CN112684938A - 一种触摸屏扫描数据自适应噪声控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种触摸屏扫描数据自适应噪声控制方法，其包括有如下步骤：步骤S1，对所述触摸屏完成一帧扫描，根据扫描数据计算得到原始数据；步骤S2，对所述原始数据与预先存储的基准数据进行差值计算，得到差值数据；步骤S3，在所述差值数据中搜索峰值并计算峰值所对应的触摸屏坐标；步骤S4，将峰值所对应的触摸屏坐标上报，同时获取峰值分布图并进行特征分析；步骤S5，根据特征分析结果，判断是否需要调整扫描参数？若是，则执行步骤S6，若否，则返回至步骤S1，开始下一帧扫描；步骤S6，计算新的扫描参数，开始下一帧扫描。本发明能根据噪声强度大小动态调制扫描参数、能够在噪声处理和报点速率之间进行有效平衡。

Description

一种触摸屏扫描数据自适应噪声控制方法及系统

技术领域

本发明涉及触摸屏扫描数据处理系统，尤其涉及一种触摸屏扫描数据自适应噪声控制方法及系统。

背景技术

当前，触摸屏已成为人们日常生活中不可缺少的组成部分，常用触摸屏终端有智能手机，智能手表等。电容式触摸屏包含自电容屏和互电容屏。以互电容为例，其包括若干发送端和若干接收端。发送端发送扫描波形，该扫描波形可以为方波，正弦波等。接收端检测到模拟电压信号，进行模数转换，然后进行数字信号处理。接收端电压信号的幅度受发送端与接收端交互点的互电容大小的影响，因而该信号幅度的大小反映了触摸屏上触摸点的位置。其中，电容式触摸屏容易受到噪声的干扰，比如LCD噪声，充电器噪声等。噪声引起信号变化，并与正常触摸引起的信号变化混合，从而影响对触摸点的正确判断。

现有的互容触摸屏坐标示意图请参见图1，其包括10个信号发送端(y0,y1,…y8,y9)和10个信号接收端(x0,x1,…x8,x9)。扫描一帧将顺序扫描10个信号发送端，扫描1个信号发送端需要1次扫描周期，因此扫描一帧需要10次扫描周期。请参见图2，一次扫描周期包含多次信号周期，一次信号周期又包含多次时钟周期。所以，一次扫描周期包含的信号周期数越多，则扫描一帧所需的时间就越长，则报点速率就越慢。一种典型的接收端信号处理结构请参见图3，模拟信号检测模块检测到模拟电压信号，该信号送往模数转换模块转换为数字信号，该数字信号再送往数字信号处理模块进行处理。

为了降低噪声的干扰，一些解决方案已经提出，但都有一些缺点，具体如下：

例如，中国公开专利CN101246407“一种电阻式触摸屏中控制静电噪声的方法以及相应的触摸屏”需要采用特定的扫描信号来减低静电噪声，通用性不强。

例如，中国公开专利CN101498975“一种处理触摸屏飞点的数字滤波方法”提出了一种限幅取平均值的算法来降低噪声干扰，但该方案并不能兼顾噪声和报点速率的问题。

请参见图2，数字信号处理模块用于处理噪声干扰，要将噪声的干扰降得越低，则需要输入越多的数字信号。由于每次信号周期只产生一个数字信号，因此产生越多的数字信号需要越多的信号周期，也就导致越长的扫描周期。扫描周期越长，则报点速率越低。所以，降低噪声和提升报点速率是互相矛盾的，降低噪声干扰会引起报点率降低，而提升报点率又会增大噪声的干扰。本发明提出的自适应噪声控制，通过分析峰值数据的特征分布，动态调整信号处理参数，在噪声较大时适当降低报点率从而更大的降低噪声，在噪声较小时更小的降低噪声而提升报点率。自适应噪声控制实现了不同应用场景和噪声环境下噪声和报点速率之间的平衡。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种能根据噪声强度大小动态调制扫描参数、能够在噪声处理和报点速率之间进行有效平衡的触摸屏扫描数据自适应噪声控制方法及系统。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。

