CN103257750B - 光学成像触摸屏的触摸识别方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光学成像触摸屏的触摸识别方法，包括：计算放置于触摸屏上的标定触摸物所对应的第一角度和第二角度；设定一个第三角度；将所述摄像头零角度线和第三连线之间的范围，识别为所述第一摄像头的有效范围。此外，还公开了一种光学成像触摸屏的触摸识别装置。本发明通过标定触摸物来确定摄像头有效识别范围的下边界位置（即所述第三角度所确定的范围），将位于所述摄像头零角度线和第三连线之外的触摸物识别为无效，也即在所述下边界之外的触摸物体成像视为无效触摸。这样可准确地剔除掉因触摸屏侧边反光材料的镜面反射所导致的虚像，仅保留真实的触摸物实像，从而避免触摸误判的发生。

Description

光学成像触摸屏的触摸识别方法及装置

技术领域

本发明涉及光学成像触摸屏技术领域，尤其涉及一种光学成像触摸屏的触摸识别方法和一种光学成像触摸屏的触摸识别装置。

背景技术

光学成像触摸屏是一种在屏幕的两个角上安装摄像头（例如红外摄像头），通过触摸物在两个摄像头中的位置信息来计算得出触摸点位置的触摸屏。光学成像触摸屏为左右上角各有一个摄像头。如果有触摸物体进入触摸区域挡住部分进入摄像头的光线，则摄像头可以根据被挡住部分所在的像素位置来算出角度，然后通过左右两个角度来求出坐标。

图1为一个摄像头拍到的图像，白色亮条区域为反光材料所在的区域，即有效的触摸区域。当有触摸物体进入时，如图2所示，方框圈住的位置，白色亮条出现的断点（一块暗区）就是被触摸物体遮挡的效果。图3为触摸屏上左侧摄像头拍摄到的图像，其中竖线用于分隔标识右侧、底边和左侧反光材料的位置。图4为触摸屏上左侧摄像头拍到的图像对比图，上方图像中没有触摸物，下方图像中有触摸物，从图4中可以看到一个实像和一个虚像（分别由方框标识）。虚像是侧边反光材料形成镜面反射所导致的，在触摸识别过程中，虚像容易被识别成实像（即触摸物），从而导致触摸识别误判。

为解决上述虚像带来的触摸识别误判问题，一般做法是提高识别阈值来区分实像与虚像。一般实像会比虚像更暗，像素灰度上会更低，所以采用提高阈值的方法，可以一定程度上解决实像和虚像的区分问题。但由于在触摸屏上某些区域的实像的灰度往往也不够低，即两者在灰度上存在交集。所以在这种情况下采用提高阈值的做法有可能导致识别不出某些实像。另外，如果某些虚像的灰度较低时，上述做法将把虚像识别为实像。因此，采用目前的做法，在某些情况下仍然无法将实像和虚像完全区分开来，无法避免触摸误判的发生。

发明内容

基于此，本发明提供了一种光学成像触摸屏的触摸识别方法和一种光学成像触摸屏的触摸识别装置。

一种光学成像触摸屏的触摸识别方法，包括以下步骤：

计算放置于触摸屏上的标定触摸物所对应的第一角度和第二角度；其中，所述第一角度为摄像头零角度线与第一连线之间的夹角，所述第二角度为所述摄像头零角度线与第二连线之间的夹角，所述第一连线为第一摄像头拍摄到的所述标定触摸物的实像与所述第一摄像头之间的连线，所述第二连线为所述第一摄像头拍摄到的所述标定触摸物的虚像与所述第一摄像头之间的连线；

设定一个第三角度；其中，所述第三角度的数值介于所述第一角度和所述第二角度之间；

将所述摄像头零角度线和第三连线之间的范围，识别为所述第一摄像头的有效范围；其中，所述第三连线经过所述第一摄像头的位置，与所述摄像头零角度线之间的夹角为所述第三角度，并且介于所述第一连线和所述第二连线之间。

