CN108345403B - 用于过滤触摸感测中的坐标抖动的多阈值运动公差 - Google Patents

Abstract

本公开涉及用于过滤触摸感测中的坐标抖动的多阈值运动公差。触摸屏控制器包括从触摸屏接收触摸数据的输入电路、和处理电路。处理电路基于所接收的触摸数据来确定触摸在第一时间的第一坐标。关于第一坐标设置第一阈值窗口，其中第一阈值窗口具有在第一坐标处的中心点，并且关于第一坐标设置第二阈值窗口，其中第二阈值窗口具有在第一坐标处的中心点，并且大于第一阈值窗口。基于所接收的触摸数据，确定触摸在第二时间的第二坐标，并且在第二坐标不在第一阈值窗口内、但在第二阈值窗口内的情况下，基于第二坐标与第二阈值窗口的中心点之间的距离来修正第二坐标。

Description

用于过滤触摸感测中的坐标抖动的多阈值运动公差

技术领域

本申请涉及手指感测领域，并且更具体地，涉及当确定触摸坐标时，使用多个阈值运动公差来过滤坐标抖动。

背景技术

触摸屏在当今的计算环境中很普遍。便携式计算机、台式计算机、平板电脑、智能电话以及智能手表采用触摸屏来获得用于这些设备的导航和控制的用户输入。因此，经由触摸输入辨别用户的意图成为触摸屏设备的重要特征。

然而，由于用户可以与现代触摸屏设备交互的不同手势、长时间触摸、力触摸以及其他方式，重要的不仅是确定单独的触摸的初始位置，而且要在手势、长时间触摸、力触摸等期间准确地跟踪对屏幕的触摸输入的位置。

噪声在这项努力中成为特别的问题。来自诸如显示器技术本身(即LCD、AMOLED等)的触摸屏设备的组件的内部噪声可以导致坐标“抖动”(即，用于确定触摸坐标的触摸数据的波动)，引起产生的所确定的坐标波动。来自诸如LED灯和炉灶(cook tops)的EMI发射设备的外部噪声也可以导致这样的坐标抖动。此外，当触摸屏设备正在被充电时，引入的充电器噪声本身也可能导致坐标抖动。

该坐标抖动是非常不期望的，并且可能导致不令人满意的用户体验。现有的过滤技术可能不足以减少或消除该坐标抖动。因此，需要进一步开发减少或消除坐标抖动的技术。

发明内容

提供本发明内容以介绍下面在具体实施方式中进一步描述的概念的选择。本发明内容并非旨在标识所要求保护的技术方案的关键或基本特征，也不旨在用于帮助限制所要求保护的技术方案的范围。

本文公开了可与触摸屏一起操作的触摸屏控制器。触摸屏控制器包括输入电路和处理电路，输入电路被配置为从触摸屏接收触摸数据。处理电路被配置为基于所接收的触摸数据，确定对触摸屏的触摸在第一时间的第一坐标。处理电路还被配置为：设置关于第一坐标的第一阈值窗口，其中第一阈值窗口具有在第一坐标处的中心点；并且设置关于第一坐标的第二阈值窗口，其中第二阈值窗口具有在第一坐标处的中心点，并且大于第一阈值窗口。处理电路还被配置为：基于所接收的触摸数据，确定触摸在第二时间的第二坐标；并且在第二坐标不在第一阈值窗口内、但在第二阈值窗口内的情况下，基于第二坐标与第二阈值窗口的中心点之间的距离，修正第二坐标。

处理电路还可以被配置为：在第二坐标处于第一阈值窗口内的情况下，基于第二坐标与第一阈值窗口的中心点之间的距离来修正第二坐标。

处理电路还可以被配置为：在第二坐标不在第一阈值窗口内、但在第二阈值窗口内的情况下，根据第二坐标来更新第一阈值窗口。

处理电路可以通过根据第二坐标移动第一阈值窗口的中心点的位置来更新第一阈值窗口。在一些情况下，处理电路可以通过设置第一阈值窗口的中心点的位置来移动第一阈值窗口的中心点的位置，使得在移动第一阈值窗口的中心点之后，第二坐标处于第一阈值窗口的外部但紧邻第一阈值窗口。在一些情况下，处理电路可以通过设置第一阈值窗口的中心点的位置来移动第一阈值窗口的中心点的位置，使得在移动第一阈值窗口的中心点后，第二坐标处于第一阈值窗口的周界处。

