本發(fā)明總體上涉及光學觸摸感測系統(tǒng)的觸摸表面上的改進的觸摸確定，并具體地涉及基于ftir(受抑全內(nèi)反射)的觸摸系統(tǒng)。

背景技術：

觸摸感測系統(tǒng)

觸摸感測系統(tǒng)(“觸摸系統(tǒng)”)廣泛用于各種應用中。通常，通過直接接觸觸摸表面的或通過接近(即，沒有接觸)觸摸表面的諸如手指或觸筆的觸摸物體來驅動觸摸系統(tǒng)。觸摸系統(tǒng)可被用作膝上型計算機、裝備控制面板中的觸摸板，以及用作在例如手持設備(諸如移動電話)的顯示器上的覆蓋。覆蓋在顯示器上的或在顯示器中集成的觸摸面板也被表示為“觸摸屏”。在本領域中，許多其他應用是已知的。

觸摸類型

存在許多用于提供觸摸靈敏度的已知技術，例如，通過將電阻式線柵、電容式傳感器、應變儀等等并入到觸摸面板中。還存在各種類型的光學觸摸系統(tǒng)，例如，其檢測由觸摸物體投射到觸摸表面上的陰影，或者檢測觸摸面板上從觸摸物體的點散射的光。

ftir

一種具體類型的光學觸摸系統(tǒng)使用對在透光面板內(nèi)部的多個傳播路徑上傳播的光的投影測量。因此，當光已經(jīng)通過面板時，投影測量對各個傳播路徑上的光的屬性(例如，功率)進行量化。對于觸摸檢測，可通過簡單的三角測量或通過更高級的圖像重建技術來處理投影測量，該圖像重建技術在觸摸表面上產(chǎn)生二維的干擾分布，即，在觸摸表面上影響所測量的屬性的任何事物的“圖像”。光通過在面板內(nèi)部的全內(nèi)反射(tir)傳播，使得觸摸物體使一個或更多個傳播路徑上的傳播光被所謂的受抑全內(nèi)反射(ftir)衰減。因此，這種類型的系統(tǒng)是基于ftir的投影式觸摸系統(tǒng)。這類觸摸系統(tǒng)的示例見于us3673327、us4254333、us6972753、us2004/0252091、us2006/0114237、us2007/0075648、wo2009/048365、us2009/0153519、wo2010/006882、wo2010/064983和wo2010/134865中。

假觸摸

任何類型的觸摸屏系統(tǒng)的一個潛在問題是“誤報(false-positive)”或“幻影(ghost)”觸摸的發(fā)生。當系統(tǒng)在實際沒有發(fā)生觸摸的情況下檢測到觸摸時，這些會發(fā)生。為了將誤報觸摸的發(fā)生保持在最小，以信噪比閾值形式的濾波器被應用于觸摸檢測信號。信噪比閾值被設置為足夠高的值以將由噪聲引起的誤報觸摸的概率保持在可接受的低水平。然而，這使得真實的觸摸的檢測更加困難，并且可能導致系統(tǒng)丟失來自用戶的真實但輕微的觸摸。替代方案是將系統(tǒng)設計成具有低噪聲，但這可能需要昂貴的材料和制造技術來實現(xiàn)。

隔離幀

允許觸摸閾值降低同時仍然保持誤報觸摸的概率低的一種技術是要求觸摸必須在兩個或更多個連續(xù)的檢測幀中被檢測。pct公開wo2012/002894描述了一種系統(tǒng)，其可被配置成輸出用于與至少某個壽命的軌跡匹配的觸摸的觸摸數(shù)據(jù)。其中檢測到觸摸軌跡(或觸摸軌跡)但還沒有由系統(tǒng)輸出確認的觸摸的幀被稱為“隔離幀(quarantineframes)”，并且觸摸軌跡不被輸出為確認的觸摸，直到其在固定數(shù)量的隔離幀中被記錄。這種技術對于減少誤報觸摸是有效的，因為由跨所有隔離幀持續(xù)存在的噪聲引起的誤報觸摸的概率顯著小于在單個幀中的誤報觸摸發(fā)生的概率。

延遲

這種技術的一個問題在于它可以顯著增加檢測到的真實觸摸的延遲。如果每幀的長度為15ms，并且所使用的隔離幀的數(shù)量為10，則在真實的觸摸被觸摸系統(tǒng)確認并輸出之前可能會發(fā)生135ms或更長的延遲。

因此，需要的是在不使用高信噪比閾值或昂貴的低噪聲系統(tǒng)的情況下檢測觸摸的方法。該系統(tǒng)應該能夠平衡檢測輕觸摸的需要與具有響應性低延遲系統(tǒng)而沒有由噪聲引起的誤報觸摸的發(fā)生的愿望。

發(fā)明概述

本發(fā)明的目的在于至少部分克服現(xiàn)有技術的以上所識別出的限制中一個或更多個。

在下面描述中可能出現(xiàn)的這些目的中的一個或更多個以及其他的目的至少部分地通過根據(jù)獨立權利要求、由從屬權利要求所限定的其實施例的觸摸感測裝置、用于數(shù)據(jù)處理的方法、計算機可讀介質以及用于數(shù)據(jù)處理的設備來實現(xiàn)。

需要檢測觸摸的方法，其在不使用高信噪比閾值或昂貴的低噪聲系統(tǒng)的情況下操作。該方法應該能夠平衡對于輕觸摸具有低觸摸閾值而不會影響由噪聲引起的誤報觸摸的頻率的需要。最后，該方法應確保觸摸延遲(即觸摸軌跡的初始檢測與確認的觸摸的輸出之間的時間)始終是盡可能低的。

