TWI709892B - 高速傳輸觸控資訊的方法及利用其之觸控系統和電子裝置 - Google Patents

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Abstract

一種高速傳輸觸控資訊的方法，係利用一觸控驅動電路實現，該方法包含以下步驟：該觸控驅動電路在對一觸控感測陣列進行觸控資料掃描前，先將一解壓縮標準發送給一主應用處理器；該觸控驅動電路在獲得一幀觸控資料後，對該幀觸控資料進行一壓縮處理程序以產生壓縮後的資料；以及該觸控驅動電路將所述壓縮後的資料和一歸一化係數N傳輸給該主應用處理器，N為大於1的正整數，以使該主應用處理器依該解壓縮標準和該歸一化係數N對所述壓縮後的資料進行一解壓縮處理程序以恢復出該幀觸控資料。

Description

高速傳輸觸控資訊的方法及利用其之觸控系統和電子裝置
本發明係有關一種觸控資訊處理方法，尤指一種可高速傳輸觸控資訊的方法。
請參照圖1，其為一習知觸控系統在一觸控資料掃描程序結束後所獲得之一幀觸控資料之示意圖，其中，該習知觸控系統係利用一觸控驅動電路掃描一觸控感測陣列以獲得該幀觸控資料，且該觸控驅動電路在獲得該幀觸控資料後會將該幀觸控資料上傳至一主應用處理器。
然而，當該觸控感測陣列的尺寸變大時，該幀觸控資料的上傳時間會跟著變長，從而可能會造成報點率下降，影響使用者的觸控體驗。另外，一般而言，觸摸區在一幀觸控資料中的占比並不高，如圖1所示，在一幀觸控資料10中，除了觸摸區A、B及C以外，大部分區域的資料都是無觸摸資料，因此，習知觸控系統的觸控資料上傳效率並不佳。
為解決上述問題，本領域亟需一種新穎的觸控資訊處理機制。
本發明之一目的在於提供一種高速傳輸觸控資訊的方法，其可在不須增加硬體電路的情況下，利用一資料壓縮機制大幅提升觸控資訊的上傳速度。
本發明之一目的在於提供一種觸控系統，其可在不須增加硬體電路的情況下，利用一資料壓縮機制大幅提升觸控資訊的上傳速度。
本發明之又一目的在於提供一種電子裝置，其觸控系統可在不須增加硬體電路的情況下，利用一資料壓縮機制大幅提升觸控資訊的上傳速度。
為達到前述之目的，一種高速傳輸觸控資訊的方法乃被提出，其係利用一觸控驅動電路實現，該方法包含以下步驟：
該觸控驅動電路在對一觸控感測陣列進行觸控資料掃描前，先將一解壓縮標準發送給一主應用處理器；
該觸控驅動電路在獲得一幀觸控資料後，對該幀觸控資料進行一壓縮處理程序以產生壓縮後的資料；以及
該觸控驅動電路將所述壓縮後的資料和一歸一化係數N傳輸給該主應用處理器，N為大於1的正整數，以使該主應用處理器依該解壓縮標準和該歸一化係數N對所述壓縮後的資料進行一解壓縮處理程序以恢復出該幀觸控資料。
在一實施例中，該壓縮處理程序包含：
以0對該幀觸控資料進行邊框擴充以產生一幀擴充後資料，其中，該幀擴充後資料的行數和列數都可以被8整除；
將該幀擴充後資料分割成複數個8*8的子區塊；
以所述歸一化係數N對每個所述子區塊進行一歸一化計算程序以各產生一歸一化子區塊，其中，各所述歸一化子區塊內的各個資料數值均介於-128 ~ 127之間；
對各所述歸一化子區塊均進行一離散餘弦變換以各產生一頻域子區塊；
對各所述頻域子區塊均進行一正規化轉換以獲得一正規化頻域子區塊；以及
對各所述正規化頻域子區塊均進行一壓縮程序以產生一壓縮後資料，並將所述壓縮後資料和所述歸一化係數N傳送給該主應用處理器。
在一實施例中，該離散餘弦變換的公式為
Figure 02_image001
