CN108681419A - 悬浮触控方法及相关装置 - Google Patents

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Abstract

本发明是关于一种悬浮触控方法及应用其的触控装置、遥控器和显示设备，通过采集用于直接感应触控操作的触控设备所在环境，即目标感应环境的成像图像，利用模式识别算法从该成像图像中识别出当前触控物所执行的触控操作的操作信息，从而相应的受控对象可以根据该操作信息响应响应的触控操作。本发明实施例中，成像图像的采集不会受到触控物到受控对象的距离大小的影响，只要保证触控物被采集到该成像图像中，就可以识别出对应的操作信息，进而使得受控对象响应执行对应的触控操作；因此，本发明实施例可以实现更远距离的悬浮触控，提高触控装置的悬浮触控性能。

Description

悬浮触控方法及相关装置
本发明要求于2017年12月11日提交中国专利局、申请号为201711304617.2、发明名称为“悬浮触控方法及相关装置”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本发明中。
技术领域
本发明涉及触控技术领域，尤其涉及一种悬浮触控方法及相关装置。
背景技术
悬浮触控是一种在触控物(如手指、触控笔等)不接触触控装置，即触控物悬浮在触控装置上方的情况下就可以实现触控操作(如点击、滑动等)的新型触控技术。
相关技术中，一般是通过在触摸屏原有的互电容传感器的基础上增加自电容传感器来实现的。具体的，互电容传感器产生的电场强度很小，仅能感应到距离触摸屏很近的触控物，而自电容传感器产生的电场强度比互电容传感器大，可以感应到距离屏幕更远的触控物，从而能够在触控物未接触触摸屏时就可以识别触控动作，实现悬浮触控。
但是，在实际应用中，自电容传感器的检测能力依然是很有限的，一般最远检测距离为20mm，即一旦触控物到触摸屏的距离超过相应的最远检测距离20mm，自电容传感器就无法检测到该触控物，无法完成悬浮触控。可见，现有悬浮触控技术的悬浮触控能力有限，不能实现较远距离的悬浮触控。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本发明提供一种悬浮触控方法及相关装置。
本发明实施例的第一方面，提供一种悬浮触控方法，应用于触控装置，所述方法包括：
通过所述触控装置中的成像模块获取目标感应环境的成像图像；
对所述成像图像执行模式识别，得到触控物在所述目标感应环境中所执行的触控操作的第一操作信息。
可选的，所述成像模块包括至少两个呈矩阵式排列的成像子模块；
所述通过所述触控装置中的成像模块获取目标感应环境的成像图像，包括：
通过各个成像子模块分别获取所述目标感应环境的成像图像。
可选的，对所述成像图像执行模式识别，得到触控物在所述目标感应环境中所执行的触控操作的第一操作信息，包括：
根据预设模式识别算法分别对每个所述成像图像执行模式识别，得到触控物在每个所述成像图像中的特征信息；
根据所有成像图像对应的所述特征信息确定所述第一操作信息。
可选的，所述预设模式识别算法包括：基于Haar特征的模式识别算法，和/或，基于卷积神经网络的模式识别算法。
可选的，所述操作信息包括所述触控物的位置坐标和/或触控操作类型。
可选的，所述悬浮触控方法还包括：
检测所述目标感应环境的光照强度，并判断所述光照强度是否满足预设光照条件；
当所述光照强度不满足预设光照条件时，对所述目标感应环境进行补光控制。
可选的，当所述触控装置为远程触控装置时，在得到所述操作信息之后，所述方法还包括：
将所述第一操作信息发送至所述远程触控装置对应的受控对象。
本发明实施例的第二方面，提供一种触控装置，包括：
成像模块，用于获取所述触控装置所在目标感应环境的成像图像；
