KR102242891B1 - 가우시안 합성 모델을 이용한 터치 좌표 산출 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 저 해상도의 정전방식 터치 표시장치에서 다중 근접 터치들의 좌표를 정확하게 추출할 수 있는 터치 좌표 산출 방법에 관한 것으로, 다수의 터치센서들 각각의 공간적 위치 정보 및 각각의 터치 여부 정보를 포함하는 다수의 원소들을 생성하는 A단계; 상기 터치 여부 정보를 근거로, 터치된 터치센서들에 대응되는 원소들만을 선택하고, 그 선택된 원소들을 유효 원소들로 정의하는 B단계; 상기 공간적 위치 정보들에 포함된 임의의 2개의 특정 좌표들을 각각 제 1 기준 포인트 및 제 2 기준 포인트로 설정하는 C단계; 상기 제 2 기준 포인트보다 상기 제 1 기준 포인트에 공간적으로 더 근접하여 위치한 유효 원소들을 제 1 클러스터로 그룹화하고, 상기 제 1 기준 포인트보다 상기 제 2 기준 포인트에 공간적으로 더 근접하여 위치한 유효 원소들을 제 2 클러스터로 그룹화하는 D단계; 상기 제 1 클러스터에 속한 유효 원소들의 공간적 위치 정보를 근거로 제 1 가우시안 분포를 산출하고, 제 2 클러스터에 속한 유효 원소들의 공간적 위치 정보를 근거로 제 2 가우시안 분포를 산출하는 E단계; 상기 제 1 가우시안 분포로부터 상기 제 1 클러스터의 유효 원소들이 그 제 1 클러스터에 포함될 확률을 그 유효 원소별로 산출하고, 그리고 상기 제 2 가우시안 분포로부터 상기 제 2 클러스터의 유효 원소들이 그 제 2 클러스터에 포함될 확률을 그 유효 원소별로 산출하는 F단계; 상기 제 1 클러스터에 속한 유효 원소들의 각 위치 정보 및 이들에 대한 확률들을 근거로 제 1 평균값을 산출하고, 상기 제 2 클러스터에 속한 유효 원소들의 각 위치 정보 및 이들에 대한 확률들을 근거로 제 2 평균값을 산출하는 G단계; 상기 제 1 평균값에 대응되는 좌표를 상기 제 1 기준 포인트의 좌표로 재설정하고, 상기 제 2 평균값에 대응되는 좌표를 상기 제 2 기준 포인트의 좌표로 재설정하는 H단계; 상기 H단계로부터 재설정된 제 1 기준 포인트 및 제 2 기준 포인트를 근거로 상기 D단계 내지 F단계들 순차적으로 수행하고, 첫 번째 F단계로부터 얻어진 각 유효 원소에 대한 확률과 두 번째 F단계로부터 얻어진 각 유효 원소에 대한 확률을 서로 대응되는 것끼리 비교하여, 가장 큰 차이를 갖는 한 쌍의 유효 원소들간의 차 값이 미리 설정된 조건을 만족하는지를 판단하는 I단계; 및, 상기 I단계에서의 판단 결과가 참으로 확인될 경우, 상기 첫 번째 F단계에서 얻어진 제 1 기준 포인트 및 제 2 기준 포인트를 근거로 각각 제 1 터치에 대한 좌표 및 제 2 터치에 대한 좌표를 설정하는 J단계를 포함함을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 터치 좌표 산출 방법에 관한 것으로, 특히 저 해상도의 정전방식 터치 표시장치에서 다중 근접 터치들의 좌표를 정확하게 추출할 수 있는 터치 좌표 산출 방법에 대한 것이다.
종래의 정전방식 터치표시장치에 사용되는 터치센서들은 손가락 크기의 반에 해당하는 약 5mm정도의 전극 너비를 갖고 있어 물리적으로 낮은 터치 해상도를 가질 수밖에 없다. 따라서, 종래의 저 해상도의 정전방식 터치표시장치는, 두 개의 근접한 터치들, 즉 다중 근접 터치들이 발생하였을 때, 이를 두 개의 터치들로 인식하지 못하고 하나의 터치로 오 인식하는 문제점을 갖고 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 가우시안 합성 모델을 이용하여 다중 근접 터치들에 대한 개별 좌표를 정확하게 추출할 수 있는 터치 좌표 산출 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가우시안 합성 모델을 이용한 터치 좌표 산출 방법은, 다수의 터치센서들 각각의 공간적 위치 정보 및 각각의 터치 여부 정보를 포함하는 다수의 원소들을 생성하는 A단계; 상기 터치 여부 정보를 근거로, 터치된 터치센서들에 대응되는 원소들만을 선택하고, 그 선택된 원소들을 유효 원소들로 정의하는 B단계; 상기 공간적 위치 정보들에 포함된 임의의 2개의 특정 좌표들을 각각 제 1 기준 포인트 및 제 2 기준 포인트로 설정하는 C단계; 상기 제 2 기준 포인트보다 상기 제 1 기준 포인트에 공간적으로 더 근접하여 위치한 유효 원소들을 제 1 클러스터로 그룹화하고, 상기 제 1 기준 포인트보다 상기 제 2 기준 포인트에 공간적으로 더 근접하여 위치한 유효 원소들을 제 2 클러스터로 그룹화하는 D단계; 상기 제 1 클러스터에 속한 유효 원소들의 공간적 위치 정보를 근거로 제 1 가우시안 분포를 산출하고, 제 2 클러스터에 속한 유효 원소들의 공간적 위치 정보를 근거로 제 2 가우시안 분포를 산출하는 E단계; 상기 제 1 가우시안 분포로부터 상기 제 1 클러스터의 유효 원소들이 그 제 1 클러스터에 포함될 확률을 그 유효 원소별로 산출하고, 그리고 상기 제 2 가우시안 분포로부터 상기 제 2 클러스터의 유효 원소들이 그 제 2 클러스터에 포함될 확률을 그 유효 원소별로 산출하는 F단계; 상기 제 1 클러스터에 속한 유효 원소들의 각 위치 정보 및 이들에 대한 확률들을 근거로 제 1 평균값을 산출하고, 상기 제 2 클러스터에 속한 유효 원소들의 각 위치 정보 및 이들에 대한 확률들을 근거로 제 2 평균값을 산출하는 G단계; 상기 제 1 평균값에 대응되는 좌표를 상기 제 1 기준 포인트의 좌표로 재설정하고, 상기 제 2 평균값에 대응되는 좌표를 상기 제 2 기준 포인트의 좌표로 재설정하는 H단계; 상기 H단계로부터 재설정된 제 1 기준 포인트 및 제 2 기준 포인트를 근거로 상기 D단계 내지 F단계들 순차적으로 수행하고, 첫 번째 F단계로부터 얻어진 각 유효 원소에 대한 확률과 두 번째 F단계로부터 얻어진 각 유효 원소에 대한 확률을 서로 대응되는 것끼리 비교하여, 가장 큰 차이를 갖는 한 쌍의 유효 원소들간의 차 값이 미리 설정된 조건을 만족하는지를 판단하는 I단계; 및, 상기 I단계에서의 판단 결과가 참으로 확인될 경우, 상기 첫 번째 F단계에서 얻어진 제 1 기준 포인트 및 제 2 기준 포인트를 근거로 각각 제 1 터치에 대한 좌표 및 제 2 터치에 대한 좌표를 설정하는 J단계를 포함함을 특징으로 한다.