，U為一變換係數矩陣，U T為U的轉置矩陣，A為所述的歸一化子區塊，且B為所述的頻域子區塊。
在一實施例中，該正規化轉換的公式為C=round(B/Q)，Q為一正規化矩陣，B/Q代表B的各元素除以Q的對應元素所產生的矩陣，round(B/Q)代表取B/Q的各元素的整數值，C為所述的正規化頻域子區塊，且所述正規化矩陣Q 係根據該觸控感測陣列的密度決定。
在一實施例中，該壓縮程序包含利用霍夫曼編碼對各所述正規化頻域子區塊進行壓縮。
為達到前述之目的，本發明進一步提出一種觸控系統，其具有一觸控驅動電路、一觸控感測陣列及一主應用處理器，其中，該觸控驅動電路具有一處理單元及一記憶單元，該處理單元係用以執行預存於該記憶單元內之一韌體程式以實現一高速傳輸觸控資訊的方法，該方法包括：
該觸控驅動電路在對該觸控感測陣列進行觸控資料掃描前，先將一解壓縮標準發送給該主應用處理器；
該觸控驅動電路在獲得一幀觸控資料後，對該幀觸控資料進行一壓縮處理程序以產生壓縮後的資料；以及
該觸控驅動電路將所述壓縮後的資料和一歸一化係數N傳輸給該主應用處理器，N為大於1的正整數，以使該主應用處理器依該解壓縮標準和該歸一化係數N對所述壓縮後的資料進行一解壓縮處理程序以恢復出該幀觸控資料。
在一實施例中，該壓縮處理程序包含：
以0對該幀觸控資料進行邊框擴充以產生一幀擴充後資料，其中，該幀擴充後資料的行數和列數都可以被8整除；
將該幀擴充後資料分割成複數個8*8的子區塊；
以所述歸一化係數N對每個所述子區塊進行一歸一化計算程序以各產生一歸一化子區塊，其中，各所述歸一化子區塊內的各個資料數值均介於-128 ~ 127之間；
對各所述歸一化子區塊均進行一離散餘弦變換以各產生一頻域子區塊；
對各所述頻域子區塊均進行一正規化轉換以獲得一正規化頻域子區塊；以及
對各所述正規化頻域子區塊均進行一壓縮程序以產生一壓縮後資料，並將所述壓縮後資料和所述歸一化係數N傳送給該主應用處理器。
在一實施例中，該離散餘弦變換的公式為
Figure 02_image001
， U為一變換係數矩陣，U T為U的轉置矩陣，A為所述的歸一化子區塊，且B為所述的頻域子區塊。
在一實施例中，該正規化轉換的公式為C=round(B/Q)，Q為一正規化矩陣，B/Q代表B的各元素除以Q的對應元素所產生的矩陣，round(B/Q)代表取B/Q的各元素的整數值，C為所述的正規化頻域子區塊，所述正規化矩陣Q 係根據該觸控感測陣列的密度決定，且該壓縮程序包含利用霍夫曼編碼對各所述正規化頻域子區塊進行壓縮。
為達到前述之目的，本發明進一步提出一種電子裝置，其包括一中央處理單元及一觸控屏，其中，該觸控屏具有如前述之觸控系統，該中央處理單元係用以與該觸控屏通信以提供一觸控顯示功能，且所述之電子裝置可為一智慧型手機或一可攜式電腦。
本發明之原理在於：觸控資料通常具有較強的稀疏性，因此可先對其進行資料壓縮後再上傳以大幅降低資料傳輸量。
請參照圖2，其繪示本發明可高速傳輸觸控資訊的觸控系統之一實施例方塊圖。如圖2所示，一觸控系統100具有一觸控驅動電路110、一觸控感測陣列120及一主應用處理器130，其中，觸控驅動電路110具有一處理單元111及一記憶單元112，處理單元111係用以執行預存於記憶單元112內之一韌體程式以實現本發明之高速傳輸觸控資訊的方法；觸控感測陣列120可為一電容式觸控感測陣列、一光學式觸控感測陣列或一電磁式觸控感測陣列；以及主應用處理器130可為一RISC（reduced instruction set computing； 精簡指令集計算）處理器。
