CN104216571A - 一种触摸屏、触摸识别方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种触摸屏、触摸识别方法及装置。所述触摸识别方法包括：对触摸区域进行轴扫描，当检测到至少一个触摸时，记录被隔断扫描光线的扫描轴；将同轴向被隔断扫描光线的扫描轴相交以得到对应一个触摸的交点集；计算各交点集内交点的置信度；基于各交点的置信度对不同轴向且对应同一触摸的交点集进行坐标融合以得到该触摸的位置。所述装置对应包括扫描记录单元、相交单元、计算单元及坐标融合单元。本发明能够更好地识别触摸屏上的有效触摸点。

Description

一种触摸屏、触摸识别方法及装置

技术领域

本发明涉及计算机触控领域，特别涉及一种触摸屏、触摸识别方法及装置。

背景技术

红外触摸屏属于计算机触摸屏，作为一种人性化的输入设备，红外触摸屏具有广阔的发展前景。红外触摸屏因安装简易、易于维护、抗爆性高、可靠性强等优点而被广泛应用在当今设备的各个领域。

红外触摸屏的基本结构，是在一个适合安装的显示表面四周边缘按照一定的顺序安装若干对红外发射和红外接收元件。这些发射和接收元件按照一一对应的方式组成发射接收对，沿着显示表面的边缘构成一个互相垂直的发射接收阵列，在微型计算机***的控制下按照一定的顺序分别接通每一对发射和接收元件，检测每对发射和接收元件之间的红外线是否被隔断，以此来判定是否有触摸事件发生。

现有技术中，一种识别触摸屏上触摸点的方法包括：启动红外触摸屏，按照顺序依次选择接通每对红外发射和接收元件，扫描整个触摸区域；分别记录存贮每一次红外线被隔断时所接通的发射和接收对元件的内部坐标值；根据所记录的上述内部坐标值，将纵横坐标值组合以得到触摸点的坐标值并储存；将所得到的触摸点的坐标值转换为安装所述触摸屏的计算机***所能接收的数据，并通过所述触摸屏的接口传输到所述计算机***之中。其中，被隔断的从发射和接收元件对产生的红外线所产生的存贮数据是为直轴数据，这里。发射和接收元件对指的是在触摸屏横轴方向或纵轴方向相正对的发射元件和接收元件。

在上述触摸屏的结构里，每对红外发射和接收元件发射及接收的光线之间是具有间隙的，加之相邻红外发射和接收元件之间也有间隙，用以检测触摸点是否存在的红外扫描线实际在触摸区域形成栅格状。栅格状的红外扫描线内存在扫描间隙，当触摸点，特别是细小触摸点(比如是未成年人的手指、笔尖等纤细的触点造成的)，存在于所示扫描间隙中，这些触摸点就无法隔断发射和接收元件对之间的红外扫描线从而可能因缺少直轴数据从而无法被检测到触摸的存在。现有技术的扫描环境会导致触摸屏上有效触摸点无法被识别，造成触摸数据的丢失，从而降低设备的使用性能。

发明内容

本发明技术方案所解决的技术问题是：如何更好地识别触摸屏上的有效触摸点。

为了解决上述技术问题，本发明技术方案提供了一种触摸识别方法，包括；

对触摸区域进行轴扫描，当检测到至少一个触摸时，记录被隔断扫描光线的扫描轴；

将同轴向被隔断扫描光线的扫描轴相交以得到对应一个触摸的交点集；

计算各交点集内交点的置信度；

基于各交点的置信度对不同轴向且对应同一触摸的交点集进行坐标融合以得到该触摸的位置。

可选的，所述对触摸区域进行轴扫描包括：

初始化发射元件阵列和接收元件阵列并确定扫描的轴数和偏角；

根据所确定的扫描的轴数和偏角选择接通与发射元件对应的接收元件以进行直轴扫描或离轴扫描。

可选的，所述被隔断扫描光线的扫描轴是通过记录对应触摸的轴向位置获取的。

可选的，所述记录被隔断扫描光线的扫描轴包括记录对应触摸在轴向上的起始位置和终止位置、或记录对应触摸在轴向上的起始位置和宽度、或记录对应触摸在轴向上的宽度和终止位置。

可选的，所述将同轴向被隔断扫描光线的扫描轴相交以得到对应一个触摸的交点集包括：

取所述同轴向被隔断扫描光线的扫描轴的至少一条轴向线；

将所取轴向线的交点作为所述对应一个触摸的交点集内的交点。

可选的，所述交点集内交点的置信度为该交点集内与该交点在所述触摸区域的距离小于或等于第一预设距离的其他交点的数目与该交点的置信度初始化数值之和。

可选的，所述基于各交点的置信度对不同轴向且对应同一触摸的交点集进行坐标融合以得到该触摸的位置包括：

选取交点集内的一个交点，所选取的交点与其置信度及其和其他交点集内交点在所述触摸区域的距离相关；

对不同轴向且对应同一触摸的交点集所选取的交点在所述触摸区域的坐标值进行加权以得到对应触摸的位置，加权所依据的权值为对应交点集所选取交点的置信度。

可选的，所述选取交点集内的一个交点包括：

选取交点集内置信度最高的交点；

当交点集内置信度最高的交点有多个，选取与其他交点集内置信度最高的交点在所述触摸区域距离最近的交点。

可选的，所述不同轴向且对应同一触摸的交点集所选取的交点在所述触摸区域的坐标值是该交点与其交点集内的其他至少一个交点在所述触摸区域的坐标值的平均值，该交点与交点集内的其他至少一个交点在所述触摸区域的距离小于或等于第二预设距离。

