專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于觸摸屏定位的圖像處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及感應(yīng)器的圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于觸摸屏定位的 圖像處理方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的用于觸摸屏定位的圖像處理方法中，多個(gè)圖像感應(yīng)器的連接，有
的為了降低成本，通過(guò)一個(gè)DSP (數(shù)字信息處理器)、MCU (單片機(jī))或FPGA (現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列)與多個(gè)圖像感應(yīng)器連接，多個(gè)圖像感應(yīng)器采用異步拍攝 的方式進(jìn)行拍攝，然后DSP或MCU或FPGA對(duì)所拍攝到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行異 步讀取，但這樣會(huì)造成較大的定位誤差，特別是當(dāng)觸摸物體運(yùn)動(dòng)速度較快的時(shí) 候，例如如果出現(xiàn)兩個(gè)圖像感應(yīng)器拍攝時(shí)間差為ltpt21，其中t是第一個(gè)圖像 感應(yīng)器拍攝的時(shí)間，t2是第二個(gè)圖像感應(yīng)器拍攝的時(shí)間，假設(shè)運(yùn)動(dòng)物體的速度 為v，運(yùn)動(dòng)物體的位置就變化了v，rt21，速度越快，時(shí)間差越大，所計(jì)算的定 位誤差就越大。目前也有通過(guò)給每個(gè)圖像感應(yīng)器配備一個(gè)DSP、 MCU或FPGA， 實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的同步拍攝和同步讀取，但該方法成本很高。
同時(shí)，現(xiàn)有的圖像感應(yīng)器的圖像處理速度受到像素大小的限制，數(shù)據(jù)采集 速度較慢，會(huì)造成在觸摸定位裝置上快速運(yùn)動(dòng)的物體的運(yùn)動(dòng)軌跡容易變形。事 實(shí)上，在觸摸定位中所需用到的有效像素只是很小的一部分，很大一部分的像 素是浪費(fèi)掉的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種成本低、定位精度高且 傳輸速度快的用于觸摸屏定位的圖像處理方法。
本發(fā)明一種用于觸摸屏定位的圖像處理方法的硬件連接為圖像拍攝模塊、 圖像處理模塊、接口模塊和上位機(jī)按照?qǐng)D像數(shù)據(jù)的傳送方向依次連接。其中圖 像處理模塊為一片圖像處理芯片。
本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn) 一種用于觸摸屏定位的圖像處理方法，包
括以下步驟
(1) 圖像處理模塊通過(guò)I2C總線對(duì)圖像拍攝模塊中各個(gè)圖像感應(yīng)器的工 作模式、圖像數(shù)據(jù)讀取區(qū)域與參考信號(hào)時(shí)序的同步關(guān)系以及圖像數(shù)據(jù)的輸出格 式等進(jìn)行初始化設(shè)置；
(2) 圖像拍攝模塊中的多個(gè)圖像感應(yīng)器進(jìn)行同步拍攝，圖像處理模塊對(duì) 圖像拍攝模塊的輸出拍攝區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分時(shí)讀取，分時(shí)讀取時(shí)被讀取部 分為各個(gè)圖像感應(yīng)器對(duì)應(yīng)的有效拍攝區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)；
(3) 圖像處理模塊內(nèi)設(shè)置兩個(gè)存儲(chǔ)量大小均為一幀的存儲(chǔ)區(qū)，其中一個(gè) 存儲(chǔ)區(qū)用于寫(xiě)入圖像數(shù)據(jù)時(shí)，另一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)用于讀出圖像數(shù)據(jù)；兩個(gè)存儲(chǔ)區(qū)交 替變換，原來(lái)用于寫(xiě)入圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)區(qū)在下一幀時(shí)刻用于讀出圖像數(shù)據(jù)，原 來(lái)用于讀出圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)區(qū)在下一幀時(shí)刻用于寫(xiě)入圖像數(shù)據(jù)，寫(xiě)入和讀出同 時(shí)進(jìn)行；
