CN103246404B - 运动识别的两点触摸轨迹纠正方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了运动识别的两点触摸轨迹纠正方法及装置。该方法包括：获取触摸点运行轨迹当前的有效节点坐标，以及该有效节点的速度方向；以所述有效节点和所述运行轨迹的下一个候选触摸点所在直线为一方向边，判断各个方向边与所述速度方向之间的夹角是否小于阈值R；在小于所述阈值R的方向边中，选择所述夹角最小的方向边对应的候选触摸点作为所述运行轨迹的下一个有效节点。采用本发明，可以通过记录触摸轨迹的速度方向，选择最佳的候选触摸点的方案改进虚拟多点的算法和装置，提高传统触摸的多点操作的准确性，从而给传统红外触摸屏的用户带来更好的触摸体验。

Description

运动识别的两点触摸轨迹纠正方法及装置

技术领域

本发明涉及人机交互技术，特别是涉及运动识别的两点触摸轨迹纠正方法及装置。

背景技术

由于红外触摸屏技术具有适合大屏幕显示设备、体积小、稳定性强、抗光性高以及低成本等有利优势，在大屏幕触摸技术上占据主要市场，普通红外触摸屏通过从侧边发射红外光到对边感应器，通过扫描感应器的光线遮挡情况判断是否触摸，如图1所示，在多点触摸的运动过程中，由于光线遮挡关系，***将获得真实点和业内统称“鬼点”的坐标，将无法准确的捕捉到其中触摸点的真实坐标，从而实现多点触摸的效果较差，对支持多点操作的***上进行图片旋转操作，图片旋转方向和触摸旋转方向相反，其旋转方向相同的失误率可达50％以上，而两手同时划线，线条会出现断线、跳线等现象。

如果用户需要体验更好多点操作效果，现有技术通常使用下列几种方案解决这个问题。一、升级传统触摸设备为新的多点触摸框，利用发射端和接收端一对多的光学原理实现多点触摸技术。二、增加辅助装置，使用第二套定位***，如摄像头校正***，通过两个触摸设备的数据对比，排除鬼点，输出真实点。第一种方案和第二种方案要将己有的产品更换硬件以获取多点的方法较复杂，而且从成本上考虑不符合利益要求。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种运动识别的两点触摸轨迹纠正方法及装置，能够提高传统触摸的多点操作的准确性，而且无需增加额外的硬件投入，节省成本。

一种运动识别的两点触摸轨迹纠正方法，包括：

获取触摸点运行轨迹当前的有效节点坐标，以及该有效节点的速度方向；

以所述有效节点和所述运行轨迹的下一个候选触摸点所在直线为一方向边，判断各个方向边与所述速度方向之间的夹角是否小于阈值R；

在小于所述阈值R的方向边中，选择所述夹角最小的方向边对应的候选触摸点作为所述运行轨迹的下一个有效节点。

相应地，一种运动识别的两点触摸轨迹纠正装置，包括：

运动方向获取单元，用于获取触摸点运行轨迹当前的有效节点坐标，以及该有效节点的速度方向；

与所述运动方向获取单元相连的方向角判断单元，用于以所述有效节点和所述运行轨迹的下一个候选触摸点所在直线为一方向边，判断各个方向边与所述速度方向之间的夹角是否小于阈值R；

与所述方向角判断单元相连的有效点选取单元，用于在小于所述阈值R的方向边中，选择所述夹角最小的方向边对应的候选触摸点作为所述运行轨迹的下一个有效节点。

实施本发明，具有如下有益效果：

本发明无需增加额外的硬件投入，通过触摸点运行轨迹的速度方向判断下一个候选触摸点的速度方向，从而选择下一个真实有效的触摸节点。由于本发明是通过触摸点运行过程中的速度方向进行有效节点的判断，比起其他软件算法，更能够提高传统触摸的多点操作的准确性，给传统红外触摸屏的用户带来更好的触摸体验。