本發(fā)明的第一方面是確定一個或更多個物體在觸敏裝置的觸摸表面上的觸摸的方法。該方法以幀的時間序列操作，每個幀包括以下步驟：

1.在當前幀期間對觸敏裝置的輸出信號進行處理以產(chǎn)生一個或更多個觸摸軌跡(或觸摸候選)。每個觸摸軌跡具有一個或更多個特征。例如，衰減值、位置、大小等。

2.對于在當前幀前面的第一幀數(shù)中的每個中具有匹配所述一個或更多個特征中的至少一個的觸摸軌跡的每個觸摸軌跡，輸出觸摸確定信號。即，一旦識別出觸摸軌跡，該方法就會審閱在當前幀之前的設定數(shù)量的幀(稱為隔離幀)，以確定相應的軌跡觸摸是否存在于它們中的每個中。如果在先前幀中的每個幀中識別出具有匹配特征的相應觸摸軌跡，則對于當前幀中的觸摸軌跡輸出觸摸確定信號。在這方面，根據(jù)軌跡的所述一個或更多個特征來確定第一幀數(shù)。

因此，該方面描述了改變在當前幀之前的被審閱的隔離幀的數(shù)量以確定相應的軌跡觸摸是否存在于它們中的每個中的方法。如果在設定數(shù)量的先前幀中的每一個中不存在相應的軌跡觸摸，則觸摸軌跡被假定為噪聲或尚未確認的觸摸。這樣，先前幀實際上是隔離幀。如果在設定數(shù)量的先前幀中的每一個中確實存在相應的軌跡觸摸，則對于當前幀中的觸摸軌跡輸出觸摸確定信號。即，如果觸摸信號持續(xù)通過隔離幀，那么它被輸出為確認的觸摸。通過使隔離幀的數(shù)量取決于當前幀的觸摸軌跡的特征，獲得了顯著的優(yōu)點?？赡馨l(fā)生誤報觸摸的條件可以變化，并因此使用提供的關于在當前幀中的觸摸軌跡的特征的信息來確定隔離幀的數(shù)量是有利的。

在一個實施例中，所述一個或更多個特征可以包括觸摸軌跡信號強度。這允許隔離幀的數(shù)量根據(jù)觸摸軌跡的測量的信號強度來調(diào)整，因為信號強度通常是確認的觸摸的概率的良好指標。在一個實施例中，觸摸軌跡信號強度可以對應于觸摸軌跡壓力，其中第一幀數(shù)與觸摸軌跡壓力成反比。這提供了當觸摸軌跡的信號強度高時減少隔離幀的數(shù)量并因此減少確認的觸摸的延遲的優(yōu)點。在一個實施例中，當觸摸軌跡壓力處于最大值時，第一幀數(shù)為零。當信號強度如此高以至不太可能表示假觸摸時，這完全有效地消除了確認的觸摸延遲。

在另一實施例中，觸摸軌跡信號強度對應于觸摸軌跡面積。這提供了減少不太可能表示假觸摸的大觸摸的延遲的優(yōu)點?？蛇x地，非常大的觸摸(即，手掌按壓)可以被給予大量的隔離幀，以確保它們不是偶然的。

在另一個實施例中，觸摸軌跡的一個或更多個特征可以包括觸摸軌跡在觸摸表面上的位置。這提供了以下優(yōu)點：所使用的隔離幀的數(shù)量可以根據(jù)觸摸軌跡在觸摸表面上的位置而變化。在更容易受到噪聲影響的區(qū)域中，可以增加隔離幀的數(shù)量，以確保沒有誤報被確認為確認的觸摸。在一個實施例中，第一幀數(shù)在觸摸表面的邊緣處是最大的，而在觸摸表面的中心處最小。這減少了在觸摸表面周邊具有高噪聲的系統(tǒng)(例如，ftir觸摸系統(tǒng))的誤報。在替代實施例中，用于觸摸軌跡的第一隔離幀數(shù)在觸摸表面的邊緣處較小，而在觸摸表面的中心處較大。這減少了在觸摸表面的中心周圍具有高噪聲的系統(tǒng)(例如，投影電容系統(tǒng))的誤報。在一個實施例中，觸摸表面被分成對應于預定數(shù)量的隔離幀的區(qū)域。

在另一個實施例中，當觸摸軌跡接近現(xiàn)有確認的觸摸或當前幀中的其它觸摸軌跡時，第一隔離幀數(shù)增加?，F(xiàn)有觸摸可能會向觸摸系統(tǒng)增加一定程度的信號噪聲，特別是在其觸摸表面附近。因此，有利的是允許隔離幀的數(shù)量取決于現(xiàn)有觸摸或討論中的觸摸軌跡局部的觸摸軌跡的數(shù)量。當觸摸軌跡相對孤立時，可以減少隔離幀的數(shù)量以改善觸摸延遲。

在類似于先前幀的實施例中，所述一個或更多個特征可以包括當前幀中的確認的觸摸和/或觸摸軌跡的總數(shù)。如上所述，觸摸表面上的大量觸摸可能增加觸摸系統(tǒng)中的噪聲量，并因此根據(jù)整體觸摸的數(shù)量來設置隔離幀的數(shù)量是有利的。在一個實施例中，第一幀數(shù)與當前幀中的觸摸軌跡的總數(shù)成正比，當來自大量觸摸的信號中有增加的噪聲時，減少了誤報的數(shù)量。

