位置。在此步骤中，滤波器单元120可利用卡尔曼滤波器或粒子滤波器所提供的移动跟踪模型和相关的移动跟踪技术来监控/跟踪被跟踪物体(例如：输入工具的移动)的轨迹以持续地监控一段既定时间周期中被跟踪物体的位置，以取得被跟踪物体的移动方向，并且接着取得被跟踪物体的加速度参数。所取得的被跟踪物体的移动方向和加速度参数可进一步用于估计被跟踪物体的移动距离。

类似地，在一些实施例中，滤波器单元120可还包括卡尔曼滤波器122、粒子滤波器124以及切换装置126。切换装置126可进一步判断触摸事件是对应于线性移动事件或者非线性移动事件，接着相应于判定触摸事件是对应于线性运动事件时，决定使用卡尔曼滤波器122来进行预测，以及相应于判定触摸事件是对应于非线性运动事件时，决定使用粒子滤波器124执行前述步骤来进行预测。

之后，如步骤S306，预测单元130依据由滤波器单元120所取得的触摸事件的多个触摸位置以及对应于储存在储存单元150中先前历史触摸事件的触摸位置，决定对输入工具的下一个移动的预测位置。举例来说，预测单元130可利用目前检测到的触摸事件的触摸位置与先前检测到的触摸事件的触摸位置与滤波算法来决定使用者手指的下一个移动的预测位置。

在取得所预测的位置之后，如步骤S308，绘图模块140将一图像绘制在触摸式屏幕110的预测位置上。由此，输入工具(例如：使用者手指)应该移动至所预测的位置，并且同一时间显示图像在所预测的位置上，从而减少了使用者输入与给使用者的视觉反馈之间的延迟。

举例来说，参见图4A与图4B，其显示依据本发明实施例的触摸事件相关操作的示意图。如图4A所示，当使用者通过其手指300在触摸式屏幕110上沿着一个移动方向310拖曳图像320时，由于电子装置100从接收到触摸信号至显示对应内容在触摸式屏幕110上需要进行一些处理，使用者可能会发现所绘制的图像320的位置并不会刚好显示在其手指300的位置上。在这种情况下，当使用者最终看到图像320被显示在触摸式屏幕110上时，其手指300可能早已经离开所绘制的位置X(K)。因此，显示在位置X(K)上的所绘制的图标320与手指300之间存在一些差距。

如图4B所示，根据本发明，当使用者通过其手指300在触摸式屏幕110上沿着移动方向310拖曳图像320时，触摸式屏幕110检测到手指300的触摸事件，并且因为在本实施例中的触摸事件对应于线性移动事件，滤波器单元120使用卡尔曼滤波器取得触摸事件的一或多个触摸位置(例如：位置X(K-1)与X(K-2))。预测单元130接着依据目前触摸位置X(K)与先前触摸位置X(K-1)来决定针对手指300的下一个移动的预测位置X′(K+1)。在本发明的其它实施例中，预测单元130也可依据目前触摸位置X(K)与先前触摸位置X(K-1)以及X(K-2)来决定此预测位置X′(K+1)。应当注意的是，预测单元130可取决于预测精度和处理效率的需求来决定参照任何预定数量的先前触摸位置。在得到预测位置X′(K+1)之后，绘图模块140将图像320绘制在触摸式屏幕110的预测位置X′(K+1)上，而非接收到目前位置X(K)。由此，输入工具(例如：手指300)预期会移动至预测位置X′(K+1)，并且图像320可以在同一时间显示在同一位置上，如图4B所示。

在一些实施例中，在得到触摸事件的触摸位置时，预测单元130可进一步执行修改程序，用于相应于判定触摸事件的至少两个连续检测到的触摸点的触摸位置保持不变，且此两个触摸点没有移动时，执行一修改程序，用以依据触摸事件的多个触摸位置，调整预测位置。

在一些实施例中，预测单元130可相应于判定触摸事件的触摸位置及其对应预测位置间之差大于一既定阈值时，执行前述修改程序，以依据触摸事件的触摸位置，调整预测位置。举例来说，当触摸事件的触摸位置与其对应预测位置间之差小于或等于5％的条件下时，前述修改程序将不会被执行。相反地，当触摸事件的触摸位置与其对应预测位置间之差大于5％的条件下时，前述修改程序将会被执行，以依据触摸事件的触摸位置，调整预测位置。

在一些实施例中，为了避免发生闪烁的画面，用以将图像绘制在触摸式屏幕上的绘图功能将会被禁止执行，直到修改程序已执行完成超过一段既定时间周期(例如：在修改程序已执行完成超过t百万秒之后)。举例来说，在修改程序已执行完成时，绘图模块140可先停用绘图功能，然后在t百万秒之后重新启用绘图功能来将图像绘制在触摸式屏幕110上，因此可避免闪烁的发生。

因此，具有触摸屏和本发明的相关的绘图方法，该电子设备可以利用运动跟踪模型和相关的运动跟踪技术来监控/跟踪用户手指的轨迹，预测的手指输入的随后位置和绘制上的预测位置的图标，从而减少了快速移动手指输入和显示输出之间的反应时间，并且为用户提供最佳的触摸使用体验。

因此，依据本发明的具有触摸式屏幕的电子装置及其相关绘图方法可利用移动跟踪模型和相关的移动跟踪技术来监控/跟踪使用者手指的轨迹，预测手指输入的后续位置并且在预测位置上绘制图像，从而减少了快速移动的手指输入和显示输出之间的反应时间，并且为使用者提供最佳的触摸使用体验。