請參照圖3，其繪示本發明之高速傳輸觸控資訊的方法之一實施例流程圖。如圖3所示，該方法包括以下步驟：在對觸控感測陣列120進行觸控資料掃描前，先將一解壓縮標準發送給主應用處理器130（步驟a）；在獲得一幀觸控資料後，對該幀觸控資料進行一壓縮處理程序以產生壓縮後的資料（步驟b）；以及將所述壓縮後的資料和一歸一化係數N傳輸給主應用處理器130，以使主應用處理器130依所述解壓縮標準和歸一化係數N對所述壓縮後的資料進行一解壓縮處理程序以恢復出該幀觸控資料（步驟c）。
以一實施例而言，該壓縮處理程序可包含：
(一)以0對該幀觸控資料進行邊框擴充以產生一幀擴充後資料，其中，該幀擴充後資料的行數和列數都可以被8整除；
(二) 將該幀擴充後資料分割成複數個8*8的子區塊；
(三) 以一歸一化係數N對每個所述子區塊進行一歸一化計算程序以各產生一歸一化子區塊，其中，N為大於1的整數，且各所述歸一化子區塊內的各個資料數值均介於-128 ~ 127之間；
(四)對各所述歸一化子區塊均進行一離散餘弦變換以各產生一頻域子區塊，該離散餘弦變換的公式為
Figure 02_image001
， U為一變換係數矩陣，U T為U的轉置矩陣，A為所述的歸一化子區塊，B為所述的頻域子區塊，且在此實施例中，
Figure 02_image003
；
(五)對各所述頻域子區塊均進行一正規化轉換以獲得一正規化頻域子區塊，該正規化轉換的公式為C=round(B/Q)，其中，Q為一正規化矩陣，B/Q代表B的各元素除以Q的對應元素所產生的矩陣，round(B/Q)代表取B/Q的各元素的整數值，C為所述的正規化頻域子區塊，且所述正規化矩陣Q 可根據觸控感測陣列120的密度決定(不同的觸控感測陣列120的密度會使同一手指在不同的觸控感測陣列120按壓所產生的不同幀觸控資料有不同的高頻信號分量，因此，需根據觸控感測陣列120的密度決定所述的正規化矩陣Q)；
(六)對各所述正規化頻域子區塊C均進行一壓縮程序以產生一壓縮後資料D，並將所述壓縮後資料D儲存在記憶單元112中，其中，該壓縮程序可包含利用霍夫曼編碼(Huffman coding)對各所述正規化頻域子區塊C進行壓縮；以及
(七)將所述壓縮後資料D和歸一化係數N傳送給主應用處理器130。
另外，所述的解壓縮處理程序包括：
(一)主應用處理器130在收到所述壓縮後資料D和歸一化係數N後依歸一化係數N和所述解壓縮標準(所述解壓縮標準包含所述正規化矩陣Q)對所述壓縮後資料D依序進行一解壓縮程序及一離散餘弦逆變換以復原該幀觸控資料，其中，該解壓縮程序係與所述壓縮程序相對應，且該離散餘弦逆變換係與該離散餘弦變換相對應。
在觸控感測陣列120具有16*32個感測元件的應用例中，本發明的執行結果如下：未壓縮的資料量為1024個位元組，壓縮後的資料量為80-350個位元組，其中，壓縮後的資料量和未壓縮的資料量的壓縮比取決於該幀觸控資料的觸摸面積和雜訊情況。
依上述的說明，本發明進一步提出一種電子裝置。請參照圖4，其為本發明之電子裝置之一實施例的方塊圖。如圖4所示，一電子裝置200包括一中央處理單元210及一觸控屏220，其中，觸控屏220具有如圖2所示之觸控系統100。
中央處理單元210係用以與觸控屏220通信以提供一觸控顯示功能。
另外，在可能的實施例中，電子裝置200可為一智慧型手機或一可攜式電腦。
依上述的說明可知，本發明可提供以下的優點：
1.本發明的高速傳輸觸控資訊的方法可在不須增加硬體電路的情況下，利用一資料壓縮機制大幅提升觸控資訊的上傳速度。
