一种在进行电容触摸屏测试时对扫描线定位的方法及系统与流程
本发明涉及一种扫描线定位的方法及系统，尤其是一种在进行电容触摸屏测试时对扫描线定位的方法及系统，属于触摸屏测试技术领域。
背景技术：
近年来，触摸屏作为一种非常方便的人机交互的输入设备，在多个领域例如数码相机、手机、工业控制、售票终端系统等方面得到了广泛的应用。在使用触摸屏时，人机交互仅需手指轻轻一触即可完成相关的按键与信息输入，可以完全摒弃使用传统键盘的繁琐输入方式，使得整个输入过程变得简单和快捷。
触摸屏一般是附着在显示器的表面，并与显示器配合使用。操作者在使用触摸屏时是通过手指的触摸而产生模拟电子信号，并经过模数转换而转化为触摸点的坐标，从而将操作者的意志传达给信息处理设备。触摸屏主要有如下几类：电容式触摸屏、红外线式触摸屏、电阻式触摸屏、表面声波触摸屏等。电容式触摸屏(简称为电容触摸屏)近年来在移动电子设备中得到了广泛应用，它的一般结构是：以一个单层玻璃为基板，在基板的内外表面上制作一层透明的导电薄膜，在外表面导电薄膜的四个角上设置四个电极。当给电容触摸屏通上高频信号，并且操作者的手指触碰到触摸屏的上表面时，操作者的人体和触摸屏的工作面就形成了一个耦合电容器；手指在触摸点处会吸去一部分电荷，从而形成一个微小的电流，把这种电流从触摸屏的四个电极进行输出；计算从这四个电极所输出的电流的比例，来得到触摸点的坐标。
电容触摸屏的制造过程包含了一些复杂的生产工序，这些工序主要有磁控溅射、真空镀膜、曝光、显影、蚀刻、贴合等。每种工序的各个环节和工艺参数都会对电容触摸屏的产品质量产生影响，因此必须在生产过程中的多个工序进行相关的测试。测试的过程是把电容触摸屏放置在一个测试平台上，然后对电容触摸屏施加特定的测试激励信号，并通过检测相应的响应信号来判定电容触摸屏的扫描线上的电容值是否符合要求，并确定扫描线是否存在短路与开路等缺陷。
在电容触摸屏上设置有若干个扫描线，在手指触摸电容触摸屏时会在相关的扫描线上产生模拟电子信号(这里主要是电容)，再经过模数转换转化为可以识别的触摸点信号。因此，扫描线上的电容值对电容触摸屏的精度有非常重要的影响，对它的测试是保证电容触摸屏的性能的主要步骤。
对电容触摸屏的扫描线上的电容进行测试时，首先的一项工作是对扫描线进行定位，由于扫描线的宽度很小，在微米量级，因此对扫描线进行精确的定位是一个难点，若定位不准，将直接影响到后续的测试工作例如对扫描线施加激励信号。目前，对电容触摸屏的扫描线的定位常常是采用人工的方法来进行，因此会造成定位不准或者定位的误差较大的问题。
技术实现要素：
本发明的目的是为了提供一种在进行电容触摸屏测试时对扫描线定位的方法，该方法通过图像处理技术，实现对扫描线的精确定位，能够解决上述现有技术对扫描线的定位误差较大的问题。
本发明的另一目的在于提供一种在进行电容触摸屏测试时对扫描线定位的系统。
本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：
一种在进行电容触摸屏测试时对扫描线定位的方法，所述方法包括以下步骤：
获取被测电容触摸屏的图像；
对被测电容触摸屏的图像进行增强处理；
对经过图像增强的被测电容触摸屏的图像进行分割，得到每个扫描线所包含的图像区域；
统计每个扫描线所包含的图像区域像素的数量以及每个像素的位置，获得每个扫描线的长度与宽度，以及每个扫描线在整个电容触摸屏的图像中的具体位置。
进一步的，所述对被测电容触摸屏的图像进行增强处理，具体为：