与一般技术相比，本发明光学成像触摸屏的触摸识别方法通过标定触摸物来确定摄像头有效识别范围的下边界位置（即所述第三角度所确定的范围），将位于所述摄像头零角度线和第三连线之外的触摸物识别为无效，也即在所述下边界之外的触摸物体成像视为无效触摸。这样可准确地剔除掉因触摸屏侧边反光材料的镜面反射所导致的虚像，仅保留真实的触摸物实像，从而避免触摸误判的发生。

一种光学成像触摸屏的触摸识别装置，包括计算模块、设定模块和识别模块；

所述计算模块，用于计算放置于触摸屏上的标定触摸物所对应的第一角度和第二角度；其中，所述第一角度为摄像头零角度线与第一连线之间的夹角，所述第二角度为所述摄像头零角度线与第二连线之间的夹角，所述第一连线为第一摄像头拍摄到的所述标定触摸物的实像与所述第一摄像头之间的连线，所述第二连线为所述第一摄像头拍摄到的所述标定触摸物的虚像与所述第一摄像头之间的连线；

所述设定模块，用于设定一个第三角度；其中，所述第三角度的数值介于所述第一角度和所述第二角度之间；

所述识别模块，用于将所述摄像头零角度线和第三连线之间的范围，识别为所述第一摄像头的有效范围；其中，所述第三连线经过所述第一摄像头的位置，与所述摄像头零角度线之间的夹角为所述第三角度，并且介于所述第一连线和所述第二连线之间。

与一般技术相比，本发明光学成像触摸屏的触摸识别装置通过标定触摸物来确定摄像头有效识别范围的下边界位置（即所述第三角度所确定的范围），将位于所述摄像头零角度线和第三连线之外的触摸物识别为无效，也即在所述下边界之外的触摸物体成像视为无效触摸。这样可准确地剔除掉因触摸屏侧边反光材料的镜面反射所导致的虚像，仅保留真实的触摸物实像，从而避免触摸误判的发生。

附图说明

图1为无触摸物时摄像头拍摄图像的示意图；

图2为有触摸物时摄像头拍摄图像的示意图；

图3为摄像头拍摄图像的区域分割示意图；

图4为摄像头拍摄图像的对比示意图；

图5为本发明光学成像触摸屏的触摸识别方法的流程示意图；

图6为触摸屏上实像和虚像的产生示意图；

图7为本发明对实像和虚像的区分示意图；

图8为本发明光学成像触摸屏的触摸识别装置的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及取得的效果，下面结合附图及较佳实施例，对本发明的技术方案，进行清楚和完整的描述。

请参阅图5，为本发明光学成像触摸屏的触摸识别方法的流程示意图。本发明光学成像触摸屏的触摸识别方法，包括以下步骤：

S101计算放置于触摸屏上的标定触摸物所对应的第一角度和第二角度；其中，所述第一角度为摄像头零角度线与第一连线之间的夹角，所述第二角度为所述摄像头零角度线与第二连线之间的夹角，所述第一连线为第一摄像头拍摄到的所述标定触摸物的实像与所述第一摄像头之间的连线，所述第二连线为所述第一摄像头拍摄到的所述标定触摸物的虚像与所述第一摄像头之间的连线；

S102设定一个第三角度；其中，所述第三角度的数值介于所述第一角度和所述第二角度之间；

S103将所述摄像头零角度线和第三连线之间的范围，识别为所述第一摄像头的有效范围；其中，所述第三连线经过所述第一摄像头的位置，与所述摄像头零角度线之间的夹角为所述第三角度，并且介于所述第一连线和所述第二连线之间。

在步骤S101中，所述摄像头零角度线为触摸屏上的第一摄像头与第二摄像头之间的连线。

如图6所示，在摄像头同侧侧边（也即所述第一侧边）反光材料附近放入标定触摸物。也可以在触摸屏的其它位置放置标定触摸物，但要使得摄像头拍摄的图像中要能区分开实像和虚像。

作为其中一个实施例，所述标定触摸物为不透明物体。

标定触摸物由于对光线产生阻挡，使摄像头拍摄到的图像中，白色亮条出现断点。摄像头根据被挡住部分所在的像素位置可算出角度，进而求出其坐标。

作为其中一个实施例，所述标定触摸物放置于触摸屏上距离第一侧边小于或者等于预设长度的位置；其中，所述第一侧边为与顶边相交并且距离所述第一摄像头最小的边，所述顶边为所述第一摄像头和所述第二摄像头所在的边。

