TWI472985B - 觸控板的手勢識別方法 - Google Patents

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Description

觸控板的手勢識別方法
本發明係一種觸控板的觸控手勢識別方法，尤指一種觸控板的攫取/外張手勢識別方法。
觸控板問世提供電子裝置可方便使用者輸入或選擇螢模上顯示的功能，因此取代了許多外接於電子裝置的輸入裝置，例如鍵盤、滑鼠等等。
為令該觸控板的操控性更多樣化，許多電子裝置的作業系統依據觸控板的觸控手勢，而提供較以往不同且便利的功能模式，例如：掃滑手勢用以顯示隱藏的功能列、攫取/外張手勢用以關閉或顯示目前視窗等等；如圖8A及圖8B所示的蘋果公司筆記型電腦20所使用的Lion作業系統來看，其支援有攫取/外張手勢功能，當觸控板10判斷為攫取手勢(grab in)，則通知Lion作業系統，以控制顯示器21的桌面上原本呈一行排列的應用程式圖案211，轉呈行列排列應用程式圖案212，令筆記型電腦20桌面類似智慧手機或平板電腦的使用者介面；而觸控板10判斷為外張手勢(grab out)時，該Lion作業系統會令顯示器21自目前顯示視窗213返回桌面的功能，如圖9A及圖9B所示。
無論如何，攫取/外張手勢確實可讓使用者透過觸控板而方便且快速地返回桌面，然而目前蘋果公司觸控板的觸 發攫取/外張手勢並不容易，誠如圖8A所示，首先觸控板10上必須偵知同時有四指物件，而且此四指物件分別以不同方向移動，例如往中間靠攏，如圖8B所示，即可觸發攫取手勢；因此，若四指物件係以相同方向移動，則會誤觸其它多指手勢，例如掃滑手勢。又或者只要其中一指物件不動，而另外三指物件往不動一指物件方向移動，則同樣無法觸發攫取手勢；因此目前觸控板要觸發攫取/外張手勢有一定的難度，有必要進一步提出改良。
有鑑上述既有攫取/外張手勢判斷缺點，本發明主要目的係提供一種容易識別觸控板的攫取/外張手勢的識別方法。
欲達上述目的所使用的主要技術手段係令該觸控板的手勢識別方法包含有：讀取至少三物件位置資訊；判斷各物件的位置資訊是否改變；若判斷該任一物件的位置資訊已改變後，計算該各物件之間在位置資訊改變前、後之距離總和的變化量；及判斷該變化量是否超過一預設值；若是，則視為第一手勢成立。
又本發明另一手勢識別方法係包含有：讀取至少三物件位置資訊；判斷各物件的位置資訊是否改變；若判斷該任一物件的位置資訊已改變後，計算各物件 之移動方向；判斷是否有其中一個物件的移動方向與其它物件的移動方向不同，則計算該各物件之間在位置資訊改變前、後之距離總和的變化量；判斷該變化量是否超過一預設值，若是，則視為第一手勢成立。
上述二種手勢識別方法主要判斷多物件於觸控板上移動前、後的距離總和，再計算移動前、後的距離總和的變化量，再判斷變化量是否超過一預設值，若是則視為第一手勢成立，又可依據變化量的正、負判斷該第一手勢為攫取手勢或外張手勢；因此，本發明只需三指且移動距離夠長即可觸發攫取/外張手勢。
10‧‧‧觸控板
20‧‧‧筆記型電腦
21‧‧‧顯示器
211‧‧‧應用程式圖案
212‧‧‧應用程式圖案
213‧‧‧視窗
圖1：係本發明手勢識別方法的第一較佳實施例流程圖。
圖2A：係本發明觸控板上進行攫取/外張手勢的多物件的示意圖。
圖2B：係本發明觸控板上的攫取手勢示意圖。
圖2C：係本發明觸控板上的外張手勢示意圖。
圖3：係本發明手勢識別方法的第二較佳實施例流程圖。
圖4：係本發明觸控板上的攫取手勢示意圖。
圖5：係本發明手勢識別方法的第三較佳實施例流程圖。
圖6：係本發明觸控板上的攫取手勢示意圖。
圖7A至7C：係本發明計算圖6攫取手勢各物件移動前、後角度示意圖。
圖8A及8B：係蘋果公司Lion作業統判斷攫取手勢示意圖。
