专利名称：一种基于触控终端实现立体绘图的系统及其方法
技术领域：
本发明涉及移动终端的触摸控制技术领域，特别涉及一种基于触控终端实现立体绘图的系统及其方法。
背景技术：
随着电子技术的飞速发展，触控设备越来越受消费的青睐，由于触控技术给人们带来了极大的方便，目前手机、遥控器、电视、大型电子生产设备、取款机、自动售票机等已广泛使用了触控技术。
目前，触摸显示器的触摸控制方式已由简单的单点点击触控，发展到了多点触控， 但用户对于触控方式的需求仍然没能完全得到满足，许多功能还需要多次触控才能完成。 大屏幕触摸控制显示设备在教育领域、绘图设计、会议室使用、以及其他商用领域使用越来越广泛，但是在使用这些设备时，只能在触摸屏上完成简单的平面绘图操作和显示，不能完成立体的绘图，影响了用户的体验效果。
有鉴于此，本发明提供一种基于触控终端实现立体绘图的系统及其方法。 发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种基于触控终端实现立体绘图的系统及其方法，能在触控终端的显示屏上实现立体绘图的功能，从而增加用户的体验效果。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案一种基于触控终端实现立体绘图的系统，其中，所述触接终端包括 用于接受人手输入的平面图像信息的触摸屏；根据人手离开触摸屏产生的信号的变化检测人手与触摸屏的距离及人手与触摸屏垂直方向的夹角的触摸信号处理及测距定位模块；用于根据所述触摸信号处理及测距定位模块的处理结果，向DSP模块发出立体绘图指令的中央处理器；用于将平体图像进行滤波处理、阈值分割处理、图像数量统计、及图像参数的确认与显示处理的DSP处理模块；用于匹配接口逻辑和时序的FPGA模块；用于根据DSP处理模块确认的图像参数，驱动显示屏进行显示相应的立体图像的显示驱动模块；及用于显示图像的显示屏；所述触摸屏通过所述触摸信号处理及测距定位模块与中央处理器连接，所述中央处理器与DSP处理模块、FPGA模块和显示驱动模块连接，所述显示驱动模块与所述DSP处理模块、FPGA模块和显示屏连接。
上述的基于触控终端实现立体绘图的系统中，还包括用于给所述触摸屏、触摸信号处理及测距定位模块、中央处理器、DSP处理模块、FPGA模块、显示驱动模块和显示屏供电的电源模块。
上述的基于触控终端实现立体绘图的系统中，触摸信号处理及测距定位模块，用于在人手离开触摸屏的第一预设时间内，检测人手与触摸屏的距离及人手与触摸屏垂直方向的夹角。
上述的基于触控终端实现立体绘图的系统中，所述第一预设时间为3-6秒。
上述的基于触控终端实现立体绘图的系统中，DSP处理模块，用于在人手在触摸屏上方静止第二预设时间后，确认立体图像的图像参数上述的基于触控终端实现立体绘图的系统中，所述第二预设时间为2-3秒。
一种基于触控终端实现立体绘图的方法，其包括A、接受人手输入的平面图像信息；B、根据人手离开触摸屏产生的信号的变化检测人手与触摸屏的距离及人手与触摸屏垂直方向的夹角；C、根据人手与触摸屏的距离及人手与触摸屏垂直方向的夹角，将平体图像进行滤波处理、阈值分割处理、图像数量统计、及图像参数的确认与显示处理，确认相应立体图像的图像参数；D、根据所述图像参数驱动显示屏显示相应的立体图像。
上述的基于触控终端实现立体绘图的方法中，所述步骤B还包括在人手离开触摸屏的第一预设时间内，检测人手与触摸屏的距离及人手与触摸屏垂直方向的夹角。
上述的基于触控终端实现立体绘图的方法中，所述步骤C还包括在人手在触摸屏上方静止第二预设时间后，确认立体图像的图像参数。
