一種交互式觸控螢幕的無源板擦識別方法
2023-10-05 09:15:54
專利名稱：一種交互式觸控螢幕的無源板擦識別方法
技術領域：
本發明屬於觸控螢幕識別技術領域，特別是涉及一種交互式觸控螢幕的無源板擦識別方法。
背景技術：
現有技術中，觸控螢幕在輸入信息上是通過識別觸摸物在觸控螢幕上所形成的軌跡，從而識別輸入的信息。對於交互式觸控螢幕幕，傳統方法使用書寫筆和手指等較小的物體作為書寫工具，使用手掌、拳頭等較大的物體作為板擦。這樣的板擦識別方法會帶來不少的書寫幹擾例如書寫者在屏幕上書寫完後，手掌不小心往屏幕上一按，就會把有用的資料擦掉，而且衣袖也可能會無意識的觸碰到屏幕上，被識別成板擦，造成了錯誤的擦除動作。使用軟板擦可以解決這樣的問題，但是，軟板擦只適用於單點書寫，在多點書寫的時候，系統無法識 別出是哪位使用者在使用板擦的功能。這樣的問題極大的影響了交互式觸控螢幕幕的應用與推廣。
發明內容
本發明的一個發明目的在於克服現有技術的缺點與不足，提供一種用於觸控螢幕的針對現有板擦識別等技術存在的上述缺陷，有效提高書板擦識別的交互式觸控螢幕的無源板擦識別方法。為了實現上述發明目的，本發明採用的技術方案如下
一種交互式觸控螢幕的無源板擦識別方法，所述方法具體為
採用三個攝像頭獲取觸控螢幕上的光斑數據和觸摸點坐標數據；
根據各個攝像頭拍攝到光斑的大小、光源與光斑大小的線性關係、觸摸點到攝像頭的距離和觸摸點到觸控螢幕上邊框的距離進行建模，計算出各個攝像頭的識別因子；
根據各個攝像頭的識別因子採用預設的判斷規則，判斷拍攝到的物體的大小是否在設置的範圍內，以及拍攝到的物體是否圓形，所述的判斷規則為將識別因子與預設的閾值進行比較，若在預設的閾值範圍內，則判定輸入物體為板擦，輸出板擦信號，否則，判定為非板擦。優選地，所述三個攝像頭分別設置在觸控螢幕上端的左端、中間、右端三處，其中左、右攝像頭拍攝沮圍為90度，中間攝像頭拍攝沮圍為180度。優選地，所述識別因子的計算方法為
Ti = wi / (1+sl*(exp(_Y~2/(s2)))) * di'(l-s3)
其中，Ti為識別因子，wi為光斑大小，di為觸摸點到攝像頭的距離，Y為觸摸點到屏幕上邊框的距離，l+sl*(eXp(-Y~2/s2))為光源最強處使得光斑增大的倍數，Si取值範圍是0〈sl〈l;S2根據光源的衰減度預先設置，s2取值範圍是-⑴<s2< - ;S3取值範圍是0.8〈s3〈l。優選地，所述觸摸點到攝像頭的距離與觸摸點到觸控螢幕上邊框的距離成線性關係，di= , Y = y，其中di為觸摸點到攝像頭的距離，Y為觸摸點到觸控螢幕上邊框的距離，x、y為觸摸點的坐標，M、11為各個攝像頭的坐標參數。優選地，所述的判斷規則為預設閾值THSj和THLj，其中i = 0, 1,2,3,4, THSj為識別因子Ti的下限，THLj為Ti的上限，其中i=0、l、2分別指代左、中、右的攝像頭
iT0是否大於THSO且小於THLO
iiT1是否大於THSl且小於THLl
ill T2是否大於THS2且小於THL2
iv (T2/T0)是否大於THS3且小於THL3或者(T2/T1)是否大於THS4且小於THL4
其中THLj，THSj為與板擦大小相關的閾值，並且THSj〈 THLj，在本系統中，所述的THLj，THSj值都為經驗值。THLj，THSj是通過多次實驗得出效果比較好的值。 若四個條件都為真，判定觸摸物體為板擦，輸出板擦信號，否則，判定為非板擦。優選地，THLj，THSj取值為 200〈THS0 < 220，400〈THL0 < 450，90〈THS1〈120，200〈THL1 <220,200<THS2<220,400<THL2<450,0. 5<THS3 <0.7,0.9〈THL3〈1. 4，
I.5〈THS4〈1. 7，I. 9<THL4<2. 5
與現有技術相比，本發明具有以下優點
本發明提供的技術方案使到在使用板擦功能時，能夠自然、方便，識別穩定，並且在使用的過程中可以去除衣袖等的幹擾，並且可以不用改動原有的設備結構和材料，成本便宜，不需要額外電源。