在另一個實施例中，所述一個或更多個特征可以包括觸摸軌跡的方向和/或速度，其中，根據(jù)包含與當前幀的所述一個或更多個特征中的至少一個匹配的觸摸軌跡的先前幀來確定方向和/或速度。軌跡觸摸的速度和方向可以根據(jù)軌跡觸摸已經(jīng)從先前幀中的與當前軌跡觸摸的特征匹配的軌跡觸摸移動的距離和方向來確定。這提供了允許針對某些手勢和滑動(例如，其中需要將延遲保持在最小的邊緣滑動(edgeswipe))減少或增加隔離幀的數(shù)量的優(yōu)點。在一個實施例中，第一幀數(shù)與觸摸軌跡的速度成正比。這防止假觸摸的集合作為快速移動的手指滑動出現(xiàn)。在一個實施例中，第一幀數(shù)與觸摸軌跡的方向成正比。在特定方向上的手指滑動需要減少的延遲的情況下，這可以是有利的。在一個實施例中，所述一個或更多個特征可以包括手勢類型，其中，手勢類型對應于至少部分地包括當前幀的觸摸軌跡和先前幀的一個或更多個觸摸軌跡的手勢。在一個實施例中，根據(jù)手勢類型來確定第一幀數(shù)。在一個實施例中，對于與在觸摸表面的有效區(qū)域之外開始的手勢對應的手勢類型，第一幀數(shù)增加。這將有利地允許減少在觸摸表面的更容易受到噪聲的影響的區(qū)域中的誤報。

在本發(fā)明的一個實施例中，一個或更多個特征可以包括噪聲值，其中，噪聲值對應于確定的背景和/或局部電噪聲和/或光噪聲。在特定實施例中，第一幀數(shù)與噪聲值成正比地增加。這有利地允許隔離幀的數(shù)量在一般背景噪聲增加時或在軌跡觸摸局部的噪聲被確定為高于閾值時增加。

本發(fā)明的第二方面包括包含計算機指令的計算機可讀介質，當該計算機指令由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)執(zhí)行時，其被配置為執(zhí)行任一前述實施例所述的方法。

本發(fā)明的第三方面包括一種用于確定一個或更多個物體在觸摸表面上的觸摸的系統(tǒng)，該系統(tǒng)被配置為以幀的時間序列操作，該系統(tǒng)包括：觸敏裝置，所述觸敏裝置包括觸摸表面；處理單元，處理單元被配置為：對于當前幀，對觸敏裝置的輸出信號進行處理以產(chǎn)生一個或更多個觸摸軌跡，每個觸摸軌跡具有一個或更多個特征；以及對于在當前幀前面的第一幀數(shù)中具有匹配所述一個或更多個特征中的至少一個的先前觸摸軌跡的每個觸摸軌跡，輸出觸摸確定信號，其中，根據(jù)所述一個或更多個特征來確定第一幀數(shù)。

第一方面的以上識別的實施例中的任何一個中的任何一個可被修改并實施作為第二到第三方面的實施例。

本發(fā)明的其他目的、特征、方面和優(yōu)點將通過以下詳細描述、所附的權利要求以及附圖得以出現(xiàn)。

附圖簡述

現(xiàn)在將參考隨附的示意圖更詳細地描述本發(fā)明的實施例。

圖1a和圖1b是投影式基于ftir的觸摸系統(tǒng)的剖視圖和俯視平面圖。

圖2是圖1a的系統(tǒng)中的觸摸數(shù)據(jù)提取過程的流程圖。

圖3a和圖3b是示出軌跡屬性和全局面板屬性的表。

圖4a至圖4f是觸摸系統(tǒng)的俯視圖，其示出一序列幀中的觸摸軌跡。

圖5是示出不同數(shù)量的隔離幀對確認的觸摸輸出信號的影響的表。

圖6是觸摸輸出濾波器處理流程的實施例。

圖7a至圖7f是觸摸系統(tǒng)的俯視圖，其示出一序列幀中的具有不同區(qū)域的觸摸軌跡。

圖8a示出在觸摸表面的周邊周圍具有更大噪聲的觸摸系統(tǒng)的俯視圖。

圖8b示出在觸摸表面的中心周圍具有更大噪聲的觸摸系統(tǒng)的俯視圖。

圖9a示出觸摸軌跡與觸摸表面的邊緣的測量距離。

圖9b示出具有預定義區(qū)域的觸摸系統(tǒng)的俯視圖。

圖10a示出用于測量觸摸軌跡與其他觸摸軌跡/確認的觸摸的距離的方法。

圖10b示出在每個確認的觸摸周圍具有預定義區(qū)域的觸摸系統(tǒng)的俯視圖。

圖11a示出確認的觸摸周圍的噪聲模型。

圖11b示出當多個確認的觸摸同時存在時觸摸系統(tǒng)中的總噪聲。

圖12示出從觸摸表面的左邊緣的滑動手勢。

圖13示出具有預定義邊界區(qū)域的觸摸系統(tǒng)的俯視圖。

實施例的描述

術語

在描述本發(fā)明的實施例之前，將給出幾個定義。

“觸摸物體(touchobject)”或“觸摸物體(touchingobject)”是觸摸或使其足夠接近觸摸表面以至于由觸摸系統(tǒng)中的一個或更多個傳感器檢測到的物理物體。物理物體可能是有生命或無生命的。