상기 I단계에서의 판단 결과가 거짓으로 확인될 경우, 상기 조건이 만족될 때까지 상기 F단계 내지 J단계를 반복 수행함을 특징으로 한다.
서로 떨어져 위치하는 두 개의 터치들이, 시간의 경과에 따라 서로를 향해 점진적으로 다가가면서 겹쳐진 후 분리되는 방향성을 가질 때, 상기 A단계 내지 J단계를 수행함을 특징으로 한다.
상기 I단계에서의 비교 및 판단 과정은, 첫 번째 F단계에서 구해진 확률로부터 각 유효 원소가 제 1 클러스터에 포함될 확률을 선택하는 I-1단계; 첫 번째 F단계에서 구해진 확률로부터 각 유효 원소가 제 2 클러스터에 포함될 확률을 선택하는 I-2단계; 두 번째 F단계에서 구해진 확률들로부터 각 유효 원소가 제 1 클러스터에 포함될 확률을 선택하는 I-3단계; 두 번째 F단계에서 구해진 확률들로부터 각 유효 원소가 제 2 클러스터에 포함될 확률을 선택하는 I-4단계; 및, 상기 I-1단계에서의 확률들과 상기 I-3단계에서의 확률들을 서로 대응되는 것끼리 차감하여 발생된 값들 중 가장 작은 제 1 최소값이 미리 설정된 제 1 조건을 만족하는지를 확인하고, 그리고 상기 I-2단계에서의 확률들과 상기 I-4단계에서의 확률들을 서로 대응되는 것끼리 차감하여 발생된 값들 중 가장 작은 제 2 최소값이 미리 설정된 제 2 조건을 만족하는지를 확인하는 I-5단계를 포함함을 특징으로 한다.
상기 I-5단계에서의 제 1 조건과 제 2 조건이 모두 만족될 때 상기 I단계에서의 판단이 참으로 확인됨을 특징으로 한다.
상기 제 1 조건은, 제 1 최소값이 미리 설정된 제 1 임계값보다 작거나 같은 조건이며; 그리고, 상기 제 2 조건은, 제 2 최소값이 미리 설정된 제 2 임계값보다 작거나 같은 조건임을 특징으로 한다.
본 발명에 따른, 가우시안 합성 모델을 이용한 터치 좌표 산출 방법에는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 합성 가우시한 분포를 이용하여 확률적으로 터치 좌표를 추출하므로, 저 해상도의 터치표시장치에서도 다중 근접 터치들에 대한 정확한 개별 좌표를 산출할 수 있다.
둘째, 추출된 원소들의 공간적인 위치 정보, 즉 데이터의 변화량이 없는 좌표 정보를 근거로 다중 근접 터치들에 대한 개별 좌표를 추출하므로, 안정적인 좌표 추출이 가능하다.
도 1은 다중 근접 터치에 대한 구분 방법을 설명하기 위한 도면
도 2는 다중 근접 터치들에 의해 발생된 감지 데이터의 크기를 나타낸 도면
도 3은 도 2를 X-Y 평면상에서 바라다본 도면
도 4는 도 2에서의 감지 데이터들을 문턱치를 기준으로 이진화한 것을 나타낸 도면
도 5는 도 4에서 이진화된 감지 데이터들이 저장된 상태를 나타낸 도면
도 6은 유효 원소들을 두 개의 클러스터로 그룹화하는 것을 설명하기 위한 도면
도 7은 도 3에서의 다중 근접 터치들이 본 발명에서의 터치 좌표 산출 방법을 통해 두 개의 좌표들로 나누어진 것을 나타낸 도면
도 8은 본 발명의 터치 좌표 산출 방법에 따른 순서도를 나타낸 도면
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 터치표시장치를 나타낸 도면
도 10은 도 1의 터치패널 내부의 상세 구성을 나타낸 도면
도 2는 다중 근접 터치들에 의해 발생된 감지 데이터의 크기를 나타낸 도면
도 3은 도 2를 X-Y 평면상에서 바라다본 도면
도 4는 도 2에서의 감지 데이터들을 문턱치를 기준으로 이진화한 것을 나타낸 도면
도 5는 도 4에서 이진화된 감지 데이터들이 저장된 상태를 나타낸 도면
도 6은 유효 원소들을 두 개의 클러스터로 그룹화하는 것을 설명하기 위한 도면
도 7은 도 3에서의 다중 근접 터치들이 본 발명에서의 터치 좌표 산출 방법을 통해 두 개의 좌표들로 나누어진 것을 나타낸 도면
도 8은 본 발명의 터치 좌표 산출 방법에 따른 순서도를 나타낸 도면
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 터치표시장치를 나타낸 도면
도 10은 도 1의 터치패널 내부의 상세 구성을 나타낸 도면
도 1은 다중 근접 터치에 대한 구분 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 가우시안 합성 모델(Gaussian Mixture Model)을 이용한 터치 좌표 산출 방법은, 겹쳐진 두 개의 터치들, 즉 다중 근접 터치들을 하나의 터치로 인식할 것인지 아니면 두 개의 터치로 인식할 것인지를 판단함에 있어 다중 근접 터치들이 발생되기 이전의 상황을 그 판단의 근거로 활용한다.
