TWI522871B - 光學觸控系統之物件影像之處理方法 - Google Patents

光學觸控系統之物件影像之處理方法 Download PDF

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Description

光學觸控系統之物件影像之處理方法
本發明係關於一種輸入系統，特別係關於一種光學觸控系統及其物件影像之處理方法。
習知光學觸控系統中，例如一光學觸控螢幕通常具有一觸控面、至少兩個影像感測器以及一處理單元；其中，該等影像感測器之視野橫跨該觸控面的全部。當一使用者以一手指碰觸該觸控面時，該等影像感測器可分別擷取包含手指影像的影像圖框。該處理單元則可根據該等影像圖框中該手指影像的位置計算該手指相對於該觸控面之二維座標位置。一主機則根據該二維座標位置以施行相對應之動作，例如點擊以選取一圖示或執行一程式。
請參照圖1a，其顯示一習知光學觸控螢幕9。該光學觸控螢幕9包含一觸控面90、兩影像感測器92、92'以及一處理單元94。該等影像感測器92及92'用以分別擷取橫跨該觸控面90之影像圖框F92及F92'，如圖1b所示，當一手指81碰觸該觸控面90時，該等影像感測器92及92'分別擷取包含該手指81的影像I81及I81'。該處理單元94則可根據該影像圖框F92中該影像I81之一維座標位置及該影像圖框F92'中該影像I81'之一維座標位置計算出該手指81相對於該觸控面90之一二維座標。
然而，該光學觸控螢幕9之運作原理係根據每一影像圖框中該手指81的影像位置以計算該手指81碰觸該觸控面90之二維座標位置。當使用者利用兩手指81及82同時碰觸該觸控面90時，如圖1c所示，可能會因為其手指彼此太接近而導致該等影像感測器92及92'所擷取的影像圖框F92及F92'中無法出現對應於兩手指81及82的兩個影像，而是一個合 併的影像I81+I82及I81'+I82'，如圖1d所示，而導致該處理單元94發生誤判。因此，如何分離合併物件影像實為一重要課題。
有鑑於此，本發明提出一種計算影像面積及長短軸之光學觸控系統及其物件影像處理方法。
本發明之一目的在提供一種光學觸控系統及其物件影像處理方法，其可辨識該光學觸控系統之影像感測器所擷取一物件影像為一使用者之單一手指影像或兩合併手指影像，並進行合併影像分離。
本發明另一目的在提供一種光學觸控系統及其物件影像處理方法，其具有防止光學觸控系統誤操作之功效。
為達上述目的，本發明提供一種光學觸控系統之物件影像之處理方法，該光學觸控系統包含至少兩影像感測器用以擷取橫跨一觸控面及操作於該觸控面之至少一物件的影像圖框以及一處理單元用以處理該影像圖框。該處理方法包含：以一第一影像感測器擷取包含一第一物件影像之一第一影像圖框；以一第二影像感測器擷取包含一第二物件影像之一第二影像圖框；以該處理單元根據該第一影像圖框及該第二影像圖框產生一多邊形；以及以該處理單元確認該多邊形之一短軸，並據以決定至少一物件資訊。
本發明另提供一種光學觸控系統之物件影像之處理方法，該光學觸控系統包含至少兩影像感測器用以連續擷取橫跨一觸控面及操作於該觸控面之至少一物件的影像圖框以及一處理單元用以處理該影像圖框。該處理方法包含：於一第一時間利用該等影像感測器分別擷取橫跨該觸控面及包含至少一物件影像之第一影像圖框；於一第二時間利用該等影像感測器分別擷取橫跨該觸控面及包含至少一物件影像之第二影像圖框；當該處理單元根據該等第一影像圖框及該等第二影像圖框判斷該第二時間之一物件數量小於該第一時間之一物件數量時，該處理單元根據該等第二影像圖框產生一多邊形；以及以該處理單元確認該多邊形之一短軸，並據以決定至少一物件資訊。
本發明另提供一種光學觸控系統之物件影像之處理方法，該光學觸控系統包含至少兩影像感測器用以連續擷取橫跨一觸控面及操作 於該觸控面之至少一物件的影像圖框以及一處理單元用以處理該影像圖框。該處理方法包含：於一第一時間利用該等影像感測器分別擷取橫跨該觸控面及包含至少一物件影像之第一影像圖框；於一第二時間利用該等影像感測器分別擷取橫跨該觸控面及包含至少一物件影像之第二影像圖框；當該處理單元判斷同一影像感測器於該第二時間所擷取之該物件影像與該第一時間所擷取之該物件影像之一面積增加量大於一變化門檻值時，該處理單元根據該等第二影像圖框產生一多邊形；以及以該處理單元確認該多邊形之一短軸，並據以決定至少一物件資訊。
