觸控板的手勢識別方法與手勢識別裝置的製作方法
2023-06-21 08:08:21 2
專利名稱：觸控板的手勢識別方法與手勢識別裝置的製作方法
技術領域：
本發明是關於一種手勢識別方法與手勢識別裝置，特別是關於一種根據觸控板中被觸碰的傳感器的數量來識別一手勢的手勢識別方法與手勢識別裝置。
背景技術：
觸控板是一種可供手指在平滑的面板上滑動以控制光標移動的輸入裝置，觸控板的厚度非常薄，因此常使用於筆記本計算機、手機、PDA或其它電子裝置中，由於其原理並非如滑鼠或鍵盤一般的機械式設計，所以在維護上非常簡便，隨著現代電子產品日益輕薄化的設計趨勢，觸控板做為一種輸入裝置的應用也更為普及。觸控板的原理為利用其上的傳感器以感應使用者手指碰觸在觸控板上的位置與數目，並產生與其對應的感測值，手勢識別裝置則根據該感測值識別使用者的手勢以執行一相對應的操作，例如移動光標、開啟文件等。請參照圖1，圖1為現有技術中觸控板根據觸控板中各區域傳感器被觸碰情形以產生相對應感測值的示意圖，如圖1所示，在一第一空間軸方向上(在此定義為X軸)，觸控板設置有多個傳感器，以電容式觸控板為例來說，每一傳感器會感測電容兩端的電壓差，以產生相對應的感測值，依據被觸碰的情況，各個傳感器產生相對應的感測值，其大小各有不同，現有技術中是根據這些感測值分布所產生的峰值(Peak)來決定碰觸到觸控板的手指數目及手勢，以判斷使用者所欲進行的動作，如圖1中虛線橢圓A所示，其出現一個峰值，故可判斷觸控板上的對應處有一個觸碰點，而虛線橢圓B處則是另一個觸碰點，若是有兩個觸碰點同時存在，則代表同時有兩隻手指觸碰觸控板。現有技術常以觸碰到觸控板的手指數目來判斷使用者的手勢，不同的手勢對應到使用者不同的觸控操作，舉例來說，若判斷使用者使用第一手勢，則當使用者移動觸碰點時，系統會做出移動屏幕上光標的動作；而若觸控板判斷使用者使用第二手勢，則當使用者移動觸碰點時，系統則會做出捲動窗口的動作， 故使用者便可以在同一觸控板上使用不同手勢完成不同的功能操作。上述現有技術具有若干缺點，舉例來說，每個使用者手指粗細不同，按壓時的力也不相同，當觸碰點太過接近時，例如小孩以兩根手指觸碰觸控板時，會如圖1中虛線橢圓B 所示，由於傳感器產生相對應的感測值峰值太過靠近，手勢識別裝置的判斷機制有可能會出錯而將上述由兩根手指產生的感測值誤判為由單根手指所產生。因此，如何提供一種觸控板手勢識別方法與識別裝置以更準確及有效率判斷使用者在觸控板上的手勢是使得觸控板的應用是否能更便利的關鍵之一。
發明內容
針對上述問題，本發明的目的在於提供一種觸控板的手勢識別方法與手勢識別裝置，其是根據觸控板被觸碰的傳感器的數量來識別手勢，以產生與手勢相對應的操作。為達成上述目的，本發明揭露一種手勢識別方法，應用於一觸控板，觸控板設置有多個傳感器，用以根據一觸控操作產生多個感測值，識別方法包含有提供第一及第二參考值；判斷這些感測值超過一臨界值的數目，以產生計數值；當計數值大於第一參考值且小於第二參考值時，則決定觸控操作為第一手勢；以及當計數值大於第二參考值，則決定觸控操作為第二手勢。本發明另提出一種手勢識別裝置，應用於一觸控板，觸控板設置有多個傳感器，用以根據一觸控操作產生多個感測值，識別裝置包含有一儲存單元，用以儲存第一參考值、 第二參考值及一臨界值；一判斷單元，用以判斷這些感測值超過臨界值的數目，以產生計數值；以及一決定單元，用以決定觸控操作所對應的手勢，當計數值大於第一參考值且小於第二參考值時，決定單元則決定觸控操作為第一手勢，當計數值大於第二參考值，決定單元則決定觸控操作為第二手勢。本發明的有益技術效果是通過根據觸控板上感測到被觸碰的傳感器數目來判斷手勢，可以更精確的反應使用者在觸控板上所使用的手勢，避免現有技術中因使用者手指粗細不同或兩指按壓太過靠近所引起的誤判，在設計時的判斷機制上也較容易實施且較有彈性。