可选的，所述对不同轴向且对应同一触摸的交点集所选取的交点在所述触摸区域的坐标值进行加权以得到对应触摸的位置基于如下算式：

$P.k=\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}(\mathrm{Cn}\×\mathrm{Pn}.k)/\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Cn}$

其中：

P为对应触摸；

P.k为对应触摸在k轴向上的坐标值；

Pn为不同轴向且对应同一触摸的交点集里第n个交集所选取的交点，N为所述轴向的数目；

Pn.k为所选取的交点Pn在所述触摸区域的坐标值中在k轴的坐标值；

Cn为所选取的交点Pn的置信度。

为了解决上述技术问题，本发明技术方案还提供了一种触摸识别装置，包括：

扫描记录单元，用于对触摸区域进行轴扫描，当检测到至少一个触摸时，记录被隔断扫描光线的扫描轴；

相交单元，用于将同轴向被隔断扫描光线的扫描轴相交以得到对应一个触摸的交点集；

计算单元，用于计算各交点集内交点的置信度；

坐标融合单元，用于基于各交点的置信度对不同轴向且对应同一触摸的交点集进行坐标融合以得到该触摸的位置。

为了解决上述技术问题，本发明技术方案还提供了一种触摸屏，包括；

触摸区域及微处理器；

所述微处理器包括上述触摸识别装置。

本发明技术方案至少包括如下有益效果：

首先，本发明技术方案是对扫描区域进行多个角度的轴扫描的，包括直轴扫描和离轴扫描：扫描线是从多个角度发射的，即使扫描区域发生的触摸比较细小，也仍能够检测得到，在一定程度上能够解决触摸屏上有效触摸数据丢失的问题；但考虑到触摸屏上的触摸形状在扫描区域上是存在一定面积的，对于那些不易被识别的触摸(比如细小触摸点，即触摸面积很小)，因其面积较小，被隔断的扫描线也不易确定该触摸区域的准确位置；本发明技术方案利用计算扫描线交点的置信度这一技术手段，对获取到的若干条被同一触摸隔断的扫描线的交点集进行不同轴向的坐标融合，大大提高了触摸识别的准确度，能够更为精确地检测发生在扫描区域上的触摸，也进一步提高了触摸数据的有效性，也提高了设备的使用性能。

现有技术中的扫描轴也是具有一定宽度的，这也对扫描线交点的获取及触摸识别的准确度带来一定的困难，本发明技术方案进一步通过寻找扫描轴覆盖扫描区域中心线的方式以提高触摸识别的准确度，使本发明技术方案获取的交点相较于模糊地从扫描线的相交区域获取更为有效，也进一步提升了处理效率。

优选一个交点的置信度为与该交点距离不超过预设距离的其他交点能够进一步控制触摸的实际位置与交点位置的误差为一较小值，保证坐标融合阶段所选取交点的准确度。

优选所选取的交点坐标是与其距离在预设距离范围内的交点坐标的平均值实际也是出于触摸识别准确度的考量。

本发明技术方案使用简易的方法，仅基于轴扫描的信息便可实现触摸识别；逻辑简单，易于实现硬件加速；未改变现有触摸屏的其他结构，具有应用成本极低、适用性广阔的优点，特别是对于一些特殊的应用，比如触摸形式比较特殊(不限于触摸点)，也能够很准确地实现对触摸的检测。

附图说明

图1为一种触摸屏的结构示意图；

图2为图1所示触摸屏使用过程中的第一种状态示意图；

图3为图1所示触摸屏使用过程中的第二种状态示意图；

图4为图1所示触摸屏的第三种状态示意图；

图5为实施例1的一种触摸识别方法的流程示意图；

图6为实施例1的一种触摸识别方法中实现步骤S14的流程示意图；

图7为实施例1中图1所示触摸屏在使用过程中的一种状态示意图；

图8为图7中扫描轴中心线的示意图；

图9为图8的部分M的放大图；

图10为图9中更新后的各交点坐标的示意图；

图11为实施例2的一种触摸识别方法的流程示意图。

具体实施方式

触摸屏的一般结构如下：

如图1所示的一种触摸屏100，所示触摸屏100由安装在触摸区域101周围的发射元件阵列(102a、102b)、接收元件阵列(103a、103b)构成的矩形触摸屏。其中，触摸区域101一般是如计算机显示器、投影机屏幕的显示区域，发射元件和接收元件一一对应而构成发射和接收对。在具体实施过程中，发射元件阵列(102a、102b)安装于发射板(104a、104b)上，发射元件具体为一发射红外扫描光线的发射灯，接收元件阵列(103a、103b)安装于接收板(105a、105b)上，接收元件具体为一接收红外扫描光线的接收灯。

基于图1所示触摸屏的一种触摸识别方法具体为：

通常，上述结构的触摸屏100对触摸区域101进行扫描的扫描方式为直轴扫描，所谓直轴扫描，就是由成对的发射元件和接收元件来发射及接收扫描光线。本申请中定义直轴扫描时的扫描轴是与成对发射元件和接收元件的光轴线方向一致且用以指向扫描光线经历的触摸区域范围的区域。比如图1中，发射元件121和接收元件131成对，发射元件122和接收元件132成对，由于扫描光线实际具有一定宽度，对应发射元件121和接收元件131所产生的光线的扫描轴为107，对应发射元件122和接收元件132所产生的光线的扫描轴为106。

