专利名称：一种红外触摸屏的多点识别方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种触摸屏触摸点的识别方法及系统，尤其是涉及一种基于图像处理的红外触摸屏的多点识别方法及系统。
背景技术：
随着触摸技术的发展，触摸屏作为一种简单方便的人机交互设备得到广泛应用。 目前，触摸屏的种类主要包括电阻式触摸屏、电容式触摸屏、表面声波触摸屏、光学触摸屏和红外触摸屏等。其中，红外触摸屏是利用X、Y方向上密布的红外线矩阵来检测并定位用户的触摸操作。红外触摸屏在显示器的前面安装一个电路板外框，电路板在屏幕四边排布红外发射管和红外接收管，一一对应形成横竖交叉的红外线矩阵。用户在触摸屏幕时，手指等触摸物会挡住经过该位置的横竖两条红外线，因而可以判断出触摸点在屏幕上的位置。 由于红外触摸屏具有不受电流、电压和静电干扰，适宜恶劣的环境条件等优点，因此红外触摸屏的应用范围较广。红外触摸屏上触摸点的识别方法经历了从识别一点到识别两点，再到识别更多点的发展历程。多点(超过两点)识别必然会成为红外触摸屏的发展趋势，因为多点触摸不仅可以显示出更炫丽的显示效果，而且可以实现更多的触摸功能。红外触摸屏的两点识别方法目前已基本成熟，识别过程中的关键步骤是去除鬼点，所述鬼点是指在红外触摸屏上识别出的非真实触摸点。去除鬼点可以采用逻辑判断方法，例如，根据两个(或更多)逻辑屏中，各个对应准触摸点集之间的距离关系，直接筛选真实的触摸点。其理论基础是真实点在各个逻辑屏的扫描结果中距离偏差小，而鬼点偏差较大。这种去除鬼点方法简单易实现，计算量小，去鬼点能力强。但是，当触摸点多于两点时，不同逻辑屏上特定触摸点的对应关系不易确定，因为当不同逻辑屏上点数相同时，容易排序，但是点数不同时，如边角处某一逻辑屏上点丢失，则较难排序对齐，而且点数自动判定较难。在点数增加时，由于排序不成功而导致的错误识别发生几率也迅速增加。因此，这种方法不适合于红外触摸屏上超过两点的多点识别。目前市场上已经有部分厂家推出了具有多点(10点)识别功能的红外触摸屏，但是在效果上存在诸多弊端。例如，鬼点多、精度低，而且要求触摸点的面积较大。申请人:在之间提交了一件中国发明专利申请(申请号201110157053. 0，名称一种红外触摸屏的多点识别方法及系统)，记载了一种基于图像的红外触摸屏的多点识别方法及系统。该方法及系统首先生成与红外触摸屏在一次识别过程中光路对应的光路图像； 然后对所述光路图像进行去噪、分割等操作后提取触摸点信息。该方法及系统很好地实现了红外触摸屏上任意多点的识别，识别准确率高、无鬼点或鬼点少。但是，由于该方法及系统基于图像整体或局部进行处理，因此比较费时。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种高效的红外触摸屏的多点识别方法及系统。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下一种红外触摸屏的多点识别方法，包括以下步骤生成与红外触摸屏在一次识别过程中光路对应的具有二维矩阵排列性质的数据结构；根据所述数据结构提取触摸点信息。如上所述的红外触摸屏的多点识别方法，其中，数据结构的生成方法包括以下步骤采集红外触摸屏在一次识别过程中的光路数据；生成与所述红外触摸屏尺寸成预设比例的初始数据结构，将所述初始数据结构的所有元素值初始化为第二设定数值；根据所述光路数据判断每条光路是否被遮挡，如果光路未被遮挡，则将所述数据结构中相应元素值标记为第一设定数值。