采用直方图的均衡化方法，将被测电容触摸屏的图像的直方图通过灰度变换函数修正为灰度均匀分布的直方图。
进一步的，所述将被测电容触摸屏的图像的直方图通过灰度变换函数修正为灰度均匀分布的直方图，具体包括：
计算并统计被测电容触摸屏的图像中各灰度级的像素数量ni；其中，i＝0,1,…,L-1，L表示被测电容触摸屏的图像中灰度级的总数量；
计算被测电容触摸屏的图像中各灰度级ri的概率密度：表示被测电容触摸屏的图像中像素的总数；
计算累积分布函数Ti的值：
计算在进行均衡化后的各灰度级si的值：si＝int(Ti(L-1)+0.5)。这里，函数int()的功能是进行取整运算；
采用ri和si的映射关系来修改被测电容触摸屏的图像的灰度级，得到经过均衡化后的结果图像。
进一步的，对经过图像增强的被测电容触摸屏的图像进行分割，得到每个扫描线所包含的图像区域，具体为：
采用分水岭分割方法对经过图像增强的被测电容触摸屏的图像进行分割，并采用基于图像的灰度和纹理特征对分水岭分割方法产生的过量非必要的小区域进行合并，得到每个扫描线所包含的图像区域；其中，所述分水岭分割方法包括排序和浸没，排序为顺序扫描图像中的像素点，将像素点按灰度值升序的顺序进行排列，相同灰度值的像素点作为一个灰度级；浸没是对每个灰度级的像素点进行处理，每个像素点的归属有如下两种：一是将像素点扩展到已标记的集水盆地中，二是将像素点标记为新的极小区域。
进一步的，所述分水岭分割方法中的排序，具体包括：
获得经过图像增强的被测电容触摸屏的灰度图像；
计算每个灰度级的频率：灰度级的频率是指每个灰度级中所包含的像素点个数，用数组R[h]来表示，h表示灰度级；数组R[h]的计算方法是：使R[h]的初值为0，即令R[h]＝0；然后按照从左到右，从上到下的顺序扫描整幅灰度图像的每个像素点，若有一个像素点属于灰度级h时，则使R[h]的值增加1，即R[h]←R[h]+1；
计算每种灰度级的累加概率：累加概率是指当灰度级为h时，所有小于或等于灰度级h的像素点的总数，通过将每个灰度级的频率进行累加，来获得每个灰度级的累加概率；
对像素点进行排序：扫描被测电容触摸屏的灰度图像的每个像素点，按灰度级从低到高的顺序排列每个像素点，此时，在对每个像素点进行排列时，对具有相同灰度级的多个像素点，排序的顺序为：上、左、右、下，并且在排序的结果中对像素点进行描述时包含了像素点的坐标信息。
进一步的，所述分水岭分割方法中的浸没，具体包括：
对每个灰度级进行处理：按灰度级从低到高的顺序扫描每个灰度级，将当前处理的灰度级记为h；
确定当前像素点的邻域点是否被标记：将当前所处理的灰度级为h的像素点记为Pc，扫描像素点Pc的8个邻域点，若邻域点中有点被标记，则将像素点Pc扩展到与邻域点有关的已标记的集水盆地中，若邻域点中没有点被标记，则将像素点Pc标记为新的极小区域；其中，所述标记是给一个像素点赋予的一个特性值；
所述将像素点Pc扩展到与邻域点有关的已标记的集水盆地中，具体为：设被标记的邻域点标记值为Bd，将像素点Pc和该标记值Bd作为一个整体压入到一个先进先出队列中，按先进先出的顺序，对压入到先进先出队列中的每个像素点进行标记，当对先进先出队列中的一个像素点进行标记后，将该像素点移出先进先出队列，然后处理先进先出队列中的下一个像素点，直至先进先出队列为空，使像素点Pc扩展到与邻域点有关的已标记的集水盆地中；循环查找邻域点的邻域，若邻域中有同样属于灰度级h的像素点，则将此像素点压入到一个先进先出队列中，直至像素点Pc的连通区域内查找不到灰度级为h的像素点为止；