一實施例中，一處理單元可根據該多邊形之一面積決定是否進行影像分離並計算影像分離後之兩分離後物件影像至少其中之一的座標位置。
一實施例中，一處理單元可根據該多邊形之一長軸與該短軸之一比值決定是否進行影像分離並計算影像分離後之兩分離後物件影像至少其中之一的座標位置。
一實施例中，一處理單元可根據該多邊形之一面積以及該多邊形之一長軸與該短軸之一比值決定是否進行影像分離並計算影像分離後之兩分離後物件影像至少其中之一的座標位置。
一實施例中，短軸可為通過該多邊形之一重心或一幾何中心之直線中，至該多邊形的頂點的垂直距離總和最大的一直線；長軸可為通過該多邊形之該重心或該幾何中心之直線中，至該多邊形的頂點的垂直距離總和最小的一直線。
本發明實施例之光學觸控系統可藉由計算一觸控面之映射二維空間(mapped two-dimensional space)中影像面積及長短軸，以在光學觸控系統之影像感測器所擷取一物件影像中準確地辨識出一使用者係以單一手指或兩相鄰手指進行觸控操作。此外，另可透過辨識連續影像圖框中物件影像之影像數目及面積的變化，來增進判斷精確度。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
1‧‧‧光學觸控系統
9‧‧‧光學觸控螢幕
10、90‧‧‧觸控面
92、92'‧‧‧影像感測器
12、121‧‧‧第一影像感測器
12'、122‧‧‧第二影像感測器
14、94‧‧‧處理單元
21、22、22'、23、23'、81、82‧‧‧手指
aL‧‧‧長軸
aS‧‧‧短軸
BL、BR‧‧‧邊界
d1、d2、d3、d4‧‧‧距離
F12、F121、F122‧‧‧第一影像圖框
F12'、F121'、F122'‧‧‧第二影像圖框
F92、F92'‧‧‧影像圖框
G‧‧‧重心
I21、I22_1、I23_1、I22'_1、I23'_1‧‧‧第一物件影像
I21'、I22'_2、I23'_2、I22'_2、I23'_2‧‧‧第二物件影像
I81、I82‧‧‧影像
L1、L2、L3、L4‧‧‧直線
P1、P2‧‧‧灰階值輪廓
Q‧‧‧多邊形
t1‧‧‧第一時間
t2‧‧‧第二時間
S‧‧‧二維空間
S10~S64‧‧‧步驟
(0,0)、(x,0)、(x,y)、(0,y)‧‧‧頂點座標
圖1a顯示習知光學觸控螢幕之運作示意圖。
圖1b顯示圖1a之光學觸控螢幕之影像感測器擷取包含手指影像之影像圖框之示意圖。
圖1c顯示習知光學觸控螢幕之運作示意圖。
圖1d顯示圖1c之光學觸控螢幕之影像感測器擷取包含兩手指影像之影像圖框之示意圖。
圖2a顯示本發明一實施例之光學觸控系統之示意圖。
圖2b顯示圖2a之影像感測器所擷取之影像圖框之示意圖。
圖2c顯示對應圖2a之觸控面之二維空間之示意圖。
圖2d顯示圖2c之多邊形之放大圖。
圖2e顯示本發明第一實施例之光學觸控系統之物件影像之處理方法之流程圖。
圖3a顯示本發明之光學觸控系統之影像感測器之像素陣列所對應一灰階值輪廓之示意圖。
圖3b顯示本發明之光學觸控系統之影像感測器之像素陣列所對應另一灰階值輪廓之示意圖。
圖4顯示本發明第二實施例之光學觸控系統之物件影像之處理方法之流程圖。
圖5a顯示本發明另一實施例之光學觸控系統之示意圖。
圖5b顯示圖5a之光學觸控系統之影像感測器所擷取之影像圖框之示意圖。
圖6顯示本發明第三實施例之光學觸控系統之物件影像之處理方法之流程圖。
為了讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯，下文將配合所附圖示，作詳細說明如下。此外，於本發明之說明中，相同之構件係以相同之符號表示，於此合先敘明。
圖2a顯示本發明一實施例之光學觸控系統1之示意圖。該光學觸控系統1包含一觸控面10、至少兩影像感測器(此處顯示為兩影像感測器12、12')及一處理單元14；其中，該處理單元14可以軟體或硬體實現。該等影像感測器12及12'電性連接至該處理單元14。一使用者(未繪示)可透過一手指或一觸控裝置(例如一觸控筆)接近或碰觸該觸控面10，該處理單元14可根據該等影像感測器12及12'所擷取的影像圖框計算該手指或該觸控裝置相對於該觸控面10之一位置或一位置變化，一主機(未繪示)可據以施行相對應之動作，例如點擊以選取一圖示或執行一程式。該光學觸控系統1可搭載於一白板、一投影幕、一智慧電視或一電腦系統等裝置，並提供一使用者介面與使用者互動。