도 1의 (a)에 따르면, 최초 서로 분리된 두 개의 터치들(1, 2)이, 시간의 경과에 따라 서로를 향해 점진적으로 다가가면서 겹쳐진 후 다시 분리된다.
반면, 도 1의 (b)에 따르면, 최초 겹쳐진 두 개의 터치들(1, 2)이 발생된 후, 시간이 경과함에 따라 그 두 개의 터치들(1, 2)이 서로를 향해 점진적으로 멀어지면서 분리된다.
도 1의 (a)와 같이 다중 근접 터치가 발생하기 이전에 두 개의 터치들이 최초 분리된 상태에서 서로에게 근접하고 있는 상황일 때, 본 발명의 터치 좌표 산출 방법은 그 겹쳐진 두 개의 터치들, 즉 다중 근접 터치들을 두 개의 개별 터치로 판단하고 그 각각에 대한 좌표를 산출한다. 그리고, 그 두 개의 터치들 각각에 대한 좌표를 지속적으로 보고한다. 즉, 본 발명에서의 터치 좌표 산출 방법은, 도 1의 (a)와 같은 경우에, 그 겹쳐진 두 개의 터치들을 하나가 아닌 두 개로 인식하고, 그리고 그 두 개의 터치들 각각에 대한 개별 좌표를 산출한다.
그러나, 도 1의 (b)와 같이 다중 근접 터치들 이전에 두 개의 분리된 터치들의 이동 방향에 대한 이력이 없을 때, 본 발명에 따른 터치 좌표 산출 방법은 그 다중 근접 터치들을 하나의 터치로 인식하고, 단 하나의 좌표만을 산출한다.
도 2는 다중 근접 터치들에 의해 발생된 감지 데이터의 크기를 나타낸 도면이다.
도 2에서의 X축은 터치패널에 구비된 터치센서들의 2차원 좌표 중 X좌표를 나타낸 것으로, 이의 Y좌표는 생략되어 있다. 그리고, 도 2에서의 Z축은 터치센서들로부터 발생된 감지 데이터의 크기를 나타낸다. 감지 데이터의 크기가 문턱치(TH)를 넘어설 때 그 감지 데이터를 제공한 터치센서 부근에서 터치가 발생된 것으로 인식된다. 도 2에 따르면 문턱치(TH)를 넘어선 감지 데이터들이 하나로 연결된 두 개의 봉우리들(PK1, PK2)을 이루고 있는데, 이 두 개의 봉우리들(PK1, PK2)은 다중 근접 터치들에 대응된다.
도 3은 도 2를 X-Y 평면상에서 바라다본 도면으로서, 도 3에 도시된 사각형들은 각각 터치센서들의 위치에 대응된다.
도 4는 도 2에서의 감지 데이터들을 문턱치를 기준으로 이진화(binarization)한 것을 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 터치 좌표 산출 방법은, 도 4에 도시된 바와 같이, 문턱치보다 높은 감지 데이터들을 1로 치환하고, 그리고 문턱치보다 낮은 데이터들을 0으로 치환함으로써 전체 감지 데이터들을 이진화한다.
도 5는 도 4에서 이진화된 감지 데이터들이 저장된 상태를 나타낸 도면이다.
이진화된 감지 데이터들은, 메모리와 같은 저장장치에 저장된다. 즉, 도 5는 메모리의 일부를 나타낸 것으로, 이 메모리는 터치패널에 형성된 터치센서들의 수에 해당하는 셀(cell)들을 포함한다. 이 셀들은, 터치패널에서의 터치센서들의 공간적인 위치에 대응되는 어드레스를 갖는다. 따라서, 터치패널에서의 터치센서들간의 공간적인 위치 및 거리는, 그 비율만 다를 뿐 메모리에서의 셀들의 공간적인 위치 및 거리와 일치한다.
도 5에 따르면, 메모리의 각 셀에 전술된 바와 같은 이진화된 감지 데이터가 저장되는 바, 여기서 셀에 저장된 이진화된 감지 데이터를, 설명의 편의상, 지금부터 “원소”로 칭한다. 또한, 이 원소들은 0 또는 1의 값을 갖는 바, 이들 중 0의 값을 갖는 원소를 “비유효 원소”로, 그리고 1의 값을 갖는 원소를 “유효 원소”로 정의한다. 도 5에는 유효 원소들만이 나타나 있는 바, 즉 도번 C1 내지 C19는 제 1 내지 제 19 원소를 의미한다. 한편, 도번 C1 내지 C19 옆에 표시된 괄호안의 숫자들은 해당 원소의 2차원 좌표를 의미하는 것으로, 이는 터치패널에서의 터치센서들의 공간적인 위치에 대응된다.
본 발명에서의 터치 좌표 산출 방법은, 도 5에 도시된 바와 같은 유효 원소들을 두 개의 기준 포인트를 근거로 두 개의 클러스터로 그룹화하고, 그 두 개의 클러스터들로 분류된 유효 원소들에 대한 합성 가우시안 분포를 파악하고, 그리고 그 합성 가우시안 분포에 대한 분석을 통해 그 기준 포인트들의 값을 특정 값으로 수렴시킴으로써 다중 근접 터치들에 대한 정확한 개별 좌표를 산출할 수 있는 바, 이 과정을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 6은 유효 원소들을 두 개의 클러스터로 그룹화하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에서의 터치 좌표 산출 방법은, 도 6에 도시된 바와 같이, 공간적 위치 정보들에 포함된 임의의 두 개의 특정 좌표들을 각각 제 1 기준 포인트 및 제 2 기준 포인트로 설정한다.