所述将像素点Pc标记为新的极小区域，具体为：查找像素点Pc的邻域点，循环查找邻域点的邻域，将同样属于灰度级h的像素点压入到一个先进先出队列中，直至确定像素点Pc的连通区域周围均无被标记的集水盆地，此时将像素点Pc的连通区域标记为一个新的极小区域，该极小区域只包含灰度级为h的像素点；在循环查找邻域点的邻域时，若像素点Pc的连通区域的周围有点已被标记，则将该连通区域内的点都扩展到已标记的集水盆地中。
进一步的，采用基于图像的灰度和纹理特征对分水岭分割方法产生的过量非必要的小区域进行合并，具体包括：
将经过分水岭方法分割后的被测电容触摸屏的图像表示为G(x,y)，G(x,y)由如下的n个区域组成：Z1，Z2，…，Zn，计算其中，Zs表示第s个区域，s＝1,2,…,n；Us表示区域Zs内的像素点的数目；Ps表示区域Zs内的像素点灰度的平均值；将两个区域Zs和Zt的像素点灰度的平均值之差记为Pst，即Pst＝|Ps-Pt|；
计算其中，(xs,ys)∈Zs和(xt,yt)∈Zt，(xs,ys)是位于区域Zs边界附近的一些像素点，(xt,yt)是位于区域Zt边界附近的一些像素点，并且(xs,ys)和(xt,yt)是离边界的距离在16个像素之内的所有像素点，将这些像素点的总数记为Ust，Dst的值在一定程度上说明区域Zs和Zt在边界上的差异；
计算Est＝λ1·Pst+λ2·Dst；其中，λ1和λ2是正的常数，且λ1+λ2＝1，Est的值说明两个区域Zs和Zt在像素点灰度方面相似的程度；
设经过分水岭方法分割后的被测电容触摸屏的图像在水平方向和垂直方向上分别有K个和M个像素点，设X＝{1,2,…,K}和Y＝{1,2,…,M}分别为水平空间域和垂直空间域，H＝{0,1,2,…,L-1}为量化灰度集；其中，L表示经过分水岭方法分割后的被测电容触摸屏的图像的灰度级，将经过分水岭方法分割后的被测电容触摸屏的图像表示成一个函数g:X×Y→H；
在经过分水岭方法分割后的被测电容触摸屏的图像中任意取一个像素点，将该像素点的坐标记为(x,y)，将与该像素点相隔一定距离的另一个像素点记为(x+Δx,y+Δy)，这两个像素点形成一个像素点对，将该像素点对的灰度值记为(i,j)，即像素点(x,y)和(x+Δx,y+Δy)的灰度值分别为i和j；
固定Δx和Δy，使坐标点(x,y)在整幅图像上移动，获得各种(i,j)的值，在整幅图像中，统计每一种(i,j)所出现的概率，把该概率记为Q(i,j,d,θ)，就得到一个L×L阶的方阵即灰度共生矩阵，当Δx和Δy取不同的数值组合时，得到图像沿一定方向θ，且相隔一定距离d的灰度共生矩阵，此时两像素点间的位置对Q(i,j,d,θ)的具体计算公式如下：
Q(i,j,d,θ)＝P{[(x,y),(x+Δx,y+Δy)]|[g(x,y)＝i,g(x+Δx,y+Δy)＝j]}
其中，参数θ为灰度共生矩阵的生成方向，θ的值取0°，45°，90°和135°这四个方向；
当两像素点间的位置d选定之后，产生如下形式的灰度共生矩阵：
其中，灰度共生矩阵中的一个元素表示一个像素点对出现的次数；
根据灰度共生矩阵获得经过分水岭方法分割后的被测电容触摸屏的图像的三种纹理特征：对比度、一致性和相关性；其中：
对比度用h1表示，用于反映图像的清晰度和纹理沟纹的深浅程度，如下式：
一致性用h2表示，用于区分被测电容触摸屏的图像中不同的目标对象，如下式：
相关性用h3表示，用于反映一种灰度值沿着某个方向的延伸程度，如下式：