必須說明的是，以下本發明各實施例之光學觸控系統1皆包含一第一影像感測器12及一第二影像感測器12'以簡化說明，但本發明並不限於此。一實施例中，該光學觸控系統1可設置4個影像感測器於該觸控面10之4個角落；另一實施例中，該光學觸控系統1可設置4個以上影像感測器於該觸控面10之4個角落或4個邊上，端視該觸控面10之尺寸及實際應用而定。
此外，本發明所屬技術領域中具有通常知識者可瞭解該光學觸控系統1另可具有至少一系統光源(例如設置於該觸控面10的四個邊)或利用外部光源照明該影像感測器12及12'之視野範圍。
該觸控面10係用以供至少一物件操作於其上。該等影像感測器12及12'用以擷取橫跨該觸控面10之影像圖框(可包含或不包含觸控面影像)。該觸控面10可為一觸控螢幕或一適當物件之表面。該光學觸控系統1可包含一顯示器以相對顯示使用者的操控情形。
該等影像感測器12及12'係分別用以擷取橫跨該觸控面及包含至少一物件影像之一影像圖框，其中，該等影像感測器12及12'較佳設置於該觸控面10的角落以涵蓋該觸控面10的操作範圍。必須注意的是，當 該光學觸控系統1僅具有兩個影像感測器時，該等影像感測器12及12'較佳設置於該觸控面10同一邊緣的兩個角落，避免複數物件在該等影像感測器12及12'的連線路徑上互相遮蔽而造成誤判斷。
該處理單元14例如可為一數位信號處理器(DSP)或其他可用以處理影像資料之處理裝置，其用以在相關該觸控面10之一二維空間中根據每一該等影像感測器12、12'及相關的影像圖框中該物件影像之邊界之映射位置分別產生兩條直線、計算該等直線的複數交點所形成之一多邊形、計算該多邊形之一短軸及一長軸，並據以進行影像分離。
由於本實施例之該等影像感測器12及12'具有相同功能，故以下僅以該影像感測器12進行說明。該影像感測器12具有一像素陣列，例如，圖3a顯示該影像感測器12之一11×2像素陣列，但並不以此為限。由於該影像感測器12用以擷取橫跨該觸控面10之一影像圖框，該像素陣列之尺寸可根據該觸控面10之尺寸及所需精確度決定。另一方面，該影像感測器12較佳為主動式感測器，例如一互補式金氧半導體(CMOS)影像感測器，但並不以此為限。
必須說明的是，圖3a僅以11×2像素陣列表示該影像感測器12，該影像感測器12另可包含複數電荷儲存單元(未繪示)用以儲存該等像素陣列的感光資訊。該處理單元14則讀取該影像感測器12中該等電荷儲存單元之該感光資訊並據以轉換為一灰階值輪廓(profile)，其中，該灰階值輪廓可為每一行的全部或部分像素陣列之該感光資訊的灰階值總和。當該影像感測器12擷取不包含任何物件之影像圖框時，如圖3a所示，該處理單元14根據該影像圖框計算出一灰階值輪廓P1，由於該像素陣列中每一個像素皆有感光，故該灰階值輪廓P1大致為一直線；當該影像感測器12擷取包含一物件(例如該手指21)之一影像圖框時，如圖3b所示，該處理單元14根據該影像圖框計算出一灰階值輪廓P2；其中，該灰階值輪廓P2之一凹處(例如灰階值小於200)係相關該手指21碰觸該觸控面10之一位置。該處理單元14可根據一灰階門檻值(例如灰階值小於150)決定該凹處之兩邊界BL、BR。因此，該處理單元14可根據一灰階值輪廓之邊界數量及位置計算對應該影像感測器12所擷取的影像中物件的數量、位置、影像寬度及面積。
由於根據一影像感測器所擷取的一影像圖框判斷物件的數量及位置的方式已為習知，其方法亦不限於上述所提及之灰階值輪廓，故於此不再贅述。此外，為簡化說明，本發明實施例直接以該影像感測器12所擷取的一影像圖框及該影像圖框中物件影像之邊界位置說明該處理單元14所計算對應該影像感測器12所擷取的影像圖框中物件的數量及位置。
請參照圖2b所示，其顯示圖2a之該第一影像感測器12所擷取之一第一影像圖框F12及該第二影像感測器12'所擷取之一第二影像圖框F12'。該第一影像圖框F12包含一第一物件影像I21並具有一第一數值範圍，例如0~x+y(x、y為大於0之整數)，以形成一維空間；該第二影像圖框F12'包含一第二物件影像I21'並具有一第二數值範圍，例如0~x+y，以形成一維空間。可以瞭解的是，該數值範圍可根據該觸控面10之尺寸決定。