一种触摸屏扫描数据自适应噪声控制方法，其包括有如下步骤：步骤S1，对所述触摸屏完成一帧扫描，根据扫描数据计算得到原始数据；步骤S2，对所述原始数据与预先存储的基准数据进行差值计算，得到差值数据；步骤S3，在所述差值数据中搜索峰值并计算峰值所对应的触摸屏坐标；步骤S4，将峰值所对应的触摸屏坐标上报，同时获取峰值分布图并进行特征分析；步骤S5，根据特征分析结果，判断是否需要调整扫描参数？若是，则执行步骤S6，若否，则返回至步骤S1，开始下一帧扫描；步骤S6，计算新的扫描参数，开始下一帧扫描。

优选地，所述步骤S1中，当所述原始数据满足预设的数据条件时，将所述原始数据作为基准数据，进而刷新所述基准数据。

优选地，所述取峰值分布图中包含但不限于最大峰值、一级次大峰值和二级次大峰值。

优选地，所述步骤S6中，根据噪声强度来计算新的扫描参数。

一种触摸屏扫描数据自适应噪声控制系统，其包括有：扫描控制模块，用于对所述触摸屏完成一帧扫描，根据扫描数据计算得到原始数据；差值计算模块用于对所述原始数据与预先存储的基准数据进行差值计算，得到差值数据；峰值及坐标计算模块，用于在所述差值数据中搜索峰值并计算峰值所对应的触摸屏坐标；峰值分析模块，用于将峰值所对应的触摸屏坐标上报，同时获取峰值分布图并进行特征分析；参数更新模块，用于根据特征分析结果，判断是否需要调整扫描参数，若是，则计算新的扫描参数并开始下一帧扫描，若否，则直接开始下一帧扫描。

优选地，所述扫描控制模块还用于当所述原始数据满足预设的数据条件时，将所述原始数据作为基准数据，进而刷新所述基准数据。

优选地，所述扫描控制模块还用于当所述原始数据满足预设的数据条件时，所述原始数据作为基准数据，进而刷新所述基准数据。

优选地，所述峰值分析模块用于根据最大峰值、一级次大峰值以及二级次大峰值绘成峰值分布图并分析其特征，以得到当前的噪声强度。

优选地，所述参数更新模块用于根据噪声强度来计算新的扫描参数。

优选地，还包括有：通信接口模块，用于将峰值所对应的触摸屏坐标上报至预设的主控模块。

本发明公开的触摸屏扫描数据自适应噪声控制方法中，当系统完成一帧扫描后计算得到原始数据，将该原始数据与之前存储的基准数据进行计算，得到差值数据。在满足一定条件下，可将该原始数据刷新为新的基准数据。然后在得到的差值数据中搜索峰值并计算峰值所对应的坐标，在上报坐标的同时，并不会立即开始下一帧扫描，而是获取峰值分布图并进行特征分析，接下来，根据特征分析结果，判断是否需要调整扫描参数以进一步降低噪声？若需要，则根据噪声强度计算新的参数并调整配置。若不需要，则开始下一帧扫描。基于上述原理可见，本发明在噪声大时通过调整扫描参数来进一步降低噪声干扰，从而适当地降低报点率，当噪声较小时则可以通过减少信号周期数的方式来提升报点率。相比现有技术而言，本发明能根据噪声强度大小动态调制扫描参数，同时能够在噪声处理和报点速率之间进行有效平衡。