相较于现有技术，本发明提供的一种基于触控终端实现立体绘图的系统及其方法，通过触摸信号处理及测距定位模块根据人手离开触摸屏产生的信号的变化检测人手与触摸屏的距离及人手与触摸屏垂直方向的夹角；然后通过中央处理器根据所述触摸信号处理及测距定位模块的处理结果，向DSP模块发出立体绘图指令；再通过DSP处理模块将所述平体图像进行滤波处理、阈值分割处理、图像数量统计、及图像参数的确认与显示处理， 并通过显示驱动模块根据DSP处理模块确认的图像参数，驱动显示屏进行显示所述立体图像，实现了通过用户在触控终端上绘制一个平面图，然后根据人手移动的距离和角度，生成相应的立体图，增加了触控终端的新功能，给用户带来了新的体验。
图1为本发明基于触控终端实现立体绘图的系统的结构示意图。
图2为本发明基于触控终端实现立体绘图的系统中触控屏的示意图。
图3为本发明基于触控终端实现立体绘图的方法流程图。
图4为本发明基于触控终端实现立体绘图的系统中的触摸屏上画有平面图像的示意图。
图5为本发明基于触控终端实现立体绘图的系统中的用户通过手势控制触控终端拉伸图像的示意图。
图6为本发明基于触控终端实现立体绘图的系统中的触控终端生成的立体图像的示意图。
具体实施方式
本发明提供一种基于触控终端实现立体绘图的系统及方法，可用户具有手势控制或触摸控帛的智能多媒体电子设备，特别适合应用于教育领域，绘图设计领域，会议室使用领域以及其他商用领域。
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，本发明实施例提供的基于触控终端实现立体绘图的系统包括触摸屏 11、触摸信号处理及测距定位模块21、中央处理器31、DSP (Digital Signal Processing, 数字信号处理)处理模块41、FPGA (Field 一 Programmable Gate Array,即现场可编程门阵列)模块51、显示驱动模块61和显示屏71。所述触摸屏11通过所述触摸信号处理及测距定位模块21与中央处理器31连接，所述中央处理器31与DSP处理模块41、FPGA模块51 和显示驱动模块61连接，所述显示驱动模块61与所述DSP处理模块41、FPGA模块51和显示屏71连接。
其中，所述触摸屏11设置在所述显示屏71的上方用于接受人手输入的绘图信息、 点触控控制信息、手写信息等。本实施例中，该触摸屏11为电容触摸屏，并且在该触摸屏11 上设置有多个触摸感应点111，如图2所示，通过这些触摸感应点111感应用户输入的信息。
所述触摸信号处理及测距定位模块21用于解析所述触控信息，并根据人手离开触摸屏产生的信号的变化检测人手与触摸屏的距离及人手与触摸屏垂直方向的夹角。在具体实施过程中，触摸信号处理及测距定位模块21根据人手从触摸触摸屏11到离开触摸屏 11的第一预设时间(如3-6秒)内，的电容量的变化来检测用户的动作，并且该触摸信号处理及测距定位模块21还可根据不同触摸感应点111感应到的信息，检测到人手离开触摸屏 11时移动的轨迹，确认立体图的拉伸路径。
所述中央处理器31用于根据触摸信号处理及测距定位模块21的处理结果，向DSP 模块发出立体绘图指令。所述的中央处理器31是整个触控终端的大脑，它负责其他功能模块输出的信号的接收，并且做出相应运算处理等，然后根据运算处理结果，通过IIC总线输出相应的指令给相应的功能模块，控制相应功能模块执行相应的功能，其为现有技术，此处不作详述。
所述DSP处理模块41用于将所述平体图像进行滤波处理、阈值分割处理、图像数量统计、及图像参数的确认与显示处理。在具体实施时，该DSP处理模块41负责整机的图像信号的数字处理，包括绘图、修改、调整等，然后通过FPGA模块51完成各种接口逻辑和时序匹配，并且该并DSP处理模块41配有大容量存储器用于图像的存储。
并且，DSP处理模块41可在人手在触摸屏11上方静止第二预设时间(如2_3秒) 后，确认立体图像的图像参数。其中，图像的参数包括图像的大小、拉伸轨迹(如沿人手的移动轨迹拉伸、如人手移动的直线距离拉伸、沿触摸屏垂直方向拉伸等)、立体图像为实体图像、抽空立体图像等。
