专利名称：一种基于视觉注意模型的光学多点触控触点检测方法
技术领域：
本发明涉及ー种光学多点触控触点检测方法，尤其涉及一种能够从环境光线不稳定及亮度分布不均匀的红外图像中分割出触点区域的基于视觉注意模型的光学多点触控触点检测方法。
背景技术：
基于视觉的目标检测方法由于自身特性，使其容易受到外界环境因素的影响。光学多点触控系统通常采用特定波段的红外线作为光源，在实际应用中由于太阳光线散射的影响，往往会出现光源作用弱化和伪光源干扰的情况，导致图像传感器采集到的视频图像中常发生触点目标特征不明显甚至接触无反应的现象，或者干扰噪声过大，误将噪声区域识别为触点信息。另ー方面，硬件设备可能存在的偏差，在一定程度上也増加了触点检测过程的难度。
目前大多数的多点触控产品都只能在特定的环境下使用，并且扩展性较差、不易维护。这些因素极大限制了光学多点触控产品的应用领域和发展空间。因此，为了增强光学多点触控产品的实用性，有效解决复杂环境下的触点检测是关键问题。为了減少不稳定因素对光学多点触控系统的干扰，根据设计方法的不同，可将目前的触点检测改进方法划分为两大类一类是通过增进辅助设备来提高触点的检测效率；另ー类则主要基于运动目标检测的算法优化。设备增进是ー种从硬件方法入手的优化方法。其基本思想是通过对硬件平台的改造，使其能够满足特定用户或者特定环境的需求；或者在不改变原本架构的情况下，增加额外的辅助设备，通过多通道融合的方法以提高检测的准确率。这种方法的主要缺点是设计较为复杂，不仅需要预先设计好满足特定系统需求的硬件方案，増加了设计成本。此外，采用这种方法的系统扩展性不高、通用性不强，在环境或者需求改变后，不能进行快速有效的扩展，往往需要重新设计系统架构。另ー类触点检测改进方法主要是基于运动目标检测方法的优化。运动检测是ー种经典的目标检测方法。这类方法主要采用数理统计的方法，通过建立背景模型来把当前图像分割成两部分，前景区域和背景区域。前景区域为检测过程得到输出结果，而背景区域则为图像中的干扰噪声。目前，实际应用中比较有代表性的运动检测算法大都基于背景减除法。背景减除法主要是利用当前图像与背景图像的差分来检测出运动物体，它一般能够提供最完全的特征数据，再配合形态学处理和团块面积约束，可以得到较好的触点检测結果。但这些方法，必须在室内光线较暗的环境下才能取得较好的触点检测效果，对于场景的动态变化，如光照等干扰因素特别敏感。而在实际应用中，应用环境很难维持稳定不变，极大限制了多点触控系统可实用性。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供ー种基于视觉注意模型的光学多点触控触点检测方法，这种检测方法能够从环境光线不稳定及亮度分布不均匀的红外图像中分割出触点区域。为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案本发明包括以下流程采集红外图像一红外图像预处理、得到目标图像一显著区域检测、得到显著图一显著值规整处理、得到规整后显著图一ニ值化处理一输出触点图像。所述流程中，红外图像预处理、得到目标图像的方法为首先将红外图像按照色彩通道分解为红色通道信号、緑色通道信号和蓝色通道信号，然后通过亮度转化进行亮度值计算，得到亮度图像；然后利用双线性插值方法对亮度图像进行尺度变换，将其变换到分辨率为320X240至640X480之间的尺度空间，得到目标图像。所述亮度转化的公式为I = O. 3XR+0. 52XG+0. 18XB式中，I为亮度值，R为红色通道像素值，G为绿色通道像素值，B为蓝色通道像素值。所述流程中，显著区域检测、得到显著图的方法为采用积分图递归计算方法求得对应积分图，然后通过矩形算子对目标图像进行掩模操作，根据特征向量公式来提取图像中显著区域的特征，得到显著图。所述特征向量公式为
0014]
权利要求
1.一种基于视觉注意模型的光学多点触控触点检测方法，其特征在于包括以下流程采集红外图像一红外图像预处理、得到目标图像一显著区域检测、得到显著图一显著值规整处理、得到规整后显著图一二值化处理一输出触点图像。
2.根据权利要求I所述的基于视觉注意模型的光学多点触控触点检测方法，其特征在于所述流程中，红外图像预处理、得到目标图像的方法为首先将红外图像按照色彩通道分解为红色通道信号、绿色通道信号和蓝色通道信号，然后通过亮度转化进行亮度值计算，得到亮度图像；然后利用双线性插值方法对亮度图像进行尺度变换，将其变换到分辨率为320 X 240至640 X 480之间的尺度空间，得到目标图像。
3.根据权利要求2所述的基于视觉注意模型的光学多点触控触点检测方法，其特征在于所述亮度转化的公式为I = O. 3XR+0. 52XG+0. 18XB 式中，I为亮度值，R为红色通道像素值，G为绿色通道像素值，B为蓝色通道像素值。
4.根据权利要求I所述的基于视觉注意模型的光学多点触控触点检测方法，其特征在于所述流程中，显著区域检测、得到显著图的方法为采用积分图递归计算方法求得对应积分图，然后通过矩形算子对目标图像进行掩模操作，根据特征向量公式来提取图像中显著区域的特征，得到显著图。
5.根据权利要求4所述的基于视觉注意模型的光学多点触控触点检测方法，其特征在于所述特征向量公式为
6.根据权利要求I所述的基于视觉注意模型的光学多点触控触点检测方法，其特征在于所述流程中，显著值规整处理、得到规整后显著图的方法为首先去除暗性显著区域；然后进行特征拆分，扩展特征向量；对新特征向量进行排序；基于最值的距离比较；计算显著度，得到规整后显著图。
7.根据权利要求6所述的基于视觉注意模型的光学多点触控触点检测方法，其特征在于所述去除暗性显著区域的方法如下
8.根据权利要求I所述的基于视觉注意模型的光学多点触控触点检测方法，其特征在于所述流程中，二值化处理的方法为采用以下公式进行计算
9.根据权利要求I所述的基于视觉注意模型的光学多点触控触点检测方法，其特征在于所述流程中，二值化处理之前还包括归一化处理。
10.根据权利要求9所述的基于视觉注意模型的光学多点触控触点检测方法，其特征在于所述归一化处理采用以下公式进行计算
全文摘要
本发明公开了一种基于视觉注意模型的光学多点触控触点检测方法，包括以下流程采集红外图像→红外图像预处理、得到目标图像→显著区域检测、得到显著图→显著值规整处理、得到规整后显著图→二值化处理→输出触点图像。本发明所采用的视觉注意模型，融合了图像特征和人类先验知识，降低了检测过程的随意性，较好的解决了非触点亮区噪声干扰的问题；本发明具有较好的通用性，适用于多种光学多点触控系统设计方案，并且不需增设额外的辅助设备；本发明能够同时检测光线较强和光照不均等多种复杂现实环境下的触点信号。综上，本发明能够适用于各种光线环境中进行触点检测，推动了光学多点触控检测领域的发展。
文档编号G06F3/042GK102855025SQ20111040559
公开日2013年1月2日 申请日期2011年12月8日 优先权日2011年12月8日
发明者吴亚东, 严庆安, 刘志勤 申请人:西南科技大学