2.本發明的在觸控系統可在不須增加硬體電路的情況下，利用一資料壓縮機制大幅提升觸控資訊的上傳速度。
3.本發明的電子裝置的觸控系統可在不須增加硬體電路的情況下，利用一資料壓縮機制大幅提升觸控資訊的上傳速度。
本發明所揭示者，乃較佳實施例之一種，舉凡局部之變更或修飾而源於本發明之技術思想而為熟習該項技藝知人所易於推知者，俱不脫本發明之專利權範疇。
綜上所陳，本案無論目的、手段與功效，皆顯示其迥異於習知技術，且其首先發明合於實用，確實符合發明之專利要件，懇請　貴審查委員明察，並早日賜予專利俾嘉惠社會，是為至禱。
10:觸控資料 100:觸控系統 110:觸控驅動電路 111:處理單元 112:記憶單元 120:觸控感測陣列 130:主應用處理器 200:電子裝置 210:中央處理單元 220:觸控屏 步驟a:在對觸控感測陣列進行觸控資料掃描前，先將一解壓縮標準發送給主應用處理器 步驟b:在獲得一幀觸控資料後，對該幀觸控資料進行一壓縮處理程序以產生壓縮後的資料 步驟c:將所述壓縮後的資料和一歸一化係數N傳輸給主應用處理器，以使主應用處理器依所述解壓縮標準和歸一化係數N對所述壓縮後的資料進行一解壓縮處理程序以恢復出該幀觸控資料
圖1為一習知觸控系統在一觸控資料掃描程序結束後所獲得之一幀觸控資料之示意圖。 圖2繪示本發明可高速傳輸觸控資訊的觸控系統之一實施例方塊圖。 圖3繪示本發明之高速傳輸觸控資訊的方法之一實施例流程圖。 圖4為本發明之電子裝置之一實施例的方塊圖。
步驟a:在對觸控感測陣列進行觸控資料掃描前，先將一解壓縮標準發送給主應用處理器
步驟b:在獲得一幀觸控資料後，對該幀觸控資料進行一壓縮處理程序以產生壓縮後的資料
步驟c:將所述壓縮後的資料和一歸一化係數N傳輸給主應用處理器，以使主應用處理器依所述解壓縮標準和歸一化係數N對所述壓縮後的資料進行一解壓縮處理程序以恢復出該幀觸控資料

Claims (10)

  1. 一種高速傳輸觸控資訊的方法，係利用一觸控驅動電路實現，該方法包含以下步驟：該觸控驅動電路在對一觸控感測陣列進行觸控資料掃描前，先將一解壓縮標準發送給一主應用處理器；該觸控驅動電路在獲得一幀觸控資料後，對該幀觸控資料進行一壓縮處理程序以產生壓縮後的資料；以及該觸控驅動電路將所述壓縮後的資料和一歸一化係數N傳輸給該主應用處理器，N為大於1的正整數，以使該主應用處理器依該解壓縮標準和該歸一化係數N對所述壓縮後的資料進行一解壓縮處理程序以恢復出該幀觸控資料。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之高速傳輸觸控資訊的方法，其中該壓縮處理程序包含：以0對該幀觸控資料進行邊框擴充以產生一幀擴充後資料，其中，該幀擴充後資料的行數和列數都可以被8整除；將該幀擴充後資料分割成複數個8*8的子區塊；以所述歸一化係數N對每個所述子區塊進行一歸一化計算程序以各產生一歸一化子區塊，其中，各所述歸一化子區塊內的各個資料數值均介於-128~127之間；對各所述歸一化子區塊均進行一離散餘弦變換以各產生一頻域子區塊；對各所述頻域子區塊均進行一正規化轉換以獲得一正規化頻域子區塊；以及對各所述正規化頻域子區塊均進行一壓縮程序以產生一壓縮後資料，並將所述壓縮後資料和所述歸一化係數N傳送給該主應用處理器。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之高速傳輸觸控資訊的方法，其中，該離散餘弦變換的公式為B=UAUT，U為一變換係數矩陣，UT為U的轉置矩陣，A為所述的歸一化子區塊，且B為所述的頻域子區塊。