請同時參照圖2b及2c，根據該第一影像感測器12、該第二影像感測器12'及該等影像圖框F12及F12'之該等數值範圍可映射一二維空間S以對應該觸控面10，如圖2c所示。更詳而言之，例如當該第一影像感測器12對應該二維空間S之二維座標選定為(0,y)及該第二影像感測器12'對應該二維空間S之二維座標選定為(x,y)時，該第一影像圖框F12之該第一數值範圍0~x+y例如對應該二維空間S之二維座標(0,0)、(1,0)、(2,0)…(x,0)~(x,1)、(x,2)、(x,3)…(x,y)，而該第二影像圖框F12'之該第二數值範圍0~x+y例如對應該二維空間S之二維座標(x,0)、(x-1,0)、(x-2,0)…(0,0)~(0,1)、(0,2)、(0,3)…(0,y)，但本發明不限於此。影像圖框之數值與二維空間座標之對應關係可根據實際應用而定。
圖2e顯示本發明第一實施例之光學觸控系統之物件影像之處理方法之流程圖，包含下列步驟：以一第一影像感測器擷取包含一第一物件影像之一第一影像圖框(步驟S10)；以一第二影像感測器擷取包含一第二物件影像之一第二影像圖框(步驟S11)；以一處理單元根據該第一影像感測器及該第一影像圖框中該第一物件影像之邊界於相關一觸控面之一二維空間之映射位置於該二維空間產生兩條直線(步驟S20)；以該處理單元根據該第二影像感測器及該第二影像圖框中該第二物件影像之邊界於該二維空間之映射位置於該二維空間產生兩條直線(步驟S21)；以該處理單元計算該等直線的複數交點並根據該等交點產生一多邊形(步驟S30)；以及以該處理 單元確認該多邊形之一短軸及一長軸，並據以決定至少一物件資訊(步驟S40)。必須說明的是，步驟S20、S21及S30係顯示根據第一影像圖框及第二影像圖框計算一多邊形的一種實施方式，而計算多邊形的方式並不限於本實施例中所揭示者。
請同時參照圖2a~2e所示，當該手指21碰觸或接近該光學觸控系統1之該觸控面10時，該第一影像感測器12擷取該第一影像圖框F12，該第一影像圖框F12包含該手指21之一第一物件影像I21；同時該第二影像感測器12'擷取該第二影像圖框F12'，該第二影像圖框F21'包含該手指21之一第二物件影像I21'。如上所述，該處理單元14根據該等影像感測器12、12'及該等影像圖框F12、F12'產生該二維空間S後，可根據該第一影像感測器12及該第一物件影像I21之邊界於該二維空間S之映射位置產生兩條直線L1及L2；相同地，該處理單元14可根據該第二影像感測器12'及該第二物件影像I21'之邊界於該二維空間S之映射位置產生兩條直線L3及L4。接著，該處理單元14根據該等直線L1~L4之直線方程式計算出複數交點並根據該等交點產生一多邊形，例如圖2c顯示為一多邊形Q。而該處理單元14則進一步計算該多邊形Q之一短軸aS及一長軸aL，並據以決定至少一物件資訊，其中該短軸aS可用以進行影像分離。
必須說明的是，本發明各實施例之該短軸aS定義為通過該多邊形Q之一重心或一幾何中心(亦即形心)之直線中，至該多邊形Q的頂點的垂直距離總和最小的一直線。例如，圖2d顯示該多邊形Q具有一重心G，而通過該重心G之該短軸aS至該多邊形Q之各頂點的垂直距離分別為d1~d4，其中，該多邊形Q的頂點至通過該重心G的其他直線的垂直距離皆小於d1~d4的總和；該長軸aL定義為通過該多邊形之該重心或該幾何中心之直線中，至該多邊形Q的頂點的垂直距離總和最大的一直線，但並不以此為限。此外，亦可利用其他習知方法計算一多邊形之一長軸及一短軸，例如特徵向量(eigenvector)計算、主成分分析(principal component analysis)以及線性回歸分析(linear regression analysis)，故於此不再贅述。
一態樣中，該處理單元14可計算該多邊形Q之一面積並與一面積門檻值比較，當該面積大於該面積門檻值時，表示該多邊形Q為合併物件影像，該處理單元14則沿通過該多邊形Q之該重心G或該幾何中心 之該短軸aS進行影像分離。必須說明的是，若以此態樣進行物件影像分離，該處理單元14可僅計算該短軸aS而不計算該長軸aL，以節省系統資源。