圖9A及9B：係蘋果公司Lion作業統判斷外張手勢示意圖。
首先請參閱圖1所示，係為本發明觸控板的攫取/外張手勢識別方法的第一較佳實施例的流程圖，其包含有以下步驟：
首先請配合參閱圖2A所示，係自一觸控板10上讀取至少三物件位置資訊(S10)，本實施例選擇以四個物件A、B、C、D作為實施樣態進行說明，以該四物件位置資訊來計算各物件A、B、C、D之間的距離總和，也就是取得A-B、B-C、C-D、D-A物件之間的距離的總和L1(S11)；接著當物件移動後，即可判斷該任一物件A、B、C、D的位置資訊已經改變，也就是讀取至少三物件A、B、C、D於第一時間點及第二時間點的位置資訊，若有任一物件A、B、C、D於第一時間點及第二時間點的位置資訊已改變，即代表已有物件A、B、C、D移動；故接著計算移動後各物件A’、B’、C’、D’之間A’-B’、B’-C’、C’-D’、D’-A’的距離總和L2，如圖2B所示。接著，再以物件的位置資訊改變前、後的距離總和L1、L2，判斷物件移動的變化量，即以L1-L2或以L2-L1 的差值作為變化量，倘若L1-L2或以L2-L1的差值取絕對值後，與一預設值比較(S13)，如該變化量超過該預設值，則視為第一手勢成立(| L1-L2 |>LTH或| L2-L1 |>LTH)(S14)。
再者，為進一步判斷該第一手勢為攫取手勢或外張手勢，則可以L1-L2或L2-L1的差值正、負值加以判斷之；意即，如下所列公式：攫取手勢(圖2B)：L1-L2>0或L2-L1<0；外張手勢(圖2C)：L1-L2<0或L2-L1>0。
由上述可知，本發明主要判斷三個物件或三個以上的物件移動後的變化量超過預設值，即可觸發攫取/外張手勢，讓觸控板10上識別攫取/外張手勢更加容易。
其中，本實施例所謂之距離總和為四物件A、B、C、D之間A-B、B-C、C-D、D-A的距離總和，並未包含A-C及B-D(對角線)的距離。然而，在其他實施例中，該距離總和也可選擇包含A-C及B-D的距離，而並不受本實施例的實施樣態限制。
由於觸控板10已有支援其它多指觸控手勢，為避免上述攫取/外張手勢誤觸其它多指觸控手勢，可進一步提出如圖3所示第二較佳實施例的攫取/外張手勢識別方法。請配合參閱圖4所示，當自觸控板10上讀取到三個或三個以上的物件位置資訊(S10)，則同樣計算各物件A、B、C、D之間的距離總和L1(S11)；接著當物件移動後，再依據移動中的各物件A、B、C、D位置資訊變化，獲得各物件移動方向(S20)。接著，判斷移動中物件的移動方向是否有至少一個物件的移動方向與其它物件的移動方向不同(S21)，若 是，則代表更接近攫取/外張動作，不會與其它多指手勢混淆，接著只要再進一步計算各物件之間在位置資訊改變後的距離總和L2，即可以各物件之間位置資訊改變前、後的距離總和L1、L2來判斷物件移動的變化量是否超過預設值，若變化量起過該預設值(S13)，則可確定為攫取/外張手勢(S14)。
此外，上述步驟(S21)亦可以在步驟(S13)之前或之後執行。當步驟(S21)於步驟(S13)之前執行，則當步驟(S21)成立時，一樣執行步驟(S13)及步驟(S14)。當步驟(S21)於步驟(S13)之後執行，則會於當步驟(S13)先成立時，才執行步驟(S21)及步驟(S14)；無論如何，步驟(S13)及步驟(S21)必須同時成立時才視為攫取/外張手勢。
至於如何判斷移動方向，則可以初始物件位置資訊為座標原點，各自向外劃分複數象限區域(如圖4四個象限區域I、II、III、IV)，再判斷各物件的移動方向落入那一所屬象限區域I、II、III、IV，即可以象限區域的異同來判斷移動方向的異同；又為提高攫取/外張手勢判斷物件的移動方向正確率，則可依據攫取/外張手勢移動習慣調整各象限區域的角度範圍，以圖4來說，即將第一及第三象限區域I、III的角度範圍調整成超過第二及第四象限範圍II、IV的角度範圍；因此，配合圖4所示各物件的移動方向，物件A、B落入第一象限區域I，而物件C、D落入第三象限區域III，滿足至少一物件的移動方向與其它物件的移動方向不同的判斷，因此，圖4動作手勢即識別為攫取/外張手勢。