(4) 通過(guò)接口模塊，進(jìn)行圖像處理模塊與上位機(jī)的通信，并確定最終觸 摸點(diǎn)的位置坐標(biāo)。
步驟(2)中所述輸出拍攝區(qū)域?yàn)橛|摸屏邊框和觸摸目標(biāo)在觸摸屏邊框處 形成的像素區(qū)域，圖像拍攝模塊只輸出該區(qū)域內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)，對(duì)其它像素區(qū)域 的圖像數(shù)據(jù)不進(jìn)行輸出。
步驟(2)中所述有效拍攝區(qū)域分布在圖像拍攝模塊的輸出拍攝區(qū)域中不 同的位置，其通過(guò)調(diào)整各圖像感應(yīng)器對(duì)準(zhǔn)垂直觸摸屏不同的位置高度實(shí)現(xiàn)，每 個(gè)圖像感應(yīng)器對(duì)應(yīng)一個(gè)有效拍攝區(qū)域。
所述圖像處理模塊為一個(gè)DSP或MCU，對(duì)各圖像感應(yīng)器所拍攝到的有效 拍攝區(qū)域內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分時(shí)讀取。
所述DSP或MCU與各個(gè)圖像感應(yīng)器之間連接有多個(gè)與各個(gè)圖像感應(yīng)器 相對(duì)應(yīng)的緩沖器，通過(guò)對(duì)各個(gè)緩沖器的分時(shí)選通，實(shí)現(xiàn)DSP或MCU對(duì)多個(gè) 圖像感應(yīng)器所拍攝到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分時(shí)讀取。
所述上位機(jī)為計(jì)算機(jī)。
所述接口模塊為USB接口。
所述步驟(4)中，對(duì)最終觸摸點(diǎn)位置坐標(biāo)的計(jì)算有幾種方式-
①圖像處理模塊讀取所拍攝到的圖像數(shù)據(jù)后，通過(guò)接口模塊直接將各組
圖像數(shù)據(jù)送至上位機(jī)，然后上位機(jī)對(duì)其進(jìn)行處理并計(jì)算，最終得出最終觸摸點(diǎn)
的位置坐標(biāo)；
② 圖像處理模塊將讀取的來(lái)自各個(gè)圖像感應(yīng)器的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處 理，讀出后通過(guò)接口模塊將數(shù)據(jù)送至上位機(jī)，然后上位機(jī)對(duì)其進(jìn)行計(jì)算得出最 終觸摸點(diǎn)的位置坐標(biāo)；
③ 圖像處理模塊讀取圖像數(shù)據(jù)后進(jìn)行處理，然后計(jì)算出最終觸摸點(diǎn)的位 置坐標(biāo)，再將計(jì)算結(jié)果通過(guò)接口模塊送至上位機(jī)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
1、 采用多個(gè)圖像感應(yīng)器進(jìn)行同步拍攝，使得圖像捕捉更及時(shí)，定位更加 精確。
2、 通過(guò)只輸出觸摸屏邊框和觸摸目標(biāo)在觸摸屏邊框處形成的輸出拍攝區(qū) 域的圖像數(shù)據(jù)，以及采用分時(shí)讀取方式進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)讀取，使得每一幀存儲(chǔ)區(qū) 的圖像數(shù)據(jù)量大大減少，加快了采集速度和刷新速度，觸摸物體的運(yùn)動(dòng)軌跡更 加逼真；并且通過(guò)設(shè)置兩個(gè)大小均為一幀的存儲(chǔ)區(qū)，實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的同時(shí)寫(xiě)入 和讀出，即數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)取出同時(shí)進(jìn)行，進(jìn)一步提高了數(shù)據(jù)的傳輸速度。
3、 通過(guò)多個(gè)圖像感應(yīng)器跟一個(gè)DSP、 MCU相連接，成本較低。


圖1是本發(fā)明一種用于觸摸屏定位的圖像處理方法的硬件連接示意圖。 圖2是本發(fā)明實(shí)施例中各模塊的連接方式示意圖。 圖3是本發(fā)明實(shí)施例中三個(gè)圖像感應(yīng)器對(duì)應(yīng)的輸出拍攝區(qū)域示意圖。 圖4是本發(fā)明實(shí)施例中三個(gè)圖像感應(yīng)器采用分時(shí)讀取時(shí)的有效時(shí)序圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí) 施方式不限于此。