圖I為本發明觸控螢幕的結構示意 圖2為本發明觸控螢幕的無源板擦識別方法的流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用於解釋本發明，並不用於限定本發明。如圖I 2所不,在一具體實施例中,本發明的技術方案應用在一種於大尺寸觸控螢幕上，所提到的大尺寸觸控螢幕的觸摸定位裝置如圖I所示，板擦為無源板擦，板擦是一個圓柱體，擦拭表面為圓形，擦拭表面的大小為3. 5 4. 5cm。101、102、103分別是三個定位攝像頭，用於拍攝紅外圖像，分別安裝在屏幕的左上角，中間，右上角，左、右攝像頭拍攝範圍為90度，中間攝像頭拍攝範圍為180度。在本文中，所指光斑指觸摸物體在光學攝像頭中的成像，所指距離指屏幕上觸摸物體到攝像頭的距離。本發明提供一種交互式觸控螢幕的無源板擦識別方法，所述方法具體為
步驟(I)採用三個攝像頭獲取觸控螢幕上的觸摸物的信息，具體包括觸摸物在攝像機上形成的光斑數據和觸摸點在觸控螢幕上的坐標數據；
步驟(2)根據各個攝像頭拍攝到光斑的大小、光源與光斑大小的線性關係、觸摸點到攝像頭的距離和觸摸點到觸控螢幕上邊框的距離進行建模，計算出各個攝像頭的識別因子，具體為
SI分別計算觸摸物體在三個攝像頭的光斑大小W0，wl，w2，觸摸點到屏幕上邊框的距離Y，以及觸摸點到三個攝像頭的距離dO，dl, d2。其中，wO，wl，w2和dO，dl, d2的0、1、2分別表不左、中、右攝像頭；
S2分別計算每一個攝像頭對應的識別因子Ti ,Ti的主要輸入參數為光斑大小wi和觸摸點到攝像頭的距離di，在實驗中發現wi和di呈現一定的線性關係，優化後得到
Ti = wi / (1+sl*(exp(_Y~2/(s2)))) * di'(l-s3)
公式中wi後面，乘號前面部分(l+Sl*(eXp(-Y~2/(S2))))是對光源的建模，由於光源在屏幕上邊緣，所以越靠近上邊緣的地方光線越強，光斑也就越大，l+sl*(eXp(-Y~2/s2)) 為光源最強處使得光斑增大的倍數，Si取值範圍是0〈sl〈l; S2與光源的衰減有關，s2取值範圍是-<s2< °o ;S3取值範圍是0. 8〈s3〈l，其值為經驗值，根據現場實際情況取值，能夠獲得最好的效果；乘號後面部分是對攝像頭建模，一般來說，物體距離攝像頭越遠光斑越小，並呈現一定的關係，簡化後是T = W *D，攝像頭模型還受景深等個因數影響，通過實際參數仿真修正D = D~ (l-s3)。其中，在一個具體的實施例中，Si的最佳值為sl=0. 5，s2的最佳值為28800. 光斑大小表示觸摸物體距離攝像頭的遠近，光斑越大，表示觸摸物體距離攝像頭越近；
光斑越小，表示觸摸物體距離攝像頭越遠；且光斑大小與光源系統和拍攝系統有關，即Ti =wi / (l+sl*(exp(-Y~2/(s2)))) * di~ (l_s3)，對於觸摸物體來說，基本是一個比較穩定的值。其中，如上的步驟(2)中，根據步驟(I)的光斑數據，得到觸摸物體在三個攝像頭的光斑大小wO，wl, w2 ;據觸摸點坐標(x，y)和三個定位攝像頭的位置參數(XO，YO)，(XI，Yl)
，(X2, Y2) ( 0、1、2分別表示左、中、右攝像頭)，計算出觸摸物體在屏幕上的觸摸點到三個
攝像頭的距離dO，dl，d2和觸摸物體距離上邊框的距離，且di=本X-Hf +(j-Yif ,Y = y,
i=0, I, 2。步驟(3)根據各個攝像頭的識別因子採用預設的判斷規則，判斷拍攝到的物體的大小是否在設置的範圍內，以及拍攝到的物體是否圓形，所述的判斷規則為將識別因子與預設的閾值進行比較，若在預設的閾值範圍內，則判定輸入物體為板擦，輸出板擦信號，否貝U，判定為非板擦。具體為根據步驟(2)中計算得到的Ti值計算四個條件的判斷結果THSj和THLj(i = 0，1，2，3,4)，THSj為識別因子Ti的下限，THLj為Ti的上限
iT0是否大於THSO且小於THLO
iiT1是否大於THSl且小於THLl
in T2是否大於THS2且小於THL2
IY (T2/T0)是否大於THS3且小於THL3或者(T2/T1)是否大於THS4且小於THL4
其中i=0, I, 2，3，4 ；THLj, THSj為與板擦大小相關的預設的閾值，並且THSj< THLj ；在本系統中，所述的THLj，THSj值都為預設的值，取值為200〈THS0 < 220，400〈THL0< 450,90<THS1<120,200<THL1 <220,200<THS2<220,400<THL2<450,0. 5<THS3〈0.7，