在DSP处理模块41处理图像时，由于图像阵列很大、涉及计算量也很大，本实施例采用直接在空间域中进行处理，并且采用相应的图像变换算法对图像进行变换处理。在具体实施时，所述DSP处理模块41采用的图像变换算法包括傅立叶变换、沃尔什变换、离散余弦变换等间接处理技术，将空间域的处理转换为变换域处理，这样不仅可减少计算量，而且能获得更有效的处理效果，如采用傅立叶变换时可在频域中进行数字滤波处理，滤除干扰信号，降低图像处理的难度。
由于，DSP处理模块41采用的芯片具有体积小、运算速度快、使用灵活方便等特点，所述FPGA模块51具有在系统可编程和控制逻辑实现灵活的特点。因此，本发明提供的触摸终端既能够满足处理的快速性，又能满足小型化便于携带的要求。
所述显示驱动模块61用于根据DSP处理模块41和FPGA模块51输出的信号，驱动显示屏71显示相应的立体图像。所述的显示屏71为IXD液晶显示屏71或者OLED显示屏71，用于显示用户界面，及视频图像等。
在进一步的实施例中，本发明提供的基于触控终端实现立体绘图的系统还包括电源模块，该电源模块用于给所述触摸屏11、触摸信号处理及测距定位模块21、中央处理器 31、DSP处理模块41、FPGA模块51、显示驱动模块61和显示屏71供电。
基于上述的系统，本发明实施例还对应提供一种基于触控终端实现立体绘图的方法，请参阅图3，所述的方法包括S110、接受人手输入的平面图像信息；S120、根据人手离开触摸屏产生的信号的变化检测人手与触摸屏的距离及人手与触摸屏垂直方向的夹角；S130、根据人手与触摸屏的距离及人手与触摸屏垂直方向的夹角，将平体图像进行滤波处理、阈值分割处理、图像数量统计、及图像参数的确认与显示处理，确认相应立体图像的图像参数；S140、根据所述图像参数驱动显示屏显示相应的立体图像。
其中，在步骤S120中，在人手离开触摸屏的第一预设时间(如3-6秒)内，检测人手与触摸屏的距离及人手与触摸屏垂直方向的夹角。在步骤S130中，在人手在触摸屏上方静止第二预设时间(如2-3秒)后，确认立体图像的图像参数。
为了便于更清楚的理解本发明的技术方案，以下结合图4、图5和图6，对本发明基于触控终端实现立体绘图的系统的使用和生成立体图像的方法进行详细说明首先、用户通过用户界面进入触控终端的立体绘图模式，之后通过手指或者手写笔在触控终端的触摸屏上画一个平面图像，如图4所示。
然后、用户将整只手掌放在这个平面图像上，如图5所示以垂直于触摸屏的方向缓缓抬起(这个过程可设置为5秒)，此时触摸屏与手之间的电容逐渐变小，触摸信号处理及测距定位模块将实时检测人手与触摸屏的距离及人手与触摸屏垂直方向的夹角，并将相应的信息发送给中央处理器，中央处理器模块接收该信息经过相应处理后，向DSP处理模块发出将平面图形转换为立体图形的指令；DSP处理模块接收到该指令后，经过运算处理(如傅立叶变换)，以该平面图形的面积区域坐标信息作为基础依据，并根据触摸信号处理及测距定位模块检测出的手掌的位置，在显示屏上显示该立体图形的详细参数信息，比如三维坐标、拉伸轨迹等。当用户确认立体图形的大小、高度、拉伸轨迹等参数符合要求时，使手掌在触摸屏上方静止2秒以上，此时DSP 处理模块便认为立体图形的相关参数已确认，并将立体图形的参数发送给显示驱动模块，然后由显示驱动模块驱动显示屏显示相应的立体图像，如图6所示。