本發(fā)明一種用于觸摸屏的圖像處理方法，其硬件連接如圖1所示，按照 圖像數(shù)據(jù)的傳送方向依次設(shè)置為多個(gè)圖像感應(yīng)器組成的圖像拍攝模塊、圖像 處理模塊、接口模塊和上位機(jī)。其中圖像處理模塊為一片圖像處理芯片。以 下各實(shí)施例中的圖像拍攝模塊均采用三個(gè)圖像感應(yīng)器。
由于圖像處理模塊的圖像處理速度受到像素大小的限制，數(shù)據(jù)采集速度較 慢時(shí)，在觸摸定位裝置上快速運(yùn)動(dòng)的物體的運(yùn)動(dòng)軌跡容易變形，同時(shí)由于在觸 摸定位中所需用到的有效像素只是很小的一部分，很大一部分的像素是浪費(fèi)掉
的，所以只讀取設(shè)定的輸出拍攝區(qū)域的圖像像素，可以大大提高觸摸定位裝置 的采集速度和數(shù)據(jù)處理速度，因此，在以下各實(shí)施例中均設(shè)定輸出拍攝區(qū)域， 都為觸摸屏邊框和觸摸目標(biāo)在觸摸屏邊框處形成的像素區(qū)域。
實(shí)施例1
如圖2所示，本實(shí)施例的上位機(jī)為計(jì)算機(jī)，接口模塊為USB接口，圖像 處理模塊為一個(gè)DSP，使用的圖像感應(yīng)器為三個(gè)，在DSP和三個(gè)圖像感應(yīng)器 之間連接有三個(gè)與圖像感應(yīng)器對(duì)應(yīng)的緩沖器。本實(shí)施例的圖像處理方法包括以 下步驟
(1) DSP通過(guò)I2C總線對(duì)圖像拍攝模塊中各個(gè)圖像感應(yīng)器的工作模式、 圖像數(shù)據(jù)讀取區(qū)域與參考信號(hào)時(shí)序的同步關(guān)系以及圖像數(shù)據(jù)的輸出格式進(jìn)行 初始化設(shè)置。
(2) 圖像拍攝模塊中的三個(gè)圖像感應(yīng)器進(jìn)行同步拍攝，圖像處理模塊對(duì) 圖像拍攝模塊的輸出拍攝區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分時(shí)讀取，分時(shí)讀取時(shí)被讀取部 分為各個(gè)圖像感應(yīng)器對(duì)應(yīng)的有效拍攝區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)；
該過(guò)程設(shè)置輸出拍攝區(qū)域圖像分辨率為2048x300，調(diào)整各個(gè)圖像感應(yīng)器， 使整個(gè)圖像拍攝模塊輸出的圖像數(shù)據(jù)為300行，然后DSP對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分時(shí)讀 取，如圖3所示，陰影部分表示每個(gè)圖像感應(yīng)器被讀取部分為100行，即各圖 像感應(yīng)器的有效拍攝區(qū)域。
本實(shí)施例通過(guò)所使用的二.個(gè)緩沖器使DSP實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像數(shù)據(jù)的分時(shí)讀取， 三個(gè)緩沖器的片詵端^1、 0"^2、 0"^均為低電平有效，其時(shí)序圖如圖4所示， 在t,時(shí)間內(nèi)，^1處于低電平狀態(tài)，DSP讀取圖像感應(yīng)器1所拍攝的有效拍 攝區(qū)域的100行圖像數(shù)據(jù)；在t2時(shí)間內(nèi)，072處于低電平狀態(tài)，DSP讀取圖像 感應(yīng)器2所拍攝的有效拍攝區(qū)域的100行圖像數(shù)據(jù)；在t3時(shí)間內(nèi)，0^3處于低 電平狀態(tài)，DSP讀取圖像感應(yīng)器3所拍攝的有效拍攝區(qū)域的100行圖像數(shù)據(jù)； 該讀取順序循環(huán)進(jìn)行。
所述t,、t2、t3均為讀取IOO行圖像數(shù)據(jù)所需時(shí)間。
(3) 圖像處理模塊內(nèi)設(shè)置兩個(gè)存儲(chǔ)量大小均為一幀的存儲(chǔ)區(qū)，其中一個(gè) 存儲(chǔ)區(qū)用于寫(xiě)入圖像數(shù)據(jù)時(shí)，另一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)用于讀出圖像數(shù)據(jù)，兩個(gè)存儲(chǔ)區(qū)交 替變換，原來(lái)用于寫(xiě)入圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)區(qū)在下一幀時(shí)刻用于讀出圖像數(shù)據(jù)，原 來(lái)用于讀出圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)區(qū)在下一幀時(shí)刻用于寫(xiě)入圖像數(shù)據(jù)，寫(xiě)入和讀出同
時(shí)進(jìn)行，從而提高了數(shù)據(jù)的傳送速度。