当触摸屏100的触摸区域101上存在至少两个触摸(200、300)时，以图2中的触摸200及触摸300为例，其中，图2是使用中的触摸屏100的一种状态：

若直轴扫描时(假使触摸200及触摸300被有效检测到)，分别在横向和纵向各有至少两对发射元件和接收元件之间的光线被隔断，其中，横向纵向实际是相对的概念，横向即图中的X轴方向，纵向即图中的Y轴方向；在图2中，触摸200将光线L1及光线L3隔断，触摸300将光线L2及光线L4隔断，实际在横向和纵向各有两对发射元件和接收元件之间的光线被隔断。

需要说明的是，本申请所述被触摸隔断的光线是指被触摸完全或部分隔断的光线(在触摸边缘被全部或部分遮挡的扫描光线)，这些扫描光线所形成的扫描数据经去环境光，归一化等数据处理，生成表示扫描光线所对应轴(直轴或离轴)的触摸信息逻辑数据。

继续参考图2，被隔断的光线L1对应的元件对是发射元件a1和接收元件b1，被隔断的光线L2对应的元件对是发射元件a2和接收元件b2，被隔断的光线L3对应的元件对是发射元件a3和接收元件b3，被隔断的光线L4对应的元件对是发射元件a4和接收元件b4，被隔断的光线L1～L4的扫描轴分别是扫描轴108～111。由于发射元件阵列(102a、102b)及接收元件阵列(103a、103b)在触控屏微控制器中以其序号或扫描地址与坐标度量单元的内部坐标系XOY中寻得其位置信息(也即坐标值)，因此，触摸屏微控制器在得到被隔断的光线所对应的横向和纵向的发射元件和接收元件对后将分别得到的是轴向触摸在横向的坐标值或纵向的坐标值。

以将发射元件阵列(102a、102b)及接收元件阵列(103a、103b)的序号为对应发射元件及接收元件在触摸屏微控制器坐标度量单元的内部坐标系XOY的坐标值为例，在图2的扫描过程将会出现四个可能的触摸的位置信息，即图2的触摸200、触摸300、触摸400、触摸500，可知：触摸200、触摸300是真实触摸，触摸400、触摸500是虚假触摸。

采用另一种扫描方式以剔除上述虚假触摸，即离轴扫描。所谓离轴扫描，就是由一对发射元件和接收元件中的发射元件来发射扫描光线，而由另一对发射元件和接收元件中的接收元件来接收扫描光线。同样，在本申请定义离轴扫描时的扫描轴是与成对发射元件和接收元件的光轴线偏离一定角度(以下简称偏角，当然，对于直轴扫描可以认为是偏角为0°的扫描，本申请所提及的偏角的取值大于等于0°)且用以指向扫描光线经历的触摸区域范围的区域，综合所定义的直轴扫描时的扫描轴，可定义轴扫描(包括直轴扫描和离轴扫描)时的扫描轴为与对应光轴线呈偏角且用以指向扫描光线经历的触摸区域范围的区域，当然这里的偏角可以是0°，也可以大于0°。

参见图3离轴扫描过程中的触摸屏100(图3是对图2所示触摸屏的状态进行离轴扫描的示意图)，在以偏角θ的扫描光线对触摸区域进行扫描时，可以很容易地剔除虚假触摸400、500；比如，发射元件123产生的光线L5未被触摸400隔断，光线L5能够被另一发射接收对的接收元件133接收，可判断触摸400为虚假触摸，触摸屏微处理器会对该触摸内部坐标记录进行剔除，图3中，光线L5的扫描轴112与发射元件123所在发射接收元件对的光轴线113的偏角为θ(当然，光线L5的扫描轴112与发射元件123所在发射接收元件对的光轴线114的偏角也为θ)。

在采用离轴扫描对虚假触摸的内部坐标记录进行剔除后，基于真实触摸的内部坐标记录得到该触摸的位置。

但上述触摸识别方法并不完善，图4是一种不能被直轴扫描所检测到触摸的状态：触摸600处于光线L6(扫描轴115)及光线L7(扫描轴116)之间的间隙中(光线L6及光线L7是相邻光轴线方向的扫描光线)且由于触摸600所覆盖的触摸区域比较小，不能完全或部分隔断光线L6及光线L7，此时，触摸屏的微处理器无法通过发射元件和接收元件的序号或扫描地址获知触摸600的内部坐标，使此时触摸屏的触摸数据丢失。从图4可知，上述触摸识别方法无法检测存在于相邻光轴线之间的触摸区域上的触摸。

因此，发明人基于上述分析给出了一种触摸识别方法，能够检测触摸区域发生的包括图4这种情况的触摸。

实施例1

从对图1～图3的描述可知，上述触摸识别方法是用直轴扫描得到轴向触摸的坐标位置，如图2所示，轴向触摸的位置以XOY坐标接收元件阵列为衡量时，对应接收元件b1～b4的序号或扫描地址所对应的XOY坐标上的坐标值。比如接收元件b1～b4所对应的XOY坐标上的坐标值为x1、x2、y1、y2，则其所记录的触摸坐标为：触摸200为(x1，y1)，触摸300为(x2，y2)，触摸400为(x2，y1)，触摸500为(x1，y2)。上述触摸识别方法再用离轴扫描剔除上述虚假触摸400、500，以输出最终记录的触摸位置，即触摸200为(x1，y1)与触摸300为(x2，y2)。

对于如图4所示的一个比较细小的触摸600，因触摸600恰好处于扫描光线L6(对应扫描轴115)和扫描光线L7(对应扫描轴116)之间的间隙内，直轴扫描无法检测到，从而因缺少触摸600的直轴数据而无法给出其触摸位置。但是，发明人发现，若给予离轴扫描，触摸600有被检测到的可能：偏角为δ的离轴扫描光线L8能够被触摸600隔断，从而使触摸600能够被检测到，图4中示意了光线L8的扫描轴117。