触控识别模块，用于对所述成像图像执行模式识别，得到触控物在所述目标感应环境中所执行的触控操作的第一操作信息。
可选的，所述成像模块包括至少两个呈矩阵式排列的成像子模块，每个所述成像子模块分别用于获取所述目标感应环境的成像图像；
所述触控识别模块具体被配置为：
根据预设模式识别算法分别对每个成像子模块对应的成像图像执行模式识别，得到触控物在每个所述成像图像中的特征信息；
根据所有成像图像对应的所述特征信息确定所述第一操作信息。
可选的，所述触控装置还包括：
光照辅助模块，用于检测所述目标感应环境的光照强度，判断所述光照强度是否满足预设光照条件，并在所述光照强度不满足预设光照条件时，对所述目标感应环境进行补光控制。
可选的，所述触控装置还包括：
触摸感应模块，用于检测并识别施加于所述触控装置的触摸操作的第二操作信息；
和/或，压力感应模块，用于检测并识别施加于所述触控装置的按压操作的第三操作信息。
可选的，所述触控装置还包括：
通讯模块，用于将所述第一操作信息、第二操作信息和第三操作信息中的至少一项发送至所述触控装置对应的受控对象。
本发明实施例的第三方面，提供一种遥控器，其包括前文任一实施例所述的触控装置。
本发明实施例的第四方面，提供一种显示设备，其包括前文任一实施例所述的触控装置。
由以上技术方案可知，鉴于现有基于自电容和互电容来实现悬浮触控的方式中，对触控物到受控设备(即显示屏)的距离有限制，本实施例通过采集用于直接感应触控操作的触控设备所在环境(即所述目标感应环境)的成像图像，利用模式识别算法从该成像图像中识别出当前触控物所执行的触控操作的操作信息，从而相应的受控对象可以根据该操作信息响应响应的触控操作。本实施例中，成像图像的采集不会受到触控物到受控对象的距离大小的影响，只要保证触控物被采集到该成像图像中，就可以识别出对应的操作信息，进而使得受控对象响应执行对应的触控操作；因此，本实施例可以实现更远距离的悬浮触控，提高触控装置的悬浮触控性能。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种悬浮触控方法的流程图；
图2A是根据一示例性实施例示出的触控装置中成像子模块的排布示意图；
图2B是根据另一示例性实施例示出的触控装置中成像子模块的排布示意图；
图3是根据一示例性实施例示出的一种触控装置的结构框图。
图4是根据另一示例性实施例示出的一种触控装置的结构框图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
图1是根据一示例性实施例示出的一种悬浮触控方法的流程图，该悬浮触控方法用于触控装置中。如图1所示，该悬浮触控方法包括以下步骤。
S11、通过所述触控装置中的成像模块获取目标感应环境的成像图像。
本实施例所述的触控装置可以为触摸显示屏中内置的用于感应识别触控操作的模块的组合，也可以为触控遥控器，该触控遥控器用于感应触控操作并识别其操作信息，并将识别出的操作信息发送至对应的受控设备，如电视机、大型显示屏等。
所述触控装置直接感应触控物(例如手指、触控笔等)的触控操作(至少包括悬浮触控操作，也可以包括触摸操作)，并将感应到的触控操作信息发送至其对应的受控对象(如受控设备或受控组件)，以使该受控对象响应该触控操作，执行该触控操作对应的控制功能。
所述触控装置所能感应到的最大环境范围，即所述目标感应环境；只要触控物在触控装置对应的目标感应环境内，就可以被所述成像模块采集并形成包含该触控物的成像图像。目标感应环境的范围大小与所述成像模块所能采集到图像的范围大小正相关，因此，为扩大触控装置对应的目标感应环境的范围，可以选用视角更大的成像模块，例如采用有效面积更大的感光元件等。
S12、对所述成像图像执行模式识别，得到触控物在所述目标感应环境中所执行的触控操作的第一操作信息。
