專利名稱：光學(xué)觸摸標(biāo)定自動(dòng)調(diào)節(jié)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)觸摸技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種光學(xué)觸摸標(biāo)定自動(dòng)調(diào)節(jié)方法。
背景技術(shù)：
隨著人機(jī)交互技術(shù)的發(fā)展，觸摸屏作為一種代替或補(bǔ)充普通鍵盤和鼠標(biāo)的輸入設(shè)備已經(jīng)在許多場(chǎng)合和領(lǐng)域得到了使用。觸摸技術(shù)使得人們通過觸摸手勢(shì)和計(jì)算機(jī)等設(shè)備進(jìn)行交互成為可能，操作者可以通過觸摸筆或手指在觸摸屏上畫出特定的手勢(shì)軌跡配合顯示器來實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)等設(shè)備的交互功能。光學(xué)觸摸是目前比較流行的觸摸技術(shù)之一。光學(xué)傳感器標(biāo)定是光學(xué)觸摸的關(guān)鍵技術(shù)，而影響標(biāo)定技術(shù)的關(guān)鍵因素之一就是光學(xué)傳感器圖像有效區(qū)域的選取，目前光學(xué)傳感器圖像有效區(qū)域的提取方法是通過人工手動(dòng)調(diào)節(jié)，而且在光照較強(qiáng)或者較暗等一些光干擾較為嚴(yán)重的復(fù)雜環(huán)境下，這種方法對(duì)圖像有效區(qū)域提取的精度不高，這樣極大影響了光學(xué)傳感器標(biāo)定的性能，而且不適應(yīng)工業(yè)量產(chǎn)模式的推廣。目前采用手動(dòng)調(diào)節(jié)的方式如圖1所示。該方式方法提取精度不高，特別是在光照干擾影響較為嚴(yán)重的環(huán)境下，圖像有效區(qū)域提取精度不高。同時(shí)，上述方法靈活性不強(qiáng)，由于采用人工手動(dòng)調(diào)節(jié)，在工業(yè)大規(guī)模量產(chǎn)環(huán)境下， 該方法不容易操作，而且時(shí)間開銷較大，圖像有效區(qū)域提取精度也不容易把握。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種光學(xué)觸摸標(biāo)定自動(dòng)調(diào)節(jié)方法，解決了在復(fù)雜環(huán)境下， 圖像有效區(qū)域提取困難的問題，其魯棒性得到了顯著的提高，使其光學(xué)傳感器標(biāo)定更加穩(wěn)定；實(shí)時(shí)性強(qiáng)，提取精度高，易操作；可以根據(jù)特定環(huán)境，自動(dòng)計(jì)算出光照影響因子，進(jìn)而自動(dòng)提取出圖像有效區(qū)域。為了達(dá)到上述設(shè)計(jì)目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種光學(xué)觸摸標(biāo)定自動(dòng)調(diào)節(jié)方法，包括=Cameral, Camera2信號(hào)單元，一般為CXD Camera或者CMOS Camera，用于拍攝觸摸屏單元的圖像信號(hào)；觸摸屏單元，用于顯示各圖像信號(hào)，并接受指令；圖像信號(hào)接口，接收Camera拍攝的觸摸屏圖像信號(hào)；圖像有效區(qū)域提取單元，通過圖像信號(hào)接口傳入的觸摸屏圖像信號(hào)，從Camera獲得的圖像信號(hào)中計(jì)算出光照影響因子和自適應(yīng)調(diào)節(jié)因子，然后根據(jù)其影響因子K找到感知圖像的起始、終止位置，并將感知圖像的起始、終止位置之間的區(qū)域標(biāo)定為圖像有效區(qū)域；光學(xué)傳感器標(biāo)定單元，對(duì)提取的圖像有效區(qū)進(jìn)行光學(xué)傳感器標(biāo)定。