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之高速傳輸觸控資訊的方法，其中，該正規化轉換的公式為C=round(B/Q)，Q為一正規化矩陣，B/Q代表B的各元素除以Q的對應元素所產生的矩陣，round(B/Q)代表取B/Q的各元素的整數值，C為所述的正規化頻域子區塊，且所述正規化矩陣Q 係根據該觸控感測陣列的密度決定。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之高速傳輸觸控資訊的方法，其中，該壓縮程序包含利用霍夫曼編碼對各所述正規化頻域子區塊進行壓縮。
  6. 一種觸控系統，其具有一觸控驅動電路、一觸控感測陣列及一主應用處理器，其中，該觸控驅動電路具有一處理單元及一記憶單元，該處理單元係用以執行預存於該記憶單元內之一韌體程式以實現一高速傳輸觸控資訊的方法，該方法包括： 該觸控驅動電路在對該觸控感測陣列進行觸控資料掃描前，先將一解壓縮標準發送給該主應用處理器； 該觸控驅動電路在獲得一幀觸控資料後，對該幀觸控資料進行一壓縮處理程序以產生壓縮後的資料；以及 該觸控驅動電路將所述壓縮後的資料和一歸一化係數N傳輸給該主應用處理器，N為大於1的正整數，以使該主應用處理器依該解壓縮標準和該歸一化係數N對所述壓縮後的資料進行一解壓縮處理程序以恢復出該幀觸控資料。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之觸控系統，其中該壓縮處理程序包含： 以0對該幀觸控資料進行邊框擴充以產生一幀擴充後資料，其中，該幀擴充後資料的行數和列數都可以被8整除； 將該幀擴充後資料分割成複數個8*8的子區塊； 以所述歸一化係數N對每個所述子區塊進行一歸一化計算程序以各產生一歸一化子區塊，其中，各所述歸一化子區塊內的各個資料數值均介於-128 ~ 127之間； 對各所述歸一化子區塊均進行一離散餘弦變換以各產生一頻域子區塊； 對各所述頻域子區塊均進行一正規化轉換以獲得一正規化頻域子區塊；以及 對各所述正規化頻域子區塊均進行一壓縮程序以產生一壓縮後資料，並將所述壓縮後資料和所述歸一化係數N傳送給該主應用處理器。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之觸控系統，其中，該離散餘弦變換的公式為
    Figure 03_image001
    ，U為一變換係數矩陣，U T為U的轉置矩陣，A為所述的歸一化子區塊，且B為所述的頻域子區塊。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之觸控系統，其中，該正規化轉換的公式為C=round(B/Q)，Q為一正規化矩陣，B/Q代表B的各元素除以Q的對應元素所產生的矩陣，round(B/Q)代表取B/Q的各元素的整數值，C為所述的正規化頻域子區塊，所述正規化矩陣Q 係根據該觸控感測陣列的密度決定，且該壓縮程序包含利用霍夫曼編碼對各所述正規化頻域子區塊進行壓縮。
  10. 一種電子裝置，包括一中央處理單元及一觸控屏，其中，該觸控屏具有如申請專利範圍第6至9項中任一項所述之觸控系統，該中央處理單元係用以與該觸控屏通信以提供一觸控顯示功能，且所述之電子裝置係一智慧型手機或一可攜式電腦。
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