如上所述的红外触摸屏的多点识别方法，其中，提取触摸点信息的方法包括以下步骤对所述数据结构进行去噪处理，将处理后的数据结构记为数据结构A ；对所述数据结构A进行平滑边缘处理，将处理后的数据结构记为数据结构B ；对所述数据结构B进行轮廓细化处理，将处理后的数据结构记为数据结构C ；对所述数据结构C进行分割，提取触摸点轮廓信息；如果未获得触摸点轮廓，则结束本次识别；根据所述轮廓信息计算各个轮廓的中心坐标和轮廓面积，将所述中心坐标作为触摸点坐标，轮廓面积作为触摸点面积。如上所述的红外触摸屏的多点识别方法，其中，去噪处理的方法如下对所述数据结构连续进行N次腐蚀操作，所述1 < N < 5。所述腐蚀操作包括以下步骤①依次遍历所述数据结构中的每个元素，如果当前元素值为第一设定数值，则继续遍历，否则，进入步骤②；②判断当前元素的四邻域元素值，如果全部为第二设定数值，则标记当前元素为目标点，否则，标记为背景点；③判断所述数据结构是否遍历完毕，如是，则进入步骤④，否则，转至步骤①；④再次遍历所述数据结构，将被标记为背景点的元素值设置为第一设定数值。如上所述的红外触摸屏的多点识别方法，其中，平滑边缘处理的方法如下对所述数据结构连续进行N次膨胀操作，所述1 < N < 5。所述膨胀操作包括以下步骤①依次遍历所述数据结构中的每个元素，如果当前元素值为第一设定数值，则继续遍历，否则，进入步骤②；②将当前元素的四邻域元素全部标记为目标点；③判断所述数据结构是否遍历完毕，如是，则进入步骤④，否则，转至步骤①；④再次遍历所述数据结构，将被标记为目标点的元素值设置为第二设定数值。如上所述的红外触摸屏的多点识别方法，其中，轮廓细化处理的方法包括以下步骤
①依次遍历所述数据结构中的每个元素，如果当前元素值为第一设定数值，则继续遍历，否则，进入步骤②；②判断当前元素的八邻域值，如果全部为第二设定数值，则将当前元素标记为背景点；否则，标记为目标点；③判断所述数据结构是否遍历完毕，如是，则进入步骤④，否则，转至步骤①；④再次遍历所述数据结构，将被标记为背景点的元素值设置为第一设定数值。如上所述的红外触摸屏的多点识别方法，其中，提取触摸点轮廓信息的方法包括以下步骤①从下到上、自左向右遍历所述数据结构；如果当前元素为背景点或者已被遍历过，或者当前元素的八邻域内有已被跟踪过的目标点，或者当前元素的八邻域内全部为背景点，则跳过当前元素，继续寻找；否则，当前元素为新触摸点轮廓的起始点，记录该起始轮廓点信息，进入步骤②进行单目标轮廓跟踪；②从所述起始轮廓点开始，沿左下方向进行扫描，如果当前元素为目标点，则记录该目标点信息，同时将扫描方向顺时针旋转90度；如果当前元素为背景点，则将扫描方向逆时针旋转45度；③从当前轮廓点开始，继续按照步骤②中所述的跟踪方式进行轮廓跟踪，直到当前边界点回到起始轮廓点；④判断所述数据结构是否遍历完毕，如是，则结束，否则，转至步骤①。如上所述的红外触摸屏的多点识别方法，在一次识别过程中，首先根据光路数据判断红外触摸屏上是否存在触摸点；如果不存在触摸点，则结束本次识别。如上所述的红外触摸屏的多点识别方法，在一次识别过程中，首先根据光路数据判断触摸点所在区域；如果存在触摸点区域，则对所述触摸点所在区域生成与所述区域中光路对应的具有二维矩阵排列性质的数据结构，再进行后续识别处理；如果不存在触摸点区域，则结束本次识别。如上所述的红外触摸屏的多点识别方法，在一次识别过程中，首先根据光路数据判断红外触摸屏上是否存在触摸点；如果存在触摸点，则继续根据光路数据判断触摸点所在区域，对所述触摸点所在区域生成与所述区域中光路对应的具有二维矩阵排列性质的数据结构，再进行后续识别处理；如果不存在触摸点，则结束本次识别。如上所述的红外触摸屏的多点识别方法，其中，在获得触摸点信息后，还包括根据每个触摸点的轨迹点与前面点的距离，跟踪触摸点运动的步骤。