本实施例中，对所述成像图像执行模式识别具体可以包括：以所述成像图像为输入图像，执行预设模式识别算法。所述预设模式识别算法包括基于Haar特征的模式识别算法、基于卷积神经网络的模式识别算法等用于提取图像特征的算法中的至少一种。通过执行所述预设识别算法，可以将所述成像图像中与触控物相关的特征提取出来，并根据提取出的特征识别得到相关的触控操作信息，即所述第一操作信息。该第一操作信息包括但不限于以下至少一种：目标感应环境中是否存在触控物、该触控物所在的位置坐标，以及该触控物执行了哪种触控操作(即触控操作类型，如悬浮停留、悬浮滑动等)等。
由以上技术方案可知，鉴于现有基于自电容和互电容来实现悬浮触控的方式中，对触控物到受控设备(即显示屏)的距离有限制，本实施例通过采集用于直接感应触控操作的触控设备所在环境(即所述目标感应环境)的成像图像，利用模式识别算法从该成像图像中识别出当前触控物所执行的触控操作的操作信息，从而相应的受控对象可以根据该操作信息响应响应的触控操作。本实施例中，成像图像的采集不会受到触控物到受控对象的距离大小的影响，只要保证触控物被采集到该成像图像中，就可以识别出对应的操作信息，进而使得受控对象响应执行对应的触控操作；因此，本实施例可以实现更远距离的悬浮触控，提高触控装置的悬浮触控性能。
在本发明一个可行的实施例中，所述触控装置中的成像模块可以包括一个或至少两个成像子模块，每个成像子模块分别独立对目标感应环境进行成像，得到对应的成像图像。一个成像子模块可以为一个感光元件，如互补金属氧化物半导体(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor，CMOS)感光元件等。
在实际应用中，如果所述成像模块仅包含一个成像子模块，则可以将该成像子模块设置与触控装置的中心处，以保证触控装置的各个边缘处的识别精度均衡。
为提高触控识别精度，所述成像模块可以包含两个或两个以上的成像子模块，各个成像子模块之间呈矩阵式排列，如图2A和图2B所示的在具有2个、4个成像子模块220的情况下，其在触控装置210中的排布位置示意图。在一个具体实施方式中，每个成像子模块可以仅采集一部分目标感应环境的成像图像，各个成像模块所采集环境的合集为所述目标感应环境，即将每个成像子模块采集到的成像图像进行拼接得到整个目标感应环境对应的成像图像；在另一个具体实施方式中，每个成像子模块也可以从不同的位置分别采集整个目标感应环境的成像图像，得到目标感应环境在不同观测位置处的成像图像。
在所述成像模块可以包含两个或两个以上的成像子模块的情况下，上述步骤S12得到第一操作信息的具体方法包括：
根据预设模式识别算法分别对每个所述成像图像执行模式识别，得到触控物在每个所述成像图像中的特征信息；
根据所有成像图像对应的所述特征信息确定所述第一操作信息。
即，对于多个程序子模块采集到的多个成像图像，可以根据预设模式识别算法分别对其进行模式识别，并综合分析各个成像图像中识别出的触控物相关的特征信息，从而可以得到更精确的操作信息。
本实施例中，通过对单一时刻采集到的成像图像进行模式识别，可以得到静态触控操作对应的操作信息。在此基础上，通过综合分析不同时刻采集到的成像图像对应的模式识别结果，即可得到动态触控操作对应的操作信息；例如比较分析不同时刻触控物在成像图像中的位置坐标的变化，即可得到该触控物在相应时间段内的移动轨迹，从而可以识别出滑动等动态触控操作。
在本发明一个可行的实施例中，为保证触控识别精度，上述悬浮触控方法还可以包括以下步骤：
S13、检测所述目标感应环境的光照强度，并判断所述光照强度是否满足预设光照条件；
S14、当所述光照强度不满足预设光照条件时，对所述目标感应环境进行补光控制。
鉴于对成像图像进行模式识别的识别精度与该成像图像成像时的光照强度息息相关，特别是在环境光照强度较低的情况下，成像图像也会较暗，会增加模式识别的难度，降低识别精度。因此，本实施例通过上述步骤S13～S14对目标感应环境的光照强度进行检测并调整，以保证其时刻满足精确识别所需的预设光照条件，进而保证准确、及时地识别并响应各个触控操作。