其中，
对两个区域Zs和Zt，分别计算它们的纹理特征。把区域Zs的对比度、一致性和相关性分别记为hs1，hs2和hs3。把区域Zt的对比度、一致性和相关性分别记为ht1，ht2和ht3。
计算Wst＝μ1·|hs1-ht1|+μ2·|hs2-ht2|+μ3·|hs3-ht3|；其中，μ1、μ2和μ3是正的常数，且μ1+μ2+μ3＝1。Wst的值说明了两个区域Zs和Zt在纹理方面相似的程度。
若Est和Wst的值同时小于一个给定的正数ξ，则判定这两个区域Zs和Zt的相似程度较高，就将Zs和Zt进行合并。
本发明的另一目的可以通过采取如下技术方案达到：
一种在进行电容触摸屏测试时对扫描线定位的系统，所述系统包括：
图像获取模块，用于获取被测电容触摸屏的图像；
图像增强模块，用于对被测电容触摸屏的图像进行增强处理；
图像分割模块，用于对经过图像增强的被测电容触摸屏的图像进行分割，得到每个扫描线所包含的图像区域；
扫描线定位模块，用于统计每个扫描线所包含的图像区域像素的数量以及每个像素的位置，获得每个扫描线的长度与宽度，以及每个扫描线在整个电容触摸屏的图像中的具体位置。
进一步的，所述图像获取模块采用具有USB数据线的摄像设备；所述图像增强模块、图像分割模块和扫描线定位模块通过一控制单元实现，所述控制单元采用嵌入式控制系统，该控制单元包括嵌入式处理器、存储器、USB接口和以太网接口，所述存储器、USB接口和以太网接口分别与嵌入式处理器连接，所述摄像设备通过USB数据线与USB接口连接。
进一步的，所述系统还包括二维工作台和光源模块，所述二维工作台和光源模块分别与控制单元连接，所述二维工作台用于放置被测电容触摸屏，所述光源模块由多个LED光源组成，多个LED光源均匀分布在被测电容触摸屏的周围。
本发明相对于现有技术具有如下的有益效果：
1、本发明通过对获取的被测电容触摸屏图像进行增强处理和分割，得到每个扫描线所包含的图像区域，并统计每个扫描线所包含的图像区域像素的数量以及每个像素的位置，获得每个扫描线的长度与宽度，以及每个扫描线在整个电容触摸屏的图像中的具体位置，从而实现对被测电容触摸屏的扫描线的定位，由于采用了图像增强处理和分割的图像处理技术，对扫描线的定位精确度高，能够解决在传统方法中对扫描线的定位误差较大的问题。
2、本发明的图像增强处理采用直方图的均衡化方法，将被测电容触摸屏的图像的直方图通过灰度变换函数修正为灰度均匀分布的直方图，以使得图像的灰度间距增大或灰度均匀分布，可增大反差，使被测电容触摸屏的图像的细节变得清晰。
3、本发明采用分水岭分割方法对被测电容触摸屏中的扫描线进行分割后，此时容易产生过分割问题，即由于被测电容触摸屏的图像本身的噪声及量化误差影响，而产生的过量的非必要的小区域，因此在进行分割后，本发明采用基于图像灰度和纹理特征的子区域合并方法，可以解决分水岭方法的过分割问题。
4、本发明在获取被测电容触摸屏图像时，可以利用光源模块对电容触摸屏进行照射，光源模块由多个LED光源组成，将多个LED光源均匀分布在被测电容触摸屏的周围，可以提高获取的被测电容触摸屏图像的质量。
附图说明
图1是本发明提供的在进行电容触摸屏测试时对扫描线定位的系统的结构框图。
图2是本发明提供的在进行电容触摸屏测试时对扫描线定位的系统中控制单元的硬件组成图。
图3是本发明所述的对一幅图像中的像素点进行排序的示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1：