이어서, 본 발명에서의 터치 좌표 산출 방법은, 제 2 기준 포인트보다 제 1 기준 포인트에 공간적으로 더 근접하여 위치한 유효 원소들을 제 1 클러스터로 그룹화하고, 그리고 제 1 기준 포인트보다 상기 제 2 기준 포인트에 공간적으로 더 근접하여 위치한 유효 원소들을 제 2 클러스터로 그룹화한다. 예를 들어, 도 5에서와 같이 제 1 기준 포인트 및 제 2 기준 포인트의 좌표가 설정되었다면, 제 1 기준 포인트에 상대적으로 가깝게 위치한 제 1, 제 2, 제 3, 제 4, 제 5, 제 8, 제 9, 제 10, 제 14 및 제 18 원소들(C1-C5, C8-C10, C14, C18)은 모두 제 1 클러스터(Clst1)에 포함되며, 그리고 제 2 기준 포인트에 상대적으로 가깝게 위치한 제 6, 제 7, 제 11, 제 12, 제 13, 제 15, 제 16, 제 17 및 제 19 원소들(C6, C7, C11-C13, C15-17, C19)은 모두 제 2 클러스터(Clst2)에 포함된다.
다음으로, 본 발명에서의 터치 좌표 산출 방법은, 제 1 클러스터(Clst1)에 속한 유효 원소들의 공간적 위치 정보(즉, 2차원 좌표)를 근거로 제 1 가우시안 분포를 산출하고, 제 2 클러스터(Clst2)에 속한 유효 원소들의 공간적 위치 정보(즉, 2차원 좌표)를 근거로 제 2 가우시안 분포를 산출한다. 여기서, 제 1 가우시안 분포 및 제 2 가우시안 분포는 하나의 합성 가우시안 분포를 이룬다. 따라서, 어느 한 원소는 제 1 가우시안 분포에 포함될 확률과 제 2 가우시안 분포에 포함될 확률을 동시에 갖는다. 예를 들어, 제 1 원소(C1)가 제 1 가우시안 분포에 포함될 확률이 0.8이라면, 그 제 1 원소(C1)가 제 2 가우시안 분포에 포함될 확률은 0.2가 된다.
이후, 본 발명에서의 터치 좌표 산출 방법은, 제 1 가우시안 분포로부터 제 1 클러스터(Clst1)의 유효 원소들이 그 제 1 클러스터에 포함될 확률(즉, 제 1 가우시안 분포에 포함될 확률)을 그 유효 원소별로 산출하고, 그리고 제 2 가우시안 분포로부터 제 2 클러스터(Clst2)의 유효 원소들이 그 제 2 클러스터(Clst2)에 포함될 확률(즉, 제 1 가우시안 분포에 포함될 확률)을 그 유효 원소별로 산출한다.
이 확률은, 예를 들어 아래의 수학식들에 의해 산출될 수 있다.
[수학식1]
위의 수학식1에서, ui는 가우시안 분포의 평균을 의미하며, Nc는 해당 가우시안 분포에 관련된 클러스터내의 유효 원소들의 수를 의미하며, Xi는 유효 원소의 좌표를 의미한다. 예를 들어, 제 1 가우시안 분포의 평균은, 제 1 클러스터(Clst1)에 포함된 유효 원소들의 x값들에 평균(ui_x)과, 그 유효 원소들의 y값들에 대한 평균(ui_y)으로 정의된다. 따라서, 이 평균(ui)은 좌표 형식으로 산출된다.
[수학식2]
위의 수학식2에서, Vi는 공분산을 의미한다.
[수학식3]
위의 수학식3에서, πi는 가중치로서, 1/2이다. Gi는 가우시안 분포이다.
[수학식4]
위의 수학식4에서, Vi는 공분산 행렬을 의미하며, d는 차원으로서 2를 의미한다.
[수학식5]
위의 수학식5에서, τip는 하나의 유효 원소가 해당 클러스터에 포함될 확률을 나타낸다. 위의 수학식1에서 X 및 Ck는 원소를 의미하며, Gi는 가우시안 분포를 의미한다. G1은 제 1 가우시안 분포를, 그리고 G2는 제 2 가우시안 분포를 의미한다. 그리고, P(X)는 실제 데이터의 분포 확률을 의미한다. 그리고, πi는 상수로서, 1/2이다.
다음으로, 본 발명에서의 터치 좌표 산출 방법은, 제 1 클러스터에 속한 유효 원소들의 각 위치 정보 및 이들에 대한 확률들을 근거로 제 1 평균값을 산출하고, 제 2 클러스터에 속한 유효 원소들의 각 위치 정보 및 이들에 대한 확률들을 근거로 제 2 평균값을 산출한다. 예를 들어, 제 1 클러스터(Clst1)에 속한 유효 원소들이 제 1 유효 원소, 제 2 유효 원소 및 제 3 유효 원소라고 가정하고, 그 제 1 내지 제 3 유효 원소들의 확률을 각각 τ1, τ2 및 τ3라고 가정할 때, 제 1 유효 원소의 x값과 τ1을 곱하고, 제 2 유효 원소의 x값과 τ2를 곱하고, 제 3 유효 원소의 x값과 τ3을 곱하고, 그 곱해진 값들을 모두 더하고, 그 더해진 값을 유효 원소들의 수(즉, 3)으로 나눔으로써 제 1 평균값에 대한 x값을 산출한다. 마찬가지 방식으로, 제 1 유효 원소의 y값과 τ1을 곱하고, 제 2 유효 원소의 y값과 τ2를 곱하고, 제 3 유효 원소의 y값과 τ3을 곱하고, 그 곱해진 값들을 모두 더하고, 그 더해진 값을 유효 원소들의 수(즉, 3)으로 나눔으로써 제 1 평균값에 대한 y값을 산출한다. 그리고, 예를 들어, 제 2 클러스터(Clst2)에 속한 유효 원소들이 제 4 유효 원소, 제 5 유효 원소 및 제 6 유효 원소라고 가정하고, 그 제 4 내지 제 6 유효 원소들의 확률을 각각 τ4, τ5 및 τ6이라고 가정할 때, 제 4 유효 원소의 x값과 τ4을 곱하고, 제 5 유효 원소의 x값과 τ5를 곱하고, 제 6 유효 원소의 x값과 τ6을 곱하고, 그 곱해진 값들을 모두 더하고, 그 더해진 값을 유효 원소들의 수(즉, 3)으로 나눔으로써 제 2 평균값에 대한 x값을 산출한다. 마찬가지 방식으로, 제 4 유효 원소의 y값과 τ4을 곱하고, 제 5 유효 원소의 y값과 τ5를 곱하고, 제 6 유효 원소의 y값과 τ6을 곱하고, 그 곱해진 값들을 모두 더하고, 그 더해진 값을 유효 원소들의 수(즉, 3)으로 나눔으로써 제 2 평균값에 대한 y값을 산출한다.