該面積門檻值較佳介於該使用者分別以單一手指及兩手指觸碰該觸控面10所對應之碰觸面積之間，但並不限於此。該面積門檻值可於該光學觸控系統1出廠時預先儲存在一記憶體。該光學觸控系統1可另提供一使用者介面供該使用者對該面積門檻值進行微調。
另一態樣中，該處理單元14可計算該多邊形Q之該長軸aL與該短軸aS之一比值並與一比例門檻值比較。當該比值大於該比例門檻值時，表示該多邊形Q為合併物件影像，該處理單元14則沿通過該多邊形Q之該重心G或該幾何中心之該短軸aS進行影像分離。
必須說明的是，該長軸aL與該短軸aS相除以得到該比值時，該長軸aL係指位於該多邊形Q內部該長軸aL的線段長度；相同地，該短軸aS係指位於該多邊形Q內部該短軸aS的線段長度。此外，該比例門檻值可設定為2.9或其他數值，並於該光學觸控系統1出廠時預先儲存在一記憶體中或提供一使用者介面供該使用者進行微調。
另一態樣中，該處理單元14可同時判斷該面積是否大於該面積門檻值以及該比值是否大於該比例門檻值以增加判斷精確度。當上述條件皆成立時，該處理單元14沿通過該多邊形Q之該重心G或該幾何中心之該短軸aS進行影像分離。再者，該比例門檻值可與該面積成逆相關(inverse correlated)；例如，當多邊形面積較小時，該比例門檻值設定為2.5~3.5之間以致於該長軸aL與該短軸aS之該比值需大於2.9才能進行影像分離；而當多邊形面積較大時，該比例門檻值則設定為1.3~2.5之間以致於該長軸aL與該短軸aS之該比值只要大於1.5就能進行影像分離。藉此，可提昇判斷是否進行影像分離的準確率。
此外，由於該多邊形Q可被該短軸aS分割為兩個多邊形，上述態樣之該處理單元14另決定該至少一物件資訊，其中該物件資訊係為至少一分離後影像的座標位置。也就是說，該處理單元14可計算該影像分離後所形成之兩分離後物件影像至少其中之一之座標據以進行後處理，而所需進行的後處理則根據其應用而決定。
圖4顯示本發明第二實施例之光學觸控系統之物件影像之 處理方法之流程圖，包含下列步驟：於一第一時間利用複數影像感測器分別擷取橫跨一觸控面及包含至少一物件影像之第 一影像圖框(步驟S50)；於一第二時間利用該等影像感測器分別擷取橫跨該觸控面及包含至少一物件影像之第二影像圖框(步驟 S51)；以一處理單元根據該等第一及第二影像圖框判斷該第二時間之一物件數量是否小於該第一時間之一物件數量(步驟S52)； 當該處理單元根據該等第一及第二影像圖框判斷該第二時間之該物件數量小於該第一時間之該物件數量時，在一二維空間中根據每一該等影像感測器及相關的 該第二影像圖框中該物件影像之邊界之映射位置分別產生兩條直線並計算該等直線的複數交點以形成一多邊形(步驟S53)；及以該處理單元確認 該多邊形之一短軸及一長軸，並據以決定至少一物件資訊(步驟S54)。必須說明的是，步驟S53係顯示根據第一影像圖框及第二 影像圖框計算一多邊形的一種實施方式，而計算多邊形的方式並不限於本實施例中所揭示者。
請同時參照圖4、5a及5b，假設一使用者於一第一時間t1以兩手指22、23碰觸或靠近該觸控面10，並於一第二時間t2合併 該等手指22'、23'以碰觸或靠近該觸控面10，如圖5a所示，則該光學觸控系統1之兩影像感測器121、122分別於該第一時間t1及該第二時間t2依 序擷取第一影像圖框F121、F122及第二影像圖框F121'、F122'，如圖5b所示，其 中，該處理單元14可根據該第一影像圖框F121之該第一物件影像I22_1、I23_1判斷其物件數量為2；相同地， 該處理單元14根據該第一影像圖框F122及該等第二影像圖框F121'、F122'分別判斷物件數量為2 、1及1。
接著，該處理單元14根據該等第一及第二影像圖框F121、F122、 F121'及F122'判斷該第二時間t2之一物件數量小於該第一時間t1之一物件數量，例如該第二時間t2之該第一影像 圖框F121'的物件數量小於該第一時間t1之該第一影像圖框F121的物件數量，或該第二時間t2之該第二影像圖框 F122'的物件數量小於該第一時間t1之該第二影像圖框F122的物件數量時，該處理單元14在一二維空間中根據每一該等 影像感測器121、122及相關的該第二影像圖框F121'、F122'中該物件影像之邊界之映射位置分別產生兩條直線並 計算該等直線的複數交點以形成一多邊形。最後，再以該處理單元14計算該多邊形之一短軸及一長軸並據以進行影像分離。必須說明的是，本發 明第二實施例中於該二維空間中計算多邊形及其長軸與短軸的方式(即步驟S53及S54)與第一實施例相同(參照圖2c及2d)，故於 此不再贅述。