需要说明的是，上述步骤S13～S14可以在首次执行步骤S11之前执行，也可以在步骤S11及S12执行过程中的任一时刻执行，以时刻保证目标感应环境的光照强度满足预设光照条件，使得成像模块采集得到清晰易识别的成像图像。
在本发明一个可行的实施例中，当所述触控装置为远程触控装置时，在得到所述操作信息(步骤S12)之后，上述悬浮触控方法还可以包括：
将所述第一操作信息发送至所述远程触控装置对应的受控设备。
可选的，可以在所述远程触控装置中设置通信模块，例如基于移动通信网络、蓝牙、无线保真(Wireless-Fidelity，WiFi)等通信技术的通信模块，利用该通信模块与相应的受控对象进行远程通信，将远程触控装置感应并识别出的操作信息发送至相应的受控对象，使得该受控对象执行于该操作信息对应的控制功能。
需要说明的是，在其他可行的实施例中，通过所述通信装置发送至所述受控对象的操作信息，除了上述基于成像图像识别出的第一操作信息外，还可以包括通过触控装置中的触摸感应模块检测并识别出的第二操作信息，以及通过触控装置中的压力感应模块检测并识别出的第三操作信息；其中，所述第二操作信息为施加于所述触控装置的触摸操作对应的操作信息(如触摸位置、触摸轨迹等信息)，所述第三操作信息为施加于所述触控装置的按压操作对应的操作信息(如按压位置、压力大小等信息)。
图3是根据一示例性实施例示出的一种触控装置的结构框图。参照图3，该触控装置至少包括：成像模块31和触控识别模块32。
该成像模块31用于获取所述触控装置所在目标感应环境的成像图像；
该触控识别模块32用于对所述成像图像执行模式识别，得到触控物在所述目标感应环境中所执行的触控操作的第一操作信息。
可选的，上述成像模块31可以包括一个或多个成像子模块，每个成像子模块具体可以包括一感光元件。
在具有多个成像子模块的情况下，为有效利用各个成像子模块，可以将各个成像子模块以矩阵式排布在触控装置中。相应的，触控识别模块32被配置为：分别接收每个成像子模块采集的成像图像，根据预设模式识别算法分别对每个成像子模块对应的成像图像执行模式识别，得到触控物在每个所述成像图像中的特征信息；根据所有成像图像对应的所述特征信息确定所述第一操作信息。
图4为根据本发明另一实施例示出的种触控装置的结构框图。参照图4，该触控装置除上述成像模块31和触控识别模块32，还可以包括：光照辅助模块33。
该光照辅助模块33，用于检测所述目标感应环境的光照强度，判断所述光照强度是否满足预设光照条件，并在所述光照强度不满足预设光照条件时，对所述目标感应环境进行补光控制。
仍如图4所示，本实施例提供的触控装置还可以包括：触摸感应模块34和压力感应模块35(或者二者中的任一种)。
其中，触摸感应模块34，用于检测并识别施加于所述触控装置的触摸操作的第二操作信息；
压力感应模块35，用于检测并识别施加于所述触控装置的按压操作的第三操作信息。
可选的，本实施例提供的触控装置还可以包括：
通讯模块36，用于将所述第一操作信息、第二操作信息和第三操作信息中的至少一项发送至所述触控装置对应的受控对象。
在所述触控装置为远程触控装置(如触控遥控器)的情况下，可以通过通讯模块36将触控装置识别出的各项操作信息发送给对应的受控设备，使该受控设备根据该操作信息执行对应的控制功能。
关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
本发明实施例还提供了一种遥控器，该遥控器可以包括前文任一实施例所述的触控装置。
本发明实施例还提供了一种显示设备，该显示设备可以包括显示屏，以及前文任一实施例所述的触控装置，使得该显示设备在具有显示功能的同时，还可以具有悬浮触控功能。