例如，所述预设长度为2cm，要能区分得开实像和虚像，即两个像没有连在一起，靠有效范围一侧的为实像，靠侧边外一侧的为虚像。

在步骤S102中，摄像头能拍摄范围的最大角度大约是110°，也有一些其它角度的摄像头。在这种情况下，摄像头的拍摄范围一般会超过触摸屏同侧侧边，而在触摸屏之外往往会因环境亮度变化或者其它因素，而使得摄像头拍摄到的图像中产生断点。另外，更重要的是由于侧边反光材料的镜面反射产生的虚像问题。而如果要排除这种情况，本发明采用寻找摄像头有效识别范围的下边界的方法，即在触摸屏侧边的附近寻找一个下边界，这样就需要确定本发明中的所述第三角度。

作为其中一个实施例，所述在所述第一角度和所述第二角度之间选择一个第三角度的步骤，包括以下步骤：

将所述第一角度和所述第二角度进行求和；

选取所述求和结果的一半，作为所述第三角度。

摄像头拍摄到触摸物的实像和虚像，取两者夹角的中心线作为摄像头有效识别范围的下边界，采用这种做法不仅计算简便，而且准确率有保证。

作为其中一个实施例，所述在所述第一角度和所述第二角度之间选择一个第三角度的步骤，包括以下步骤：

将所述第一角度和所述第二角度进行求和；

选取所述求和结果的一半，作为第五角度；

将所述第五角度与预设角度相加或者相减，作为所述第三角度。

摄像头拍摄到触摸物的实像和虚像，取两者夹角的中心线附近的角度作为摄像头有效识别范围的下边界，例如可以在中心线附近前后2°的范围内选取所述第三角度，采用这种做法不仅计算简便，而且准确率有保证。

在步骤S103中，确定下边界为所述第三角度确定的范围。

优选的，将第四角度大于所述第三角度的待定触摸物识别为无效；其中，所述第四角度为所述摄像头零角度线与第三连线之间的夹角，所述第三连线为所述第一摄像头与所述待定触摸物之间的连线。

可以摄像头零角度线为参考旋转所述第三角度，可采用各种方法对零角度线进行旋转，旋转后得到的下边界在触摸屏侧边附近。计算越精确，工艺越精准，得到的下边界与实际下边界（即触摸屏侧边）的差距越小，从而对虚像的剔除就越准确。

在确定下边界时，除以摄像头零角度线作为参考旋转所述第三角度之外，还可以其它的线作为参考旋转其它相应的角度。除采用上述旋转的方法，也可采用直接设定的方法确定所述下边界。在采用各种方法确定下边界时，只要得到的结果一致，则都属于本发明技术方案所要求保护的范围。

通过对本发明技术方案的实际验证，得出的结果是本发明可很好的解决对虚像的区分。不仅成功保留了实像，而由于虚像往往在本发明确定的下边界之外，因此成功率非常理想。

将摄像头拍摄到的所述下边界之外的触摸图像识别为无效。即下边界向摄像头同侧侧边方向的触摸物体成像被认为无效触摸，如图7所示。

由于触摸屏在实际使用过程中，往往不只有一个触摸点，经常会出现多点触摸的情形。在这种情况下，由于镜面反射产生的虚像也不只有一个。而不同虚像的灰度显然不尽相同，因此仅仅采用提高阈值的方法区分实像和虚像，不能保证将所有虚像进行排除，或者将所有实像都保留。而采用本发明，通过识别触摸物来识别标定位置，利用标定位置与下边界的相对关系来确定下边界位置。将下边界向摄像头同侧侧边的图像视为无效。按区域来划分有效图像区和无效图像区，识别出侧边与底边反光材料的分界处，从而达到避免触摸误判的目的。