一態樣中，當該第二時間t2之一物件數量小於該第一時間t1之一物件數量且當多邊形之一面積大於一面積門檻值時，該處 理單元14沿通過該多邊形之一重心或一幾何中心之短軸進行影像分離。
另一態樣中，當該第二時間t2之一物件數量小於該第一時間t1之一物件數量且當多邊形之長軸與短軸之一比值大於一比例 門檻值時，該處理單元14沿通過該多邊形之一重心或一幾何中心之該短軸進行影像分離。
另一態樣中，該處理單元14可同時判斷該面積是否大於該面積門檻值以及該比值是否大於該比例門檻值，當上述條件皆成 立且當該第二時間t2之一物件數量小於該第一時間t1之一物件數量時，該處理單元14沿通過該多邊形之一重心或一幾何中心之該短軸進行影像分離。再者，該 比例門檻值可與面積成逆相關以提昇判斷是否進行影像分離的準確率。
上述態樣中，該處理單元14另決定該至少一物件資訊，其中該物件資訊係為至少一分離後影像的座標位置。例如，但不限 於此，當該多邊形Q被該短軸as分割為兩個多邊形後，該處理單元14可計算該影像分離後所形成之兩分離後物件影像至少其中之一之座標並據以進行後處理。
圖6顯示本發明第三實施例之光學觸控系統之物件影像之處理方法之流程圖，包含下列步驟：於一第一時間利用複數影像 感測器分別擷取橫跨一觸控面及包含至少一物件影像之第一影像圖框(步驟S60)；於一第二時間利用該等影像感測器分別擷取橫跨該觸控面及包 含至少一物件影像之第二影像圖框(步驟S61)；以一處理單元判斷同一影像感測器於該第二時間所擷取之該物件影像與該第一時間所擷取之該物 件影像之一面積增量是否大於一變化門檻值(步驟S62)；當該處理單元判斷同一影像感測器於該第二時間所擷取之該物件影像與該第一時間所擷 取之該物件影像之一面積增量大於一變化門檻值時，在一二維空間中根據每一該等影像感測器及相關的該第二影像圖框中該物件影像之邊界之映射位置分別產 生兩條直線並計算該等直線的複數交點以形成一多邊形(步驟S63)；以及以該處理單元 確認該多邊形之一短軸及一長軸，並據以決定至少一物件資訊(步驟S64)。必須說明的是，步驟S63係顯示根據第一影像圖框及 第二影像圖框計算一多邊形的一種實施方式，而計算多邊形的方式並不限於本實施例中所揭示者。
本發明第三實施例與第二實施例之差異在於，第二實施例之該處理單元14係以判斷該等影像圖框之物件數量作為前置條件 ，例如圖4之步驟S52需成立才會進入下一步驟(步驟S53)，反之則回到步驟S50；此條件表示前一時間所擷取的 影像圖框包含兩物件影像，於現在時間所擷取的影像圖框同樣包含兩物件影像的機率較高，並搭配物件影像面積或長短軸比例來進一步確認是否進行物件分離 。第三實施例中，請同時參照圖5a、5b及6，步驟S62係以該處理單元14判斷同一影像感測器(亦即該第一影像感測器121或該第二影像感測器 122)於該第二時間t2所擷取之該物件影像與該第一時間t1所擷取之該物件影像之一面積增量(area increment)是否大於一變化門檻值，當該面積增量大於該變 化門檻值時，則進入下一步驟(步驟S63)，反之則回到步驟S60。
例如，該第一影像感測器121於該第一時間t1所擷取之該第一影像圖框F121具有兩物件影像 I22_1、I23_1以及於該第二時間t2所擷取之該第二影像圖框F121'具有一物件影像 I22'_1+I23'_1，該處理單元14則以該物件影像I22'_1+I23'_1之面積 減去該物件影像I22(或該物件影像I23)之面積以得到一第一面積增量；相同地，該處理單元14亦計算該第二影像感測器122分別 於該第一時間t1及該第二時間t2所擷取之該等影像圖框F122、F122'之該等物件影像的面積以及一第二面積增量。接著 ，只要該處理單元14判斷該第一面積增量大於該變化門檻值或該第二面積增量大於該變化門檻值時，該光學觸控系統1可進入步驟S63。