當觸摸物體影響由傳感器測量的參數(shù)時，“交互”發(fā)生。

“交互強度”是交互程度的相對或絕對度量。“交互強度”可以被表示為“衰減”。

“交互圖”或“交互圖案”是跨觸摸表面或其一部分的交互強度的二維(2d)分布。如果交互被呈現(xiàn)為衰減，則交互圖/圖案也被表示為“衰減圖”或“衰減圖案”。

“觸摸”表示如在交互圖案中看到的交互點。

“幀”或“迭代”表示從數(shù)據(jù)收集開始并以觸摸數(shù)據(jù)的確定結束的重復事件。

如本文所使用的，“軌跡”是關于交互的時間歷史的信息。來自在幀序列中(即在不同的時間點)檢測到的交互的觸摸被收集到軌跡中。

貫穿以下說明書，相同的參數(shù)數(shù)字用于標識相應的元件。

所描述的以下詳細實施例是ftir光學觸摸系統(tǒng)的實施例。然而，應當理解，在本發(fā)明的概述和權利要求書中討論的概念可以應用于在幀中執(zhí)行觸摸檢測的任何其它觸摸系統(tǒng)類型，包括：電阻、表面聲波、電容、表面電容、投射式電容、以上表面光學觸摸、色散信號技術和聲脈沖識別類型的觸摸系統(tǒng)。

基本的ftir觸摸架構

1.觸敏裝置

圖1a和圖1b示出基于ftir(受抑全內(nèi)反射)的概念的觸敏裝置100(也表示為“ftir系統(tǒng)”)的示例實施例。該裝置通過將面板1內(nèi)的光從光發(fā)射器2傳輸?shù)焦鈧鞲衅骰驒z測器3以便從面板1內(nèi)照射觸摸表面4來操作。面板1由在一個或更多個層中的固體材料制成并且可具有任何形狀。面板1限定內(nèi)部輻射傳播通道，其中光通過內(nèi)部反射傳播。在圖1a的示例中，在面板1的邊界表面4、5之間限定傳播通道，其中頂部表面4允許傳播光與觸摸物體6交互，從而限定觸摸表面4。這通過將光注入到面板1中實現(xiàn)，使得當光傳播通過面板1時，其通過接觸表面4中的全內(nèi)反射(tir)反射?？赏ㄟ^底表面5中的tir或相對其上的反射涂層來反射光。還可想到的是，傳播通道與底表面5間隔開，例如，如果面板包括多層不同的材料。裝置100可被設計為覆蓋在顯示設備或監(jiān)視器上或集成到顯示設備或監(jiān)視器中。

ftir的物理效應

裝置100允許與觸摸表面4緊鄰或接觸的物體6在觸摸點處與傳播光交互。在該交互中，可由物體6散射部分的光，可由物體6吸收部分光，并且部分的光可繼續(xù)以其原始方向傳播通過面板1。因此，觸摸物體6導致全內(nèi)反射的局部受抑，這導致所透射的光的能量(功率/強度)的減少，如由圖1a中的觸摸物體6的下游的細線所指示。

網(wǎng)格圖案

發(fā)射器2沿著觸摸表面4的周邊分布，以在面板1內(nèi)產(chǎn)生相應數(shù)量的光片(sheet)。在圖1b的示例中，每個發(fā)射器2產(chǎn)生光束，其在面板1中傳播的同時在面板1的平面中擴展。每個光束從面板1上的一個或更多個入口或內(nèi)耦合(incoupling)點傳播。傳感器3沿著觸摸表面4的周邊分布，以在面板1上的多個間隔開的外耦合(outcoupling)點處接收來自發(fā)射器2的光。應該理解的是，內(nèi)耦合點和外耦合點僅僅是指光束分別進入面板1和離開面板1的位置。因此，一個發(fā)射器/傳感器可被光耦合到多個內(nèi)耦合點/外耦合點。然而，在圖1b的示例中，檢測線d由各個發(fā)射器-傳感器對限定。

傳感器3共同提供輸出信號，該輸出信號由信號處理器10接收并進行采樣。輸出信號包含許多子信號(也被表示為“投影信號”)，每個子信號表示由某個光發(fā)射器2發(fā)射并由某個光傳感器3接收的光的能量。根據(jù)實施方式，信號處理器10可需要對輸出信號進行處理，以用于分離各個投影信號。在概念上，觸摸裝置100被認為是在觸摸表面4上定義檢測線d的網(wǎng)格，其中每個檢測線d對應于如投射到觸摸表面4上的從發(fā)射器2到傳感器3的光傳播路徑。因此，投影信號表示在各個檢測線d上的光的接收的能量或功率。認識到的是，觸摸物體6導致在一個或更多個檢測線d上的接收的能量的減小(衰減)。

信號處理

如將在下面解釋的，信號處理器10可以被配置為對投影信號進行處理，以便確定跨觸摸表面1的信號強度值的分布(為簡單起見，稱為“觸摸表面圖案”)，其中每個信號強度值表示光的局部衰減。觸摸表面圖案可以以許多不同的方式表示，例如作為以規(guī)則x-y網(wǎng)格布置的信號強度值，例如在普通數(shù)字圖像中，盡管其他類型的網(wǎng)格是可想到的，例如六邊形圖案或三角形網(wǎng)格。