附图说明

图1为现有互容触摸屏坐标示意图；

图2为扫描周期、信号周期和时钟周期的关系示意图；

图3为一种典型的接收端信号处理系统组成框图；

图4为本发明触摸屏扫描数据自适应噪声控制方法的流程图；

图5为本发明触摸屏扫描数据自适应噪声控制系统的组成框图；

图6为一种噪声较低时的峰值分布图；

图7为一种噪声较大时的峰值分布图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作更加详细的描述。

本发明公开了一种触摸屏扫描数据自适应噪声控制方法，结合图4和图5所示，其包括有如下步骤：

步骤S1，对所述触摸屏完成一帧扫描，根据扫描数据计算得到原始数据；

步骤S2，对所述原始数据与预先存储的基准数据进行差值计算，得到差值数据；

步骤S3，在所述差值数据中搜索峰值并计算峰值所对应的触摸屏坐标；

步骤S4，将峰值所对应的触摸屏坐标上报，同时获取峰值分布图并进行特征分析；

步骤S5，根据特征分析结果，判断是否需要调整扫描参数？若是，则执行步骤S6，若否，则返回至步骤S1，开始下一帧扫描；

步骤S6，计算新的扫描参数，开始下一帧扫描。

上述方法中，当系统完成一帧扫描后计算得到原始数据，将该原始数据与之前存储的基准数据进行计算，得到差值数据。在满足一定条件下，可将该原始数据刷新为新的基准数据。然后在得到的差值数据中搜索峰值并计算峰值所对应的坐标，在上报坐标的同时，并不会立即开始下一帧扫描，而是获取峰值分布图并进行特征分析，接下来，根据特征分析结果，判断是否需要调整扫描参数以进一步降低噪声？若需要，则根据噪声强度计算新的参数并调整配置。若不需要，则开始下一帧扫描。基于上述原理可见，本发明在噪声大时通过调整扫描参数来进一步降低噪声干扰，从而适当地降低报点率，当噪声较小时则可以通过减少信号周期数的方式来提升报点率。相比现有技术而言，本发明能根据噪声强度大小动态调制扫描参数，同时能够在噪声处理和报点速率之间进行有效平衡。

作为一种优选方式，所述步骤S1中，当所述原始数据满足预设的数据条件时，将所述原始数据作为基准数据，进而刷新所述基准数据。

本实施例中，所述取峰值分布图中包含但不限于最大峰值、一级次大峰值和二级次大峰值。

具体的峰值特征分析过程中，参数计算和调整都通过高速硬件电路实现，可以实时进行噪声分析和动态调整参数。

本实施例的所述步骤S6中，根据噪声强度来计算新的扫描参数。

本发明在实际应用过程中，请参见图6，图6为噪声较小时的峰值分布图，最大峰值的坐标为(x3,y4)，即触摸点的位置，触摸点相邻的坐标位置也产生了几个一级次大峰值。其他坐标位置的差值都很小。

请参见图7，图7为噪声较大时的峰值分布图，除了触摸点(x3,y4)的最大峰值及相邻位置的一级次大峰值外，其他坐标位置也出现了一些二级次大峰值，这会影响触摸点的判定。自适应噪声控制可以根据峰值分布更新扫描参数，降低噪声的干扰，从而有效处理图7所示的场景。

在此基础上，本实施例还涉及一种触摸屏扫描数据自适应噪声控制系统，请参见图4和图5，其包括有：

扫描控制模块1，用于对所述触摸屏完成一帧扫描，根据扫描数据计算得到原始数据；

差值计算模块2用于对所述原始数据与预先存储的基准数据进行差值计算，得到差值数据；

峰值及坐标计算模块3，用于在所述差值数据中搜索峰值并计算峰值所对应的触摸屏坐标；

峰值分析模块4，用于将峰值所对应的触摸屏坐标上报，同时获取峰值分布图并进行特征分析；

参数更新模块5，用于根据特征分析结果，判断是否需要调整扫描参数，若是，则计算新的扫描参数并开始下一帧扫描，若否，则直接开始下一帧扫描。

作为一种优选方式，所述扫描控制模块1还用于当所述原始数据满足预设的数据条件时，将所述原始数据作为基准数据，进而刷新所述基准数据。

本实施例中，所述扫描控制模块1还用于当所述原始数据满足预设的数据条件时，所述原始数据作为基准数据，进而刷新所述基准数据。

进一步地，所述峰值分析模块4用于根据最大峰值、一级次大峰值以及二级次大峰值绘成峰值分布图并分析其特征，以得到当前的噪声强度。

关于扫描参数的更新，本实施例中，所述参数更新模块5用于根据噪声强度来计算新的扫描参数。

为了实现数据上传，本实施例还包括有：通信接口模块，用于将峰值所对应的触摸屏坐标上报至预设的主控模块。

本发明公开的触摸屏扫描数据自适应噪声控制中，通过扫描控制模块实现一帧扫描，得到原始数据，并根据条件刷新基准数据。差值计算模块根据原始数据和基准数据计算差值。峰值及坐标计算模块在得到的差值中搜索得到峰值并计算各峰值的坐标位置。通信接口模块将峰值的坐标传输给主控。峰值分析模块将最大峰值，一级次大峰值，二级次大峰值等绘成峰值分布图并分析其特征，以得到当前的噪声强度。参数更新模块根据噪声强度判断是否需要进一步降低噪声，如果需要则在计算新的扫描参数并调整相关配置后开始下一帧扫描，如果不需要则直接开始下一帧扫描。