(4)通過(guò)USB接口，進(jìn)行DSP與計(jì)算機(jī)的通信，并確定最終觸摸點(diǎn)的 位置坐標(biāo)。
步驟(2)中所述輸出拍攝區(qū)域?yàn)橛|摸屏邊框和觸摸目標(biāo)在觸摸屏邊框處 形成的像素區(qū)域，圖像拍攝模塊只輸出該區(qū)域內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)，對(duì)其它像素區(qū)域 的圖像數(shù)據(jù)不進(jìn)行輸出。
步驟(2)中所述有效拍攝區(qū)域分布在圖像拍攝模塊的輸出拍攝區(qū)域中不 同的位置，其通過(guò)調(diào)整各圖像感應(yīng)器對(duì)準(zhǔn)垂直觸摸屏的不同位置高度實(shí)現(xiàn)，每 個(gè)圖像感應(yīng)器對(duì)應(yīng)的有效拍攝區(qū)域?yàn)?00行。
所述步驟(4)中，對(duì)最終觸摸點(diǎn)位置坐標(biāo)的計(jì)算有幾種方式-
① DSP讀取所拍攝到的圖像數(shù)據(jù)后，通過(guò)USB接口直接將各組圖像數(shù)據(jù) 送至計(jì)算機(jī)，然后計(jì)算機(jī)對(duì)其進(jìn)行處理并計(jì)算，最終得出最終觸摸點(diǎn)的位置坐 標(biāo)；
② DSP將讀取的來(lái)自各個(gè)圖像感應(yīng)器的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理，讀出后 通過(guò)USB接口將數(shù)據(jù)送至計(jì)算機(jī)，然后計(jì)算機(jī)對(duì)其進(jìn)行計(jì)算得出最終觸摸點(diǎn) 的位置坐標(biāo)；
③ DSP讀取圖像數(shù)據(jù)后進(jìn)行處理，然后計(jì)算出最終觸摸點(diǎn)的位置坐標(biāo)， 再將計(jì)算結(jié)果通過(guò)USB接口送至計(jì)算機(jī)。
實(shí)施例2
本實(shí)施例的圖像處理方法與實(shí)施例l相同，不同之處在于，所使用的圖像 處理模塊為MCU。
如上所述，便可較好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，上述實(shí)施例僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例， 并非用來(lái)限定本發(fā)明的實(shí)施范圍；即凡依本發(fā)明內(nèi)容所作的均等變化與修飾， 都為本發(fā)明權(quán)利要求所要求保護(hù)的范圍所涵蓋。
權(quán)利要求
1、一種用于觸摸屏定位的圖像處理方法，其特征在于，包括以下步驟(1)將圖像拍攝模塊進(jìn)行初始化設(shè)置；(2)圖像拍攝模塊中的多個(gè)圖像感應(yīng)器進(jìn)行同步拍攝，圖像處理模塊對(duì)圖像拍攝模塊的輸出拍攝區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分時(shí)讀取，分時(shí)讀取時(shí)被讀取部分為各個(gè)圖像感應(yīng)器對(duì)應(yīng)的有效拍攝區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)；(3)圖像處理模塊內(nèi)設(shè)置兩個(gè)存儲(chǔ)量大小均為一幀的存儲(chǔ)區(qū)，其中一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)用于寫(xiě)入圖像數(shù)據(jù)時(shí)，另一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)用于讀出圖像數(shù)據(jù)；兩個(gè)存儲(chǔ)區(qū)交替變換，原來(lái)用于寫(xiě)入圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)區(qū)在下一幀時(shí)刻用于讀出圖像數(shù)據(jù)，原來(lái)用于讀出圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)區(qū)在下一幀時(shí)刻用于寫(xiě)入圖像數(shù)據(jù)，寫(xiě)入和讀出同時(shí)進(jìn)行；(4)通過(guò)接口模塊，進(jìn)行圖像處理模塊與上位機(jī)的通信，并確定最終觸摸點(diǎn)的位置坐標(biāo)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于觸摸屏定位的圖像處理方法，其特征 在于，所述圖像拍攝模塊、圖像處理模塊、接口模塊和上位機(jī)按照?qǐng)D像數(shù)據(jù)的 傳送方向依次連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于觸摸屏定位的圖像處理方法，其特征 在于，步驟(2)中所述輸出拍攝區(qū)域?yàn)橛|摸屏邊框和觸摸目標(biāo)在觸摸屏邊框 處形成的像素區(qū)域。