再者，由於攫取/外張手勢也包含一種情況，該情況為 該至少三物件中有一物件未移動，而其餘物件朝向該未移動之物件靠近，如圖6所示，該四物件A、B、C、D中有一物件A未移動，而物件B、C、D朝物件A方向移動，如此情形無法滿足步驟(S21)中至少一個物件的移動方向不同於其它物件移動方向的判斷條件(移動物件B、C、D移動方向均相同)，但此情況仍屬攫取/外張手勢的一種；因此，請參閱圖3所示，為提高識別攫取/外張手勢的精準度，當不同移動方向的判斷條件未被滿足時(S21)，則進一步判斷進行物件角度步驟(A)，如圖5所示，其包含有：
請配合參閱圖6，首先判斷是否有一靜止物件A(S22)；若是，則依據靜止物件A的位置資訊及移動物件B、C、D的移動前、後的位置資訊，計算各移動物件前、後位置分別與該靜止物件A之間的角度差，意即移動物件B的移動前、後位置與靜止物件構成二條直線A-B、A-B’，再共同與一基準線LB判斷出二個夾角B、B’；同理，另一移動物件C的移動前、後位置與靜止物件構成二條直線A-C、A-C’，再共同與一基準線LB判斷出二個夾角C、C’，而另一移動物件D的移動前、後位置與靜止物件構成二條直線A-D、A-D’，再共同與一基準線LB判斷出二個夾角D、D’，接著再取各移動物件B、C、D二夾角的差值，將該差值作為各該移動物件的角度差，並判斷是否各角度差是否小於一初始角度差(如10度)(S23)；若是，則代表移動物件B、C、D朝向靜止物件A移動，故判斷此一手勢動作是接近攫取手勢，因此再接著計算各物件之間在位置資訊改變後的距離總和L2，即可以各物件之間在位置資訊改變 前、後距離總和L1、L2來判斷物件移動的變化量(S12)，並判斷變化量是否超過該預設值(S13)；若是，則可確定為攫取手勢(S14)。
倘若未有靜止物件A，且所有移動物件的移動方向均相同，則非為攫取/外張手勢，並進行其它手勢的判斷(S24)，或者有一靜止物件A，但角度差並未小於初始角度差，則不識別為攫取手勢，並進行其它手勢的判斷(S24)。
由於增加了移動角度差的判斷，可避免與多指捲動手勢(scroll)混淆，誤觸多指捲動手勢，提高本發明識別攫取/外張手勢的正確性。
綜上所述，本發明的攫取/外張手勢識別方法主要判斷多物件於觸控板上移動前、後的距離總和，再計算移動前、後的距離總和的變化量，再判斷變化量是否超過一預設值，若是則視為第一手勢成立，又可依據變化量的正、負判斷該第一手勢為攫取或外張手勢；因此，本發明只需三指且移動距離夠長即可觸發攫取/外張手勢。

Claims (24)

  1. 一種觸控板的手勢識別方法，係包含有：讀取至少三物件位置資訊；判斷各物件的位置資訊是否改變；若判斷該任一物件的位置資訊已改變後，計算該各物件之間在位置資訊改變前、後之距離總和的變化量；及判斷該變化量是否超過一預設值，若是，則視為第一手勢成立。
  2. 如請求項1所述之觸控板的手勢識別方法，上述第一手勢係包含有一攫取手勢及一外張手勢，而上述判斷各物件之間的距離總和的變化量步驟中，該變化量係為該至少三物件位置資訊的變化前、後的差值，而於判斷該變化量是否超過該預設值後：若差值為正值，則判斷該第一手勢為攫取手勢；若差值為負值，則判斷該第二手勢為外張手勢。
  3. 如請求項1所述之觸控板的手勢識別方法，係於判斷任一物件的位置資訊已改變時，則進一步判斷是否有任一物件靜止，若已有任一物件靜止，才計算變化量。