—种红外触摸屏的多点识别系统，包括用于生成与红外触摸屏在一次识别过程中光路对应的具有二维矩阵排列性质的数据结构的数据结构生成装置；用于在所述数据结构中提取触摸点信息的触摸点信息提取装置。如上所述的红外触摸屏的多点识别系统，其中，数据结构生成装置包括用于采集红外触摸屏在一次识别过程中光路数据的采集单元；用于生成与所述红外触摸屏尺寸成预设比例的初始数据结构，并将所述初始数据结构的所有元素值初始化为第二设定数值的初始数据结构生成单元；用于根据所述光路数据判断每条光路是否被遮挡，如果光路未被遮挡，则将所述数据结构中相应元素值设置为第一设定数值的数据结构元素值确定单元。
如上所述的红外触摸屏的多点识别系统，其中，触摸点信息提取装置包括用于对所述数据结构进行去噪处理的去噪单元，将处理后的数据结构记为数据结构A ；用于对所述数据结构A进行平滑边缘处理的平滑边缘单元，将处理后的数据结构记为数据结构B ；用于对所述数据结构B进行轮廓细化处理的轮廓细化单元，将处理后的数据结构记为数据结构C ；用于对所述数据结构C进行分割，提取触摸点轮廓信息的提取单元；用于根据所述轮廓信息计算各个轮廓的中心坐标和轮廓面积的计算单元。如上所述的红外触摸屏的多点识别系统，还包括用于根据光路数据确定触摸点所在区域的触摸点区域确定装置；所述数据结构生成装置用于对所述触摸点所在区域生成与所述区域中光路对应的具有二维矩阵排列性质的数据结构。如上所述的红外触摸屏的多点识别系统，还包括用于根据光路数据判断红外触摸屏上是否存在触摸点的预判断装置。如上所述的红外触摸屏的多点识别系统，还包括用于根据光路数据判断红外触摸屏上是否存在触摸点的预判断装置；用于根据光路数据确定触摸点所在区域的触摸点区域确定装置；所述数据结构生成装置用于对所述触摸点所在区域生成与所述区域中光路对应的具有二维矩阵排列性质的数据结构。如上所述的红外触摸屏的多点识别系统，还包括用于根据每个触摸点的轨迹点与前面点的距离跟踪触摸点运动的触摸点跟踪装置。本发明提出了一种全新的用具有二维矩阵排列性质的数据结构模拟图像的红外触摸屏多点识别方法及系统，适合于任意多个触摸点的识别，触摸响应速度快、识别准确率高、无鬼点或鬼点少。
图1是实施方式1中红外触摸屏的多点识别系统的结构框图；图2是实施方式1中红外触摸屏的多点识别方法的流程图；图3是实施方式1中生成光路对应数组的方法流程图；图4和图5是实施方式1中根据光路确定数组中相应元素值的过程示意图；图6是实施方式1中数组生成方法的流程图；图7是实施方式1中去噪处理方法的流程图；图8是实施方式1中平滑边缘处理方法的流程图；图9是实施方式1中轮廓细化处理方法的流程图；图10是实施方式1中触摸点轮廓信息提取方法的流程图；图11是实施方式2中红外触摸屏的多点识别系统的结构框图；图12是实施方式2中光路反推原理示意图；图13和图14是实施方式3中红外触摸屏的多点识别系统的结构框图。
具体实施例方式本发明的核心思想是在一次识别过程中，首先生成与一次识别过程中光路对应的光路图像，如果存在触摸点，则能够反映在光路图像中；然后对光路图像进行一系列处理后提取触摸点信息。但是，在生成光路图像时，并非真正生成光路图像，而是用具有二维矩阵排列性质的数据结构来模拟光路图像，数据结构中的元素相当于光路图像中的像素，以此解决图像处理耗时较多的问题，从而提高触摸响应的速度，增强触摸感受。下面结合实施方式和附图对本发明进行详细描述。实施方式1本实施方式记载了一种红外触摸屏的多点识别系统及方法。如图1所示，该系统包括数据结构生成装置11、触摸点信息提取装置12和触摸点跟踪装置13。