附图说明

图1为鬼点的产生原理图；

图2为本发明运动识别的两点触摸轨迹纠正方法的流程图；

图3为本发明运动识别的两点触摸轨迹纠正方法的实施例示意图；

图4为本发明运动识别的两点触摸轨迹纠正方法的实施例流程图；

图5为本发明运动识别的两点触摸轨迹纠正装置的示意图；

图6为本发明运动识别的两点触摸轨迹纠正装置的实施例示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

图1为鬼点的产生原理图；如图1所示，在多点触摸的运动过程中，由于光线遮挡关系，***将获得真实点和业内统称“鬼点”的坐标，将无法准确的捕捉到其中触摸点的真实坐标，从而实现多点触摸的效果较差，对支持多点操作的***上进行图片旋转操作，图片旋转方向和触摸旋转方向相反，其旋转方向相同的失误率可达50％以上，而两手同时划线，线条会出现断线、跳线等现象。业内较为优选的方式是通过计算当前触摸点和原有的轨迹点集合，通过选取最短距离判断触摸点是否为真实有效的触摸点，但最短距离判断方法在触摸点成水平或垂直线时，不能有效排除鬼点。为了能够进一步提高传统触摸的多点操作的准确性，全方位地排除鬼点，给传统红外触摸屏的用户带来更好的触摸体验。本发明提供了如图2所示的纠正方法，该方法无需增加额外的硬件投入，节省成本。

图2为本发明运动识别的两点触摸轨迹纠正方法的流程图，包括：

S101：获取触摸点运行轨迹当前的有效节点坐标，以及该有效节点的速度方向；

S102：以所述有效节点和所述运行轨迹的下一个候选触摸点所在直线为一方向边，判断各个方向边与所述速度方向之间的夹角是否小于阈值R；

S103：在小于所述阈值R的方向边中，选择所述夹角最小的方向边对应的候选触摸点作为所述运行轨迹的下一个有效节点。

通过获取触摸点运行轨迹La的有效节点坐标，以及当前有效节点的速度方向。由于鬼点是在触摸点运行过程中产生的，静止的触摸点不会产生鬼点，运行轨迹La的起始触摸点也不会产生鬼点，通过所述运行轨迹上记录的相邻两个有效节点，即可获得速度矢量，其中速度矢量包括速度大小以及速度方向。通过起始的速度方向逐步推演，即可逐一选取所述运行轨迹La在运行过程中的各个有效节点。具体地，通过计算出该轨迹运动方向夹角Ra进行判断，所述方向夹角Ra是以当前的有效节点和所述运行轨迹的下一个候选触摸点所在直线为一方向边，各个方向边与所述速度方向之间形成的夹角。预设新速度角度阈值R作为判断是否符合最佳运动方向的差值。判断各个方向夹角Ra与阈值R之间的大小关系，在小于阈值R的各个方向夹角当中，选择具有最小方向夹角的方向边对应的候选触摸点作为所述运行轨迹La的下一个有效节点。

逐步地，将选择的所述下一个有效节点作为当前的有效节点，通过所述具有最小夹角的方向边作为当前的速度方向。随着所述运动轨迹La的延伸，逐一选取真实有效的触摸节点。

本发明仅仅通过触摸点的速度方向，即可判断出运行轨迹的各个真实有效的触摸节点。由于是通过触摸点运行轨迹中的方向夹角Ra进行比较判断的，所以，即使在触摸点成水平或垂直线时，也能有效排除鬼点。进一步提高传统触摸的多点操作的准确性，而且无需增加额外的硬件投入，节省成本。