이후, 본 발명에서의 터치 좌표 산출 방법은, 제 1 평균값에 대응되는 좌표를 제 1 기준 포인트의 좌표로 재설정하고, 제 2 평균값에 대응되는 좌표를 제 2 기준 포인트의 좌표로 재설정한다.
이어서, 그 재설정된 제 1 기준 포인트 및 재설정된 제 2 기준 포인트를 근거로 전술된 과정을 반복하여 각 유효 원소에 대한 확률을 새로이 산출한다.
즉, 본 발명에서의 터치 좌표 산출 방법은, 재설정된 제 2 기준 포인트보다 재설정된 제 1 기준 포인트에 공간적으로 더 근접하여 위치한 유효 원소들을 제 1 클러스터로 그룹화하고, 그리고 재설정된 제 1 기준 포인트보다 재설정된 제 2 기준 포인트에 공간적으로 더 근접하여 위치한 유효 원소들을 제 2 클러스터로 그룹화한다.
이후, 본 발명에서의 터치 좌표 산출 방법은, 제 1 클러스터(Clst1)에 속한 유효 원소들의 공간적 위치 정보를 근거로 제 1 가우시안 분포를 산출하고, 제 2 클러스터(Clst2)에 속한 유효 원소들의 공간적 위치 정보(즉, 2차원 좌표)를 근거로 제 2 가우시안 분포를 산출한다.
이후, 본 발명에서의 터치 좌표 산출 방법은, 제 1 가우시안 분포로부터 제 1 클러스터(Clst1)의 유효 원소들이 그 제 1 클러스터에 포함될 확률(즉, 제 1 가우시안 분포에 포함될 확률)을 그 유효 원소별로 산출하고, 그리고 제 2 가우시안 분포로부터 제 2 클러스터(Clst2)의 유효 원소들이 그 제 2 클러스터(Clst2)에 포함될 확률(즉, 제 1 가우시안 분포에 포함될 확률)을 그 유효 원소별로 산출한다.
그리고, 첫 번째 단계에서 얻어진 각 유효 원소에 대한 확률과 두 번째 단계에서 얻어진 각 유효 원소에 대한 확률을 서로 대응되는 것끼리 비교하여, 가장 큰 차이를 갖는 한 쌍의 유효 원소들간의 차 값이 미리 설정된 조건을 만족하는지를 판단한다.
즉, 본 발명에 따른 터치 좌표 산출 방법은, 첫 번째 단계에서 구해진 확률로부터 각 유효 원소가 제 1 클러스터에 포함될 확률을 선택하는 I-1단계, 첫 번째 단계에서 구해진 확률로부터 각 유효 원소가 제 2 클러스터에 포함될 확률을 선택하는 I-2단계, 두 번째 단계에서 구해진 확률들로부터 각 유효 원소가 제 1 클러스터에 포함될 확률을 선택하는 I-3단계, 두 번째 단계에서 구해진 확률들로부터 각 유효 원소가 제 2 클러스터에 포함될 확률을 선택하는 I-4단계, I-1단계에서의 확률들과 상기 I-3단계에서의 확률들을 서로 대응되는 것끼리 차감하여 발생된 값들 중 가장 작은 제 1 최소값이 미리 설정된 제 1 조건을 만족하는지를 확인하고, 그리고 I-2단계에서의 확률들과 I-4단계에서의 확률들을 서로 대응되는 것끼리 차감하여 발생된 값들 중 가장 작은 제 2 최소값이 미리 설정된 제 2 조건을 만족하는지를 확인하는 I-5단계를 수행한다.
이때, 본 발명의 터치 좌표 산출 방법은 I-5단계에서의 제 1 조건과 제 2 조건이 모두 만족될 때, 전술된 판단(한 쌍의 유효 원소들간의 차 값이 미리 설정된 조건을 만족하는지에 대한 판단) 결과가 참인 것으로 확인한다. 여기서, 제 1 조건은, 제 1 최소값이 미리 설정된 제 1 임계값보다 작거나 같은 조건이며, 그리고 제 2 조건은, 제 2 최소값이 미리 설정된 제 2 임계값보다 작거나 같은 조건이다.
전술된 판단(한 쌍의 유효 원소들간의 차 값이 미리 설정된 조건을 만족하는지에 대한 판단) 결과가 참으로 확인될 경우, 첫 번째 단계에서 얻어진 제 1 기준 포인트 및 제 2 기준 포인트를 근거로 각각 제 1 터치에 대한 좌표 및 제 2 터치에 대한 좌표를 설정한다.
한편, 전술된 판단(한 쌍의 유효 원소들간의 차 값이 미리 설정된 조건을 만족하는지에 대한 판단) 결과가 거짓으로 확인될 경우, 전술된 동작을 재 수행한다. 즉, 앞서 생성된 제 1 클러스터(두 번째로 형성된 제 1 클러스터)에 속한 유효 원소들의 각 위치 정보 및 이들에 대한 확률들을 근거로 또 다시 제 1 평균값을 산출하고, 제 2 클러스터(두 번째로 형성된 제 2 클러스터)에 속한 유효 원소들의 각 위치 정보 및 이들에 대한 확률들을 근거로 또 다시 제 2 평균값을 산출한다.