实际应用中，数字信号处理模块可以是一个低通、高通、或带通滤波器，一个累和器或者是它们的组合。触摸屏可以是互容屏、自容屏、自互一体屏等。此外，本发明可以应用于触摸技术领域，也可应用于其他技术领域。

以上所述只是本发明较佳的实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的技术范围内所做的修改、等同替换或者改进等，均应包含在本发明所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种触摸屏扫描数据自适应噪声控制方法，其特征在于，包括有如下步骤：

步骤S1，对所述触摸屏完成一帧扫描，根据扫描数据计算得到原始数据；

步骤S2，对所述原始数据与预先存储的基准数据进行差值计算，得到差值数据；

步骤S3，在所述差值数据中搜索峰值并计算峰值所对应的触摸屏坐标；

步骤S4，将峰值所对应的触摸屏坐标上报，同时获取峰值分布图并进行特征分析；

步骤S5，根据特征分析结果，判断是否需要调整扫描参数？若是，则执行步骤S6，若否，则返回至步骤S1，开始下一帧扫描；

步骤S6，计算新的扫描参数，开始下一帧扫描。

2.如权利要求1所述的触摸屏扫描数据自适应噪声控制方法，其特征在于，所述步骤S1中，当所述原始数据满足预设的数据条件时，将所述原始数据作为基准数据，进而刷新所述基准数据。

3.如权利要求1所述的触摸屏扫描数据自适应噪声控制方法，其特征在于，所述取峰值分布图中包含但不限于最大峰值、一级次大峰值和二级次大峰值。

4.如权利要求1所述的触摸屏扫描数据自适应噪声控制方法，其特征在于，所述步骤S6中，根据噪声强度来计算新的扫描参数。

5.一种触摸屏扫描数据自适应噪声控制系统，其特征在于，包括有：

扫描控制模块(1)，用于对所述触摸屏完成一帧扫描，根据扫描数据计算得到原始数据；

差值计算模块(2)用于对所述原始数据与预先存储的基准数据进行差值计算，得到差值数据；

峰值及坐标计算模块(3)，用于在所述差值数据中搜索峰值并计算峰值所对应的触摸屏坐标；

峰值分析模块(4)，用于将峰值所对应的触摸屏坐标上报，同时获取峰值分布图并进行特征分析；

参数更新模块(5)，用于根据特征分析结果，判断是否需要调整扫描参数，若是，则计算新的扫描参数并开始下一帧扫描，若否，则直接开始下一帧扫描。

6.如权利要求5所述的触摸屏扫描数据自适应噪声控制系统，其特征在于，所述扫描控制模块(1)还用于当所述原始数据满足预设的数据条件时，将所述原始数据作为基准数据，进而刷新所述基准数据。

7.如权利要求5所述的触摸屏扫描数据自适应噪声控制系统，其特征在于，所述扫描控制模块(1)还用于当所述原始数据满足预设的数据条件时，所述原始数据作为基准数据，进而刷新所述基准数据。

8.如权利要求5所述的触摸屏扫描数据自适应噪声控制系统，其特征在于，所述峰值分析模块(4)用于根据最大峰值、一级次大峰值以及二级次大峰值绘成峰值分布图并分析其特征，以得到当前的噪声强度。

9.如权利要求5所述的触摸屏扫描数据自适应噪声控制系统，其特征在于，所述参数更新模块(5)用于根据噪声强度来计算新的扫描参数。

10.如权利要求5所述的触摸屏扫描数据自适应噪声控制系统，其特征在于，还包括有：通信接口模块，用于将峰值所对应的触摸屏坐标上报至预设的主控模块。

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