圖1為現有技術中觸控板的傳感器感測一觸控操作所產生相對應電信號的示意圖。圖2為本發明手勢識別裝置的一實施例的方塊示意圖。圖3為本發明一實施例中觸控板傳感器感測一觸控操作所產生相對應電信號的示意圖。圖4為本發明手勢識別方法中設定模式的操作流程圖。圖5為本發明手勢識別方法的另一實施例的流程圖。圖6為本發明手勢識別方法使用X軸或Y軸計數值作為手勢判斷依據的流程圖。
具體實施例方式本發明揭露了一種手勢識別方法，其是利用觸控板上被觸碰的傳感器的數目來判斷使用者的手勢。請參考圖2，圖2為本發明手勢識別裝置的一實施例的方塊示意圖，手勢識別裝置200包含有一儲存單元215、一判斷單元220以及一決定單元225。手勢識別裝置 200應用於一觸控板205，觸控板205在X軸方向上具有多個傳感器1 M，用來感測觸控板205在X軸方向上被觸碰的情形以產生一組感測值，觸控板205中在Y軸方向上具有多個傳感器1 N，用來感測觸控板205中Y軸方向上被觸碰的情形以產生另一組感測值。儲存單元215用以儲存判別手勢時所需要用到的各種參數，例如臨界值、第一參考值、第二參考值、及臨界參考值等，其中儲存單元215可以是各種形式的存儲器。判斷單元220則根據 X軸方向上的感測值、Y軸方向上的感測值及儲存單元215中的臨界值來產生一計數值，決定單元225則利用此計數值及儲存單元215中的各項參考值，決定觸控操作所對應的手勢。 以下將通過對應的手勢識別方法及實施例來說明手勢識別裝置200的操作過程。請參考圖3，圖3為一實施例中觸控板傳感器感測觸控板中各區域上是否被觸碰以產生相對應感測值的示意圖，如圖3所示，觸控板205沿著X軸方向設置有13個傳感器， 分別編號為1 13，在一觸控操作中，對應觸控板205中各區域上是否被觸碰，傳感器1 13會產生相對應的感測值。判斷單元220是計數這些感測值中大於臨界值的數目來產生一計數值，如圖3中有3個感測值大於臨界值，故其計數值為3。接著，決定單元225則依據此計數值、第一參考值、第二參考值及臨界參考值來判斷此觸控操作所對應的手勢，若計數值大於第一參考值且小於第二參考值，則決定觸控操作為第一手勢；若計數值大於第二參考值且小於臨界參考值，則決定觸控操作為第二手勢；以及若計數值大於臨界參考值，則判斷為一錯誤操作。舉例來說，可以設定第一參考值為0而第二參考值為2，當計數值大於2 時，判斷此時的觸控操作為第二手勢；若計數值小於2而大於0時，則判斷此時的觸控操作為第一手勢，例如圖3中計數值為3，故決定單元225判斷此觸控操作為第二手勢，其中可通過臨界參考值來防止誤動作或噪聲幹擾，當計數值大於臨界參考值時則判斷此時為錯誤操作而加以忽略，例如圖3中可設定臨界參考值為所有傳感器的總數，亦即13，由於不可能有超過13個傳感器的感測值皆大於臨界值，故若計數值大於13，則判斷為錯誤操作而加以忽略。請注意，第一、第二參考值及臨界參考值的值可由設計者根據實際產品屬性及使用情況決定，例如觸控板尺寸大小、傳感器數目(觸控板靈敏度)等等，本實施例僅為舉例說明，並不以此例為限。本發明的手勢識別裝置及方法可解決現有技術無法解決的問題，首先，手勢識別裝置200直接以觸控板205上有被觸碰的傳感器的數目(即計數值)作為判斷標的，在處理速度上較快，另外，由於直接計算計數值而不是計算峰值數，故不會有因觸碰點太過接近， 例如小孩以兩根手指觸碰觸控板時所造成的誤判問題，以圖3為例，虛線橢圓B代表觸碰點太過接近時傳感器感測到的感測值差異太小，在現有技術中，其峰值數判斷會由於觸碰點太過接近而誤判為1個峰值，故使用者使用多個手指代表的手勢進行操作時卻會被誤判為是單數指代表的手勢，而本發明的方式不去判斷峰值數或觸碰點數目，而僅考慮感測到被觸碰的傳感器數目(即感測值超過臨界值的數目)，來判斷使用者使用的手勢，故能更準確的判斷出手勢的態樣。