其中，数据结构生成装置11包括采集单元111、初始数据结构生成单元112和数据结构元素值确定单元 113，触摸点信息提取装置12包括去噪单元121、平滑边缘单元122、轮廓细化单元123、提取单元IM和计算单元125。数据结构生成装置11用于生成与红外触摸屏在一次识别过程中光路对应的具有二维矩阵排列性质的数据结构。其中采集单元111用于采集红外触摸屏在一次识别过程中的光路数据；初始数据结构生成单元112用于生成与红外触摸屏尺寸成预设比例的初始数据结构，并将所述初始数据结构的所有元素值初始化为第二设定数值；数据结构元素值确定单元113用于根据所述光路数据判断每条光路是否被遮挡，如果光路未被遮挡，则将所述数据结构中相应元素值设置为第一设定数值。触摸点信息提取装置12用于在所述数据结构中提取触摸点信息。其中去噪单元 121用于对所述数据结构进行去噪处理，将处理后的数据结构记为数据结构A ；平滑边缘单元122用于对所述数据结构A进行平滑边缘处理，将处理后的数据结构记为数据结构B ； 轮廓细化单元123用于对所述数据结构B进行轮廓细化处理，将处理后的数据结构记为数据结构C ；提取单元IM用于对所述数据结构C进行分割，提取触摸点轮廓信息；计算单元 125用于根据所述轮廓信息计算各个轮廓的中心坐标和轮廓面积，将中心坐标作为触摸点坐标，轮廓面积作为触摸点面积。触摸点跟踪装置13用于根据每个触摸点的轨迹点与前面点的距离跟踪触摸点运动。如图2所示，本实施方式所述系统在一次识别过程中实现多点识别的方法包括以下步骤(1)数据结构生成装置11生成与红外触摸屏在一次识别过程中光路对应的具有二维矩阵排列性质的数据结构。所述具有二维矩阵排列性质的数据结构可以是二维数组、 二维向量或二维矩阵等，本实施方式中采用数组。可以生成在一次识别过程中的所有光路对应的数组，也可以生成在一次识别过程中的部分光路对应的数组，根据具体的应用环境确定。显然，光路越多，识别效果越好。如图3所示，具体地生成过程包括以下步骤①采集单元111采集红外触摸屏在一次识别过程中的光路数据。②初始数据结构生成单元112生成与红外触摸屏尺寸成预设比例的初始数组，并将所述初始数据结构的所有元素值初始化为第二设定数值，即将初始数据结构的元素均默认为目标点。触摸屏的尺寸与数组的尺寸可以是任意比例，由用户根据具体应用环境设定。优选为1 1，这样光路在触摸屏上的坐标和该光路在数组中的对应坐标无需转换。③数据结构元素值确定单元113根据光路数据判断一条光路是否被遮挡，如果该光路未被遮挡，则将数组中相应元素值标记为第一设定数值，即标记为背景点，进入下一步；否则，直接进入下一步。本实施方式中，第一设定数值为0，第二设定数值为1。在确定光路对应数组中元素时需要进行坐标转换。设触摸屏的尺寸与数组的尺寸比例M = m/n，光路的起点坐标为(X，y)，该光路在数组中对应元素的起点坐标为(χ'， 1’ )，则x/x' =m/n, y/y' = m/n，由该公式可以计算出光路在数组中对应元素的起点坐标。采用同样的方法可以计算出光路在数组中对应元素的终点坐标。在确定光路在数组中对应元素的起点与终点之间的元素时，采用直线光栅化算法 (如Bresenham算法)，基于整数递增的方式进行，具有速度高的优点。例如，如图4所示的两条光路41和42，对应数组中的元素组合分别为41'和42'。直线光栅化算法为现有算法，可参考相关图像学文献，此处不再展开说明。④如果所有光路均被判断完毕，则结束，得到数组P;否则，获取下一个光路数据， 转至步骤③。(2)触摸点信息提取装置12在数组P中提取触摸点信息，如图6所示，具体地提取过程包括以下步骤①去噪单元121对数组P进行去噪处理，将处理后的数组记为数组A。去噪处理的目的是去除噪声点，即非触摸点。本实施方式中，去噪处理方法采用对数组P连续进行N次腐蚀操作，所述1 < N < 5，优选N = 3。