必須說明的是，當該光學觸控系統1配置該第一影像感測器121及該第二影像感測器122為相同型式的影像感測器時，該等 影像感測器121及122所擷取之該等影像圖框F121、F122、F121'及F122'之高度亦 相同，因此該處理單元14除了可計算該等物件影像之面積，亦可僅計算該等物件影像之寬度。換句話說，該處理單元14可判斷同一影像感測器於該第二時間 t2所擷取之該物件影像與該第一時間t1所擷取之該物件影像之一寬度增量(width increment)是否大於一變化門檻值，當該寬度增量大於該變化門檻 值時，則進入下一步驟(步驟S63)，反之則回到步驟S60。
本發明第三實施例判斷是否沿通過多邊形之一重心或一幾何中心之該短軸進行影像分離的條件(即步驟S63及S64)與上述第一實施例或第二實施例之複數態樣相同，例如計算該多邊形之一面積或該長軸與該短軸之一比值，故於此不再贅述。
當合併物件影像分離後，該處理單元14另可根據分離物件影像分別計算影像位置，亦即單一合併物件影像仍可計算出兩物件位置。該處理單元14可計算影像分離後所形成之兩分離後物件影像至少其中之一之座標據以進行後處理。
如上所述，習知光學觸控系統具有無法辨識兩相鄰手指所形成的合併物件影像而造成誤操作的問題。因此，本發明提出一種藉由計算影像面積及長短軸以處理物件影像之光學觸控系統(圖2a及5a)及其處理方法(圖2e、4及6)，可在光學觸控系統之影像感測器所擷取一物件影像中辨識為一使用者之單一手指進行操作或兩相鄰手指進行操作。
雖然本發明已以前述實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與修改。因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
21‧‧‧手指
L1、L2、L3、L4‧‧‧直線
Q‧‧‧多邊形
S‧‧‧二維空間
(0,0)、(x,0)、(x,y)、(0,y)‧‧‧頂點座標

Claims (15)

  1. 一種光學觸控系統之物件影像之處理方法，該光學觸控系統包含至少兩影像感測器用以 擷取橫跨一觸控面及操作於該觸控面之至少一物件的影像圖框以及一處理單元用以處理該影像圖框，該處理方法包含：以一第一影像感測器擷取包含該至少一 物件之一第一物件影像之一第一影像圖框；以一第二影像感測器擷取包含該至少一物件之一第二物件影像之一第二影像圖框；以該處理單元根據該第一影像感 測器及該第一影像圖框中該第一物件影像之邊界於相關該觸控面之一二維空間之映射位置於該二維空間產生兩條直線；以該處理單元根據該第二影像感測器及 該第二影像圖框中該第二物件影像之邊界於該二維空間之映射位置於該二維空間產生兩條直線；以該處理單元計算該等直線的複數交點並根據該等交點產生一 多邊形；以及以該處理單元確認該多邊形之一短軸，並據以決定至少一物件資訊。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之處理方法，另包含：計算該多邊形之一面積；以及當該面積大於一面 積門檻值時沿該短軸進行影像分離，用以決定該至少一物件資訊，其中該物件資訊係為至少一分離後影像的座標位置。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之處理方法，另包含：計算該多邊形之一長軸；計算該長軸與該短軸之 一比值；以及當該比值大於一比例門檻值時沿該短軸進行影像分離，用以決定該至少一物件資訊，其中該物件資訊係為至少一分離後影像的座標位置。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之處理方法，另包含：計算該多邊形之一長軸；計算該多邊形之一面積 ；計算該長軸與該短軸之一比值；以及當該面積大於一面積門檻值且該比值大於一比例門檻值時，沿該短軸進行影像分離，用以決定該至少一物件資訊，其中 該物件資訊係為至少一分離後影像的座標位置。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之處理方法，其中該比例門檻值與該面積成逆相關。