但是，也将离轴扫描作为一种检测触摸的方式存在以下问题无法被克服：当直轴扫描无法检测时，仅用离轴扫描检测，即使检测到触摸(如触摸600)，却无法得到触摸在触摸屏微处理器内坐标系(XOY坐标)的定位。

发明人分析，离轴扫描难以定位的原因是由于轴扫描(包括直轴扫描和离轴扫描)时，被隔断的一条扫描光线所定位的触摸位置仅是触摸的轴向位置(所述触摸的轴向位置对应该扫描光线轴向接收元件的在内部坐标系的坐标)，在用直轴扫描所检测的触摸进行定位时，能够直接得到触摸在横向纵向的位置，根据触摸的轴向位置很容易地就能得到真实触摸(也可能是虚假触摸)的位置，离轴扫描所得数据不参与触摸位置的计算。

但利用离轴扫描所得数据计算触摸位置并非显而易见，至少有如下困难：

其一，当触摸屏上同时存在若干触摸时，离轴扫描本身很难实现如直轴扫描那样的直接定位，因为离轴扫描时触摸的轴向位置是非对应的；

其二，触摸于触摸区域是有一定面积考量的，这导致离轴扫描时被隔断的光线可能有若干条，这更增添了离轴扫描进行定位的困难。

本实施例的技术方案是在一个扫描周期内依次对触摸区域进行直轴扫描和离轴扫描，以识别触摸区域上的触摸。

如图5所示的一种触摸识别方法，包括：

步骤S11，对触摸区域进行轴扫描，当检测到至少一个触摸时，记录被隔断扫描光线的扫描轴。

所述轴扫描包括执行一个扫描周期内的直轴扫描与离轴扫描。这里，发明人对直轴扫描与离轴扫描进行重新设置。直轴扫描与离轴扫描均是用于检测触摸、定位触摸的。

在本步骤中，所述对所述对触摸区域进行轴扫描包括：

初始化发射元件阵列和接收元件阵列并确定扫描的轴数和偏角；以及，

根据所确定的扫描的轴数和偏角选择接通与发射元件对应的接收元件以进行直轴扫描或离轴扫描。

在本步骤中，所述被隔断扫描光线的扫描轴是通过记录对应触摸的轴向位置获取的。其中，所述对应触摸的轴向位置指的是所述被隔断扫描光线所对应的接收元件在内部坐标系的坐标位置。被隔断扫描光线的扫描轴所在触摸区域内对于触摸屏的微处理器而言均可能存在触摸，触摸的轴向位置可以作为扫描轴的逻辑数据以指导本实施例对于触摸的位置计算。触摸的轴向位置信息实际是通过将扫描轴数据进行去环境光、归一化等数据处理生成的。

所述对应触摸的轴向位置可以包括对应触摸在该轴上的起始位置和终止位置，也可以包括对应触摸在该轴上的起始位置和宽度，还可以包括对应触摸在该轴上的宽度和终止位置。以图4的扫描轴117为例，扫描轴117中，所述触摸在X轴上的起始位置为q1，触摸在X轴上的终止位置为q2，触摸在X轴上的宽度为s。扫描轴117的逻辑数据的表达形式可以为(q1，q2)，也可以为(q1，s)，还可以为(s，q2)，其他扫描轴的逻辑数据表达形式则类似。

进一步对所述被隔断扫描光线的扫描轴的特征进行描述：

由于扫描光线是具有一定宽度的，被隔断扫描光线的扫描轴所在触摸区域为一平行四边形区域。与上述扫描轴的逻辑数据相一致以定义该平行四边形区域，该平行四边形区域的底边位置为对应触摸的轴向位置，侧边与底边的角度对应所述被隔断扫描光线的偏角。以图4中的扫描轴117为例，扫描轴117的平行四边形区域为118，平行四边形区域118的底边是以扫描轴117上对应触摸600的轴向位置定义的，比如，底边的在X轴上的起始位置为q1，X轴上的终止位置为q2，平行四边形区域118的侧边与底边的角度对应被隔断扫描光线的偏角δ，比如图4中，平行四边形区域118的侧边与底边的角度为

步骤S12，将同轴向被隔断扫描光线的扫描轴相交以得到对应一个触摸的交点集。

在本步骤中，发明人考虑到，由于离轴扫描得到的对应触摸的轴向位置难以用于计算真实触摸实际的位置；但换种思路，发明人发现利用对应触摸的轴向位置得到对应扫描轴的逻辑数据(见步骤S12的相关内容)则或许能够用于计算真实触摸。

但是，不同于简单的将对应同一触摸的扫描轴相交：仅简单将扫描轴相交以得到真实触摸位置并不容易实现，因为扫描轴是一个区域概念，两条扫描轴相交理论上就会有无数交点；加之，对应面积较大的触摸或比较细长的触摸能够同时隔断若干条扫描光线，使得交点数目众多，难以定位。

为了克服交点数据众多的问题以便于后续处理，可以采用在扫描轴所在区域设置轴向线的方式，轴向线沿扫描轴的轴向选择，可以是将扫描轴所在区域三等分，也可以是二等分，既可以提高定位准确性，剔除不需要的众多交点，也能够简化运算，当然，如果不考虑简化运算的目的，轴向线也可以不限于一条，例如可以为两条、三条或更多。