另外，本发明实施例还提供了一种非临时性计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由相应的终端的处理器执行时，使得移动终端能够执行一种悬浮触控方法，所述方法包括：
获取目标感应环境的成像图像；
对所述成像图像执行模式识别，得到触控物在所述目标感应环境中所执行的触控操作的第一操作信息。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (14)

1.一种悬浮触控方法，其特征在于，应用于触控装置，所述方法包括：
通过所述触控装置中的成像模块获取目标感应环境的成像图像；
对所述成像图像执行模式识别，得到触控物在所述目标感应环境中所执行的触控操作的第一操作信息。
2.根据权利要求1所述的悬浮触控方法，其特征在于，所述成像模块包括至少两个呈矩阵式排列的成像子模块；
所述通过所述触控装置中的成像模块获取目标感应环境的成像图像，包括：
通过各个成像子模块分别获取所述目标感应环境的成像图像。
3.根据权利要求2所述的悬浮触控方法，其特征在于，对所述成像图像执行模式识别，得到触控物在所述目标感应环境中所执行的触控操作的第一操作信息，包括：
根据预设模式识别算法分别对每个所述成像图像执行模式识别，得到触控物在每个所述成像图像中的特征信息；
根据所有成像图像对应的所述特征信息确定所述第一操作信息。
4.根据权利要求3所述的悬浮触控方法，其特征在于，所述预设模式识别算法包括：基于Haar特征的模式识别算法，和/或，基于卷积神经网络的模式识别算法。
5.根据权利要求1～4任一项所述的悬浮触控方法，其特征在于，所述操作信息包括所述触控物的位置坐标和/或触控操作类型。
6.根据权利要求1～4任一项所述的悬浮触控方法，其特征在于，还包括：
检测所述目标感应环境的光照强度，并判断所述光照强度是否满足预设光照条件；
当所述光照强度不满足预设光照条件时，对所述目标感应环境进行补光控制。
7.根据权利要求1～4任一项所述的悬浮触控方法，其特征在于，当所述触控装置为远程触控装置时，在得到所述操作信息之后，所述方法还包括：
将所述第一操作信息发送至所述远程触控装置对应的受控对象。
8.一种触控装置，其特征在于，包括：
成像模块，用于获取所述触控装置所在目标感应环境的成像图像；
触控识别模块，用于对所述成像图像执行模式识别，得到触控物在所述目标感应环境中所执行的触控操作的第一操作信息。
9.根据权利要求8所述的触控装置，其特征在于，所述成像模块包括至少两个呈矩阵式排列的成像子模块，每个所述成像子模块分别用于获取所述目标感应环境的成像图像；
所述触控识别模块具体被配置为：
根据预设模式识别算法分别对每个成像子模块对应的成像图像执行模式识别，得到触控物在每个所述成像图像中的特征信息；
根据所有成像图像对应的所述特征信息确定所述第一操作信息。
10.根据权利要求8或9所述的触控装置，其特征在于，还包括：
光照辅助模块，用于检测所述目标感应环境的光照强度，判断所述光照强度是否满足预设光照条件，并在所述光照强度不满足预设光照条件时，对所述目标感应环境进行补光控制。
11.据权利要求8或9所述的触控装置，其特征在于，还包括：
触摸感应模块，用于检测并识别施加于所述触控装置的触摸操作的第二操作信息；
和/或，压力感应模块，用于检测并识别施加于所述触控装置的按压操作的第三操作信息。
12.根据权利要求11所述的触控装置，其特征在于，还包括：
通讯模块，用于将所述第一操作信息、第二操作信息和第三操作信息中的至少一项发送至所述触控装置对应的受控对象。
13.一种遥控器，其特征在于，包括如权利要求8～12任一项所述的触控装置。
14.一种显示设备，其特征在于，包括显示屏和如权利要求8～11任一项所述的触控装置。
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