如图7所示，腐蚀操作的过程包括以下步骤(a)依次遍历数组P中的每个元素，如果当前元素值为0，则继续遍历，否则，进入步骤(b)；(b)判断当前元素的四邻域元素值，如果全部为1，则标记当前元素为目标点，否则，标记为背景点；(c)判断数组P是否遍历完毕，如是，则进入步骤(d)，否则，转至步骤(a)；(d)再次遍历数组P，将被标记为背景点的元素值设置为0，得到数组A。②平滑边缘单元122对数组A进行平滑边缘处理，将处理后的数组记为数组B。平滑边缘处理的目的是使触摸点的边缘更加平滑。本实施方式中，平滑边缘处理采用对数组A连续进行N次膨胀操作，所述1 < N < 5，优选N = 3。如图8所示，平滑边缘处理的过程包括以下步骤(a)依次遍历数组A中的每个元素，如果当前元素值为0，则继续遍历，否则，进入步骤(b)；(b)将当前元素的四邻域元素全部标记为目标点；(c)判断数组A是否遍历完毕，如是，则进入步骤(d)，否则，转至步骤(a)；(d)再次遍历数组A，将被标记为目标点的元素值设置为1，得到数组B。③轮廓细化单元123对数组B进行轮廓细化处理，将处理后的数组记为数组C。轮廓细化处理的目的是将触摸点区域的内部点去除，只保留触摸点边缘。如图9 所示，本实施方式中，轮廓细化处理的过程包括以下步骤
(a)依次遍历数组B中的每个元素，如果当前元素值为0，则继续遍历，否则，进入步骤(b)；(b)判断当前元素的八邻域值，如果全部为1，则表明当前元素表示触摸点轮廓的内部点，将当前元素标记为背景点；否则，标记为目标点；(C)判断数组B是否遍历完毕，如是，则进入步骤(d)，否则，转至步骤(a)；(d)再次遍历数组B，将被标记为背景点的元素值设置为0，得到数组C。④提取单元IM对数组C进行分割，提取触摸点轮廓信息；如果未获得触摸点轮廓，则结束本次识别。如图10所示，本实施方式中，提取触摸点轮廓信息的过程包括以下步骤(a)从下到上、自左向右遍历数组C;如果当前元素为背景点(即元素值为0)或者已被遍历过，或者当前元素的八邻域内有已被跟踪过的目标点，或者当前元素的八邻域内全部为背景点，则跳过当前元素，继续遍历；否则，当前元素为新触摸点轮廓的起始点，记录该起始轮廓点信息，进入步骤(b)进行单目标轮廓跟踪；(b)从所述起始轮廓点开始，沿左下方向进行扫描，如果当前元素为目标点，则记录该目标点信息，同时将扫描方向顺时针旋转90度；如果当前元素为背景点，则将扫描方向逆时针旋转45度；(c)从当前轮廓点开始，继续按照步骤(b)中所述的跟踪方式进行轮廓跟踪，直到当前边界点回到起始轮廓点；(d)判断数组C是否遍历完毕，如是，则结束，否则，转至步骤(a)。⑤计算单元125根据所述轮廓信息计算各个轮廓的中心坐标和轮廓面积，将所述中心坐标作为触摸点坐标，轮廓面积作为触摸点面积。轮廓的中心坐标可以采用但不限于下述方法计算(a)计算记录的所有轮廓点坐标的平均值，将该平均值作为轮廓的中心坐标；(b)计算轮廓内全部点的坐标的平均值，将该平均值作为轮廓的中心坐标，轮廓内全部点的坐标可通过轮廓边缘点的坐标得到。显然， 利用轮廓内全部点的坐标计算的中心坐标更加精确。轮廓面积可以采用但不限于下述方法计算(a)计算轮廓的外接矩形的面积，将该面积作为轮廓面积；(b)计算轮廓内包含的点的数量，将该数量作为轮廓面积。显然，采用第二种方式计算的轮廓面积更加精确