具体地，本实施例给出一种更为具体的获取交点集的方案：

所述将同轴向被隔断扫描光线的扫描轴相交以得到对应一个触摸的交点集包括：

取所述同轴向被隔断扫描光线的扫描轴的轴向中心线；以及，

将所取轴向中心线的交点作为所述对应一个触摸的交点集内的交点。

本步骤的目的是先求得所述若干交点并将这些交点构成用以后续处理的交点集，这些交点集均是对应同一触摸的；本步骤还涉及判断哪些交点是对应同一触摸以构成一个交点集，这种判断方式可以是以相近的交点，即符合一定距离范围的交点作为对应同一触摸的交点，也可以是以扫描光线偏角及对应接收元件阵列的坐标位置综合考量作为判断标准。

步骤S13，计算各交点集内交点的置信度。

在本步骤中，引入了置信度的概念。

从广义上讲，置信指的是正确的概率，置信度是评价这个概率的一种度量，表示某一事件的可靠程度。在本发明技术方案中，置信度被定义为一个用来衡量触摸实际位置和对应该触摸的交点集内交点的匹配程度的度量。

发明人从交点均与其对应的触摸位置相关的角度考量，认为所述交点集内交点的置信度是与该交点集内的其他交点数目相关的。

更为具体的，交点集内交点的置信度在本实施例中定义为该交点集内的其他至少一个交点的数目，该交点与交点集内的其他至少一个交点在所述触摸区域的距离小于或等于第一预设距离，所述第一预设距离的具体取值与触摸屏微处理器的控制精度相关，微处理器的控制精度是与发射元件与接收元件阵列的排列宽度、扫描光线宽度(即扫描轴宽度)、发射灯之间或接收灯之间的距离等因素是有一定关联的，其实际考量可根据处理器的精度要求及衡量物理量作变化，本发明技术方案并不对此作其他限制。

由于触摸的实际位置相当于其面积比较中心的一点于所述触摸区域的位置，发明人设计置信度较高的交点应该在以该交点为中心、第一预设距离为半径的圆形区域内涵盖了尽可能多的其他交点，如此，该交点的置信度应该是较高的。为了评价置信度的高低，发明人使用了被涵盖的其他交点的数目与交点置信度的初始化数值(比如默认每个交点的置信度的初始值为1)之和作为该交点的置信度值；当然，用其他标准评价交点的置信度也是可以的，比如被涵盖的其他交点的数目与交点集内全部交点数目的比例等。触摸实际位置和对应该触摸的交点集内交点的置信度越高，该交点的圆形区域内便涵盖了尽可能多的其他交点。

步骤S14，基于各交点的置信度对不同轴向且对应同一触摸的交点集进行坐标融合以得到该触摸的位置。

本步骤是对对应同一触摸的不同轴向的交点集进行融合以求得该触摸在不同轴向的坐标值。

可以理解的是，本步骤并未限定触摸区域包含的轴向数目，因为在如图1～图4所示的一般结构的触摸屏的触摸区域是二维的，包括横轴(X轴)向及纵轴(Y轴)向；但也有触摸区域是三维的情况，包括X轴向、Y轴向及Z轴向。因此，本发明技术方案不限于触摸区域是二维平面的还是三维空间的，均可适用。

进一步地，参见图6，所述基于各交点的置信度对不同轴向且对应同一触摸的交点集进行坐标融合以得到该触摸的位置包括：

步骤S140，选取交点集内的一个交点，所选取的交点与其置信度及其和其他交点集内交点在所述触摸区域距离相关。

步骤S140是对各交点集选取一个可靠性高的交点进行坐标融合。所谓坐标融合，是将设备微处理器所得的交点的内部坐标进行内部换算以得到交点所对应的触摸位置。并且，各交点集中可靠性高的交点不仅仅是限于置信度的衡量，出于不同轴向相近交点(这里的交点是指被每个交点集被选取的交点)所对应触摸实际位置较为准确可靠的考虑，不同轴向交点之间距离的衡量也是一个重要因素。

步骤S140中，优先选择交点集内置信度最高的交点，当一个交点集内有至少两个置信度最高的交点时，考虑所述至少两个置信度最高的交点与不同轴向的其他交点的距离，选择该距离最小者作为可靠性最高的交点而被选取。

基于上述，优选的，步骤S140中所述的选取交点集内的一个交点包括：

选取交点集内置信度最高的交点；

当交点集内置信度最高的交点有多个，选取与其他交点集内置信度最高的交点在所述触摸区域距离最近的交点。

步骤S141，对不同轴向且对应同一触摸的交点集所选取的交点在所述触摸区域的坐标值进行加权以得到对应触摸的位置，加权所依据的权值为对应交点集所选取交点的置信度。

步骤S141中，所述对不同轴向且对应同一触摸的交点集所选取的交点在所述触摸区域的坐标值进行加权以得到对应触摸的位置基于如下算式:

$P.k=\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}(\mathrm{Cn}\×\mathrm{Pn}.k)/\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Cn}---\left(1\right)$

算式(1)中：

P为对应触摸；

P.k为对应触摸在k轴向上的坐标值；

Pn为不同轴向且对应同一触摸的交点集里第n个交点集所选取的交点，N为所述轴向的数目；

Pn.k为所选取的交点Pn在所述触摸区域的坐标值中在k轴的坐标值；

Cn为所选取的交点Pn的置信度。

当然，对于如图1～图4所示触摸屏的二维触摸区域(此时N=2，包括X轴及Y轴)，算式(1)具体为：

P.x=(C1×P1.x+C2×P2.x)/(C1+C2)(2)

P.y=(C1×P1.y+C2×P2.y)/(C1+C2)(3)