  6. 一種光學觸控系統之物件影像之處理方法，該光學觸控系統包含至少兩影像感測器用以連續擷取橫 跨一觸控面及操作於該觸控面之至少一物件的影像圖框以及一處理單元用以處理該影像圖框，該處理方法包含：於一第一時間利用該等影像感測器分別擷取橫 跨該觸控面及包含至少一物件影像之第一時間影像圖框；於一第二時間利用該等影像感測器分別擷取橫跨該觸控面及包含至少一物件影像之第二時間影像圖框 ； 當該處理單元根據該等第一時間影像圖框及該等第二時間影像圖框判斷該第二時間之一物件數量小於該第一時間之一物件數量時，該處理單元在一二維空間中 根據每一該等影像感測器及相關的該等第二時間影像圖框中該物件影像之邊界之映射位置分別產生兩條直線並計算該等直線的複數交點以產生一多邊形；以及 以該處理單元確認該多邊形之一短軸，並據以決定至少一物件資訊。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之處理方法，另包含：計算該多邊形之一面積；以及當該面積大於一面 積門檻值時沿該短軸進行影像分離，用以決定該至少一物件資訊，其中該物件資訊係為至少一分離後影像的座標位置。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之處理方法，另包含：計算該多邊形之一長軸；計算該長軸與該短軸之 一比值；以及當該比值大於一比例門檻值時沿該短軸進行影像分離，用以決定該至少一物件資訊，其中該物件資訊係為至少一分離後影像的座標位置。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之處理方法，另包含：計算該多邊形之一長軸；計算該多邊形之一面積 ；計算該長軸與該短軸之一比值；以及 當該面積大於一面積門檻值且該比值大於一比例門檻值時，沿該短軸進行影像分離，用以決定該至少一物件資訊，其中該物件資訊係為至少一分離後影像的座 標位置。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之處理方法，其中該比例門檻值與該面積成逆相關。
  11. 一種光學觸控系統之物件影像之處理方法，該光學觸控系統包含至少兩影像感測器用以連續擷取橫 跨一觸控面及操作於該觸控面之至少一物件的影像圖框以及一處理單元用以處理該影像圖框，該處理方法包含：於一第一時間利用該等影像感測器分別擷取橫 跨該觸控面及包含至少一物件影像之第一時間影像圖框；於一第二時間利用該等影像感測器分別擷取橫跨該觸控面及包含至少一物件影像之第二時間影像圖框 ；當該處理單元判斷同一影像感測器於該第二時間所擷取之該物件影像與該第一時間所擷取之該物件影像之一面積增加量大於一變化門檻值時，該處理單元在 一二維空間中根據每一該等影像感測器及相關的該等第二時間影像圖框中該物件影像之邊界之映射位置分別產生兩條直線並計算該等直線的複數交點以產生一 多邊形；以及以該處理單元確認該多邊形之一短軸，並據以決定至少一物件資訊。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之處理方法，另包含：計算該多邊形之一面積；以及 當該面積大於一面積門檻值時沿該短軸進行影像分離，用以決定該至少一物件資訊，其中該物件資訊係為至少一分離後影像的座標位置。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之處理方法，另包含：計算該多邊形之一長軸；計算該長軸與該短軸 之一比值；以及當該比值大於一比例門檻值時沿該短軸進行影像分離，用以決定該至少一物件資訊，其中該物件資訊係為至少一分離後影像的座標位置。
  14. 如申請專利範圍第11項所述之處理方法，另包含：計算該多邊形之一長軸；計算該多邊形之一面 積；計算該長軸與該短軸之一比值；以及當該面積大於一面積門檻值且該比值大於一比例門檻值時，沿該短軸進行影像分離，用以決定該至少一物件資訊，其 中該物件資訊係為至少一分離後影像的座標位置。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之處理方法，其中該比例門檻值與該面積成逆相關。
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