이어서, 제 1 평균값(두 번째로 생성된 제 1 평균값)에 대응되는 좌표를 상기 제 1 기준 포인트의 좌표로 재설정하고, 제 2 평균값(두 번째로 생성된 제 2 평균값)에 대응되는 좌표를 제 2 기준 포인트의 좌표로 재설정한다. 이에 따라, 제 1 기준 포인트 및 제 2 기준 포인트의 좌표가 또 다시 재설정된다.
이후, 그 두 번째로 재설정된 제 1 기준 포인트 및 그 두 번째로 재설정된 제 2 기준 포인트를 근거로 전술된 과정을 반복하여 각 유효 원소에 대한 확률을 E또 다시 새로이 산출한다.
즉, 본 발명에서의 터치 좌표 산출 방법은, 재설정된 제 2 기준 포인트(두 번째로 재설정된 제 2 기준 포인트)보다 재설정된 제 1 기준 포인트(두 번째로 재설정된 제 1 기준 포인트)에 공간적으로 더 근접하여 위치한 유효 원소들을 제 1 클러스터로 그룹화하고, 그리고 재설정된 제 1 기준 포인트(두 번째로 재설정된 제 1 기준 포인트)보다 재설정된 제 2 기준 포인트(두 번째로 재설정된 제 2 기준 포인트)에 공간적으로 더 근접하여 위치한 유효 원소들을 제 2 클러스터로 그룹화한다.
이후, 본 발명에서의 터치 좌표 산출 방법은, 제 1 클러스터(세 번째로 형성된 제 1 클러스터)에 속한 유효 원소들의 공간적 위치 정보를 근거로 제 1 가우시안 분포를 산출하고, 제 2 클러스터(세 번째로 형성된 제 2 클러스터)에 속한 유효 원소들의 공간적 위치 정보(즉, 2차원 좌표)를 근거로 제 2 가우시안 분포를 산출한다.
이후, 본 발명에서의 터치 좌표 산출 방법은, 제 1 가우시안 분포로부터 제 1 클러스터(세 번째로 형성된 제 1 클러스터)의 유효 원소들이 그 제 1 클러스터(세 번째로 형성된 제 1 클러스터)에 포함될 확률(즉, 제 1 가우시안 분포에 포함될 확률)을 그 유효 원소별로 산출하고, 그리고 제 2 가우시안 분포로부터 제 2 클러스터(세 번째로 형성된 제 2 클러스터)의 유효 원소들이 그 제 2 클러스터(세 번째로 형성된 제 2 클러스터)에 포함될 확률(즉, 제 2 가우시안 분포에 포함될 확률)을 그 유효 원소별로 산출한다.
그리고, 두 번째 단계에서 얻어진 각 유효 원소에 대한 확률과 세 번째 단계에서 얻어진 각 유효 원소에 대한 확률을 서로 대응되는 것끼리 비교하여, 가장 큰 차이를 갖는 한 쌍의 유효 원소들간의 차 값이 미리 설정된 조건을 만족하는지를 판단한다.
즉, 본 발명에 따른 터치 좌표 산출 방법은, 두 번째 단계에서 구해진 확률로부터 각 유효 원소가 제 1 클러스터에 포함될 확률을 선택하는 I-1단계, 두 번째 단계에서 구해진 확률로부터 각 유효 원소가 제 2 클러스터에 포함될 확률을 선택하는 I-2단계, 세 번째 단계에서 구해진 확률로부터 각 유효 원소가 제 1 클러스터에 포함될 확률을 선택하는 I-3단계, 세 번째 단계에서 구해진 확률로부터 각 유효 원소가 제 2 클러스터에 포함될 확률을 선택하는 I-4단계, I-1단계에서의 확률들과 상기 I-3단계에서의 확률들을 서로 대응되는 것끼리 차감하여 발생된 값들 중 가장 작은 제 1 최소값이 미리 설정된 제 1 조건을 만족하는지를 확인하고, 그리고 I-2단계에서의 확률들과 I-4단계에서의 확률들을 서로 대응되는 것끼리 차감하여 발생된 값들 중 가장 작은 제 2 최소값이 미리 설정된 제 2 조건을 만족하는지를 확인하는 I-5단계를 수행한다.
이때, 본 발명의 터치 좌표 산출 방법은 I-5단계에서의 제 1 조건과 제 2 조건이 모두 만족될 때, 전술된 판단(한 쌍의 유효 원소들간의 차 값이 미리 설정된 조건을 만족하는지에 대한 판단) 결과가 참인 것으로 확인한다. 여기서, 제 1 조건은, 제 1 최소값이 미리 설정된 제 1 임계값보다 작거나 같은 조건이며, 그리고 제 2 조건은, 제 2 최소값이 미리 설정된 제 2 임계값보다 작거나 같은 조건이다.
이때, 본 발명의 터치 좌표 산출 방법은 I-5단계에서의 제 1 조건과 제 2 조건이 모두 만족될 때, 전술된 판단(한 쌍의 유효 원소들간의 차 값이 미리 설정된 조건을 만족하는지에 대한 판단) 결과가 참인 것으로 확인한다.
전술된 판단(한 쌍의 유효 원소들간의 차 값이 미리 설정된 조건을 만족하는지에 대한 판단) 결과가 참으로 확인될 경우, 두 번째 단계에서 얻어진 제 1 기준 포인트 및 제 2 기준 포인트를 근거로 각각 제 1 터치에 대한 좌표 및 제 2 터치에 대한 좌표를 설정한다.
한편, 전술된 판단(한 쌍의 유효 원소들간의 차 값이 미리 설정된 조건을 만족하는지에 대한 판단) 결과가 또 다시 거짓으로 확인될 경우, 전술된 동작을 재 수행한다.
이와 같이 본 발명에서는 이전에 산출된 확률과 현재 산출된 확률간의 차이가 제 1 및 제 2 조건을 모두 만족할 때까지 전술된 과정을 반복하고, 그 조건들이 만족된 때의 제 1 기준 포인트 및 제 2 기준 포인트를 제 1 및 제 2 터치에 대한 좌표로 설정한다.