所述光學(xué)觸摸標(biāo)定自動(dòng)調(diào)節(jié)方法的具體步驟為1)啟動(dòng)Camera，拍攝觸摸屏單元的圖像信號(hào)；2)通過圖像信號(hào)接口接收Camera拍攝的觸摸屏圖像信號(hào)，并將觸摸屏圖像信號(hào)傳送到圖像有效區(qū)域提取單元；3)從Camera獲得的圖像信號(hào)中得出光照影響因子K，并根據(jù)光照影響因子K計(jì)算出自適應(yīng)調(diào)節(jié)因子H;4)根據(jù)影響因子K對(duì)光學(xué)傳感器的感知圖像進(jìn)行從右向左遍歷，計(jì)算出前后相鄰兩組圖像的灰度平均值Gti (KhGjs (K)；5)計(jì)算出步驟四中兩組灰度平均值的差值Diff ；如果Diff大于自適應(yīng)調(diào)節(jié)因子 H，即當(dāng)前的圖像位置為標(biāo)定圖像有效區(qū)域的終止；如果Diff小于自適應(yīng)調(diào)節(jié)因子H，則繼續(xù)從右向左遍歷計(jì)算后邊兩組圖像的灰度平均值Gti (K)Xj= (K)直至兩組灰度平均值的差值Diff大于自適應(yīng)調(diào)節(jié)因子H ；6)根據(jù)影響因子K對(duì)光學(xué)傳感器的感知圖像進(jìn)行從左向右遍歷，計(jì)算出前后兩組圖像的灰度平均值Gti⑷、Gjs (K)；7)計(jì)算出步驟六中兩組灰度平均值的差值Diff ；如果Diff大于自適應(yīng)調(diào)節(jié)因子 H，即當(dāng)前的圖像位置為標(biāo)定圖像有效區(qū)域的起始；如果Diff小于自適應(yīng)調(diào)節(jié)因子H，則繼續(xù)從左向右遍歷計(jì)算后邊兩組圖像的灰度平均值Gti (K)Xj= (K)直至兩組灰度平均值的差值Diff大于自適應(yīng)調(diào)節(jié)因子H ；8)將步驟五標(biāo)定的圖像有效區(qū)域的終止與步驟七標(biāo)定的圖像有效區(qū)域的起始之間的區(qū)域標(biāo)定為圖像有效區(qū)域，并下載到圖像預(yù)處理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，對(duì)提取的圖像有效區(qū)進(jìn)行光學(xué)傳感器標(biāo)定。所述光照影響因子K為3或4或5。本發(fā)明所述的光學(xué)觸摸標(biāo)定自動(dòng)調(diào)節(jié)方法的有益效果是操作簡單，使用方便； 安裝觸摸屏?xí)r，無需對(duì)觸摸屏的安裝環(huán)境進(jìn)行光照等因素的評(píng)價(jià)；對(duì)光學(xué)傳感器標(biāo)定圖像有效區(qū)域的選取時(shí)，無需要求專業(yè)人員操作，任何操作人員即可操作；在工業(yè)量產(chǎn)模式下， 本發(fā)明更容易實(shí)現(xiàn)，量產(chǎn)效率高。采用自適應(yīng)調(diào)節(jié)策略，不必考慮觸摸屏的安裝環(huán)境；采用一鍵式自動(dòng)提取策略，所以不用人工手動(dòng)提取圖像有效區(qū)域，特別在工業(yè)量產(chǎn)模式下，使用起來更加方便。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)所述的光學(xué)觸摸標(biāo)定調(diào)節(jié)方法的結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明所述的光學(xué)觸摸標(biāo)定自動(dòng)調(diào)節(jié)方法的結(jié)構(gòu)圖。圖3為本發(fā)明所述的光學(xué)觸摸標(biāo)定自動(dòng)調(diào)節(jié)方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的最佳實(shí)施方案作進(jìn)一步的詳細(xì)的描述。對(duì)于光學(xué)觸摸屏來說，當(dāng)觸摸屏的尺寸大小確定好之后，觸摸環(huán)境確定好之后，光照對(duì)環(huán)境的影響因子就會(huì)保持在一定的范圍之內(nèi)，繼而每光學(xué)傳感器標(biāo)定圖像的自適應(yīng)調(diào)節(jié)因子也為固定系數(shù)，因此每個(gè)光學(xué)傳感器所拍攝的屏幕圖像的有效區(qū)域也為固定的區(qū)域。