图3为本发明运动识别的两点触摸轨迹纠正方法的实施例示意图；

图4为本发明运动识别的两点触摸轨迹纠正方法的实施例流程图；

下面结合图3、图4对本发明实施例做进一步的说明。

S201：标记所述运行轨迹的起始触摸点为第一个有效节点；

S202：从第二个有效节点开始，存储所述运行轨迹的各个有效节点的坐标位置，以及相应的速度方向；

S203：获取触摸点运行轨迹当前的有效节点坐标，以及该有效节点的速度方向；

S204：以所述有效节点和所述运行轨迹的下一个候选触摸点所在直线为一方向边，判断各个方向边与所述速度方向之间的夹角是否小于阈值R；

S205：舍弃所述夹角大于阈值R的方向边对应的候选触摸点；

S206：在小于所述阈值R的方向边中，选择所述夹角最小的方向边对应的候选触摸点作为所述运行轨迹的下一个有效节点；

S207：根据所述下一个有效节点的坐标数据，选择与所述运行轨迹的下一个有效节点成对角关系的候选触摸点作为另一运行轨迹的下一个有效节点。

针对普通红外屏在两点触摸的运行过程中出现鬼点的现象，本发明通过识别触摸操作运动时的方向角度的变化来识别真实有效的触摸节点和鬼点，实现稳定的两点操作方案。

对于两点触摸，首选从触摸设备获取原始触摸两点数据{Xa,Ya,Xb,Yb}，形成点坐标数据(Xa,Ya)，(Xb,Yb)，(Xa,Yb)，(Xb,Ya)；然后，按两点坐标与鬼点的对角对称关系进行分组，得到第一组(Xa,Ya)，(Xb,Yb)或第二组(Xa,Yb)，(Xb,Ya)，以减少坐标点全组合识别带来的工作量。最后，采用本发明方法，比较触摸点运行轨迹的方向夹角和当前形成的速度方向，判断下一个候选触摸点，以最小的形成的方向夹角识别下一个真实有效的触摸节点。具体的实施步骤：

标记所述运行轨迹的起始触摸点为第一个有效节点；

从第二个有效节点开始，存储所述运行轨迹的各个有效节点的坐标位置，以及相应的速度方向；

当当前的有效节点与上一个有效节点的坐标位置相同时，将所述上一个有效节点对应的速度方向作为所述当前的有效节点的速度方向。

由于静止触摸点和起始触摸点都不会产生鬼点，故此，可以容易地获得第一个有效节点。从第二个有效节点开始，建立数据表，保存运动轨迹的速度方向。运动轨迹每次计算出真实的有效节点后，使用触摸轨迹La的当前的有效节点坐标跟前一次有效节点坐标求得当前有效节点的速度方向，保存进数据表中，以便于从该数据表中调取或存入各个有效节点的坐标位置和速度方向。对于运行轨迹中的静止点，为避免出现断线或跳线现象，将上一个有效节点对应的速度方向作为所述当前的静止点的速度方向，保证该运行轨迹的延续判断。

如图3所示，本纠正方法针对是两点识别的串点鬼点问题，程序输入触摸点的原始数据(xa,ya,xb,yb)，在数据解析模块解析分解为真实触摸点A(xa,ya)、B(xb,yb)和鬼点A’(xa,yb)、B’(xb,ya)，将真实触摸点坐标A、B和鬼点坐标A’、B’经过初次筛选，分解成两组点坐标数据A、B和A’、B’，分别将点坐标数据A、B、A’、B’作为候选触摸点，读取己有的数据表内存储的当前有效节点的数据，包括当前的有效节点A1坐标以及其速度方向(虚线A2A1)。以所述当前的有效节点A1和所述运行轨迹La的下一个候选触摸点所在直线为一方向边，各个方向边与所述速度方向(虚线A2A1)之间现成的方向夹角(Ra1a，Ra1a’，Ra1b，Ra1b’)，以判断各个方向夹角小于阈值R的候选触摸点作为触摸轨迹La的下一个优选触摸点，舍弃所述夹角大于阈值R的方向边对应的候选触摸点。如果舍弃之后，优选触摸点数量还大于1个，则选择具有方向夹角最小(Ra1a)的方向边(A1A)对应的候选触摸点A作为所述运行轨迹的下一个有效节点，并将该方向边(A1A)作为新的速度方向，以及新的有效节点A的坐标保存进所述运行轨迹La的数据表中。

同理，选择与A成对角关系的候选触摸点B作为另一运行轨迹Lb的下一个有效节点，对角关系可以从横纵坐标均不同于点A的触摸点B，进行识别选取。将己选择结果A、B坐标分别保存进运行轨迹La、Lb的数据表中。节省了运行轨迹Lb的计算过程。

舍弃所述夹角大于阈值R的方向边对应的候选触摸点的方式有多种，可以直接用方向边与速度方向之间的角度偏差值，再取绝对值获得一个大于零的方向夹角，用这个方向夹角与阈值R进行比较，舍弃大于阈值R的方向边对应的候选触摸点。为了便于计算，也可以采用单纯的乘法运算方式进行判断：