도 7은 도 3에서의 다중 근접 터치들이 본 발명에서의 터치 좌표 산출 방법을 통해 두 개의 좌표들로 나누어진 것을 나타낸 도면이다.
도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 각 가우시안 분포의 중심점이 그 다중 근접 터치들의 개별 좌표가 된다.
도 8은 본 발명의 터치 좌표 산출 방법에 따른 순서도를 나타낸 도면이다.
본 발명의 터치 좌표 산출 방법은, 도 8에 도시된 바와 같이, 겹쳐진 두 개의 터치들, 즉 다중 근접 터치들을 하나의 터치로 인식할 것인지 아니면 두 개의 터치로 인식할 것인지를 판단한다. 이에 대한 판단 방법은, 전술된 도 1 및 이에 관련된 설명을 참조한다.
한편, 그 판단 결과 그 다중 근접 터치들이 두 개의 터치로 확인될 경우, 본 발명의 터치 좌표 산출 방법은, 전술된 가우시안 합성 모델을 이용하여 다중 근접 터치들의 개별 좌표를 추출한다.
그러나, 그 판단 결과 그 다중 근접 터치들이 하나의 터치로 확인될 경우, 본 발명에서의 터치 좌표 산출 방법은 적용되지 않는다.
본 발명에 따른 터치 좌표 산출 방법은, 정전방식 터치표시장치를 포함한 여러 종류의 터치표시장치에 적용될 수 있는 바, 하나의 예로서 도 9 및 도 10을 참조로 정전방식 터치표시장치를 설명하면 다음과 같다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 터치표시장치를 나타낸 도면이고, 도 10은 도 1의 터치패널 내부의 상세 구성을 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 터치표시장치는, 도 9에 도시된 바와 같이, 터치패널(100), 감지데이터리드회로(101) 및 터치제어부(103)를 포함한다.
터치패널(100)은 서로 교차하는 다수의 구동라인들(DRL1 내지 DRL5) 및 다수의 감지라인들(SSL1 내지 SSL5)을 포함한다. 각 구동라인(DRL1 내지 DRL5)은 연결전극(CE)을 통해 서로 전기적으로 연결된 다수의 구동전극(DE)들로 이루어져 있다. 각 구동전극(DE)은 마름모 형상을 갖는다. 각 감지라인(SSL1 내지 SSL5)은 서로 전기적으로 연결된 다수의 감지전극(SE)들로 이루어져 있다. 각 감지전극(SE)은 마름모 형상을 갖는다.
도 9에는 다수의 구동라인들(DRL1 내지 DRL5)과 다수의 감지라인들(SSL1 내지 SSL5)이 동일층 상에 형성된 예가 나타나 있는 바, 구동라인과 감지라인이 교차하는 부분에서의 구동전극(DE)들은 이와는 다른 층상에 위치한 연결전극(CE)에 의해 서로 전기적으로 연결된다.
도 10에 도시된 바와 같이, 구동라인과 감지라인 사이에는 감지 커패시터(Cs)가 형성된다. 터치패널(100)의 특정 부분이 손가락 등에 의해 터치되면, 그 터치된 지점에 위치한 감지 커패시터(Cs)의 용량이 변화한다. 이 감지 커패시터(Cs)의 용량 변화에 의해 터치 여부 및 터치 위치의 좌표가 판단된다. 이 구동라인, 감지라인 및 하나의 감지 커패시터가 하나의 터치센서를 구성하는 바, 다수의 터치센들이 터치패널(100) 상에 2차원의 매트릭스(matrix) 형태로 배열되어 있다.
감지데이터리드회로(101)는 구동라인들(DRL1 내지 DRL5)로 순차적으로 구동신호(DS1 내지 DS5)를 공급한다. 도 9에는 하나의 예로서 5개의 구동라인들(DRL1 내지 DRL5)이 도시되어 있는 바, 제 1 내지 제 5 구동라인(DRL1 내지 DRL5)은 제 1 구동라인(DRL1)부터 제 5 구동라인(DRL5)까지 순차적으로 구동된다. 이를 위해, 감지데이터리드회로(101)는 제 1 구동라인(DRL1)부터 제 5 구동라인(DRL5)까지 순차적으로 구동신호를 공급한다.
이 감지데이터리드회로(101)는 각 구동라인으로 구동신호가 공급될 때마다 다수의 감지라인들(SSL1 내지 SSL5)로부터 검출된 감지신호들을 읽어들이고, 이 읽어들인 감지신호들을 디지털 변환하여 감지 데이터들을 생성하여 내부에 저장한다. 도 1에는 하나의 예로서 5개의 감지라인들(SSL1 내지 SSL5)이 도시되어 있는 바, 하나의 구동라인으로 구동신호가 인가될 때마다 5개의 감지라인들(SSL1 내지 SSL5)로부터 발생된 5개의 감지신호들(SS1 내지 SS5)이 감지데이터리드회로(101)로부터 읽혀진다. 감지데이터리드회로(101)는 이 5개의 감지신호들(SS1 내지 SS5)을 각각 디지털 변환하여 이에 대응되는 5개의 감지 데이터들을 생성하고, 이 생성된 5개의 감지 데이터들을 내부에 저장한다.
이러한 감지데이터리드회로(101)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 구동라인스캔부(101a) 및 데이터리드부(101b)를 포함한다.
구동라인스캔부(101a)는 구동라인들(DRL1 내지 DRL5)로 순차적으로 구동신호를 공급하며, 그리고 데이터리드부(101b)는 각 구동라인(DRL1 내지 DRL5)으로 구동신호가 공급될 때마다 다수의 감지라인들(SSL1 내지 SSL5)로부터 검출된 감지신호들을 디지털 변환하여 내부에 저장한다.