  4. 如請求項1所述之觸控板的手勢識別方法，係於判斷各物件的位置資訊已改變時，進一步計算物件的移動方向，並判斷是否有其中一個物件的移動方向與其它物件的移動方向不同，若是，且該各物件之間的距離總和的變化量超過一預設值時，則第一手勢成立。
  5. 如請求項4所述之觸控板的手勢識別方法，上述判斷其中一移動方向與其它移動方向不同的步驟係包含： 以各物件為原點定義四個象限區域；於各該物件改變位置資訊後，判斷各移動物件之移動方向所屬的象限區域；若其中一物件之移動方向所屬的象限區域不同於其他物件之移動方向所屬的象限區域，則視為該第一手勢成立。
  6. 如請求項5所述之觸控板的手勢識別方法，該四象限區域的角度範圍並不相同。
  7. 如請求項3所述之觸控板的手勢識別方法，上述判斷是否有其中一個物件的移動方向與其它物件的移動方向不同的步驟中，若未有其中一物件的移動方向不同於其他物件的移動方向，且其中一物件已靜止，則進一步包含以下步驟：計算靜止物件與其它各物件移動前的角度及移動後的角度；計算各移動物件的移動前及後與靜止物件之間的角度差；及判斷各移動物件的角度差是否小於一初始角度差，若是，則視為該第一手勢成立。
  8. 如請求項7所述之觸控板的手勢識別方法，上述計算各移動物件的移動前及後與靜止物件之間的角度差步驟係包含有：計算移動前角度，係將各移動物件於移動前的位置與靜止物件的位置構成一第一直線，再計算該第一直線與一基準線之間的夾角，該夾角即為移動前角度；計算移動後角度，係將各移動物件於移動後的位置與 靜止物件的位置構成一第二直線，再計算該第二該直線與該基準線之間的夾角，該夾角即為移動後角度；及計算該移動前、後角度之間的差值，作為各該移動物件的角度差。
  9. 一種觸控板的手勢識別方法，係包含有：讀取至少三物件位置資訊；判斷各物件的位置資訊是否改變；若判斷該任一物件的位置資訊已改變後，計算各物件之移動方向；判斷是否有其中一個物件的移動方向與其它物件的移動方向不同，若是，則計算該各物件之間在位置資訊改變前、後之距離總和的變化量；判斷該變化量是否超過一預設值，若是，則視為第一手勢成立。
  10. 如請求項9所述之觸控板的手勢識別方法，上述判斷其中一移動方向與其它移動方向不同的步驟係包含：以各物件為原點定義四個象限區域；於各該物件改變位置資訊後，判斷各移動物件之移動方向所屬的象限區域；若其中一物件之移動方向所屬的象限區域不同於其他物件之移動方向所屬的象限區域，則視為該第一手勢成立。
  11. 如請求項10所述之觸控板的手勢識別方法，該四象限區域的角度範圍並不相同。
  12. 如請求項9至11中任一項所述之觸控板的手勢識別方法，上述判斷是否有其中一個物件移動方向與其它物 件的移動方向不同的步驟中，若未有其中一物件的移動方向不同於其他物件的移動方向，則進一步判斷其中一物件是否靜止未移動；若是，進一步包含以下步驟：計算靜止物件與其它各物件移動前的角度及移動後的角度；計算各移動物件的移動前及後與靜止物件之間的角度差；判斷各移動物件的角度差是否小於一初始角度差，若是，才計算變化量。
  13. 如請求項10所述之觸控板的手勢識別方法，上述計算各移動物件的移動前及後與靜止物件之間的角度差步驟係包含有：計算移動前角度，係將各移動物件於移動前的位置與靜止物件的位置構成一第一直線，再計算該第一直線與一基準線之間的夾角，該夾角即為移動前角度；計算移動後角度，係將各移動物件於移動後的位置與靜止物件的位置構成一第二直線，再計算該第二該直線與該基準線之間的夾角，該夾角即為移動後角度；及計算該移動前、後角度之間的差值，作為各該移動物件的角度差。
  14. 如請求項9至11中任一項所述之觸控板的手勢識別方法，上述第一手勢係包含有一攫取手勢及一外張手勢，而上述判斷各物件之間的距離總和的變化量步驟中，該變化量係為該至少三物件位置資訊第一、第二時間點的差值，而於判斷該變化量是否超過該預設值後： 若差值為正值，則判斷該第一手勢為攫取手勢；若差值為負值，則判斷該第一手勢為外張手勢。