计算各个方向边到所述速度方向的角度偏差值；

判断各个角度偏差值的平方值与R²之间的大小，舍弃大于R²的方向边对应的候选触摸点。

优选地，从数据表中取A2到A1的速度方向的方向角Ra2a1，使用下列方式获得候选方向边L(A1,A)、L(A1,A’)、L(A1,B)、L(A1,B’)与L(A2,A1)对应的角度偏差值的平方值V1、V2、V3、V4，舍弃大于阈值R²的候选方向边：

V1＝(Ra1a-Ra2a1)²

V2＝(Ra1a’-Ra2a1)²

V3＝(Ra1b-Ra2a1)²

V4＝(Ra1b’-Ra2a1)²

通过平方运算，避免了角度偏差值出现负值的情形。如果舍弃之后的候选方向边数量大于1个，例如剩余V1、V2两个平方值，则取最小的值V1对应的候选触摸点A1作为触摸轨迹La的下一个有效节点，并将A1的速度方向和坐标位置保存进触摸轨迹La的数据表中。

再按数据分组模块产生的分组候选坐标关系，将同组B坐标点作为目标输出点，并计算L(B1,B)的运动的速度方向，保存进轨迹Lb的数据表中。

本发明在两点书写效果得到较好改善，基本没有出现串点或跳点。使用微软surface图片查看工具进行图片的旋转操作，图片基本不出现反向跳转等异常现象。对图片进行放大缩小等多点手势操作，基本按期望实现多点操作功能。

图5为本发明运动识别的两点触摸轨迹纠正装置的示意图，包括：

运动方向获取单元，用于获取触摸点运行轨迹当前的有效节点坐标，以及该有效节点的速度方向；

与所述运动方向获取单元相连的方向角判断单元，用于以所述有效节点和所述运行轨迹的下一个候选触摸点所在直线为一方向边，判断各个方向边与所述速度方向之间的夹角是否小于阈值R；

与所述方向角判断单元相连的有效点选取单元，用于在小于所述阈值R的方向边中，选择所述夹角最小的方向边对应的候选触摸点作为所述运行轨迹的下一个有效节点。

图5与图2相对应，图中各个单元的运行方式与方法中的相同。

图6为本发明运动识别的两点触摸轨迹纠正装置的实施例示意图。

如图6所示，包括：

与所述有效点选取单元相连的数据分组单元，用于根据所述下一个有效节点的坐标数据，选择与所述运行轨迹的下一个有效节点成对角关系的候选触摸点作为另一运行轨迹的下一个有效节点。

在其中一个实施例当中，包括：与所述运动方向获取单元相连的有效点存储单元，其中，

所述有效点存储单元包括起始点记录单元，用于标记所述运行轨迹的起始触摸点为第一个有效节点；与所述起始点记录单元相连的轨迹记录单元，用于从第二个有效节点开始，存储所述运行轨迹的各个有效节点的坐标位置，以及相应的速度方向；与所述轨迹记录单元相连的不动点处理单元，用于在当前的有效节点与上一个有效节点的坐标位置相同时，将所述上一个有效节点对应的速度方向作为所述当前的有效节点的速度方向。

在其中一个实施例当中，所述方向角判断单元，包括：

触摸点选取单元，用于舍弃所述夹角大于阈值R的方向边对应的候选触摸点。

在另外一个实施例当中，所述方向角判断单元，还包括：

与所述触摸点选取单元相连的偏差计算单元，用于计算各个方向边到所述速度方向的角度偏差值；

与所述偏差计算单元相连的平方比较单元，用于判断各个角度偏差值的平方值与R²之间的大小，舍弃大于R²的方向边对应的候选触摸点。

图6与图4相对应，图中各个单元的运行方式与方法中的相同。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种运动识别的两点触摸轨迹纠正方法，其特征在于，包括：