算式(2)、(3)中：

P为对应触摸；

P.x为对应触摸P在x轴向上的坐标值，P.y为对应触摸P在y轴向上的坐标值；

P1为X轴向对应触摸P的交点集里所选取的交点，P2为Y轴向对应触摸P的交点集里所选取的交点；

P1.x、P1.y为所选取的交点P1在所述触摸区域的坐标值(内部坐标值)，P2.x、P2.y为所选取的交点P2在所述触摸区域的坐标值(内部坐标值)；

C1、C2分别为所选取的交点P1及P2的置信度。

对于三维触摸区域(此时N=3，包括X轴、Y轴及Z轴)，算式(1)具体为：

P.x=(C1×P1.x+C2×P2.x+C3×P3.x)/(C1+C2+C3)(4)

P.y=(C1×P1.y+C2×P2.y+C3×P3.y)/(C1+C2+C3)(5)

P.z=(C1×P1.z+C2×P2.z+C3×P3.z)/(C1+C2+C3)(6)

算式(4)～(6)中：

P为对应触摸；

P.x为对应触摸P在x轴向上的坐标值，P.y为对应触摸P在y轴向上的坐标值，P.z为对应触摸P在y轴向上的坐标值；

P1为X轴向对应触摸P的交点集里所选取的交点，P2为Y轴向对应触摸P的交点集里所选取的交点，P3为z轴向对应触摸P的交点集里所选取的交点；

P1.x、P1.y、P1.z为所选取的交点P1在所述触摸区域的坐标值(内部坐标值)，P2.x、P2.y、P2.z为所选取的交点P2在所述触摸区域的坐标值(内部坐标值)，P3.x、P3.y、P3.z为所选取的交点P3在所述触摸区域的坐标值(内部坐标值)；

C1、C2、C3分别为所选取的交点P1、P2及P3的置信度。

需要进一步指出的是，在对不同交点集内交点进行坐标融合时，还可以对上述交点进行坐标更新以提高所得触摸位置的可靠性与准确性。这个更新过程可以是在步骤S13计算各交点置信度的过程中：将各交点集内交点与该交点集内的其他至少一个交点在所述触摸区域的坐标值的平均值作为该交点的更新坐标，该交点与交点集内的其他至少一个交点在所述触摸区域的距离小于或等于第二预设距离。其中，所述第二预设距离的具体设置可参考关于第一预设距离的描述，第二预设距离理论上比第一预设距离小，但根据实际情况的误差，可以不考虑第二预设距离的理论取值而根据最后取得的坐标融合的效果调整第二预设距离的数值，或者，直接将第二预设距离等于第一预设距离。

不同于在步骤S13计算各交点置信度的过程中对交点坐标进行更新，考虑到交点更新数据的有用性及提高数据处理效率，还可以是在步骤S140的选取完成之后仅对被选取的交点进行坐标更新，而不对交点集内未处理的其他交点进行更新：将各交点集内被选取的交点与该交点集内的其他至少一个交点在所述触摸区域的坐标值的平均值作为被选取交点的更新坐标，该交点与交点集内的其他至少一个交点在所述触摸区域的距离小于或等于第二预设距离，所述第二预设距离也可以设置等于第一预设距离。如此，所述不同轴向且对应同一触摸的交点集所选取的交点在所述触摸区域的坐标值是该交点与其交点集内的其他至少一个交点在所述触摸区域的坐标值的平均值。代入式(1)，也即式(2)、(3)或式(4)～(6)的各交点的坐标是更新后的坐标。

为了更为清楚地说明本实施例的技术方案，下面介绍本实施例应用过程：

图7所示触摸屏200应用了本实施例的触摸识别方法，其硬件结构与图1所示触摸屏可以一致：触摸屏200由安装在触摸区域201周围的发射元件阵列(202a、202b)、接收元件阵列(203a、203b)构成的矩形触摸屏。

触摸204是一个细小的触摸，直轴扫描无法检测到触摸204(可以参考与图4有关的论述)，对触摸204进行离轴扫描以检测该触摸。

在进行步骤S11后，记录被隔断扫描光线的扫描轴为X轴方向上的扫描轴208、209，Y轴方向上的扫描轴205～207。

选取扫描轴205～207、扫描轴208、209的中心线，参见图8。图8仅示意了扫描轴的中心线：图9是对图8中的M部分进行放大形成的示意图，从图9可知，步骤S12后，得到对应触摸204的X轴上的交点集内有交点o1，Y轴上的交点集内有交点o2～o4。

得到交点集后则继续进行步骤S13：计算交点o1～o4的置信度。

在本应用过程中，在步骤S13过程中实现对交点o1～o4坐标值的更新。

对照图9，首先计算交点集内交点的置信度，由于X轴上的交点集内仅有一个交点o1，该交点集内没有其他交点，可以默认设置其置信度为1(当然默认设置为0也可)；假使Y轴上的交点集内交点o2～o4之间的距离，交点o2、o3之间的距离满足小于或等于第一预设距离，交点o3、o4之间的距离满足小于或等于第一预设距离，而交点o2及交点o4之间的距离不满足小于或等于第一预设距离，则交点o2～o4的置信度依次为2、3、2(本应用过程的置信度是初始化默认置信度为1的情况下，当然初始化默认设置也可设置置信度为0，但若如此，在进行坐标融合时，作为与加权值有关的置信度则要默认为：将置信度加1作为所述加权值，当初始化默认置信度为0时，则此时交点o2～o4的置信度依次为1、2、1)

当第一预设距离等于第二预设距离时，图10为更新坐标值后的各交点位置示意图。其中，更新后交点o1’位置不变，更新后交点o2’的位置为交点o2与交点o3连线中点，更新后交点o3’的位置为到交点o3、交点o2、交点o4距离相等的位置，更新后交点o4’的位置为交点o4与交点o3连线中点。