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于觸摸屏定位的圖像處理方法，其特征 在于，步驟(2)中所述有效拍攝區(qū)域分布在圖像拍攝模塊的輸出拍攝區(qū)域中 不同的位置，其通過(guò)調(diào)整各圖像感應(yīng)器對(duì)準(zhǔn)垂直觸摸屏不同的位置高度實(shí)現(xiàn)， 每個(gè)圖像感應(yīng)器對(duì)應(yīng)一個(gè)有效拍攝區(qū)域。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于觸摸屏定位的圖像處理方法，其特征 在于，所述圖像處理模塊為一個(gè)DSP或MCU，對(duì)各圖像感應(yīng)器所拍攝到的有 效拍攝區(qū)域內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分時(shí)讀取。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于觸摸屏定位的圖像處理方法，其特征 在于，所述DSP或MCU與各個(gè)圖像感應(yīng)器之間連接有多個(gè)與各個(gè)圖像感應(yīng) 器相對(duì)應(yīng)的緩沖器。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于觸摸屏定位的圖像處理方法，其特征 在于，步驟(4)中確定最終觸摸點(diǎn)位置坐標(biāo)的方式為圖像處理模塊讀取所拍 攝到的圖像數(shù)據(jù)后，通過(guò)接口模塊直接將各組圖像數(shù)據(jù)送至上位機(jī)，然后上位 機(jī)對(duì)其進(jìn)行處理并計(jì)算，最終得出最終觸摸點(diǎn)的位置坐標(biāo)；或者圖像處理模塊 將讀取的來(lái)自各個(gè)圖像感應(yīng)器的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理，讀出后通過(guò)接口模塊 將數(shù)據(jù)送至上位機(jī)，然后上位機(jī)對(duì)其進(jìn)行計(jì)算得出最終觸摸點(diǎn)的位置坐標(biāo)；或 者圖像處理模塊讀取圖像數(shù)據(jù)后進(jìn)行處理，然后計(jì)算出最終觸摸點(diǎn)的位置坐 標(biāo)，再將計(jì)算結(jié)果通過(guò)接口模塊送至上位機(jī)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于觸摸屏定位的圖像處理方法，其特征 在于，所述上位機(jī)為計(jì)算機(jī)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于觸摸屏定位的圖像處理方法，其特征 在于，所述接口模塊為USB接口。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于觸摸屏定位的圖像處理方法，包括(1)將圖像拍攝模塊進(jìn)行初始化設(shè)置；(2)圖像拍攝模塊中的多個(gè)圖像感應(yīng)器進(jìn)行同步拍攝，圖像處理模塊對(duì)各圖像感應(yīng)器有效拍攝區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分時(shí)讀??；(3)圖像處理模塊內(nèi)設(shè)置兩個(gè)存儲(chǔ)量大小均為一幀的存儲(chǔ)區(qū)，其中一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)用于寫(xiě)入圖像數(shù)據(jù)時(shí)，另一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)用于讀出圖像數(shù)據(jù)，兩個(gè)存儲(chǔ)區(qū)交替變換，寫(xiě)入和讀出同時(shí)進(jìn)行；(4)通過(guò)接口模塊，進(jìn)行圖像處理模塊與上位機(jī)的通信，并確定最終觸摸點(diǎn)的位置坐標(biāo)。本發(fā)明具有成本低、定位精度高且傳輸速度快的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G06F3/041GK101393498SQ20081021881
公開(kāi)日2009年3月25日 申請(qǐng)日期2008年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月31日
發(fā)明者盧如西, 鐘杰婷 申請(qǐng)人:廣東威創(chuàng)視訊科技股份有限公司