上述實施例中，手勢的種類可以再增加，例如另設定一第三參考值；若計數值大於第一參考值且小於第二參考值，則識別為第一手勢；若計數值大於該第二參考值且小於第三參考值，則識別為第二手勢；以及若計數值大於第三參考值且小於臨界參考值，則識別為第三手勢。如此一來，可定義的手勢數目就增加到三種，當然，設計者亦可視實際需要設定更多參考值以定義更多手勢應用。本發明的手勢識別方法及裝置中，手勢與第一、第二、第三參考值的定義亦可由手勢識別裝置200執行一設定模式讓使用者自行設定，故本發明的手勢識別方法及裝置可彈性地針對每一使用者手指粗細及按壓習慣來做更正確的判斷。請參考圖4，圖4為本發明手勢識別方法中設定模式的流程圖，其具有以下步驟步驟400 開啟設定模式，以根據使用者使用習慣自行設定相關參數，以作為之後判斷手勢時的依據；步驟405 執行與一觸控操作相對應的手勢，例如單指觸碰或雙指觸碰；步驟410 判斷該手勢是否為可被識別的手勢，若是，繼續執行步驟415 ；若否，則跳回步驟405以重新執行該手勢；步驟415 根據此時觸控板傳感器得到的感測值與臨界值做比對，以獲得與該手勢相對應的計數值；
步驟420 依據計數值產生至少一參考值，並將所產生的參考值儲存至儲存單元 215 中。步驟425 結束設定模式。在設定模式中，可重複進行步驟400 425以進行多個不同手勢的參考值設定。於是，手勢識別裝置200便可根據設定模式的設定結果作為判斷使用者手勢時的判斷標準。請參考圖5，圖5為本發明手勢識別方法另一實施例的流程圖。此實施例中是以三種手勢識別為例來說明本發明的手勢識別方法，其包含以下步驟步驟500 開始手勢識別流程；步驟505 將第一、第二、第三參考值及臨界參考值等參數設為手勢識別裝置中預存的設定值(該預存的設定值可為設計者設定或由使用者自行設定)；步驟510 判斷使用者是否要重新設定這些參數；若是，繼續執行步驟515以執行設定模式；若否，則跳至步驟520進行手勢識別流程；步驟515 重新設定各參數(例如執行上述的設定模式以重新設定第一、第二、第三參考值及臨界參考值等參數)，此步驟可只進行某些參數的設定，亦或重設所有參數；步驟520 使用者進行一觸控操作時，根據感測到的感測值與臨界值做比較，將感測值超過臨界值的數目當作計數值；步驟525 判斷計數值是否大於臨界參考值，若是，跳至步驟550 ；若否，則繼續執行步驟530 ；步驟530 判斷計數值是否小於或等於第一參考值，若是，則判斷觸控板上並無手勢執行，需重新進行判斷流程或重新設定相關參數，跳至步驟510 ；若否，則繼續執行步驟 535 ；步驟535 判斷計數值是否小於第二參考值，若是，跳至步驟555 ；若否，則繼續執行步驟MO ；步驟MO 判斷計數值是否小於第三參考值，若是，跳至步驟560 ；若否，則繼續執行步驟545 ；步驟M5 決定該手勢為第三手勢，跳回步驟510進行下一次的手勢判斷流程；步驟550 決定該手勢為一錯誤操作而不執行動作，重新進行手勢判斷流程，跳回步驟510 ；步驟555 決定該手勢為第一手勢，跳回步驟510進行下一次的手勢判斷流程；步驟560 決定該手勢為第二手勢，跳回步驟510進行下一次的手勢判斷流程。同樣地，此流程可推廣至識別更多手勢，其只需增加更多參數值的設定，在此不再贅述，本實施例僅為舉例說明，並不以此例為限。上述觸控板的手勢識別方法可再擴充至二維平面上，亦即同時將X軸方向上的感測值及Y軸方向上的感測值做為判斷手勢的依據，在X軸方向上的第一傳感器群組會產生多個第一感測值，同樣地，在Y軸方向上的第二傳感器群組會產生多個第二感測值，由於多了一方向上的感測值可供判斷，手勢的識別正確率可再提高。