根据步骤S14对Y轴上的交点集内交点与X轴上的交点集内交点进行坐标融合。

首先，对各交点集内交点进行选取，以首先选取交点集内置信度最高的交点为例，选取Y轴上的交点集内交点o3’，X轴上的交点集内交点o1’(在本应用过程中，交点集内仅有一个置信度最高的，交点集内若有两个以上的交点的置信度最高且相同，则进一步考虑不同交点集所选取交点之间的距离问题)。

对交点o3’和交点o1’的坐标依照算式(2)和算式(3)进行坐标融合。

此时的算式(2)、(3)中：

P为所输出的对应触摸;

P.x为对应触摸P在X轴向上的坐标值，P.y为对应触摸P在Y轴向上的坐标值；

P1为X轴向对应触摸P的交点集里所选取的交点o1’，，P2为Y轴向对应触摸P的交点集里所选取的交点o3’，；

P1.x、P1.y为所选取的交点o1’在所述触摸区域的坐标值，P2.x、P2.y为所选取的交点o3’在所述触摸区域的坐标值；

C1、C2分别为所选取的交点o1’及o3’的置信度，分别为1及3。

对应上述触摸识别的方法，本实施例还对应地提供了一种触摸识别的装置包括：

扫描记录单元，用于对触摸区域进行轴扫描，当检测到至少一个触摸时，记录被隔断扫描光线的扫描轴；

相交单元，用于将同轴向被隔断扫描光线的扫描轴相交以得到对应一个触摸的交点集；

计算单元，用于计算各交点集内交点的置信度；

坐标融合单元，用于基于各交点的置信度对不同轴向且对应同一触摸的交点集进行坐标融合以得到该触摸的位置。

本实施例中，相交单元可以进一步包括：

获取单元，用于取所述同轴向被隔断扫描光线的扫描轴的至少一条轴向线；

交点获取单元，用于将所取轴向线的交点作为所述对应一个触摸的交点集内的交点。

本实施例中，坐标融合单元可以进一步包括：

选取单元，用于选取交点集内的一个交点，所选取的交点与其置信度及其和其他交点集内交点在所述触摸区域距离相关；

加权单元，用于对不同轴向且对应同一触摸的交点集所选取的交点在所述触摸区域的坐标值进行加权以得到对应触摸的位置，加权所依据的权值为对应交点集所选取交点的置信度。

其中，选取单元还可以包括：

第一子选取单元，用于选取交点集内置信度最高的交点；

第二子选取单元，用于当交点集内置信度最高的交点有多个，选取与其他交点集内置信度最高的交点在所述触摸区域距离最近的交点。

基于上述触摸识别的装置，本实施例可对应一种触摸屏，该触摸屏包括触摸区域及微处理器，所述微处理器包括本实施例的触摸识别装置。

实施例2

实施例1的扫描过程实际是依次进行直轴扫描过程与离轴扫描过程，将二者的扫描结果依实施例1的步骤S11～S14进行。不同于实施例1，本实施例是将直轴扫描与离轴扫描的结果分别处理，提供了另一种触摸识别方法。

如图11所示的一种触摸识别方法，包括：

步骤S20，初始化；

步骤S21，对触摸区域进行轴扫描，当检测到至少一个触摸时，判断所述至少一个触摸所隔断的扫描光线是否存在至少两条扫描光线属于直轴扫描。

步骤S21的目的是在进行完毕一个周期的轴扫描后，判断所检测到的被隔断的扫描光线中是否存在直轴扫描时的扫描光线，其中，一条属于横轴向的直轴扫描光线，另一条属于纵轴向的扫描光线；若存在，表面此时对于触摸为一非细小触摸，从节省功耗及提升处理熟虑的角度，可考虑执行步骤S22～S24，以一般的触摸识别方式进行触摸识别，若不存在被隔断的直轴扫描光线或仅存在一条直轴扫描时的扫描光线，但包括若干不同轴向的被隔断的离轴扫描光线，则尝试执行步骤S25～S29，依实施例1的相关步骤进行触摸识别：

步骤S22，记录被隔断光线所对应发射元件及接收元件对对应的内部坐标值并将所记录的组合以得到若干触摸位置；

步骤S23，对所述若干触摸位置进行离轴扫描以剔除虚假触摸；

步骤S24，将剔除虚假触摸后所得到的触摸位置输出。

关于步骤S22～S24的具体实施过程可参考对于图2的相关论述，此处不再赘述。

步骤S25，记录被隔断扫描光线的扫描轴。

步骤S26，将同轴向被隔断扫描光线的扫描轴相交以得到对应一个触摸的交点集。

步骤S27，计算各交点集内交点的置信度。

步骤S28，基于各交点的置信度对不同轴向且对应同一触摸的交点集进行坐标融合以得到该触摸的位置。

步骤S29，输出所得到的触摸位置。

关于步骤S25～S29的具体实施过程可参考实施例1，此处不再赘述。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (19)

