專利名稱：一種基于視覺注意模型的光學(xué)多點觸控觸點檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種光學(xué)多點觸控觸點檢測方法，尤其涉及一種能夠從環(huán)境光線不穩(wěn)定及亮度分布不均勻的紅外圖像中分割出觸點區(qū)域的基于視覺注意模型的光學(xué)多點觸控觸點檢測方法。
背景技術(shù)：
基于視覺的目標(biāo)檢測方法由于自身特性，使其容易受到外界環(huán)境因素的影響。光學(xué)多點觸控系統(tǒng)通常采用特定波段的紅外線作為光源，在實際應(yīng)用中由于太陽光線散射的影響，往往會出現(xiàn)光源作用弱化和偽光源干擾的情況，導(dǎo)致圖像傳感器采集到的視頻圖像中常發(fā)生觸點目標(biāo)特征不明顯甚至接觸無反應(yīng)的現(xiàn)象，或者干擾噪聲過大，誤將噪聲區(qū)域識別為觸點信息。另ー方面，硬件設(shè)備可能存在的偏差，在一定程度上也増加了觸點檢測過程的難度。
目前大多數(shù)的多點觸控產(chǎn)品都只能在特定的環(huán)境下使用，并且擴展性較差、不易維護(hù)。這些因素極大限制了光學(xué)多點觸控產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展空間。因此，為了增強光學(xué)多點觸控產(chǎn)品的實用性，有效解決復(fù)雜環(huán)境下的觸點檢測是關(guān)鍵問題。為了減少不穩(wěn)定因素對光學(xué)多點觸控系統(tǒng)的干擾，根據(jù)設(shè)計方法的不同，可將目前的觸點檢測改進(jìn)方法劃分為兩大類一類是通過增進(jìn)輔助設(shè)備來提高觸點的檢測效率；另ー類則主要基于運動目標(biāo)檢測的算法優(yōu)化。設(shè)備增進(jìn)是ー種從硬件方法入手的優(yōu)化方法。其基本思想是通過對硬件平臺的改造，使其能夠滿足特定用戶或者特定環(huán)境的需求；或者在不改變原本架構(gòu)的情況下，增加額外的輔助設(shè)備，通過多通道融合的方法以提高檢測的準(zhǔn)確率。這種方法的主要缺點是設(shè)計較為復(fù)雜，不僅需要預(yù)先設(shè)計好滿足特定系統(tǒng)需求的硬件方案，増加了設(shè)計成本。此外，采用這種方法的系統(tǒng)擴展性不高、通用性不強，在環(huán)境或者需求改變后，不能進(jìn)行快速有效的擴展，往往需要重新設(shè)計系統(tǒng)架構(gòu)。另ー類觸點檢測改進(jìn)方法主要是基于運動目標(biāo)檢測方法的優(yōu)化。運動檢測是ー種經(jīng)典的目標(biāo)檢測方法。這類方法主要采用數(shù)理統(tǒng)計的方法，通過建立背景模型來把當(dāng)前圖像分割成兩部分，前景區(qū)域和背景區(qū)域。前景區(qū)域為檢測過程得到輸出結(jié)果，而背景區(qū)域則為圖像中的干擾噪聲。目前，實際應(yīng)用中比較有代表性的運動檢測算法大都基于背景減除法。背景減除法主要是利用當(dāng)前圖像與背景圖像的差分來檢測出運動物體，它一般能夠提供最完全的特征數(shù)據(jù)，再配合形態(tài)學(xué)處理和團(tuán)塊面積約束，可以得到較好的觸點檢測結(jié)果。但這些方法，必須在室內(nèi)光線較暗的環(huán)境下才能取得較好的觸點檢測效果，對于場景的動態(tài)變化，如光照等干擾因素特別敏感。而在實際應(yīng)用中，應(yīng)用環(huán)境很難維持穩(wěn)定不變，極大限制了多點觸控系統(tǒng)可實用性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題而提供ー種基于視覺注意模型的光學(xué)多點觸控觸點檢測方法，這種檢測方法能夠從環(huán)境光線不穩(wěn)定及亮度分布不均勻的紅外圖像中分割出觸點區(qū)域。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案本發(fā)明包括以下流程采集紅外圖像一紅外圖像預(yù)處理、得到目標(biāo)圖像一顯著區(qū)域檢測、得到顯著圖一顯著值規(guī)整處理、得到規(guī)整后顯著圖一ニ值化處理一輸出觸點圖像。所述流程中，紅外圖像預(yù)處理、得到目標(biāo)圖像的方法為首先將紅外圖像按照色彩通道分解為紅色通道信號、緑色通道信號和藍(lán)色通道信號，然后通過亮度轉(zhuǎn)化進(jìn)行亮度值計算，得到亮度圖像；然后利用雙線性插值方法對亮度圖像進(jìn)行尺度變換，將其變換到分辨率為320X240至640X480之間的尺度空間，得到目標(biāo)圖像。所述亮度轉(zhuǎn)化的公式為I = O. 3XR+0. 52XG+0. 18XB式中，I為亮度值，R為紅色通道像素值，G為綠色通道像素值，B為藍(lán)色通道像素值。所述流程中，顯著區(qū)域檢測、得到顯著圖的方法為采用積分圖遞歸計算方法求得對應(yīng)積分圖，然后通過矩形算子對目標(biāo)圖像進(jìn)行掩模操作，根據(jù)特征向量公式來提取圖像中顯著區(qū)域的特征，得到顯著圖。所述特征向量公式為