在所示的示例中，裝置100還包括控制器12，其被連接以用于選擇性地控制發(fā)射器2的激活以及可能地，從傳感器3讀取數(shù)據(jù)。信號處理器10和控制器12可被配置為分離的單元，或者它們可被并入在單個單元中。信號處理器10和控制器12中的一者或兩者可至少部分通過由處理單元14執(zhí)行的軟件來實施。

應該明白的是，圖1a僅示出ftir觸摸系統(tǒng)的一個示例。然而，應當理解，在本發(fā)明的概述和權利要求書中討論的概念可以應用于任何其他ftir觸摸系統(tǒng)配置以及在幀中執(zhí)行觸摸檢測的非ftir觸摸系統(tǒng)類型，包括：電阻、表面聲波、電容、表面電容、投射式電容、以上表面光學觸摸、色散信號技術和聲脈沖識別類型的觸摸系統(tǒng)。

2.跟蹤

圖2是觸摸系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)提取過程的流程圖。該過程涉及例如由信號處理器10(圖1b)重復執(zhí)行的步驟210-270的序列。在本說明書的上下文中，步驟210-270的每個序列被表示為幀或迭代。

預處理數(shù)據(jù)

每個幀從數(shù)據(jù)收集步驟210開始，其中從傳感器3獲得觸摸信號值。數(shù)據(jù)收集步驟210還可以包括對測量值進行預處理，例如進行濾波以用于噪聲降低。

重建

在重建步驟220中，對觸摸信號值進行處理，以用于產(chǎn)生觸摸表面圖案。重建步驟220還可以包括對觸摸表面圖案的處理，以降低噪聲或補償表面污染等的影響。

峰值檢測

在峰值檢測步驟230中，然后例如使用任何已知技術來處理觸摸表面圖案，以用于檢測峰值。在一個實施例中，首先將全局或局部閾值應用于觸摸表面圖案，以抑制噪聲。具有高于閾值的信號值的任何區(qū)域可以被進一步處理以找到局部最大值?？梢赃M一步處理所識別的最大值，以用于確定觸摸形狀和中心位置，例如通過將二維二階多項式或高斯鐘形(bell)形狀擬合到信號值，或者通過找到信號值的慣量橢圓。還有如本領域眾所周知的許多其他技術，諸如聚類算法、邊緣檢測算法、標準斑點檢測、脫水(watershedding)技術、洪水填充(floodfill)技術等。步驟230導致峰值數(shù)據(jù)的收集，其可以包括每個檢測到的峰值的位置、信號大小和形狀等的值。信號強度可以由峰值形狀內(nèi)的最大信號強度值或信號強度值的加權和給出。

與軌跡匹配的峰值

在匹配步驟240中，檢測到的峰值與現(xiàn)有軌跡即被認為存在于緊鄰的前一幀中的軌跡進行匹配。如果檢測到的峰值不能與現(xiàn)有軌跡匹配，則針對壽命為零的峰值生成新的軌跡。匹配步驟240可以基于眾所周知的原理，并且將不再詳細描述。例如，步驟240可以操作以預測所有現(xiàn)有軌跡的某些軌跡參數(shù)(位置、以及可能的大小和形狀)的最可能的值，然后將軌跡參數(shù)的預測值與峰值檢測步驟230中產(chǎn)生的峰值數(shù)據(jù)中的相應的參數(shù)值匹配?？梢允÷栽擃A測。步驟240產(chǎn)生“軌跡數(shù)據(jù)”，其是現(xiàn)有軌跡的更新記錄，其中基于峰值數(shù)據(jù)來更新現(xiàn)有軌跡的軌跡參數(shù)值。認識到的是，更新還包括刪除被認為不存在的軌跡(由物體從觸摸表面抬起(“觸摸向上(touchup)”)造成)，以及添加新的軌跡(通過將物體放在觸摸表面上(“觸摸向下(touchdown)”)而造成)。在步驟250中，軌跡數(shù)據(jù)被存儲在軌跡儲存器中。

軌跡輸出濾波器

在輸出步驟260中，軌跡輸出濾波器確定要輸出軌跡儲存器中的哪些軌跡以及要抑制哪些軌跡，并且在步驟270中相應地輸出觸摸坐標。

3.軌跡

圖3a示出軌跡屬性的示例。軌跡是一種數(shù)據(jù)結構，其表示作為時間的函數(shù)的觸摸表面上的單個觸摸物體的軌線。每個軌跡具有全局壽命，并且可以與多個其他軌跡參數(shù)(諸如位置、大小、位置歷史、速度)相關聯(lián)。在圖3a中示出軌跡結構的示例。

軌跡的“壽命”指示軌跡已經(jīng)存在多長時間，并可以給定作為幀的數(shù)量、軌跡中最早觸摸的幀號、時間段等。

“確認的”屬性指示軌跡先前是否已經(jīng)在圖2的步驟270中被軌跡輸出濾波器輸出為觸摸坐標。

軌跡的信號強度、位置和面積分別由軌跡中最新近觸摸的“信號_強度”、“位置”和“面積”給出。

“速度”可以作為速度值或距離給出(其隱含地與給定時間段相關)。可以使用用于估計軌跡的切向速度的任何已知技術，考慮到對新近位置的任何選擇。在又一個替代方案中，“速度”可以由軌跡在相對于觸摸表面圖案中的軌跡限定的給定的區(qū)域內(nèi)所花費的時間的倒數(shù)給出。該區(qū)域可以具有預定義的范圍或在觸摸表面圖案中測量，例如由觸摸表面圖案中的峰值的范圍給出。

