>[0047]图4A显示依据本发明一实施例中擷取反光触控装置的反射光线的初始擷取图像的示意图。图4B显示依据图4A的实施例中在远程擷取反光触控装置的反射光线的擷取图像的示意图。图4C显示依据图4A的实施例中在近端擷取反光触控装置的反射光线的擷取图像的示意图。在图4A?4C中，垂直方向(Y轴)往下为像素亮度，水平方向则表示像素的位置，例如是图2C中夹角角度不同的一维位置。当反光触控装置140 —直处于未使用的状态，即反光条143未露出以反射来自光源120的红外光时，图像擷取单元110所擷取的初始擷取图像(即背景图像)如图4A所示，其中各像素的实时亮度均维持在一定数值左右。当反光触控装置140在图像擷取单元110的远处使用时，即表示反光点的位置在图像擷取单元110的远处，图像擷取单元110所擷取的图像如图4B所示，其中大部分的像素的实时亮度均维持在一定数值左右，而反光点的亮度则远较其它像素的亮度高。当反光触控装置140在图像擷取单元110的近处使用时，即表示反光点的位置在图像擷取单元110的近处，图像擷取单元110所擷取的图像如图4C所示，其中大部分的像素的实时亮度均维持在一定数值左右，而反光点及鬼影的亮度则较其它像素的亮度高，其中主影的亮度远较其它像素的売度闻，而鬼影的売度仅稍微比除了主影之外的其它像素闻。
[0048]图4D显示依据本发明另一实施例中在擷取图像设定第一阈值的示意图。在一实施例中，处理器130将擷取图像中的亮度小于一第一阈值(即虚线480)的像素滤除，借以消除鬼影的影响并准确判断触控点的位置，如图4D所示。更进一步而言，处理器130判断像素亮度大于该第一阈值及该第二阈值(即虚线490)的像素(例如聚类440)才是主影，意即反光点(触控点)。
[0049]在另一实施例中，本发明更提出一种双重阈值的图像算法来消除鬼影所造成的影响，其中双重阈值的设定原则如下:(A)让反光触控装置的主影在远程时的像素亮度的增加量可以超过第一阈值；(B)在近端时可让反光触控装置的主影的像素亮度超过第二阈值，且鬼影的像素亮度无法超过第二阈值；(C)主影及鬼影的像素亮度不能均介于第一阈值及第二阈值之间，其中第二阈值大于第一阈值。
[0050]更进一步而言，处理器130判断擷取图像中的聚类(cluster)，意即在擷取图像中像素亮度超过基准像素亮度的区域，其中本发明的双重阈值图像算法的机制如下:(A)当使用第一阈值及第二阈值在擷取图像中均未出现聚类时，则表示反光触控装置未接触触控平面；(B)当使用第一阈值会出现聚类且使用第二阈值未出现聚类时，处理器130以第一阈值的聚类计算触控点的坐标；(C)当使用第一阈值及第二阈值均有聚类出现，处理器130系忽略第一阈值的聚类信息，仅以第二阈值的聚类计算触控点的坐标。
[0051]图4E显示依据本发明另一实施例中的擷取图像的示意图。在上述实施例中，因为反光触控装置140的笔头具有结构肋之设计，反光条143所反射的红外光会被遮断而分为两个以上的区段，特别是反光触控装置140在图像擷取单元110的近端使用时，此现象更为明显，有可能造成主影被分为两段而导致误判，如图4E所示的聚类450及460。为了解决上述问题，处理器130还使用了图像合并的算法，例如处理器130判断出使用同一阈值(例如第二阈值，即虚线490)时出现两个以上的聚类时，处理器130将上述聚类450及460结合并视为同一个合并聚类470，其中并以该合并聚类470的重心为准。在一实施例中，该合并聚类的重心以其聚类的两侧边缘所围出的范围做计算。
[0052]图5显示依据本发明一实施例中的触控方法的流程图。在步骤S510中，图像擷取单元110持续擷取背景图像。在步骤S520，处理器130依据背景图像的亮度设定一第一阈值及一第二阈值，例如可使用固定比例或固定位移数值的方式设定该第一阈值及该第二阈值。在步骤S530，处理器130依据该第一阈值及该第二阈值判断在背景图像中的聚类状态。当处理器130利用该第一阈值及该第二阈值判断在背景图像中均没有聚类产生，其表示反光触控装置140尚未接触触控平面，此时处理器130不进行任何输出(步骤S540)。当处理器130判断在背景图像中仅有利用该第一阈值所产生的一第一聚类时，处理器130计算此聚类的重心(步骤S550)。当处理器130判断在背景图像中有利用该第一阈值及该第二阈值所分别产生的至少一第一聚类及至少一第二聚类时，处理器130仅采用该至少一第二聚类(步骤S555)，且处理器130还判断该至少一第二聚类的数目是否超过一个(步骤S560)，若是，则处理器130将该等第二聚类结合为一合并聚类(步骤S570)，并接着计算该合并聚类的重心(同样为步骤S550)，若否，则处理器130计算该第二聚类的重心(同样为步骤S550)。