同理根據(jù)光照對(duì)環(huán)境的影響因子和圖像的自適應(yīng)調(diào)節(jié)因子，即可計(jì)算出圖像有效區(qū)域的起始列和終止列。如圖2和3所示，本發(fā)明實(shí)施例所述的光學(xué)觸摸標(biāo)定自動(dòng)調(diào)節(jié)方法，包括Cameral， Camera2信號(hào)單元，一般為CXD Camera或者CMOS Camera，用于拍攝觸摸屏單元的圖像信號(hào)；觸摸屏單元，用于顯示各圖像信號(hào)，并接受指令；圖像信號(hào)接口，接受Camera拍攝的觸摸屏圖像信號(hào)；圖像有效區(qū)域提取單元，通過圖像信號(hào)接口傳入的觸摸屏圖像信號(hào)，從 Camera獲得的圖像信號(hào)中計(jì)算出光照影響因子和自適應(yīng)調(diào)節(jié)因子，然后根據(jù)其影響因子K 對(duì)光學(xué)傳感器的感知圖像進(jìn)行從右向左遍歷，計(jì)算出前后兩組圖像的灰度平均值Gti (K)、G β (K)，計(jì)算出兩組灰度平均值的差值Diff，如果Diff大于自適應(yīng)調(diào)節(jié)因子H，即當(dāng)前的圖像位置為標(biāo)定圖像有效區(qū)域的起始，然后對(duì)光學(xué)傳感器的感知圖像進(jìn)行從左向右遍歷，得出標(biāo)定圖像有效區(qū)域；光學(xué)傳感器標(biāo)定單元，對(duì)提取的圖像有效區(qū)進(jìn)行光學(xué)傳感器標(biāo)定。所述光學(xué)觸摸標(biāo)定自動(dòng)調(diào)節(jié)方法的具體步驟為1)啟動(dòng)Camera，拍攝觸摸屏單元的圖像信號(hào)；2)通過圖像信號(hào)接口接收Camera拍攝的觸摸屏圖像信號(hào)，并將觸摸屏圖像信號(hào)傳送到圖像有效區(qū)域提取單元；3)從Camera獲得的圖像信號(hào)中得出光照影響因子K，并根據(jù)光照影響因子K計(jì)算出自適應(yīng)調(diào)節(jié)因子H;4)根據(jù)影響因子K對(duì)光學(xué)傳感器的感知圖像進(jìn)行從右向左遍歷，計(jì)算出前后相鄰兩組圖像的灰度平均值Gti (KhGjs (K)；5)計(jì)算出步驟四中兩組灰度平均值的差值Diff ；如果Diff大于自適應(yīng)調(diào)節(jié)因子 H，即當(dāng)前的圖像位置為標(biāo)定圖像有效區(qū)域的終止；如果Diff小于自適應(yīng)調(diào)節(jié)因子H，則繼續(xù)從右向左遍歷計(jì)算后邊兩組圖像的灰度平均值Gti (K)Xj= (K)直至兩組灰度平均值的差值Diff大于自適應(yīng)調(diào)節(jié)因子H ；6)根據(jù)影響因子K對(duì)光學(xué)傳感器的感知圖像進(jìn)行從左向右遍歷，計(jì)算出前后兩組圖像的灰度平均值Gti⑷、Gjs (K)；7)計(jì)算出步驟六中兩組灰度平均值的差值Diff ；如果Diff大于自適應(yīng)調(diào)節(jié)因子 H，即當(dāng)前的圖像位置為標(biāo)定圖像有效區(qū)域的起始；如果Diff小于自適應(yīng)調(diào)節(jié)因子H，則繼續(xù)從左向右遍歷計(jì)算后邊兩組圖像的灰度平均值Gti (K)Xj= (K)直至兩組灰度平均值的差值Diff大于自適應(yīng)調(diào)節(jié)因子H ；8)將步驟五標(biāo)定的圖像有效區(qū)域的終止與步驟七標(biāo)定的圖像有效區(qū)域的起始之間的區(qū)域標(biāo)定為圖像有效區(qū)域，并下載到圖像預(yù)處理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，對(duì)提取的圖像有效區(qū)進(jìn)行光學(xué)傳感器標(biāo)定。通過理想和非理想的實(shí)際環(huán)境下的光照影響，設(shè)定光照影響因子K為3或4或5。所述根據(jù)光照影響因子K計(jì)算自適應(yīng)調(diào)節(jié)因子H的過程為首先取到當(dāng)前幀的圖像數(shù)據(jù)，然后把圖像按照列25/64，14/64，25/64的比例把圖像分成三個(gè)區(qū)域塊，然后在第一區(qū)域塊和第三區(qū)域塊根據(jù)“度量值之和最小原則”找到兩個(gè)區(qū)域塊亮度最大的相應(yīng)行。