与一般技术相比，本发明光学成像触摸屏的触摸识别方法通过标定触摸物来确定摄像头有效识别范围的下边界位置（即所述第三角度所确定的范围），将位于所述摄像头零角度线和第三连线之外的触摸物识别为无效，也即在所述下边界之外的触摸物体成像视为无效触摸。这样可准确地剔除掉因触摸屏侧边反光材料的镜面反射所导致的虚像，仅保留真实的触摸物实像，从而避免触摸误判的发生。

请参阅图8，为本发明光学成像触摸屏的触摸识别装置的结构示意图。本发明光学成像触摸屏的触摸识别装置，包括计算模块201、设定模块202和识别模块203；

所述计算模块201，用于计算放置于触摸屏上的标定触摸物所对应的第一角度和第二角度；其中，所述第一角度为摄像头零角度线与第一连线之间的夹角，所述第二角度为所述摄像头零角度线与第二连线之间的夹角，所述第一连线为第一摄像头拍摄到的所述标定触摸物的实像与所述第一摄像头之间的连线，所述第二连线为所述第一摄像头拍摄到的所述标定触摸物的虚像与所述第一摄像头之间的连线；

所述设定模块202，用于设定一个第三角度；其中，所述第三角度的数值介于所述第一角度和所述第二角度之间；

所述识别模块203，用于将所述摄像头零角度线和第三连线之间的范围，识别为所述第一摄像头的有效范围；其中，所述第三连线经过所述第一摄像头的位置，与所述摄像头零角度线之间的夹角为所述第三角度，并且介于所述第一连线和所述第二连线之间。

所述摄像头零角度线为触摸屏上的第一摄像头与第二摄像头之间的连线。

优选的，所述识别模块203，用于将第四角度大于所述第三角度的待定触摸物识别为无效；其中，所述第四角度为所述摄像头零角度线与第三连线之间的夹角，所述第三连线为所述第一摄像头与所述待定触摸物之间的连线。

作为其中一个实施例，所述标定触摸物为不透明物体。

标定触摸物由于对光线产生阻挡，使摄像头拍摄到的图像中，白色亮条出现断点。摄像头根据被挡住部分所在的像素位置可算出角度，进而求出其坐标。

作为其中一个实施例，所述标定触摸物放置于触摸屏上距离第一侧边小于或者等于预设长度的位置；其中，所述第一侧边为与顶边相交并且距离所述第一摄像头最小的边，所述顶边为所述第一摄像头和所述第二摄像头所在的边。

例如，所述预设长度为2cm，要能区分得开实像和虚像，即两个像没有连在一起，靠有效范围一侧的为实像，靠侧边外一侧的为虚像。

作为其中一个实施例，所述设定模块用于将所述第一角度和所述第二角度进行求和；

以及选取所述求和结果的一半，作为所述第三角度。

摄像头拍摄到触摸物的实像和虚像，取两者夹角的中心线作为摄像头有效识别范围的下边界，采用这种做法不仅计算简便，而且准确率有保证。

作为其中一个实施例，所述设定模块用于将所述第一角度和所述第二角度进行求和；

以及选取所述求和结果的一半，作为第五角度；

以及将所述第五角度与预设角度相加或者相减，作为所述第三角度。

摄像头拍摄到触摸物的实像和虚像，取两者夹角的中心线附近的角度作为摄像头有效识别范围的下边界，例如可以在中心线附近前后2°的范围内选取所述第三角度，采用这种做法不仅计算简便，而且准确率有保证。

与一般技术相比，本发明光学成像触摸屏的触摸识别装置通过标定触摸物来确定摄像头有效识别范围的下边界位置（即所述第三角度所确定的范围），将位于所述摄像头零角度线和第三连线之外的触摸物识别为无效，也即在所述下边界之外的触摸物体成像视为无效触摸。这样可准确地剔除掉因触摸屏侧边反光材料的镜面反射所导致的虚像，仅保留真实的触摸物实像，从而避免触摸误判的发生。

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)