综上所述，本发明提供的一种基于触控终端实现立体绘图的系统及其方法，通过触摸信号处理及测距定位模块根据人手离开触摸屏产生的信号的变化检测人手与触摸屏的距离及人手与触摸屏垂直方向的夹角；然后通过中央处理器根据所述触摸信号处理及测距定位模块的处理结果，向DSP模块发出立体绘图指令；再通过DSP处理模块将所述平体图像进行滤波处理、阈值分割处理、图像数量统计、及图像参数的确认与显示处理，并通过显示驱动模块根据DSP处理模块确认的图像参数，驱动显示屏进行显示所述立体图像，实现了通过用户在触控终端上绘制一个平面图，然后根据人手移动的距离和角度，生成相应的立体图，增加了触控终端的新功能，给用户带来了新的体验。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种基于触控终端实现立体绘图的系统，其特征在于，所述触接终端包括用于接受人手输入的平面图像信息的触摸屏；根据人手离开触摸屏产生的信号的变化检测人手与触摸屏的距离及人手与触摸屏垂直方向的夹角的触摸信号处理及测距定位模块；用于根据所述触摸信号处理及测距定位模块的处理结果，向DSP模块发出立体绘图指令的中央处理器；用于将平体图像进行滤波处理、阈值分割处理、图像数量统计、及图像参数的确认与显示处理的DSP处理模块；用于匹配接口逻辑和时序的FPGA模块；用于根据DSP处理模块确认的图像参数，驱动显示屏进行显示相应的立体图像的显示驱动模块；及用于显示图像的显示屏；所述触摸屏通过所述触摸信号处理及测距定位模块与中央处理器连接，所述中央处理器与DSP处理模块、FPGA模块和显示驱动模块连接，所述显示驱动模块与所述DSP处理模块、FPGA模块和显示屏连接。
2.根据权利要求1所述的基于触控终端实现立体绘图的系统，其特征在于，还包括用于给所述触摸屏、触摸信号处理及测距定位模块、中央处理器、DSP处理模块、FPGA模块、显示驱动模块和显示屏供电的电源模块。
3.根据权利要求1所述的基于触控终端实现立体绘图的系统，其特征在于，触摸信号处理及测距定位模块，用于在人手离开触摸屏的第一预设时间内，检测人手与触摸屏的距离及人手与触摸屏垂直方向的夹角。
4.根据权利要求3所述的基于触控终端实现立体绘图的系统，其特征在于，所述第一预设时间为3-6秒。
5.根据权利要求1所述的基于触控终端实现立体绘图的系统，其特征在于，DSP处理模块，用于在人手在触摸屏上方静止第二预设时间后，确认立体图像的图像参数。
6.根据权利要求5所述的基于触控终端实现立体绘图的系统，其特征在于，所述第二预设时间为2-3秒。
7.一种基于触控终端实现立体绘图的方法，其特征在于，所述的方法包括A、接受人手输入的平面图像信息；B、根据人手离开触摸屏产生的信号的变化检测人手与触摸屏的距离及人手与触摸屏垂直方向的夹角；C、根据人手与触摸屏的距离及人手与触摸屏垂直方向的夹角，将平体图像进行滤波处理、阈值分割处理、图像数量统计、及图像参数的确认与显示处理，确认相应立体图像的图像参数；D、根据所述图像参数驱动显示屏显示相应的立体图像。
8.根据权利要求1所述的基于触控终端实现立体绘图的方法，其特征在于，所述步骤B 还包括在人手离开触摸屏的第一预设时间内，检测人手与触摸屏的距离及人手与触摸屏垂直方向的夹角。
9.根据权利要求1所述的基于触控终端实现立体绘图的方法，其特征在于，所述步骤C 还包括在人手在触摸屏上方静止第二预设时间后，确认立体图像的图像参数。
全文摘要
本发明公开了一种基于触控终端实现立体绘图的系统及其方法，其系统包括触摸屏、触摸信号处理及测距定位模块、中央处理器、DSP处理模块、FPGA模块、显示驱动模块和显示屏。本发明通过触摸信号处理及测距定位模块根据人手离开触摸屏产生的信号的变化检测人手与触摸屏的距离及人手与触摸屏垂直方向的夹角；然后通过中央处理器根据触摸信号处理及测距定位模块的处理结果，向DSP模块发出立体绘图指令；再通过DSP处理模块将平体图像进行滤波处理、阈值分割处理、图像数量统计、及图像参数的确认与显示处理，并通过显示驱动模块驱动显示屏进行显示立体图像，实现了将平面图像根据人的手势生成相应的立体图，给用户带来了新的体验。
文档编号G06F3/041GK102541447SQ20111041161
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月12日 优先权日2011年12月12日
发明者于豪 申请人:康佳集团股份有限公司