在不改变第一阈值窗口的尺寸的情况下，处理电路可以更新第一阈值窗口。

处理电路还可以被配置为：在第二坐标不在第一阈值窗口内、并且不在第二阈值窗口内的情况下，基于第二坐标和第一坐标之间的距离来修正第二坐标。

在第二坐标不在第一阈值窗口内、并且不在第二阈值窗口内的情况下，处理电路可以基于第二坐标和第一坐标之间的距离除以第一时间和第一时间之间经过的时间来修正第二坐标。

处理电路还可以被配置为：在第二坐标不在第一阈值窗口内、并且不在第二阈值窗口内的情况下，根据第二坐标来更新第二阈值窗口。

处理电路可以通过根据第二坐标移动第二阈值窗口的中心点的位置来更新第二阈值窗口。

处理电路可以通过设置第二阈值窗口的中心点的位置来移动第二阈值窗口的中心点的位置，使得在移动第二阈值窗口的中心点之后，第二坐标在第二阈值窗口外部，但紧邻第二阈值窗口。

处理电路可以通过设置第二阈值窗口的中心点的位置来移动第二阈值窗口的中心点的位置，使得在移动第二阈值窗口的中心点之后，第二坐标处于第二阈值窗口的周界处。

在不改变第二阈值窗口的尺寸的情况下，处理电路可以更新第二阈值窗口。

处理电路还可以被配置为：在第二坐标处于第一阈值窗口内的情况下，修正第二坐标，以匹配第一阈值窗口的中心点。

本文还公开了方法的方面。方法包括：从触摸屏接收触摸数据，并且基于所接收的触摸数据，确定对触摸屏的触摸在第一时间的第一坐标。方法还包括：设置关于第一坐标的第一阈值窗口，其中第一阈值窗口具有处于第一坐标处的中心点；并且设置关于第一坐标的第二阈值窗口，其中第二阈值窗口具有处于第一坐标点处的中心点，并且大于第一阈值窗口。方法还包括：基于所接收的触摸数据，确定触摸在第二时间的第二坐标，并且在第二坐标不在第一阈值窗口内、但在第二阈值窗口内的情况下，基于第二坐标与第二阈值窗口的中心点之间的距离来修正第二坐标。

附图说明

图1是根据本公开的触摸屏设备的框图。

图2是根据本公开的操作图1的触摸屏设备的方法的流程图。

图3示出了依照图2的流程图中所描述的操作的触摸坐标的确定以及第一和第二移动阈值的生成。

图4示出了依照图2的流程图中所描述的操作的触摸坐标在第一移动阈值内的移动。

图5示出了依照图2的流程图中所描述的操作的触摸坐标在第一移动阈值之外但是处于第二移动阈值内的移动。

图6示出了依照图2的流程图中所描述的操作的触摸坐标在第一和第二移动阈值之外的移动。

图7是示出了针对长时间触摸，未修正的坐标以及使用本文所描述的方法和技术对那些坐标进行修正的曲线图。

具体实施方式

呈现以下讨论以使本领域技术人员能够制作和使用本文所公开的技术方案。在不脱离本具体实施方式的精神和范围的情况下，本文所述的一般原理可以应用于除上面详述的那些之外的实施例和应用。本公开不旨在限于所示的实施例，而是要被赋予与本文所公开或建议的原理和特征一致的最宽范围。

图1是根据本文所公开的实施例的触摸屏设备100的功能框图。触摸屏设备100可以是智能电话、平板电脑、便携式计算机、智能手表、可佩戴设备或其他设备。触摸屏设备100包括耦合到触摸控制器120的诸如触摸显示器110的触觉输入表面。触摸屏显示器110被设计为通过用户的手指或触笔接收来自用户的触摸输入。触摸屏显示器110包括触摸屏传感器115，触摸屏传感器115被配置为检测对触摸屏显示器110的触摸(或诸如悬停或手势运动的其他输入动作)。当感测到触摸时，触摸屏控制器120可以接收来自传感器115的触摸信号，并分析触摸信号。该分析产生所接收的触摸的坐标。然后可以由片上系统(SOC)130使用这些坐标来操纵关于在触摸屏设备100上执行的应用和程序的操作。

在一个实施例中，传感器115可以是要在触摸屏设备100中用于检测输入事件的单个类型的感测技术或传感器(诸如自电容传感器或互电容传感器)。在一些情况下，相同的传感器115可以用于自电容感测和互电容感测两者。

在传感器115是电容传感器的情况下，传感器115通常形成为来自透明图案化的正交导电线(未示出)的传感器阵列，透明图案化的正交导电线形成在触摸显示器110的表面上，或者被集成作为触摸显示器110的一部分。导电线的交点形成单独的触摸传感器115，并且触摸屏控制器120扫描这些感测点并处理所生成的信号，以标识一个或多个触摸点的位置和类型。因此，触摸屏显示器110可以被认为是具有XY坐标的触摸地图，其中可以基于对触摸屏显示器110的一个或多个触摸来生成可能的触摸信息的若干触摸区域(如由XY坐标的集合限定的)。上面生成的坐标是标识触摸显示器110上的触摸位置的XY坐标。