軌跡的每個屬性也可以包括自軌跡啟動以來記錄的歷史值。例如，位置變量還可以包含跨觸摸表面的軌跡的空間擴展的至少一部分的“位置歷史”的值，例如，給出作為軌跡中最近幾次觸摸的位置或者軌跡中的所有觸摸的位置、近似軌跡的形狀的曲線或卡爾曼濾波器。

軌跡的“面積”可以通過記錄在軌跡的位置處超過噪聲閾值的連續(xù)像素的數(shù)量來確定。軌跡的面積也可以通過多種替代方法來計算，例如

圖3b示出觸摸系統(tǒng)的全局屬性的示例。“確認的軌跡的數(shù)量”指示系統(tǒng)為其輸出觸摸數(shù)據(jù)的軌跡的數(shù)量?！败壽E的數(shù)量”指示系統(tǒng)正在跟蹤的軌跡的數(shù)量，而不管它們是否被確認。“全局噪聲”變量是系統(tǒng)中估計的噪聲的指示?？梢砸员绢I域的技術人員熟悉的多種方式來計算光或電觸摸系統(tǒng)的全局噪聲。

4.軌跡輸出濾波器

由系統(tǒng)維護的每個軌跡表示可能的觸摸。然而，一些軌跡可能表示誤報，而一些可能表示合法的觸摸。軌跡輸出濾波器的功能是對軌跡進行隔離，直到達到一定的置信程度，軌跡才表示真實的觸摸。有時立即達到置信程度，并且可以將軌跡輸出為確認的觸摸，而根本不會被隔離。有時，軌跡將在其存在期間保持在隔離中，而從未被輸出為確認的觸摸。

圖4a至圖4f和圖5示出使用固定數(shù)量的隔離幀以在將軌跡輸出為確認的軌跡之前對其進行隔離的結果。圖4a至圖4f示出軌跡(1)至(5)及其在連續(xù)幀4a-4f中的出現(xiàn)。

圖5示出當特定數(shù)量的隔離幀用于每個軌跡時由軌跡輸出濾波器輸出的確認的軌跡。在不使用隔離幀的情況下，輸出觸摸(1)至(5)中的每一個。鑒于一些軌跡僅出現(xiàn)在單個幀中，它們可能是實際上應該被抑制的誤報觸摸。在僅使用一個隔離幀的情況下，我們看到誤報觸摸的數(shù)量立即有所改善。然而，觸摸(4)仍然被輸出，盡管僅出現(xiàn)在兩個幀中。當使用2個隔離幀時，所有潛在的誤報被去除，而只保留觸摸(2)。然而，觸摸(2)現(xiàn)在僅在兩幀的延遲之后被輸出為確認的觸摸。當使用3個隔離幀時，不能實現(xiàn)進一步的噪聲降低，但是觸摸(2)現(xiàn)在以3個幀的延遲被輸出，這可能是不合適的。

為了避免上述延遲/噪聲問題，觸摸輸出濾波器以個體為基礎針對每個軌跡確定隔離幀的數(shù)量。如下所述，這是由觸摸輸出濾波器通過在每個幀中確定軌跡在作為確認的觸摸輸出之前必須達到的壽命來實現(xiàn)的。

圖6示出其中啟發(fā)式過程用于確定哪些軌跡要作為確認的觸摸輸出的本發(fā)明的實施例。步驟620-670中的每一個是可選步驟，并且取決于系統(tǒng)設計者的需要，可以或可以不被包括。

在圖6的步驟610中，觸摸輸出濾波器啟動“dyn_age”變量。該變量是一個整數(shù)，其指示軌跡應被隔離的幀數(shù)，最終將與軌跡的全局壽命(也以幀測量)進行比較，其由軌跡輸出濾波器進行分析以確定軌跡是否應該被輸出為確認的觸摸。隨著圖6中所示的過程繼續(xù)進行，根據(jù)軌跡的屬性和環(huán)境的屬性(即面板)來對dyn_age進行調(diào)整。這允許軌跡被隔離的幀數(shù)根據(jù)幀的屬性和環(huán)境的屬性來進行調(diào)整。

信號強度

在步驟620中，根據(jù)軌跡的信號強度來調(diào)整dyn_age。這允許隔離幀的數(shù)量根據(jù)軌跡的測量的信號強度來調(diào)整，因為高信號強度通常是真實觸摸的良好指標。ftir觸摸系統(tǒng)中的信號強度將根據(jù)傳播通過面板的光信號的衰減來計算。dyn_age可以與信號的強度成正比地減小。優(yōu)選地，一旦軌跡的信號強度高于通?？赡芘c噪聲相關聯(lián)的閾值，dyn_age就可被重置為0。

優(yōu)選地，還根據(jù)軌跡的信號強度的歷史趨勢來對dyn_age進行調(diào)整。如果軌跡在當前幀之前的多個幀上具有一致的強度值，則這可以指示物理觸摸而不是噪聲效應，并可以減小dyn_age，以便減小確認軌跡的延遲。

在一個實施例中，針對噪聲閾值計算和測量先前信號強度的加權平均值，以確定軌跡是真實觸摸的可能性。在加權平均值超過噪聲閾值的情況下，相應地減小dyn_age。

峰值面積

在圖6的步驟630中，根據(jù)軌跡的表面積來調(diào)整dyn_age。這允許根據(jù)軌跡表面積的大小來調(diào)整隔離幀的數(shù)量。

具有超過特定大小的表面積的軌跡不太可能表示單個手指點，而是可能表示在觸摸面板的表面上的靜止的手掌。因此，優(yōu)選地，具有超過閾值的表面積的軌跡應導致dyn_age足夠大以防止確認在任何點上的軌跡。