0.9〈THL3〈1. 4，I. 5〈THS4〈1. 7，I. 9<THL4<2. 5，THLj，THSj 的取值為經驗值，根據現場實際情況取值，能夠獲得最好的效果和最準確的結果。步驟(4)根據步驟(3)計算得到結果判斷，四個條件都為真，判定輸入物體為板擦，輸出板擦信號，否則，判定為非板擦。具體地，上述的的四個條件同時為真時(這4個條件中，第1-3個條件用於判斷拍攝到的物體的大小是否在設置的範圍內；第4個條件判斷拍攝到的物體是否圓形；若這4 個條件符合，則認為拍攝到的物體是版擦)，判定輸入物體為板擦，輸出板擦信號，否則，判定為非板擦。
權利要求
1.一種交互式觸控螢幕的無源板擦識別方法，其特徵在於，所述方法具體為 採用三個攝像頭獲取觸控螢幕上的光斑數據和觸摸點坐標數據； 根據各個攝像頭拍攝到光斑的大小、光源與光斑大小的線性關係、觸摸點到攝像頭的距離和觸摸點到觸控螢幕上邊框的距離進行建模，計算出各個攝像頭的識別因子； 根據各個攝像頭的識別因子採用預設的判斷規則，判斷拍攝到的物體的大小是否在設置的範圍內，以及拍攝到的物體是否圓形，所述的判斷規則為將識別因子與預設的閾值進行比較，若在預設的閾值範圍內，則判定觸摸物體為板擦，輸出板擦信號，否則，判定為非板擦。
2.根據權利要求I所述的交互式觸控螢幕的無源板擦識別方法，其特徵在於，所述三個攝像頭分別設置在觸控螢幕上端的左端、中間、右端三處。
3.根據權利要求2所述的交互式觸控螢幕的無源板擦識別方法，其特徵在於，其中左、右攝像頭拍攝沮圍為90度，中間攝像頭拍攝沮圍為180度。
4.根據權利要求I所述的交互式觸控螢幕的無源板擦識別方法，其特徵在於，所述識別因子的計算方法為Ti = wi / (1+sl*(exp(_Y~2/s2))) * di~(l_s3) 其中，Ti為識別因子，wi為光斑大小，di為觸摸點到攝像頭的距離，Y為觸摸點到屏幕上邊框的距離，l+sl*(eXp(-Y~2/s2))為光源最強處使得光斑增大的倍數，Si取值範圍是0<sl<l;S2與光源的衰減有關，s2取值範圍是<s2〈 - ；s3取值範圍是0. 8〈s3〈l。
5.根據權利要求I所述的交互式觸控螢幕的無源板擦識別方法，其特徵在於，所述觸摸點到攝像頭的距離與觸摸點到觸控螢幕上邊框的距離成線性關係，di=
6.根據權利要求2所述的交互式觸控螢幕的無源板擦識別方法，其特徵在於，所述的判斷規則為預設閾值THSj和THLj，其中J= 0，I, 2，3，4，THSj為識別因子Ti的下限，THLj為Ti的上限，其中i=0、l、2分別指代左、中、右的攝像頭 iT0是否大於THSO且小於THLO iiT1是否大於THSl且小於THLl :I : T2是否大於THS2且小於THL2 ! \ (T2/T0)是否大於THS3且小於THL3或者(T2/T1)是否大於THS4且小於THL4 ； 其中THLj，THSj為根據板擦大小預先設定的閾值，並且THSj〈 THLj ； 若四個條件都為真，判定觸摸物體為板擦，輸出板擦信號，否則，判定為非板擦。
7.根據權利要求6所述的交互式觸控螢幕的無源板擦識別方法，其特徵在於，所述 THLj，THSj，其中 j = 0，1，2，3，4，的取值範圍為 200〈THS0 < 220，400〈THL0 <·450,90<THS1<120,200<THL1 <220,200<THS2<220,400<THL2<450,0. 5<THS3 <0.7，·0. 9〈THL3〈1. 4，I. 5〈THS4〈1. 7，I. 9<THL4<2. 5。
全文摘要
本發明提供一種交互式觸控螢幕的無源板擦識別方法，通過建立對於三個攝像頭與觸摸物之間的關係模型，基於各個攝像頭拍攝到光斑的大小、光源與光斑大小的線性關係、觸摸點到攝像頭的距離和觸摸點到觸控螢幕上邊框的距離進行建模，計算出各個攝像頭的識別因子，通過預設的閾值分析所有識別因子，從而有效的識別出板擦操作。
文檔編號G06F3/042GK102722296SQ20121022933
公開日2012年10月10日 申請日期2012年7月4日 優先權日2012年7月4日
發明者韋金汝 申請人:廣東威創視訊科技股份有限公司