如图1所示，本实施例的在进行电容触摸屏测试时对扫描线定位的系统包括二维工作台、光源模块、图像获取模块和控制单元，所述二维工作台、光源模块和图像获取模块分别与控制单元连接；
所述控制单元是整个系统的核心，其采用嵌入式控制系统，该嵌入式控制系统包括图像增强模块、图像分割模块和扫描线定位模块，图像增强模块、图像分割模块和扫描线定位模块构成了控制单元的软件部分，实现对被测电容触摸屏的扫描线定位；所述控制单元的硬件部分如图2所示，包括嵌入式处理器、存储器、USB接口和以太网接口，所述存储器、USB接口和以太网接口分别与嵌入式微处理器连接。
对于控制单元所采用的嵌入式操作系统，本实施例采用Linux的2.6.32版本的操作系统，它是一种多任务多用户操作系统，具有可抢占式、进程优先级调度、实时响应等特性。本发明使用这种Linux嵌入式操作系统来实现对系统中软硬件资源的管理，以及对程序运行过程的控制等，对程序运行过程的控制包括对图像增强模块、图像分割模块和扫描线定位模块的控制。
对于控制单元的嵌入式处理器，本实施例采用S3C2440芯片，它是一款由Samsung公司所生产的基于ARM920T内核的芯片，主频最高可达533MHz，有6KB的指令Cache和16KB的数据Cache，以及具有外部存储器控制器、LCD控制器和四路DMA控制器等。
对于控制单元的存储器，本实施例使用SDRAM存储器和Flash存储器，其中SDRAM存储器采用芯片HY57V641620，它的单片存储容量为64Mbit；Flash存储器采用芯片E28F128J3A150，它的单片存储容量为128Mbit。本发明使用SDRAM和Flash这两种存储器相结合的存储结构，软件和程序存储在Flash存储器中，但在SDRAM中运行。在整个系统上电复位后，嵌入式处理器把Flash存储器的程序代码转移到SDRAM存储器中运行。
对于控制单元的USB接口，本实施例采用CY7C68013A芯片进行设计；对控制单元的以太网接口，本实施例采用CS8900A芯片进行设计。
所述二维工作台用于放置被测电容触摸屏。
所述光源模块由多个LED光源组成，LED光源具体为采用白色LED线状光源，这种光源具有亮度高、颜色指数高、亮度均匀和发光角度大等特点，由于光照的强弱与均匀性将直接对所获取的图像的质量产生一定的影响，将多个白色LED线状光源均匀分布在被测电容触摸屏的周围；本实施例优选采用功率为60W的四个白色LED线状光源的组合来照射被测电容触摸屏，以使得光照的强弱比较均匀，为获取高质量的被测电容触摸屏的图像提供了保障，四个白色LED线状光源呈方形分布。
所述图像获取模块为采用具有USB数据线的摄像设备，如摄像机、摄像头等，本实施例采用CCD摄像机，CCD摄像机通过USB数据线与控制单元的USB接口连接，通过CCD摄像机获得被测电容触摸屏的图像，并通过进行图像采集，将获得的图像传送给控制单元进行保存和处理；在本实施例中，CCD摄像机采用大恒公司所生产的DH-HV3151UC相机，它采用彩色面阵CMOS图像传感器，分辨率为310万像素，最大为2048×1536即3145728个像素；支持逐行曝光，且曝光时间可编程和设置；同时支持连续采集和外触发采集等工作方式，所输出的图像亮度可调。对这种相机，本实施例所使用的镜头是与它匹配的施耐德公司的支持百万像素的镜头。
所述控制单元软件部分的图像增强模块、图像分割模块和扫描线定位模块，具体功能如下：