1.一种光学成像触摸屏的触摸识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

计算放置于触摸屏上的标定触摸物所对应的第一角度和第二角度；其中，所述第一角度为摄像头零角度线与第一连线之间的夹角，所述第二角度为所述摄像头零角度线与第二连线之间的夹角，所述第一连线为第一摄像头拍摄到的所述标定触摸物的实像与所述第一摄像头之间的连线，所述第二连线为所述第一摄像头拍摄到的所述标定触摸物的虚像与所述第一摄像头之间的连线；所述摄像头零角度线为触摸屏上的第一摄像头与第二摄像头之间的连线；所述虚像为所述标定触摸物因触摸屏侧边反光材料的镜面反射所产生的图像；

设定一个第三角度；其中，所述第三角度的数值介于所述第一角度和所述第二角度之间；

将所述摄像头零角度线和第三连线之间的范围，识别为所述第一摄像头的有效范围；其中，所述第三连线经过所述第一摄像头的位置，与所述摄像头零角度线之间的夹角为所述第三角度，并且介于所述第一连线和所述第二连线之间。

2.根据权利要求1所述的光学成像触摸屏的触摸识别方法，其特征在于，所述标定触摸物为不透明物体。

3.根据权利要求1所述的光学成像触摸屏的触摸识别方法，其特征在于，所述标定触摸物放置于触摸屏上距离第一侧边小于或者等于预设长度的位置；其中，所述第一侧边为与顶边相交并且距离所述第一摄像头最小的边，所述顶边为所述第一摄像头和所述第二摄像头所在的边。

4.根据权利要求1所述的光学成像触摸屏的触摸识别方法，其特征在于，所述设定一个第三角度的步骤，包括以下步骤：

将所述第一角度和所述第二角度进行求和；

选取所述求和结果的一半，作为所述第三角度。

5.根据权利要求1所述的光学成像触摸屏的触摸识别方法，其特征在于，所述设定一个第三角度的步骤，包括以下步骤：

将所述第一角度和所述第二角度进行求和；

选取所述求和结果的一半，作为第五角度；

将所述第五角度与预设角度相加或者相减，作为所述第三角度。

6.一种光学成像触摸屏的触摸识别装置，其特征在于，包括计算模块、设定模块和识别模块；

所述计算模块，用于计算放置于触摸屏上的标定触摸物所对应的第一角度和第二角度；其中，所述第一角度为摄像头零角度线与第一连线之间的夹角，所述第二角度为所述摄像头零角度线与第二连线之间的夹角，所述第一连线为第一摄像头拍摄到的所述标定触摸物的实像与所述第一摄像头之间的连线，所述第二连线为所述第一摄像头拍摄到的所述标定触摸物的虚像与所述第一摄像头之间的连线；所述摄像头零角度线为触摸屏上的第一摄像头与第二摄像头之间的连线；所述虚像为所述标定触摸物因触摸屏侧边反光材料的镜面反射所产生的图像；

所述设定模块，用于设定一个第三角度；其中，所述第三角度的数值介于所述第一角度和所述第二角度之间；

所述识别模块，用于将所述摄像头零角度线和第三连线之间的范围，识别为所述第一摄像头的有效范围；其中，所述第三连线经过所述第一摄像头的位置，与所述摄像头零角度线之间的夹角为所述第三角度，并且介于所述第一连线和所述第二连线之间。

7.根据权利要求6所述的光学成像触摸屏的触摸识别装置，其特征在于，所述标定触摸物为不透明物体。

8.根据权利要求6所述的光学成像触摸屏的触摸识别装置，其特征在于，所述标定触摸物放置于触摸屏上距离第一侧边小于或者等于预设长度的位置；其中，所述第一侧边为与顶边相交并且距离所述第一摄像头最小的边，所述顶边为所述第一摄像头和所述第二摄像头所在的边。

9.根据权利要求6所述的光学成像触摸屏的触摸识别装置，其特征在于，所述设定模块用于将所述第一角度和所述第二角度进行求和；

以及选取所述求和结果的一半，作为所述第三角度。

10.根据权利要求6所述的光学成像触摸屏的触摸识别装置，其特征在于，所述设定模块用于将所述第一角度和所述第二角度进行求和；

以及选取所述求和结果的一半，作为第五角度；

以及将所述第五角度与预设角度相加或者相减，作为所述第三角度。