[0053]在步骤S580，处理器130依据一校正表取得该重心的位置相对于该图像擷取单元在操作空间的一角度信息。需注意的是，处理器130分别对各图像擷取单元110进行上述流程。在步骤S590，处理器130依据相应于各图像擷取单元110 (例如至少两个图像擷取单元)的该角度信息计算触控点的位置。
[0054]综上所述，本发明提供一种光学触控系统及触控方法，其中光学触控系统可外挂安装于不具有触控功能的显示单元，例如是电视、屏幕或显示器，从而让这些显示单元额外具有触控功能，进而增加使用者的便利性。
[0055]本发明虽以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明的范围，任何所属技术领域中的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求范围所界定者为准。
【主权项】
1.一种光学触控系统，包括: 一显示单元； 一光源; 一反光触控装置； 至少二个图像擷取单元，用以擷取该显示单元前由该反光触控装置反射该光源所发射出的光线所产生的多张图像；以及 一处理器，其中该处理器依据一第一阈值分别判断在各图像擷取单元所擷取的该等图像中是否有至少一第一聚类； 其中该处理器还依据该至少一第一聚类计算该反光触控装置于该显示单元上的一触控位置。2.如权利要求1所述的光学触控系统，其中该光源为一红外线光源，且该等图像擷取单元为一红外线摄像机。3.如权利要求1所述的光学触控系统，其中该处理器还依据一第二阈值分别判断在各图像擷取单元所擷取的该等图像中是否有至少一第二聚类。4.如权利要求3所述的光学触控系统，该处理器系依据该等图像的一亮度设定该第一阈值及该第二阈值，其中该第二阈值大于该第一阈值。5.如权利要求3所述的光学触控系统，其中当该处理器依据该第一阈值及该第二阈值而判断在该等图像中没有该第一聚类及该第二聚类时，该处理器不进行任何输出。6.如权利要求3所述的光学触控系统，其中当该处理器判断在该等图像中仅有相应于该第一阈值的该第一聚类时，该处理器计算该第一聚类的重心。7.如权利要求6所述的光学触控系统，其中当该处理器判断在该等图像中有相应于该第一阈值的该第一聚类以及相应于该第二阈值的该至少一第二聚类时，该处理器还判断该至少一第二聚类的数目是否大于1， 若是，该处理器将该等第二聚类结合为一合并聚类，并计算该合并聚类的重心， 若否，该处理器直接计算该第二聚类的重心。8.如权利要求7所述的光学触控系统，其中该处理器依据一校正表取得该重心与各图像擷取单元在该显示单元前的一操作空间的一角度信息。9.如权利要求8所述的光学触控系统，其中该处理器还依据相应于各图像擷取单元的该角度信息计算该触控位置。10.如权利要求1所述的光学触控系统，其中该反光触控装置为一反光触控笔，其包括一笔筒、一笔头及一反光条，其中该反光条依附于该笔头且被该笔筒所遮挡，其中当使用者按压该笔头时，该反光条露出以反射来自该光源所发出的光线。
【专利摘要】本发明提供一种光学触控系统，包括：一显示单元；一光源；一反光触控装置；至少二个图像撷取单元，用以撷取该显示单元前由该反光触控装置反射该光源所发射出的光线所产生的多张图像；以及一处理器，其中该处理器依据一第一阈值分别判断在各图像撷取单元所撷取的该等图像中是否有至少一第一聚类；其中该处理器还依据该至少一第一聚类计算该反光触控装置于该显示单元上的一触控位置。
【IPC分类】G06F3/042, G06F3/0354
【公开号】CN105278760
【申请号】CN201410376436
【发明人】林建宏
【申请人】广达电脑股份有限公司
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2014年8月1日
【公告号】US20160018947