此时获取的触摸点坐标为数组中的坐标，如需要可以根据触摸屏的尺寸与数组的尺寸比例M将该坐标转换为触摸屏坐标。本实施方式中，还包括对触摸点进行跟踪的步骤。跟踪装置13根据每个触摸点的轨迹点与前面点的距离，跟踪触摸点的运动。例如，假设在连续两次识别过程中，第一次识别出5个触摸点，分别为I\、T2、T3、T4、T5，第二次也识别5个触摸点，分别为T1'、！V、！V、 T4'、！V。分别计算T1'与^、^、!^之间的距离，将与T1'距离最近的点与T1'作为一个运动轨迹上的两个点，即这两点处在一个运动轨迹上。采用同样的方式判断T2'、
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I3 、 I4 、 I5 O实施方式2在实施方式1中，每个步骤都是对整个数组进行处理的。由于可以通过最初的光路数据，快速得到各个触摸点区域的大致位置，因此可以先求取触摸点的粗略区域集合，后
11续操作只针对这些区域进行。这样处理速度会大大提高，但基本思想与实施方式1相同。具体过程如下首先，生成与红外触摸屏尺寸成预设比例M的初始数组，其元素值均为0。根据光路数据计算得到候选触摸点的粗略区域，近似为一个个矩形区域。为此，如图11所示，本实施方式所述系统在实施方式1的基础上增加触摸点区域确定装置14。如果根据光路数据计算后没有得到候选触摸点区域，则说明没有触摸点存在，结束本次识别。然后，遍历初始数组中每个触摸点区域，针对每个触摸点区域，反推经过该区域的所有光路，合并相同光路，根据光路确定数组中与该光路对应的元素值。光路反推原理如图12所示。图12中矩形、圆形和菱形目标代表大小和形状不同的触摸点区域，以矩形物体为例，经过反推得到经过此物体的起始光路和终止光路(左侧光路代表起始光路，右侧光路代表终止光路)，生成数组过程中，只判断和生成左侧和右侧范围内的光路对应的数组元素值。从图12中可以看到，经过矩形区域的部分光路同时也经过圆形区域，为了避免重复生成，对所有区域的光路进行合并。得到光路对应数组后，后续处理与实施方式1基本相同，差别仅仅在于实施方式1 是对整个数组进行处理，而本实施方式只对触摸点区域对应的数组进行处理。实施方式3由于在一次识别过程中，并非一定有触摸操作发生，因此如果在一次识别过程中没有发生触摸操作，仍然按照实施方式1或2中所述方式进行一遍处理，不仅没有必要，而且会占用系统资源，导致识别效率降低。如图13和14所示，本实施方式在实施方式1或实施方式2的基础上增加预判断装置15，用于根据光路数据预先判断触摸点是否存在。具体判断方法可以采用现有技术中的任何一种方法，此处不再赘述。在一次识别过程中，采集到光路数据后，首先由预判断装置根据光路数据判断是否存在触摸点。如果不存在触摸点，则结束本次识别；如果存在触摸点，再采用实施方式1 或实施方式2中的方法识别触摸点。这样能够避免不必要的识别处理，提高识别效率。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
1.一种红外触摸屏的多点识别方法，其特征在于，包括以下步骤生成与红外触摸屏在一次识别过程中光路对应的具有二维矩阵排列性质的数据结构；根据所述数据结构提取触摸点信息。
2.如权利要求1所述的红外触摸屏的多点识别方法，其特征在于，所述数据结构的生成方法包括以下步骤采集红外触摸屏在一次识别过程中的光路数据；生成与所述红外触摸屏尺寸成预设比例的初始数据结构，将所述初始数据结构的所有元素值初始化为第二设定数值；根据所述光路数据判断每条光路是否被遮挡，如果光路未被遮挡，则将所述数据结构中相应元素值标记为第一设定数值。
3.如权利要求1所述的红外触摸屏的多点识别方法，其特征在于，所述提取触摸点信息的方法包括以下步骤对所述数据结构进行去噪处理，将处理后的数据结构记为数据结构A ；对所述数据结构A进行平滑边缘处理，将处理后的数据结构记为数据结构B ；对所述数据结构B进行轮廓细化处理，将处理后的数据结构记为数据结构C ；对所述数据结构C进行分割，提取触摸点轮廓信息；如果未获得触摸点轮廓，则结束本次识别；根据所述轮廓信息计算各个轮廓的中心坐标和轮廓面积，将所述中心坐标作为触摸点坐标，轮廓面积作为触摸点面积。