首先参考图2的流程图200，现在描述触摸屏控制器120的操作。最初，触摸屏控制器120的输入电路122从触摸显示器110接收在第一时间的触摸数据，并且触摸屏控制器120的处理电路124确定触摸50在该第一时间的第一坐标(框202)。

然后，处理电路124关于第一触摸的坐标60生成第一阈值窗口54，其中第一阈值窗口54具有处于第一坐标60处的中心点51(框204)。处理电路124还关于第一坐标60生成第二阈值窗口56，其中第二阈值窗口56具有处于第一坐标60处的中心点52(框206)。这些第一阈值窗口54和第二阈值窗口56可以在图3中看到，其中R1表示第一阈值窗口的半径，并且R2表示第二阈值窗口的半径。第二阈值窗口56被生成为大于第一阈值窗口54，并且环绕第一阈值窗口54。虽然阈值窗口54、56被示出为圆形，但是在一些应用中可以使用诸如矩形或正方形的其他窗口形状。

处理电路124然后确定触摸在第一时间之后的第二时间的第二坐标60(1)(框208)。如果第二坐标60(1)在如图3所示的第一阈值窗口54内(框210)，则如图4的示例所示，第一阈值窗口54和第二阈值窗口56及它们的中心点51、52保持未调整且不变。这里，然后可以由处理电路124基于第二坐标60(1)与第一阈值窗口54的中心点51之间的距离d1，修正或过滤第二坐标60(1)(框212)，或第二坐标60(1)被修正为第一阈值窗口54的中心点51(框214)。通过这里的修正或过滤，理解的是，可以对坐标本身进行过滤，或者可以对用于生成过滤器的触摸数据进行过滤，然后重新计算坐标。

可以使用无限脉冲响应过滤器来执行该过滤，并且其系数可以基于第一阈值窗口54内的第二坐标60(1)，或者基于第二坐标60(1)与第一阈值窗口54的中心点51之间的距离d1。

如图5的示例所示，如果第二坐标60(2)不在第一阈值窗口54内，但是在第二阈值窗口56内(框216)，则可以由处理电路124基于第二坐标60(2)与第二阈值窗口56的中心点52之间的距离d2来修正或过滤第二坐标60(2)(框218)。

可以使用无限脉冲响应过滤器来执行该过滤，并且其系数可以基于第二阈值窗口56内的第二坐标60(2)，或者基于第二坐标60(2)与第二阈值窗口56的中心点52之间的距离d2。

此外，还如图5所示，这里，在修正或过滤第二坐标60(2)之前，基于第二坐标60(2)更新第一阈值窗口54的位置(框220)。更新是要移动第一阈值窗口54的中心点51的位置，同时保持第一阈值窗口的尺寸相同。第一阈值窗口54的中心点51的新位置被移动为使得第二坐标60(2)紧邻第一阈值窗口54，但不在第一阈值窗口54内部，或者在一些情况下，使得第二坐标60(2)位于被移动或调整的第一阈值窗口54的周界的一部分处。取决于第二坐标60(2)相对于第一坐标60移动的方向，中心点51的新坐标将被计算为(x-R1,y-R1)或(x+R1,y+R1)。

如图6所示，如果第二坐标60(3)不在第一阈值窗口54内，并且也不在第二阈值窗口56内，则如图6所示，可以由处理电路124基于第二坐标60(3)与第一坐标60之间的距离d3来修正或过滤第二坐标60(3)(框222)。在一些实例中，由处理电路124基于第二坐标60(3)与第一坐标60之间的距离d3除以第一时间和第二时间之间经过的时间，来修正或过滤第二坐标60(3)。然后基于在修正或过滤第二坐标60(3)之前的第二坐标60(3)，来更新第一阈值窗口54和第二阈值窗口56(框224)。

取决于第二坐标60(3)相对于第一坐标60移动的方向，中心点51的新坐标将被计算为(x-R1,y-R1)或(x+R1,y+R1)。取决于第二坐标60(3)相对于第一坐标60移动的方向，中心点52的新坐标将被计算为(x-R2,y-R2)或(x+R2,y+R2)。

可以使用无限脉冲响应过滤器来执行该过滤，并且其系数可以基于不在第一阈值窗口54或第二阈值窗口56内的第二坐标，或者基于第二坐标60(3)与第一坐标60之间的距离。