1.一种触摸识别方法，其特征在于，包括：

对触摸区域进行轴扫描，当检测到至少一个触摸时，记录被隔断扫描光线的扫描轴；

将同轴向被隔断扫描光线的扫描轴相交以得到对应一个触摸的交点集；

计算各交点集内交点的置信度；

基于各交点的置信度对不同轴向且对应同一触摸的交点集进行坐标融合以得到该触摸的位置。

2.如权利要求1所述的触摸识别方法，其特征在于，所述对触摸区域进行轴扫描包括：

初始化发射元件阵列和接收元件阵列并确定扫描的轴数和偏角；

根据所确定的扫描的轴数和偏角选择接通与发射元件对应的接收元件以进行直轴扫描或离轴扫描。

3.如权利要求1所述的触摸识别方法，其特征在于，所述被隔断扫描光线的扫描轴是通过记录对应触摸的轴向位置获取的。

4.如权利要求3所述的触摸识别方法，其特征在于，所述记录被隔断扫描光线的扫描轴包括记录对应触摸在轴向上的起始位置和终止位置、或记录对应触摸在轴向上的起始位置和宽度、或记录对应触摸在轴向上的宽度和终止位置。

5.如权利要求1所述的触摸识别方法，其特征在于，所述被隔断扫描光线的扫描轴所在触摸区域为平行四边形区域，该平行四边形区域的底边位置为对应触摸的轴向位置，侧边与底边的角度对应所述被隔断扫描光线的偏角。

6.如权利要求1所述的触摸识别方法，其特征在于，所述将同轴向被隔断扫描光线的扫描轴相交以得到对应一个触摸的交点集包括：

取所述同轴向被隔断扫描光线的扫描轴的至少一条轴向线；

将所取轴向线的交点作为所述对应一个触摸的交点集内的交点。

7.如权利要求6所述的触摸识别方法，其特征在于，所取轴向线为所述被隔断扫描光线的扫描轴的轴向中心线。

8.如权利要求1所述的触摸识别方法，其特征在于，所述交点集内交点的置信度与该交点集内与该交点在所述触摸区域的距离小于或等于第一预设距离的其他交点的数目或所占交点集内全部交点的比例相关。

9.如权利要求1所述的触摸识别方法，其特征在于，所述交点集内交点的置信度为该交点集内与该交点在所述触摸区域的距离小于或等于第一预设距离的其他交点的数目与该交点的置信度初始化数值之和。

10.如权利要求1所述的触摸识别方法，其特征在于，所述基于各交点的置信度对不同轴向且对应同一触摸的交点集进行坐标融合以得到该触摸的位置包括：

选取交点集内的一个交点，所选取的交点与其置信度及其和其他交点集内交点在所述触摸区域的距离相关；

对不同轴向且对应同一触摸的交点集所选取的交点在所述触摸区域的坐标值进行加权以得到对应触摸的位置，加权所依据的权值为对应交点集所选取交点的置信度。

11.如权利要求10所述的触摸识别方法，其特征在于，所述选取交点集内的一个交点包括：

选取交点集内置信度最高的交点；

当交点集内置信度最高的交点有多个，选取与其他交点集内置信度最高的交点在所述触摸区域距离最近的交点。

12.如权利要求10所述的触摸识别方法，其特征在于，所述不同轴向且对应同一触摸的交点集所选取的交点在所述触摸区域的坐标值是该交点与其交点集内的其他至少一个交点在所述触摸区域的坐标值的平均值，该交点与交点集内的其他至少一个交点在所述触摸区域的距离小于或等于第二预设距离。

13.如权利要求10～12任一项所述的触摸识别方法，其特征在于，所述对不同轴向且对应同一触摸的交点集所选取的交点在所述触摸区域的坐标值进行加权以得到对应触摸的位置基于如下算式：

$P.k=\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}(\mathrm{Cn}\×\mathrm{Pn}.k)/\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Cn}$

其中：

P为对应触摸；

P.k为对应触摸在k轴向上的坐标值；

Pn为不同轴向且对应同一触摸的交点集里第n个交集所选取的交点，N为所述轴向的数目；

Pn.k为所选取的交点Pn在所述触摸区域的坐标值中在k轴的坐标值；

Cn为所选取的交点Pn的置信度。

14.一种触摸识别装置，其特征在于，包括：

扫描记录单元，用于对触摸区域进行轴扫描，当检测到至少一个触摸时，记录被隔断扫描光线的扫描轴；

相交单元，用于将同轴向被隔断扫描光线的扫描轴相交以得到对应一个触摸的交点集；

计算单元，用于计算各交点集内交点的置信度；

坐标融合单元，用于基于各交点的置信度对不同轴向且对应同一触摸的交点集进行坐标融合以得到该触摸的位置。

15.如权利要求14所述的触摸识别装置，其特征在于，所述相交单元包括：

获取单元，用于取所述同轴向被隔断扫描光线的扫描轴的至少一条轴向线；

交点获取单元，用于将所取轴向线的交点作为所述对应一个触摸的交点集内的交点。

16.如权利要求14所述的触摸识别装置，其特征在于，所述交点集内交点的置信度为该交点集内与该交点在所述触摸区域的距离小于或等于第一预设距离的其他交点的数目与该交点的置信度初始化数值之和。

17.如权利要求14所述的触摸识别装置，其特征在于，所述坐标融合单元包括：

选取单元，用于选取交点集内的一个交点，所选取的交点与其置信度及其和其他交点集内交点在所述触摸区域距离相关；

加权单元，用于对不同轴向且对应同一触摸的交点集所选取的交点在所述触摸区域的坐标值进行加权以得到对应触摸的位置，加权所依据的权值为对应交点集所选取交点的置信度。

18.如权利要求17所述的触摸识别装置，其特征在于，所述选取单元包括：

第一子选取单元，用于选取交点集内置信度最高的交点；

第二子选取单元，用于当交点集内置信度最高的交点有多个，选取与其他交点集内置信度最高的交点在所述触摸区域距离最近的交点。

19.一种触摸屏，其特征在于，包括：

触摸区域及微处理器；

所述微处理器包括如权利要求14～18任一项所述的触摸识别装置。