4.如权利要求3所述的红外触摸屏的多点识别方法，其特征在于，所述去噪处理的方法如下对所述数据结构连续进行N次腐蚀操作，所述1 < NS 5。
5.如权利要求4所述的红外触摸屏的多点识别方法，其特征在于，所述腐蚀操作包括以下步骤①依次遍历所述数据结构中的每个元素，如果当前元素值为第一设定数值，则继续遍历，否则，进入步骤②；②判断当前元素的四邻域元素值，如果全部为第二设定数值，则标记当前元素为目标点，否则，标记为背景点；③判断所述数据结构是否遍历完毕，如是，则进入步骤④，否则，转至步骤①；④再次遍历所述数据结构，将被标记为背景点的元素值设置为第一设定数值。
6.如权利要求3所述的红外触摸屏的多点识别方法，其特征在于，所述平滑边缘处理的方法如下对所述数据结构连续进行N次膨胀操作，所述1 < N < 5。
7.如权利要求6所述的红外触摸屏的多点识别方法，其特征在于，所述膨胀操作包括以下步骤①依次遍历所述数据结构中的每个元素，如果当前元素值为第一设定数值，则继续遍历，否则，进入步骤②；②将当前元素的四邻域元素全部标记为目标点；③判断所述数据结构是否遍历完毕，如是，则进入步骤④，否则，转至步骤①；④再次遍历所述数据结构，将被标记为目标点的元素值设置为第二设定数值。
8.如权利要求3所述的红外触摸屏的多点识别方法，其特征在于，所述轮廓细化处理的方法包括以下步骤①依次遍历所述数据结构中的每个元素，如果当前元素值为第一设定数值，则继续遍历，否则，进入步骤②；②判断当前元素的八邻域值，如果全部为第二设定数值，则将当前元素标记为背景点； 否则，标记为目标点；③判断所述数据结构是否遍历完毕，如是，则进入步骤④，否则，转至步骤①；④再次遍历所述数据结构，将被标记为背景点的元素值设置为第一设定数值。
9.如权利要求3所述的红外触摸屏的多点识别方法，其特征在于，所述提取触摸点轮廓信息的方法包括以下步骤①从下到上、自左向右遍历所述数据结构；如果当前元素为背景点或者已被遍历过，或者当前元素的八邻域内有已被跟踪过的目标点，或者当前元素的八邻域内全部为背景点， 则跳过当前元素，继续寻找；否则，当前元素为新触摸点轮廓的起始点，记录该起始轮廓点信息，进入步骤②进行单目标轮廓跟踪；②从所述起始轮廓点开始，沿左下方向进行扫描，如果当前元素为目标点，则记录该目标点信息，同时将扫描方向顺时针旋转90度；如果当前元素为背景点，则将扫描方向逆时针旋转45度；③从当前轮廓点开始，继续按照步骤②中所述的跟踪方式进行轮廓跟踪，直到当前边界点回到起始轮廓点；④判断所述数据结构是否遍历完毕，如是，则结束，否则，转至步骤①。
10.如权利要求1 9中任一项所述的红外触摸屏的多点识别方法，其特征在于在一次识别过程中，首先根据光路数据判断红外触摸屏上是否存在触摸点；如果不存在触摸点， 则结束本次识别。
11.如权利要求1 9中任一项所述的红外触摸屏的多点识别方法，其特征在于在一次识别过程中，首先根据光路数据判断触摸点所在区域；如果存在触摸点区域，则对所述触摸点所在区域生成与所述区域中光路对应的具有二维矩阵排列性质的数据结构，再进行后续识别处理；如果不存在触摸点区域，则结束本次识别。
12.如权利要求1 9中任一项所述的红外触摸屏的多点识别方法，其特征在于在一次识别过程中，首先根据光路数据判断红外触摸屏上是否存在触摸点；如果存在触摸点，则继续根据光路数据判断触摸点所在区域，对所述触摸点所在区域生成与所述区域中光路对应的具有二维矩阵排列性质的数据结构，再进行后续识别处理；如果不存在触摸点，则结束本次识别。