結合兩組感測值作判斷的方式很多，舉例來說，可以採用較簡單的方式而直接根據第一、第二傳感器群組的傳感器數目來決定採用哪一個方向的傳感器群組作為判斷基準使用，例如若X軸上的傳感器數目為13 而Y軸上的傳感器數目為5，則採用X軸上傳感器群組產生的計數值作為判斷依據；反之，若Y軸上的傳感器數目為13而X軸上的傳感器數目為5，則採用Y軸上傳感器群組產生的計數值作為判斷依據；另外，也可以先分別求出X軸與Y軸方向上的計數值後加以比較，選擇計數值較大者作為判斷依據。若採用上述第一種方法(直接比較第一、第二傳感器群組的傳感器數目來決定採用哪一個方向的傳感器群組作為判斷基準)，則其實施方式與前述實施例相似。若採用上述第二種方法(比較第一、第二傳感器群組的傳感器所產生的計數值大小來決定採用哪一個方向的傳感器群組作為判斷基準)，則可另外針對Y軸方向設定一組第四、第五、第六參考值及臨界參考值來判斷手勢，也可以使用上述的設定模式以重新設定第四、第五、第六參考值及臨界參考值等參數，在此不再贅述。請注意，X軸與Y軸方向上的手勢判斷方法雖然相似，但不同方向上的參數設定不一定要相同，必須視實際觸控板尺寸與應用而定，其感測到的計數值也不一定會相同，但最後判斷出的手勢只會有一種。舉例來說，若稱X軸方向上的傳感器群組產生的計數值為X軸方向計數值，Y軸方向上的傳感器群組產生的計數值為Y軸方向計數值，則當X軸方向計數值大於Y軸方向計數值時，便依據X軸方向計數值、X軸方向上的第一、第二、第三參考值及臨界參考值來識別手勢；若X軸方向計數值小於Y軸方向計數值，則依據Y軸方向計數值、第二空間軸方向上的第四、第五、 第六參考值及臨界參考值來識別手勢。請參考圖6，圖6為本發明觸控板手勢識別方法決定使用X軸方向或Y軸方向計數值作為手勢判斷依據的流程圖，其所依循的方法為比較第一、第二傳感器群組的傳感器所產生的計數值大小來決定採用哪一個方向的傳感器群組作為判斷基準，具有以下步驟步驟600 流程開始；步驟605 將X軸方向上多個傳感器的感測值(稱為第一感測值)與臨界值做比較，判斷第一感測值超過臨界值的數目，以產生X軸方向計數值；同樣地，將Y軸方向上多個傳感器的感測值(稱為第二感測值)與臨界值做比較，判斷第二感測值超過臨界值的數目， 以產生Y軸方向計數值；步驟610 判斷X軸方向計數值是否大於Y軸方向計數值，若是，繼續執行步驟 615 ；若否，跳至步驟620 ；步驟615 使用X軸方向計數值、第一、第二、第三參考值及臨界參考值來識別手勢，跳至步驟625 ；步驟620 使用Y軸方向計數值、第四、第五、第六參考值及臨界參考值來識別手勢，執行步驟625 ；步驟625:流程結束。一般來說，使用二維方式來判斷手勢會有較佳的準確度，同時也允許有更高的設計彈性，例如可設計在X軸方向計數值為X而在Y軸方向計數值為y時(此時X不等於y) 的亦對應到某些手勢。但以上所述的，僅為本發明的較佳實施例，當不能以此限定本發明實施的範圍，即依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作的等效變化與修飾，皆屬本發明專利可能涵蓋的範圍。
權利要求
1.一種手勢識別方法，應用於一觸控板，該觸控板設置有多個傳感器，用以根據一觸控操作產生多個感測值，該方法包含有提供一第一參考值、一第二參考值及一臨界值； 判斷這些感測值超過該臨界值的數目，以產生一計數值；當該計數值大於該第一參考值且小於該第二參考值時，則決定該觸控操作為一第一手勢；以及當該計數值大於該第二參考值，則決定該觸控操作為一第二手勢。
2.根據權利要求1所述的手勢識別方法，其特徵在於，另包含有 提供一臨界參考值，其大於該第二參考值；以及當該計數值大於該臨界參考值時，則決定該觸控操作為一錯誤操作。
3.根據權利要求2所述的手勢識別方法，其特徵在於，該臨界參考值是等於該等傳感器的總數。