在第一區(qū)域塊和第三區(qū)域塊中，用光照影響因子K的值3、4、5分別進(jìn)行如下操作找到第一區(qū)域塊和第三區(qū)域塊的兩個(gè)最亮的區(qū)域行，在第一區(qū)域塊中，最前取3 個(gè)像素灰度值，求其之和，然后該區(qū)域塊中，取最后3個(gè)像素的灰度值求其之和，兩個(gè)值做差，得出結(jié)果al，然后采用相同的方法在第三區(qū)域塊中，計(jì)算得到結(jié)果bl，結(jié)果al和結(jié)果bl 求其平均值，然后在平均值的基礎(chǔ)上減去20，得出結(jié)果Cl，該結(jié)果Cl就是自適應(yīng)調(diào)節(jié)因子 Hl0找到第一區(qū)域塊和第三區(qū)域塊的兩個(gè)最亮的區(qū)域行，在第一區(qū)域塊中，最前取4 個(gè)像素灰度值，求其之和，然后該區(qū)域塊中，取最后4個(gè)像素的灰度值求其之和，兩個(gè)值做差，得出結(jié)果a2，然后采用相同的方法在第三區(qū)域塊中，計(jì)算得到結(jié)果1^2，結(jié)果a2和結(jié)果求其平均值，然后在平均值的基礎(chǔ)上減去20，得出結(jié)果c2，該結(jié)果c2就是自適應(yīng)調(diào)節(jié)因子 H2。找到第一區(qū)域塊和第三區(qū)域塊的兩個(gè)最亮的區(qū)域行，在第一區(qū)域塊中，最前取5 個(gè)像素灰度值，求其之和，然后該區(qū)域塊中，取最后5個(gè)像素的灰度值求其之和，兩個(gè)值做差，得出結(jié)果a3，然后采用相同的方法在第三區(qū)域塊中，計(jì)算得到結(jié)果b3，結(jié)果a3和結(jié)果b3 求其平均值，然后在平均值的基礎(chǔ)上減去20，得出結(jié)果c3，該結(jié)果c3就是自適應(yīng)調(diào)節(jié)因子 H3。比較HI、H2、H3，選取最大的值作為當(dāng)前幀的圖像數(shù)據(jù)的自適應(yīng)調(diào)節(jié)因子H，且與選取的作為當(dāng)前幀的圖像數(shù)據(jù)的自適應(yīng)調(diào)節(jié)因子H相對(duì)應(yīng)的光照影響因子K(3或4或5) 的值為當(dāng)前幀圖像數(shù)據(jù)光照影響因子K。所述灰度值之和最小原則為通過圖像分析，灰度值在180以上的像素視為同等亮度，度量值設(shè)為0，灰度值在 180以下的像素其度量值設(shè)為(255-像素灰度值)，采用增加梯度獎(jiǎng)懲系數(shù)的方法讓其不理想的像素充分暴露，在選擇最優(yōu)行的時(shí)候，避免對(duì)這些像素所在的行進(jìn)行選取。梯度獎(jiǎng)懲系數(shù)的選取度量值大于180其懲罰系數(shù)設(shè)為3 ；度量值小于180大于 120其懲罰系數(shù)設(shè)為2，其他度量值的懲罰系數(shù)設(shè)為1。本具體實(shí)施方式
只本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并不能對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限定，具體各項(xiàng)權(quán)利保護(hù)范圍由權(quán)利要求書限定。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)觸摸標(biāo)定自動(dòng)調(diào)節(jié)方法，其特征在于包括Cameral, Camera2信號(hào)單元，一般為CCD Camera或者CMOS