本发明的方法，或特定形态或其部份，可以以程序代码的形态存在。程序代码可以包含在实体媒体，如软盘、光盘片、硬盘、或是任何其它机器可读取(如计算机可读取)储存媒体，亦或不限于外在形式的计算机程序产品，其中，当程序代码被机器，如计算机加载且执行时，此机器变成用以参与本发明的装置。程序代码也可通过一些传送媒体，如电线或电缆、光纤、或是任何传输型态进行传送，其中，当程序代码被机器，如计算机接收、加载且执行时，此机器变成用以参与本发明的装置。当在一般用途处理单元实作时，程序代码结合处理单元提供操作类似于应用特定逻辑电路的独特装置。

虽然本发明已以较佳实施例发明如上，然其并非用以限定本发明，本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的前提下可作些许的更动与润饰。举例来说，本发明实施例所述的系统以及方法可以硬件、软件或硬件以及软件的组合的实体实施例加以实现。因此本发明的保护范围是以本发明的权利要求为准。

Claims

1.一种绘图方法，适用于一电子装置，其中该电子装置至少包含一触摸式屏幕，包括下列步骤：

通过该触摸式屏幕，检测到一输入工具的一触摸事件；

取得该触摸事件的多个触摸位置，其中该触摸位置对应于用以在该触摸式屏幕上绘制一图像的位置；

依据一目前触摸位置以及该触摸事件的至少一历史触摸位置，决定该触摸事件的一预测位置；以及

将该图像绘制在该触摸式屏幕的该预测位置上。

2.根据权利要求1所述的绘图方法，还包括下列步骤：

判断该触摸事件是否对应于一线性移动事件；以及

在判定该触摸事件对应于该线性移动事件时，利用一卡尔曼滤波器，以依据该触摸位置，决定该预测位置。

3.根据权利要求2所述的绘图方法，还包括下列步骤：

在判定该触摸事件对应于一非线性移动事件时，利用一粒子滤波器，以依据该触摸位置，决定该预测位置。

4.根据权利要求3所述的绘图方法，还包括：

使用一切换装置，以在该粒子滤波器以及该卡尔曼滤波器之间进行切换。

5.根据权利要求4所述的绘图方法，还包括下列步骤：

相应于判定该触摸事件的至少两个连续触摸点的该触摸位置保持不变，且该两个连续触摸点没有移动时，执行一修改程序，用以依据该触摸事件的该触摸位置，调整该预测位置。

6.根据权利要求4所述的绘图方法，还包括下列步骤：

相应于判定该触摸事件的至少一触摸位置及其对应预测位置间之差大于一既定阈值时，执行一修改程序，用以依据该触摸事件的该触摸位置，调整该预测位置。

7.根据权利要求6所述的绘图方法，还包括下列步骤：

在该修改程序已执行完成超过一段既定时间周期之前，禁止将该图像绘制在该触摸式屏幕上。

8.一种电子装置，包括：

一触摸式屏幕，用以通过该触摸式屏幕，检测到一输入工具的一触摸事件；

一滤波器单元，耦接于该触摸式屏幕，用以取得该触摸事件的多个触摸位置，其中该触摸位置对应于用以在该触摸式屏幕上绘制一图像的位置；

一预测单元，耦接至该触摸式屏幕以及该滤波器单元，用以依据该触摸事件的一目前触摸位置以及至少一历史触摸位置，决定该触摸事件的一预测位置；以及

一绘图模块，耦接至该预测单元，用以将该图像绘制在该触摸式屏幕的该预测位置上。

9.根据权利要求8所述的电子装置，其中该滤波器单元还包括一卡尔曼滤波器，且该滤波器单元还判断该触摸事件是否对应于一线性移动事件，并在判定该触摸事件对应于该线性移动事件时，决定利用该卡尔曼滤波器，以依据该触摸位置，决定该预测位置。

10.根据权利要求9所述的电子装置，其中该滤波器单元还包括一粒子滤波器，且该滤波器单元还在判定该触摸事件对应于一非线性移动事件时，决定利用该粒子滤波器，以依据该触摸位置，决定该预测位置。

11.根据权利要求10所述的电子装置，其中该滤波器单元还包括一切换装置，以在该粒子滤波器以及该卡尔曼滤波器之间进行切换。

12.根据权利要求9所述的电子装置，其中该预测单元还相应于判定该触摸事件的至少两个连续触摸点的这些触摸位置保持不变，且该两个连续触摸点没有移动时，执行一修改程序，用以依据该触摸事件的该触摸位置，调整该预测位置。

13.根据权利要求9所述的电子装置，其中该预测单元还相应于判定该触摸事件的至少一触摸位置及其对应预测位置间之差大于一既定阈值时，执行一修改程序，用以依据该触摸事件的该触摸位置，调整该预测位置。

14.根据权利要求13所述的电子装置，其中该绘图模块还在该修改程序已执行完成超过一段既定时间周期之前，禁止将该图像绘制在该触摸式屏幕上。

15.根据权利要求8所述的电子装置，其中该触摸式屏幕还包括一触摸感应装置，用以检测该触摸事件。

16.一种计算机程序产品，其可被一机器加载以执行一电子装置的一绘图方法，其中该电子装置至少包含一触摸式屏幕，该计算机程序产品包括：

一第一程序代码，用以通过该触摸式屏幕，检测到一输入工具的一触摸事件；

一第二程序代码，用以取得该触摸事件的多个触摸位置，其中该触摸位置对应于用以在该触摸式屏幕上绘制一图像(icon)的位置；

一第三程序代码，用以依据该触摸事件的一目前触摸位置以及至少一历史触摸位置，决定该触摸事件的一预测位置；以及

一第四程序代码，用以将该图像绘制在该触摸式屏幕的该预测位置上。