此外，具有大得不足以表示手指點的表面積的軌跡也可能指示噪聲而不是真實的觸摸。因此，可以相應地增加dyn_age。

圖7a至圖7f示出包含具有不同表面積的軌跡的幀序列。優(yōu)選地，還根據(jù)軌跡的面積的歷史趨勢對dyn_age進行調(diào)整。如果軌跡在當前幀之前的多個幀上具有一致的表面積，則這可以指示物理觸摸而不是噪聲效應，并可以減小dyn_age，以便減小確認軌跡的延遲。在圖7a至圖7f中，軌跡(1)將具有明顯高于軌跡(2)的dyn_age。結果是軌跡輸出濾波器將輸出軌跡(2)早于軌跡(1)。

位置

在圖6的步驟640中，根據(jù)軌跡的位置來調(diào)整dyn_age。這允許根據(jù)面板的表面上的軌跡的位置來調(diào)整隔離幀的數(shù)量。

對于位于更容易受噪聲影響的觸摸面板的區(qū)域中的軌跡，可以增加dyn_age。

圖8a和圖8b示出在各種類型的觸摸表面系統(tǒng)中的噪聲。在一個實施例中，對于位于觸摸表面的邊緣處的軌跡，增加dyn_age，對于位于觸摸表面的中心的軌跡，減小dyn_age。這減少了在圖8a中所示的在觸摸表面周邊周圍具有高噪聲(被示出為陰影區(qū))的系統(tǒng)(例如，ftir觸摸系統(tǒng))的誤報。在替代的實施例中，對于位于觸摸表面的邊緣處的軌跡，減小dyn_age，對于位于觸摸表面的中心的軌跡，增加dyn_age。這減少了圖8b中所示的在觸摸表面的中心具有高噪聲的系統(tǒng)(例如，投射式電容系統(tǒng))的誤報。

區(qū)或坐標

圖9a示出其中根據(jù)從軌跡到面板邊緣的最短距離的函數(shù)來調(diào)整軌跡(2)的dyn_age的本發(fā)明的實施例。

圖9b示出本發(fā)明的實施例，其中使用多個預先計算或動態(tài)計算的空間區(qū)來確定對dyn_age的調(diào)整。

在圖9a的實施例的示例中，軌跡(2)的dyn_age可以在軌跡在距離面板的第一邊緣的預定距離(例如，1cm)內(nèi)的情況下以1遞增。否則，dyn_age不會遞增。

在圖9b的實施例的示例中，軌跡的dyn_age可以，在軌跡在面板的區(qū)域1130內(nèi)的情況下以0遞增，在軌跡在區(qū)1120內(nèi)的情況下以1遞增，以及在軌跡在區(qū)1110內(nèi)的情況下以1遞增。

其他軌跡

在圖6的步驟650中，根據(jù)其他當前存在的軌跡的屬性來調(diào)整dyn_age。這允許根據(jù)其他軌跡可對當前軌跡或觸摸面板環(huán)境具有的影響來調(diào)整隔離幀的數(shù)量。

與其他軌跡的接近

圖10a示出其中根據(jù)從軌跡到最接近的現(xiàn)有確認的觸摸的距離的函數(shù)來調(diào)整dyn_age的本發(fā)明的實施例?，F(xiàn)有觸摸可能會向觸摸系統(tǒng)特別是在其觸摸表面附近增加一定程度的信號噪聲(被示出為陰影區(qū))。在所示的實施例中，僅當軌跡(2)被確認為落在由軌跡(3)引起的噪聲的區(qū)域內(nèi)時，才調(diào)整軌跡(2)的dyn_age。當軌跡(2)位于等于或小于d3的距離d2處時，情況就是這樣。

圖10b示出本發(fā)明的類似于圖10a中所示的實施例的實施例，其中使用軌跡(2)周圍的多個空間區(qū)來確定對dyn_age的調(diào)整。如果附近的軌跡落在軌跡(2)的距離內(nèi)，則根據(jù)該附近的軌跡所駐留的區(qū)來對dyn_age進行相應的調(diào)整。

在圖10a的實施例的示例中，在軌跡(2)是在軌跡(3)的預定距離(例如，2cm)內(nèi)的情況下，dyn_age可以以1遞增。否則，dyn_age不會遞增。

在圖10b的實施例的示例中，軌跡(1)的dyn_age可以在軌跡位于區(qū)z1、z2和z3之外的情況下以0遞增，在軌跡在區(qū)z3內(nèi)的情況下以1遞增，且在軌跡在區(qū)z2內(nèi)的情況下以2遞增，在軌跡在區(qū)z1內(nèi)的情況下以3遞增。

全局觸摸數(shù)量

在一個實施例中，在軌跡儲存器中存儲表示當前存在的軌跡的數(shù)量、當前存在的確認軌跡的數(shù)量和全局噪聲的量的值。存在的確認的軌跡的數(shù)量描述了已被確認并由觸摸輸出濾波器輸出的當前存在的軌跡的數(shù)量。將該值作為軌跡的數(shù)量的不同的值監(jiān)測是重要的，因為(確認的軌跡被假設表示的)真實的觸摸可能產(chǎn)生噪聲。誤報觸摸(未確認的軌跡被假設表示其，直到被確認為止)是噪聲的產(chǎn)物，并且本身可能不產(chǎn)生噪聲。