获取触摸点运行轨迹当前的有效节点坐标，以及该有效节点的速度方向；

以所述有效节点和所述运行轨迹的下一个候选触摸点所在直线为一方向边，判断各个方向边与所述速度方向之间的夹角是否小于阈值R；

在小于所述阈值R的方向边中，选择所述夹角最小的方向边对应的候选触摸点作为所述运行轨迹的下一个有效节点。

2.根据权利要求1所述的运动识别的两点触摸轨迹纠正方法，其特征在于，选择所述夹角最小的方向边对应的候选触摸点作为所述运行轨迹的下一个有效节点的步骤之后，包括：

根据所述下一个有效节点的坐标数据，选择与所述运行轨迹的下一个有效节点成对角关系的候选触摸点作为另一运行轨迹的下一个有效节点。

3.根据权利要求1或2所述的运动识别的两点触摸轨迹纠正方法，其特征在于，获取触摸点运行轨迹当前的有效节点坐标的步骤之前，包括：

标记所述运行轨迹的起始触摸点为第一个有效节点；

从第二个有效节点开始，存储所述运行轨迹的各个有效节点的坐标位置，以及相应的速度方向；

当当前的有效节点与上一个有效节点的坐标位置相同时，将所述上一个有效节点对应的速度方向作为所述当前的有效节点的速度方向。

4.根据权利要求1或2任一项所述的运动识别的两点触摸轨迹纠正方法，其特征在于，判断各个方向边与所述速度方向之间的夹角小于阈值R的步骤，还包括：

舍弃所述夹角大于阈值R的方向边对应的候选触摸点。

5.根据权利要求4所述的运动识别的两点触摸轨迹纠正方法，其特征在于，舍弃所述夹角大于阈值R的方向边对应的候选触摸点的步骤，包括：

计算各个方向边到所述速度方向的角度偏差值；

判断各个角度偏差值的平方值与R²之间的大小，舍弃大于R²的方向边对应的候选触摸点。

6.一种运动识别的两点触摸轨迹纠正装置，其特征在于，包括：

运动方向获取单元，用于获取触摸点运行轨迹当前的有效节点坐标，以及该有效节点的速度方向；

与所述运动方向获取单元相连的方向角判断单元，用于以所述有效节点和所述运行轨迹的下一个候选触摸点所在直线为一方向边，判断各个方向边与所述速度方向之间的夹角是否小于阈值R；

与所述方向角判断单元相连的有效点选取单元，用于在小于所述阈值R的方向边中，选择所述夹角最小的方向边对应的候选触摸点作为所述运行轨迹的下一个有效节点。

7.根据权利要求6所述的运动识别的两点触摸轨迹纠正装置，其特征在于，包括：

与所述有效点选取单元相连的数据分组单元，用于根据所述下一个有效节点的坐标数据，选择与所述运行轨迹的下一个有效节点成对角关系的候选触摸点作为另一运行轨迹的下一个有效节点。

8.根据权利要求6或7所述的运动识别的两点触摸轨迹纠正装置，其特征在于，包括：与所述运动方向获取单元相连的有效点存储单元，其中，

所述有效点存储单元包括起始点记录单元，用于标记所述运行轨迹的起始触摸点为第一个有效节点；与所述起始点记录单元相连的轨迹记录单元，用于从第二个有效节点开始，存储所述运行轨迹的各个有效节点的坐标位置，以及相应的速度方向；与所述轨迹记录单元相连的不动点处理单元，用于在当前的有效节点与上一个有效节点的坐标位置相同时，将所述上一个有效节点对应的速度方向作为所述当前的有效节点的速度方向。

9.根据权利要求6或7任一项所述的运动识别的两点触摸轨迹纠正装置，其特征在于，所述方向角判断单元，包括：

触摸点选取单元，用于舍弃所述夹角大于阈值R的方向边对应的候选触摸点。

10.根据权利要求9所述的运动识别的两点触摸轨迹纠正装置，其特征在于，所述方向角判断单元，还包括：

与所述触摸点选取单元相连的偏差计算单元，用于计算各个方向边到所述速度方向的角度偏差值；

与所述偏差计算单元相连的平方比较单元，用于判断各个角度偏差值的平方值与R²之间的大小，舍弃大于R²的方向边对应的候选触摸点。