  15. 如請求項12所述之觸控板的手勢識別方法，上述第一手勢係包含有一攫取手勢及一外張手勢，而上述判斷各物件之間的距離總和的變化量步驟中，該變化量係為該至少三物件位置資訊第一、第二時間點的差值，而於判斷該變化量是否超過該預設值後：若差值為正值，則判斷該第一手勢為攫取手勢；若差值為負值，則判斷該第一手勢為外張手勢。
  16. 如請求項13所述之觸控板的手勢識別方法，上述第一手勢係包含有一攫取手勢及一外張手勢，而上述判斷各物件之間的距離總和的變化量步驟中，該變化量係為該至少三物件位置資訊第一、第二時間點的差值，而於判斷該變化量是否超過該預設值後：若差值為正值，則判斷該第一手勢為攫取手勢；若差值為負值，則判斷該第一手勢為外張手勢。
  17. 一種觸控板的手勢識別方法，係包含有：讀取至少三物件在第一時間點的位置資訊；讀取至少三物件在第二時間點的位置資訊；計算該各物件之間在第一、第二時間點之距離總和的變化量；及判斷該變化量是否超過一預設值，若是，則視為第一手勢成立。
  18. 如請求項17所述之觸控板的手勢識別方法，上述第一手勢係包含有一攫取手勢及一外張手勢，而上述判斷 該變化量是否超過一預設值步驟中，該變化量係為該至少三物件位置資訊在第一及第二時間點的差值，而於判斷該變化量是否超過該預設值後：若差值為正值，則判斷該第一手勢為攫取手勢；若差值為負值，則判斷該第二手勢為外張手勢。
  19. 如請求項17所述之觸控板的手勢識別方法，係於判斷該至少三物件位置資訊在第一及第二時間點不同時，則進一步判斷是否有任一物件靜止，若已有任一物件靜止，才計算變化量。
  20. 如請求項17所述之觸控板的手勢識別方法，係於判斷該至少三物件位置資訊在第一及第二時間點不同時，進一步計算物件的移動方向，並判斷是否有其中一個物件的移動方向與其它物件的移動方向不同，若是，且該各物件之間的距離總和的變化量超過一預設值時，則第一手勢成立。
  21. 如請求項20所述之觸控板的手勢識別方法，上述判斷其中一移動方向與其它移動方向不同的步驟係包含：以各物件為原點定義四個象限區域；於判斷至少三物件的任一物件在第一時間點的位置資訊與第二時間點的位置資訊已不同後，判斷各移動物件之移動方向所屬的象限區域；若其中一物件之移動方向所屬的象限區域不同於其他物件之移動方向所屬的象限區域，則視為該第一手勢成立。
  22. 如請求項21所述之觸控板的手勢識別方法，該四象限區域的角度範圍並不相同。
  23. 如請求項19所述之觸控板的手勢識別方法，上述判斷是否有其中一個物件的移動方向與其它物件的移動方向不同的步驟中，若未有其中一物件的移動方向不同於其他物件的移動方向，且其中一物件已靜止，則進一步包含以下步驟：計算靜止物件與其它各物件移動前的角度及移動後的角度；計算各移動物件的第一及第二時間點與靜止物件之間的角度差；及判斷各移動物件的角度差是否小於一初始角度差，若是，則視為該第一手勢成立。
  24. 如請求項23所述之觸控板的手勢識別方法，上述計算各移動物件的第一及第二時間點與靜止物件之間的角度差步驟係包含有：計算移動前角度，係將各移動物件於第一時間點的位置與靜止物件的位置構成一第一直線，再計算該第一直線與一基準線之間的夾角，該夾角即為移動前角度；計算移動後角度，係將各移動物件於第二時間點的位置與靜止物件的位置構成一第二直線，再計算該第二該直線與該基準線之間的夾角，該夾角即為移動後角度；及計算該移動前、後角度之間的差值，作為各該移動物件的角度差。
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