更新是要移动第二阈值窗口56的中心点52的位置，同时保持该阈值窗口的尺寸相同。移动第二阈值窗口56的中心点52的新位置，使得第二坐标60(3)紧邻第二阈值窗口56，但不在第二阈值窗口56内部，或者在一些情况下，使得第二坐标60(3)是移动或调整的第二阈值窗口56的周界的一部分。更新还要移动第一阈值窗口54的中心点51的位置，同时保持第一阈值窗口54的尺寸相同。此外，在这种情境下，第一阈值窗口54和第二阈值窗口56具有部分重叠的周界。

上述无限脉冲响应过滤器可以被计算为：

z(t)＝((x(t)*w0)+(z(t-1)*w1))/(w0+w1)

其中z(t)是待报告的经过滤的坐标，x(t)是根据触摸数据计算的坐标60(1)、60(2)、60(3)。如果坐标在第二阈值窗口56的外部，则z(t-1)是先前经过滤的坐标，或者如果先前经过滤的坐标在第二阈值窗口56内，则z(t-1)是第二阈值窗口56的中心点52。w0和w1是基于坐标的速度计算的动态权重。如果w0<<w1，则坐标z(t)被严重过滤，并且趋于保持接近z(t-1)。

例如，这些技术提供的鲁棒结果可以在图7中看到。这里，在未修正的坐标中可以看到大量的坐标抖动。然而，经修正的坐标示出严重受限的坐标抖动，从而提供更准确的坐标确定和更好的用户体验。

应当理解，可以连续应用上述技术，并且可以使用这样的技术来不断地更新阈值和坐标。

虽然本文所讨论的技术方案易于进行各种修改和备选构造，但是在附图中示出并且在上面已经详细描述了其某些图示的实施例。然而，应当理解，并不意图将权利要求限制为所公开的具体形式，而是相反，意图是涵盖落入权利要求的精神和范围内的所有修改、备选构造和等同物。

Claims (22)

1.一种能与触摸屏一起操作的触摸屏控制器，所述触摸屏控制器包括：

被配置为从所述触摸屏接收触摸数据的输入电路；

处理电路，被配置为：

基于所接收的触摸数据，确定对所述触摸屏的单个触摸在第一时间的第一坐标；

设置关于所述第一坐标的第一阈值窗口，所述第一阈值窗口包含所述第一坐标，同时具有处于所述第一坐标处的中心点、以及比所述第一坐标的半径大的半径；

设置关于所述第一坐标的第二阈值窗口，所述第二阈值窗口具有处于所述第一坐标处的中心点，并且大于所述第一阈值窗口；以及

基于所接收的触摸数据，确定所述单个触摸在第二时间的第二坐标；

在所述第二坐标不在所述第一阈值窗口内、但在所述第二阈值窗口内的情况下，使用过滤函数改变所述第二坐标，所述过滤函数具有系数，所述系数基于所述第二坐标与所述第二阈值窗口的所述中心点之间的距离；以及

其中使用所述过滤函数对所述第二坐标的所述改变用于补偿在所述第一坐标与所述第二坐标之间的坐标抖动。

2.根据权利要求1所述的触摸屏控制器，其中所述处理电路还被配置为：在所述第二坐标在所述第一阈值窗口内的情况下，基于所述第二坐标与所述第一阈值窗口的所述中心点之间的距离，改变所述第二坐标。

3.根据权利要求1所述的触摸屏控制器，其中所述处理电路还被配置为：在所述第二坐标不在所述第一阈值窗口内、但在所述第二阈值窗口内的情况下，根据所述第二坐标来更新所述第一阈值窗口。

4.根据权利要求3所述的触摸屏控制器，其中所述处理电路通过根据所述第二坐标移动所述第一阈值窗口的所述中心点的位置来更新所述第一阈值窗口。

5.根据权利要求4所述的触摸屏控制器，其中所述处理电路通过设置所述第一阈值窗口的所述中心点的所述位置来移动所述第一阈值窗口的所述中心点的所述位置，使得在移动所述第一阈值窗口的所述中心点之后，所述第二坐标处于所述第一阈值窗口的外部，但紧邻所述第一阈值窗口。

6.根据权利要求4所述的触摸屏控制器，其中所述处理电路通过设置所述第一阈值窗口的所述中心点的所述位置来移动所述第一阈值窗口的所述中心点的所述位置，使得在移动所述第一阈值窗口的所述中心点之后，所述第二坐标处于所述第一阈值窗口的周界处。