圖11a示出在一個實施例中的來自單個確認的軌跡(3)的預期噪聲(示為陰影區(qū))的示例。由于全局噪聲的量低且軌跡(2)被相對孤立，因此可以降低dyn_age，以改善觸摸延遲。

圖11b示出其中確認的軌跡的數(shù)量高的場景，這導致大量的全局噪聲。本發(fā)明的實施例可以增加每個未確認的軌跡的dyn_age，以便減少由增加的全局噪聲引起的誤報的可能性。在一個實施例中，dyn_age增加了與當前幀中的確認的軌跡的總數(shù)成正比的幀數(shù)。

速度

在一個實施例中，根據(jù)軌跡的所確定的速度或方向來調(diào)整dyn_age。在軌跡的位置被確定為每幀改變大的距離的情況下，軌跡的速度被假設為高。由于這些大的差異可能是系統(tǒng)的噪聲的后果，因此顯然以高速行進的未確認的軌跡作為虛假的觸摸的風險很大。因此，在本發(fā)明的一個實施例中，當軌跡的速度超過閾值時，dyn_age遞增。在軌跡超過可能來自人類操作員的速度的情況下，進一步增加dyn_age，有效地防止軌跡作為觸摸被輸出，直到其在更合理的限度內(nèi)。

手勢

在圖6的步驟660中，根據(jù)與軌跡相關聯(lián)的識別的手勢的屬性來調(diào)整dyn_age。這允許根據(jù)手勢的預期行為來調(diào)整隔離幀的數(shù)量。

圖12示出被稱為“邊緣滑動”的手勢。這是在用戶將手指從顯示面板的邊緣朝向面板的中心拖動的情況下的手勢。在某些情況下，手勢可能會在顯示器的有效區(qū)域之外開始。在將軌跡確定為邊緣滑動手勢的一部分的實施例中，減小dyn_age以改善軌跡的延遲。

全局噪聲

在圖6的步驟670中，根據(jù)觸摸面板的環(huán)境屬性(諸如測量的全局噪聲)來調(diào)整dyn_age。這允許根據(jù)觸摸面板受到的一般或特定類型的噪聲(諸如來自使用觸摸面板的環(huán)境的電或光噪聲)來調(diào)整隔離幀的數(shù)量。

在一個實施例中，根據(jù)邊界噪聲值來調(diào)整dyn_age。某些類型的噪聲對接近屏幕邊緣的觸摸坐標具有特別強烈的影響。在觸摸表面的邊緣周圍采用光學發(fā)射器和檢測器并且產(chǎn)生觸摸表面的重建圖像以用于確定觸摸交互的觸摸裝置中，環(huán)境噪聲對重建圖像的接近發(fā)射器的相應物理位置的邊界將具有特別強烈的影響。另外，在這種類型的系統(tǒng)中，重建偽像在圖像的邊緣表現(xiàn)最強烈。因此，提供了實施例，其中根據(jù)由重建值的邊界區(qū)域內(nèi)的像素的像素值確定的噪聲值來調(diào)整dyn_age。在圖13中所示的一個具體示例中，dyn_age邊界依賴于x或與其成正比，其中：

在上述等式中，編號的和對應于圖13的每個標記區(qū)域中的像素的面積。i是重建圖像的圖像矩陣，且i(x，y)是矩陣中位置x，y處的值。e是每個區(qū)域要使用的邊緣列/行的數(shù)目。z是使用的像素的總數(shù)。

設想了用于確定重建圖像的邊界區(qū)域中的像素的平均噪聲值的替代方法，包括使用本領域已知的標準統(tǒng)計方法。

設想可以以任何順序執(zhí)行上述步驟。此外，對dyn_age變量的一些調(diào)整可能同時依賴于多個變量的函數(shù)。

在上述實施例的替代實施例中，軌跡輸出濾波器按照存儲在軌跡數(shù)據(jù)結構中的多個值的單個線性或非線性函數(shù)計算“dyn_age”，而不是以啟發(fā)式方式將其進行計算。

在圖6的步驟680中，軌跡輸出濾波器將dyn_age值與軌跡的軌跡_壽命變量進行比較。如果dyn_age大于軌跡_壽命，則這指示軌跡輸出濾波器已確定軌跡存在得不足夠長以作為給定軌跡屬性和環(huán)境屬性的確認的軌跡被輸出。如果dyn_age等于或小于軌跡_壽命，則軌跡已經(jīng)持續(xù)通過隔離幀，并由軌跡輸出濾波器輸出為確認的軌跡。這將產(chǎn)生來自系統(tǒng)的觸摸輸出信號。

還應當認識到，在前述說明書中和/或前述附圖和/或后續(xù)權利要求中公開的特征單獨地和以其任何組合是用于以其各種形式實現(xiàn)本發(fā)明的材料。當在下面的權利要求中使用時，術語“包括(comprise)”、“包括(include)”、“具有”及其同根詞意指“包括但不限于”。

以上參考特定的實施例描述了本發(fā)明。然而，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，除了上述實施例外的其它實施例同樣是可能的。在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以提供除了上述方法步驟之外的不同的方法步驟。本發(fā)明的不同特征和步驟可以以除了所描述的組合之外的其它組合來組合。本發(fā)明的范圍僅由所附的專利權利要求限定。