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權(quán)利要求
1.一種基于視覺注意模型的光學(xué)多點觸控觸點檢測方法，其特征在于包括以下流程采集紅外圖像一紅外圖像預(yù)處理、得到目標(biāo)圖像一顯著區(qū)域檢測、得到顯著圖一顯著值規(guī)整處理、得到規(guī)整后顯著圖一二值化處理一輸出觸點圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于視覺注意模型的光學(xué)多點觸控觸點檢測方法，其特征在于所述流程中，紅外圖像預(yù)處理、得到目標(biāo)圖像的方法為首先將紅外圖像按照色彩通道分解為紅色通道信號、綠色通道信號和藍(lán)色通道信號，然后通過亮度轉(zhuǎn)化進(jìn)行亮度值計算，得到亮度圖像；然后利用雙線性插值方法對亮度圖像進(jìn)行尺度變換，將其變換到分辨率為320 X 240至640 X 480之間的尺度空間，得到目標(biāo)圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于視覺注意模型的光學(xué)多點觸控觸點檢測方法，其特征在于所述亮度轉(zhuǎn)化的公式為I = O. 3XR+0. 52XG+0. 18XB 式中，I為亮度值，R為紅色通道像素值，G為綠色通道像素值，B為藍(lán)色通道像素值。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于視覺注意模型的光學(xué)多點觸控觸點檢測方法，其特征在于所述流程中，顯著區(qū)域檢測、得到顯著圖的方法為采用積分圖遞歸計算方法求得對應(yīng)積分圖，然后通過矩形算子對目標(biāo)圖像進(jìn)行掩模操作，根據(jù)特征向量公式來提取圖像中顯著區(qū)域的特征，得到顯著圖。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于視覺注意模型的光學(xué)多點觸控觸點檢測方法，其特征在于所述特征向量公式為
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于視覺注意模型的光學(xué)多點觸控觸點檢測方法，其特征在于所述流程中，顯著值規(guī)整處理、得到規(guī)整后顯著圖的方法為首先去除暗性顯著區(qū)域；然后進(jìn)行特征拆分，擴展特征向量；對新特征向量進(jìn)行排序；基于最值的距離比較；計算顯著度，得到規(guī)整后顯著圖。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于視覺注意模型的光學(xué)多點觸控觸點檢測方法，其特征在于所述去除暗性顯著區(qū)域的方法如下
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于視覺注意模型的光學(xué)多點觸控觸點檢測方法，其特征在于所述流程中，二值化處理的方法為采用以下公式進(jìn)行計算
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于視覺注意模型的光學(xué)多點觸控觸點檢測方法，其特征在于所述流程中，二值化處理之前還包括歸一化處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于視覺注意模型的光學(xué)多點觸控觸點檢測方法，其特征在于所述歸一化處理采用以下公式進(jìn)行計算
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于視覺注意模型的光學(xué)多點觸控觸點檢測方法，包括以下流程采集紅外圖像→紅外圖像預(yù)處理、得到目標(biāo)圖像→顯著區(qū)域檢測、得到顯著圖→顯著值規(guī)整處理、得到規(guī)整后顯著圖→二值化處理→輸出觸點圖像。本發(fā)明所采用的視覺注意模型，融合了圖像特征和人類先驗知識，降低了檢測過程的隨意性，較好的解決了非觸點亮區(qū)噪聲干擾的問題；本發(fā)明具有較好的通用性，適用于多種光學(xué)多點觸控系統(tǒng)設(shè)計方案，并且不需增設(shè)額外的輔助設(shè)備；本發(fā)明能夠同時檢測光線較強和光照不均等多種復(fù)雜現(xiàn)實環(huán)境下的觸點信號。綜上，本發(fā)明能夠適用于各種光線環(huán)境中進(jìn)行觸點檢測，推動了光學(xué)多點觸控檢測領(lǐng)域的發(fā)展。
文檔編號G06F3/042GK102855025SQ20111040559
公開日2013年1月2日 申請日期2011年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月8日
發(fā)明者吳亞東, 嚴(yán)慶安, 劉志勤 申請人:西南科技大學(xué)