4.根據權利要求1所述的手勢識別方法，其特徵在於，另包含有 開始一設定模式，以進行該第一手勢的該觸控操作；以及依據該計數值產生該第二參考值。
5.根據權利要求1所述的手勢識別方法，其特徵在於，這些傳感器包含一第一傳感器群組及一第二傳感器群組，該第一傳感器群組用以產生對應於一第一方向上的多個第一感測值，該第二傳感器群組用以產生對應於一第二方向上的多個第二感測值，該方法另包含有當該第一傳感器群組的傳感器數目大於該第二傳感器群組的傳感器數目時，依據這些第一感測值超過該臨界值的數目，產生該計數值。
6.根據權利要求1所述的手勢識別方法，其特徵在於，這些傳感器包含一第一傳感器群組及一第二傳感器群組，該第一傳感器群組用以產生對應於一第一方向上的多個第一感測值，該第二傳感器群組用以產生對應於一第二方向上的多個第二感測值；而產生該計數值的步驟包含有判斷這些第一感測值超過該臨界值的數目，以產生一第一方向計數值； 判斷這些第二感測值超過該臨界值的數目，以產生一第二方向計數值；以及當該第一方向計數值大於該第二方向計數值時，以該第一方向計數值做為該計數值； 當該第一方向計數值小於該第二方向計數值時，以該第二方向計數值做為該計數值。
7.一種手勢識別裝置，應用於一觸控板，該觸控板設置有多個傳感器，用以根據一觸控操作產生多個感測值，該手勢識別裝置包含有一儲存單元，用以儲存一第一參考值、一第二參考值及一臨界值； 一判斷單元，用以判斷這些感測值超過該臨界值的數目，以產生一計數值；以及一決定單元，用以決定該觸控操作所對應的手勢，當該計數值大於該第一參考值且小於該第二參考值時，該決定單元則決定該觸控操作為一第一手勢，當該計數值大於該第二參考值，該決定單元則決定該觸控操作為一第二手勢。
8.根據權利要求7所述的手勢識別裝置，其特徵在於，該儲存單元還儲存一臨界參考值，其大於該第二參考值；當該計數值大於該臨界參考值時，該決定單元則決定該觸控操作為一錯誤操作。
9.根據權利要求8所述的手勢識別方法，其特徵在於，該臨界參考值是等於該等傳感器的總數。
10.根據權利要求7所述的手勢識別裝置，其特徵在於，這些傳感器包含一第一傳感器群組及一第二傳感器群組，該第一傳感器群組用以產生對應於一第一方向上的多個第一感測值，該第二傳感器群組用以產生對應於一第二方向上的多個第二感測值，當該第一傳感器群組的傳感器數目大於該第二傳感器群組的傳感器數目時，該判斷單元依據這些第一感測值超過該臨界值的數目，來產生該計數值。
11.根據權利要求7所述的手勢識別裝置，其特徵在於，這些傳感器包含一第一傳感器群組及一第二傳感器群組，該第一傳感器群組用以產生對應於一第一方向上的多個第一感測值，該第二傳感器群組用以產生對應於一第二方向上的多個第二感測值，該判斷單元還判斷這些第一感測值超過該臨界值的數目，以產生一第一方向計數值，及判斷這些第二感測值超過該臨界值的數目，以產生一第二方向計數值，當該第一方向計數值大於該第二方向計數值時，該判斷單元以該第一方向計數值做為該計數值；當該第一方向計數值小於該第二方向計數值時，該判斷單元以該第二方向計數值做為該計數值。
全文摘要
本發明提供一種手勢識別方法與手勢識別裝置，應用於一觸控板，觸控板設置有多個傳感器，用以根據一觸控操作產生多個感測值，本發明的手勢識別方法包含有提供第一及第二參考值；判斷這些感測值超過一臨界值的數目，以產生一計數值；當該計數值大於該第一參考值且小於該第二參考值時，則決定該觸控操作為一第一手勢；以及當該計數值大於該第二參考值，則決定該觸控操作為一第二手勢。
文檔編號G06F3/041GK102214028SQ20101016112
公開日2011年10月12日 申請日期2010年4月6日 優先權日2010年4月6日
發明者林琮富, 溫照成 申請人:晨星半導體股份有限公司, 晨星軟體研發(深圳)有限公司