13.如权利要求1 9中任一项所述的红外触摸屏的多点识别方法，其特征在于在获得触摸点信息后，还包括根据每个触摸点的轨迹点与前面点的距离，跟踪触摸点运动的步马聚ο
14.一种红外触摸屏的多点识别系统，其特征在于所述系统包括用于生成与红外触摸屏在一次识别过程中光路对应的具有二维矩阵排列性质的数据结构的数据结构生成装置(11)；用于在所述数据结构中提取触摸点信息的触摸点信息提取装置(12)。
15.如权利要求14所述的红外触摸屏的多点识别系统，其特征在于所述数据结构生成装置(11)包括用于采集红外触摸屏在一次识别过程中光路数据的采集单元(111)；用于生成与所述红外触摸屏尺寸成预设比例的初始数据结构，并将所述初始数据结构的所有元素值初始化为第二设定数值的初始数据结构生成单元(112)；用于根据所述光路数据判断每条光路是否被遮挡，如果光路未被遮挡，则将所述数据结构中相应元素值设置为第一设定数值的数据结构元素值确定单元(113)。
16.如权利要求14所述的红外触摸屏的多点识别系统，其特征在于所述触摸点信息提取装置(12)包括用于对所述数据结构进行去噪处理的去噪单元(121)，将处理后的数据结构记为数据结构A ；用于对所述数据结构A进行平滑边缘处理的平滑边缘单元(122)，将处理后的数据结构记为数据结构B ；用于对所述数据结构B进行轮廓细化处理的轮廓细化单元(123)，将处理后的数据结构记为数据结构C ；用于对所述数据结构C进行分割，提取触摸点轮廓信息的提取单元(IM)；用于根据所述轮廓信息计算各个轮廓的中心坐标和轮廓面积的计算单元(125)。
17.如权利要求14 16中任一项所述的红外触摸屏的多点识别系统，其特征在于所述系统还包括用于根据光路数据确定触摸点所在区域的触摸点区域确定装置(14)；所述数据结构生成装置(11)用于对所述触摸点所在区域生成与所述区域中光路对应的具有二维矩阵排列性质的数据结构。
18.如权利要求14 16中任一项所述的红外触摸屏的多点识别系统，其特征在于所述系统还包括用于根据光路数据判断红外触摸屏上是否存在触摸点的预判断装置(15)。
19.如权利要求14 16中任一项所述的红外触摸屏的多点识别系统，其特征在于 所述系统还包括用于根据光路数据判断红外触摸屏上是否存在触摸点的预判断装置(15)； 用于根据光路数据确定触摸点所在区域的触摸点区域确定装置(14)；所述数据结构生成装置(11)用于对所述触摸点所在区域生成与所述区域中光路对应的具有二维矩阵排列性质的数据结构。
20.如权利要求14 16中任一项所述的红外触摸屏的多点识别系统，其特征在于所述系统还包括用于根据每个触摸点的轨迹点与前面点的距离跟踪触摸点运动的触摸点跟踪装置(13)。
全文摘要
本发明涉及一种红外触摸屏的多点识别方法及系统。本发明首先生成与红外触摸屏在一次识别过程中光路对应的具有二维矩阵排列性质的数据结构；然后根据所述数据结构提取触摸点信息。优选的，在一次识别过程中先根据光路数据判断红外触摸屏上是否存在触摸点；如果不存在，则结束本次识别。优选的，如果存在触摸点，则继续根据光路数据判断触摸点所在区域，对所述触摸点所在区域生成与所述区域中光路对应的数据结构；然后根据所述数据结构提取触摸点信息。本发明提出了一种全新的红外触摸屏多点识别方法及系统，适合于任意多个触摸点的识别，触摸响应速度快、识别准确率高、无鬼点或鬼点少。
文档编号G06F3/042GK102419664SQ20111022182
公开日2012年4月18日 申请日期2011年8月3日 优先权日2011年8月3日
发明者刘建军, 刘新斌, 叶新林, 王武军 申请人:北京汇冠新技术股份有限公司