터치제어부(103)는 감지데이터리드회로(101)로부터의 감지 데이터들 분석하여 터치패널(100)에서의 터치지점들에 대한 터치좌표정보를 산출한다. 이때, 이 터치제어부(103)는, 본 발명에 따른 가우시안 합성 모델을 이용한 터치 좌표 산출 방법을 이용하여 다중 근접 터치들에 대한 개별 좌표를 정확하게 추출한다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
Claims (6)
- 다수의 터치센서들 각각의 공간적 위치 정보 및 각각의 터치 여부 정보를 포함하는 다수의 원소들을 생성하는 A단계;
상기 터치 여부 정보를 근거로, 터치된 터치센서들에 대응되는 원소들만을 선택하고, 그 선택된 원소들을 유효 원소들로 정의하는 B단계;
상기 공간적 위치 정보들에 포함된 임의의 2개의 특정 좌표들을 각각 제 1 기준 포인트 및 제 2 기준 포인트로 설정하는 C단계;
상기 제 2 기준 포인트보다 상기 제 1 기준 포인트에 공간적으로 더 근접하여 위치한 유효 원소들을 제 1 클러스터로 그룹화하고, 상기 제 1 기준 포인트보다 상기 제 2 기준 포인트에 공간적으로 더 근접하여 위치한 유효 원소들을 제 2 클러스터로 그룹화하는 D단계;
상기 제 1 클러스터에 속한 유효 원소들의 공간적 위치 정보를 근거로 제 1 가우시안 분포를 산출하고, 제 2 클러스터에 속한 유효 원소들의 공간적 위치 정보를 근거로 제 2 가우시안 분포를 산출하는 E단계;
상기 제 1 가우시안 분포로부터 상기 제 1 클러스터의 유효 원소들이 그 제 1 클러스터에 포함될 확률을 그 유효 원소별로 산출하고, 그리고 상기 제 2 가우시안 분포로부터 상기 제 2 클러스터의 유효 원소들이 그 제 2 클러스터에 포함될 확률을 그 유효 원소별로 산출하는 F단계;
상기 제 1 클러스터에 속한 유효 원소들의 각 위치 정보 및 이들에 대한 확률들을 근거로 제 1 평균값을 산출하고, 상기 제 2 클러스터에 속한 유효 원소들의 각 위치 정보 및 이들에 대한 확률들을 근거로 제 2 평균값을 산출하는 G단계;
상기 제 1 평균값에 대응되는 좌표를 상기 제 1 기준 포인트의 좌표로 재설정하고, 상기 제 2 평균값에 대응되는 좌표를 상기 제 2 기준 포인트의 좌표로 재설정하는 H단계;
상기 H단계로부터 재설정된 제 1 기준 포인트 및 제 2 기준 포인트를 근거로 상기 D단계 내지 F단계들 순차적으로 수행하고, 첫 번째 F단계로부터 얻어진 각 유효 원소에 대한 확률과 두 번째 F단계로부터 얻어진 각 유효 원소에 대한 확률을 서로 대응되는 것끼리 비교하여, 가장 큰 차이를 갖는 한 쌍의 유효 원소들간의 차 값이 미리 설정된 조건을 만족하는지를 판단하는 I단계; 및,
상기 I단계에서의 판단 결과가 참으로 확인될 경우, 상기 첫 번째 F단계에서 얻어진 제 1 기준 포인트 및 제 2 기준 포인트를 근거로 각각 제 1 터치에 대한 좌표 및 제 2 터치에 대한 좌표를 설정하는 J단계를 포함함을 특징으로 하는 가우시안 합성 모델을 이용한 터치 좌표 산출 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 I단계에서의 판단 결과가 거짓으로 확인될 경우, 상기 조건이 만족될 때까지 상기 F단계 내지 J단계를 반복 수행함을 특징으로 하는 가우시안 합성 모델을 이용한 터치 좌표 산출 방법. - 제 1 항에 있어서,
서로 떨어져 위치하는 두 개의 터치들이, 시간의 경과에 따라 서로를 향해 점진적으로 다가가면서 겹쳐진 후 분리되는 방향성을 가질 때, 상기 A단계 내지 J단계를 수행함을 특징으로 하는 가우시안 합성 모델을 이용한 터치 좌표 산출 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 I단계에서의 비교 및 판단 과정은,
첫 번째 F단계에서 구해진 확률로부터 각 유효 원소가 제 1 클러스터에 포함될 확률을 선택하는 I-1단계;
첫 번째 F단계에서 구해진 확률로부터 각 유효 원소가 제 2 클러스터에 포함될 확률을 선택하는 I-2단계;
두 번째 F단계에서 구해진 확률로부터 각 유효 원소가 제 1 클러스터에 포함될 확률을 선택하는 I-3단계;
두 번째 F단계에서 구해진 확률로부터 각 유효 원소가 제 2 클러스터에 포함될 확률을 선택하는 I-4단계; 및,
상기 I-1단계에서의 확률들과 상기 I-3단계에서의 확률들을 서로 대응되는 것끼리 차감하여 발생된 값들 중 가장 작은 제 1 최소값이 미리 설정된 제 1 조건을 만족하는지를 확인하고, 그리고 상기 I-2단계에서의 확률들과 상기 I-4단계에서의 확률들을 서로 대응되는 것끼리 차감하여 발생된 값들 중 가장 작은 제 2 최소값이 미리 설정된 제 2 조건을 만족하는지를 확인하는 I-5단계를 포함함을 특징으로 하는 가우시안 합성 모델을 이용한 터치 좌표 산출 방법. - 제 4 항에 있어서,
상기 I-5단계에서의 제 1 조건과 제 2 조건이 모두 만족될 때 상기 I단계에서의 판단이 참으로 확인됨을 특징으로 하는 가우시안 합성 모델을 이용한 터치 좌표 산출 방법. - 제 4 항에 있어서,
상기 제 1 조건은, 제 1 최소값이 미리 설정된 제 1 임계값보다 작거나 같은 조건이며; 그리고,
상기 제 2 조건은, 제 2 최소값이 미리 설정된 제 2 임계값보다 작거나 같은 조건임을 특징으로 하는 가우시안 합성 모델을 이용한 터치 좌표 산출 방법.
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