7.根据权利要求4所述的触摸屏控制器，其中所述处理电路在不改变所述第一阈值窗口的尺寸的情况下更新所述第一阈值窗口。

8.根据权利要求1所述的触摸屏控制器，其中所述处理电路还被配置为：在所述第二坐标不在所述第一阈值窗口内且不在所述第二阈值窗口内的情况下，基于所述第二坐标与所述第一坐标之间的距离，改变所述第二坐标。

9.根据权利要求1所述的触摸屏控制器，其中所述处理电路还被配置为：在所述第二坐标不在所述第一阈值窗口内且不在所述第二阈值窗口内的情况下，基于所述第二坐标与所述第一坐标之间的距离除以所述第一时间与所述第二时间之间经过的时间，改变所述第二坐标。

10.根据权利要求1所述的触摸屏控制器，其中所述处理电路还被配置为：在所述第二坐标不在所述第一阈值窗口内且不在所述第二阈值窗口内的情况下，根据所述第二坐标更新所述第二阈值窗口。

11.根据权利要求10所述的触摸屏控制器，其中所述处理电路通过根据所述第二坐标移动所述第二阈值窗口的所述中心点的位置来更新所述第二阈值窗口。

12.根据权利要求11所述的触摸屏控制器，其中所述处理电路通过设置所述第二阈值窗口的所述中心点的所述位置来移动所述第二阈值窗口的所述中心点的所述位置，使得在移动所述第二阈值窗口的所述中心点之后，所述第二坐标在所述第二阈值窗口的外部，但紧邻所述第二阈值窗口。

13.根据权利要求11所述的触摸屏控制器，其中所述处理电路通过设置所述第二阈值窗口的所述中心点的所述位置来移动所述第二阈值窗口的所述中心点的所述位置，使得在移动所述第二阈值窗口的所述中心点之后，所述第二坐标处于所述第二阈值窗口的周界处。

14.根据权利要求10所述的触摸屏控制器，其中所述处理电路在不改变所述第二阈值窗口的尺寸的情况下更新所述第二阈值窗口。

15.根据权利要求1所述的触摸屏控制器，其中所述处理电路还被配置为：在所述第二坐标在所述第一阈值窗口内的情况下，改变所述第二坐标，以匹配所述第一阈值窗口的所述中心点。

16.一种操作触摸屏的方法，包括：

从所述触摸屏接收触摸数据；

基于所接收的触摸数据，确定对所述触摸屏的单个触摸在第一时间的第一坐标；

设置关于所述第一坐标的第一阈值窗口，所述第一阈值窗口包含所述第一坐标，同时具有在所述第一坐标处的中心点、以及比所述第一坐标的半径大的半径；

设置关于所述第一坐标的第二阈值窗口，所述第二阈值窗口具有在所述第一坐标处的中心点，并且大于所述第一阈值窗口；以及

基于所接收的触摸数据，确定所述单个触摸在第二时间的第二坐标；

在所述第二坐标不在所述第一阈值窗口内、但在所述第二阈值窗口内的情况下，使用过滤函数改变所述第二坐标，所述过滤函数具有系数，所述系数基于所述第二坐标与所述第二阈值窗口的所述中心点之间的距离；以及

其中使用所述过滤函数对所述第二坐标的所述改变用于补偿在所述第一坐标与所述第二坐标之间的坐标抖动。

17.根据权利要求16所述的方法，还包括在所述第二坐标在所述第一阈值窗口内的情况下，基于所述第二坐标与所述第一阈值窗口的所述中心点之间的距离，改变所述第二坐标。

18.根据权利要求16所述的方法，还包括在所述第二坐标不在所述第一阈值窗口内、但在所述第二阈值窗口内的情况下，根据所述第二坐标来更新所述第一阈值窗口。

19.根据权利要求18所述的方法，其中通过根据所述第二坐标移动所述第一阈值窗口的所述中心点的位置，来更新所述第一阈值窗口。

20.根据权利要求19所述的方法，其中通过设置所述第一阈值窗口的所述中心点的所述位置来移动所述第一阈值窗口的所述中心点的所述位置，使得在移动所述第一阈值窗口的所述中心点之后，所述第二坐标处于所述第一阈值窗口的外部，但紧邻所述第一阈值窗口。

21.根据权利要求19所述的方法，其中通过设置所述第一阈值窗口的所述中心点的所述位置来移动所述第一阈值窗口的所述中心点的所述位置，使得在移动所述第一阈值窗口的所述中心点之后，所述第二坐标处于所述第一阈值窗口的周界处。

22.根据权利要求16所述的方法，还包括在所述第二坐标不在所述第一阈值窗口内、且不在所述第二阈值窗口内的情况下，基于所述第二坐标与所述第一坐标之间的距离，改变所述第二坐标。

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