Camera，用于拍攝觸摸屏單元的圖像信號(hào)；觸摸屏單元，用于顯示各圖像信號(hào)，并接受指令；圖像信號(hào)接口，接收Camera拍攝的觸摸屏圖像信號(hào)；圖像有效區(qū)域提取單元，通過圖像信號(hào)接口傳入的觸摸屏圖像信號(hào)，從Camera獲得的圖像信號(hào)中計(jì)算出光照影響因子和自適應(yīng)調(diào)節(jié)因子，然后根據(jù)其影響因子K找到感知圖像的起始、終止位置，并將感知圖像的起始、終止位置之間的區(qū)域標(biāo)定為圖像有效區(qū)域；光學(xué)傳感器標(biāo)定單元，對(duì)提取的圖像有效區(qū)進(jìn)行光學(xué)傳感器標(biāo)定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)觸摸標(biāo)定自動(dòng)調(diào)節(jié)方法，其特征在于具體步驟為1)啟動(dòng)Camera，拍攝觸摸屏單元的圖像信號(hào)；2)通過圖像信號(hào)接口接收Camera拍攝的觸摸屏圖像信號(hào)，并將觸摸屏圖像信號(hào)傳送到圖像有效區(qū)域提取單元；3)從Camera獲得的圖像信號(hào)中得出光照影響因子K，并根據(jù)光照影響因子K計(jì)算出自適應(yīng)調(diào)節(jié)因子H;4)根據(jù)影響因子K對(duì)光學(xué)傳感器的感知圖像進(jìn)行從右向左遍歷，計(jì)算出前后相鄰兩組圖像的灰度平均值Gti⑷、Gjs (K)；5)計(jì)算出步驟四中兩組灰度平均值的差值Diff；如果Diff大于自適應(yīng)調(diào)節(jié)因子H， 即當(dāng)前的圖像位置為標(biāo)定圖像有效區(qū)域的終止；如果Diff小于自適應(yīng)調(diào)節(jié)因子H，則繼續(xù)從右向左遍歷計(jì)算后邊兩組圖像的灰度平均值Gti (K)Xj= (K)直至兩組灰度平均值的差值 Diff大于自適應(yīng)調(diào)節(jié)因子H;6)根據(jù)影響因子K對(duì)光學(xué)傳感器的感知圖像進(jìn)行從左向右遍歷，計(jì)算出前后兩組圖像的灰度平均值Gti (KhGjs (K)；7)計(jì)算出步驟六中兩組灰度平均值的差值Diff；如果Diff大于自適應(yīng)調(diào)節(jié)因子H， 即當(dāng)前的圖像位置為標(biāo)定圖像有效區(qū)域的起始；如果Diff小于自適應(yīng)調(diào)節(jié)因子H，則繼續(xù)從左向右遍歷計(jì)算后邊兩組圖像的灰度平均值Gti (K)Xj= (K)直至兩組灰度平均值的差值 Diff大于自適應(yīng)調(diào)節(jié)因子H;8)將步驟五標(biāo)定的圖像有效區(qū)域的終止與步驟七標(biāo)定的圖像有效區(qū)域的起始之間的區(qū)域標(biāo)定為圖像有效區(qū)域，并下載到圖像預(yù)處理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，對(duì)提取的圖像有效區(qū)進(jìn)行光學(xué)傳感器標(biāo)定。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)觸摸標(biāo)定自動(dòng)調(diào)節(jié)方法，其特征在于所述光照影響因子K為3或4或5。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光學(xué)觸摸標(biāo)定自動(dòng)調(diào)節(jié)方法，包括Camera1，Camera2信號(hào)單元，一般為CCD Camera或者CMOS Camera，用于拍攝觸摸屏單元的圖像信號(hào)；觸摸屏單元，用于顯示各圖像信號(hào)，并接受指令；圖像信號(hào)接口，接收Camera拍攝的觸摸屏圖像信號(hào)；圖像有效區(qū)域提取單元，通過圖像信號(hào)接口傳入的觸摸屏圖像信號(hào)，從Camera獲得的圖像信號(hào)中計(jì)算出光照影響因子和自適應(yīng)調(diào)節(jié)因子，然后根據(jù)其影響因子K找到感知圖像的起始、終止位置，并將感知圖像的起始、終止位置之間的區(qū)域標(biāo)定為圖像有效區(qū)域；光學(xué)傳感器標(biāo)定單元，對(duì)提取的圖像有效區(qū)進(jìn)行光學(xué)傳感器標(biāo)定。
文檔編號(hào)G06F3/042GK102508582SQ201110390329
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者丁三川, 吳濤, 邵枝暉 申請(qǐng)人:無錫海森諾科技有限公司