所述图像增强模块可以对图像获取模块获取的被测电容触摸屏的图像进行增强处理；本实施例中，图像增强处理采用直方图的均衡化方法，将被测电容触摸屏的图像的直方图通过灰度变换函数修正为灰度均匀分布的直方图，以使得图像的灰度间距增大或灰度均匀分布，可增大反差，使被测电容触摸屏的图像的细节变得清晰。
所述图像分割模块对经过图像增强模块处理的图像进行分割，得到每个扫描线所包含的图像区域；本实施例中，采用分水岭分割方法对经过图像增强模块处理的图像进行分割，并采用基于图像的灰度和纹理特征对分水岭分割方法产生的过量非必要的小区域进行合并，得到每个扫描线所包含的图像区域；
所述的分水岭分割方法的实现过程是源于地理拓扑学，是将图像看作是测地学上的拓扑地貌，把图像作为一幅地形图，使图像中每个像素的灰度值对应于海拔高度；将每一个局部极小值表示为集水盆地，并把集水盆地的边界定义为分水岭。分水岭图像分割算法是把图像中的每一个区域都作为单独的部分，并在每个区域中设置至少一个标记种子点；在区域被标记之后就用其进行区域生长，以实现分割。这里的标记是使用这个区域的属性特征来进行选取的。经过分水岭方法分割后的图像是由多个不重叠的区域所构成。
本实施例对分水岭分割方法的实现，主要包括两个过程：排序和浸没；排序为顺序扫描图像中的像素点，将像素点按灰度值升序的顺序进行排列，相同灰度值的像素点作为一个灰度级；浸没是对每个灰度级的像素点进行处理，根据灰度级的排序去构建集水盆地，并对每个集水盆地进行标记，然后根据来自不同集水盆地的水来汇集成坝，从而将图像分割成多个不重叠的区域，每个像素点的归属有如下两种：一是将像素点扩展到已标记的集水盆地中，二是将像素点标记为新的极小区域。
在完成排序之后就对被测电容触摸屏的图像进行浸没处理。对图像中像素灰度值从小到大的每一个像素点依次进行操作。对每个集水盆地分配不同的标记，即从图像最小的像素灰度值开始，逐一分配标记，依次进行浸没。浸没处理的过程如下：设浸没的水位线已经达到了灰度级h，并且所有集水盆地的像素灰度的最小值小于或者等于h的区域都已经被覆盖，而且给每一个集水盆地都已分配了一个唯一的标记值。接下来是直接访问灰度级为h+l的像素点，并给它一个标记值，这里把该标记值用Mark表示。对所有标记为Mark的每一个像素，如果它的邻域像素已经被标记，则它就属于一个已有的集水盆地，因此就将这样的像素保存在与该集水盆地对应的一个队列中，并且把这样的像素及其邻域中标记为Mark的像素都标记为相同的标记值(即该集水盆地的标记值)，这样就使得集水盆地得到了扩展。对所有标记为Mark的每一个像素，如果它的邻域像素中有未被标记的，则说明图像中存在有像素灰度的最小值为h+l的集水盆地，这些集水盆地的一些像素点就是那些被标记为Mark的像素点，这些像素点与已经标记的集水盆地没有任何的连接，这样就发现了新的集水盆地。
通过对被测电容触摸屏的图像的所有灰度级进行这种浸没处理，就可以根据所获得的多个不同的集水盆地来将被测电容触摸屏的图像分割成多个不重叠的区域。
采用上述分水岭分割方法，容易出现过分割现象，即由于被测电容触摸屏的图像本身的噪声及量化误差影响，而产生的过量的非必要的小区域，本实施例采用基于图像(该图像为经过分水岭方法分割后的被测电容触摸屏的图像)的灰度和纹理特征对分水岭分割方法产生的过量非必要的小区域进行合并。
所述扫描线定位模块针对每个扫描线所包含的图像区域，统计每个扫描线所包含的图像区域像素的数量以及每个像素的位置，获得每个扫描线的长度与宽度，以及每个扫描线在整个电容触摸屏的图像中的具体位置，通过使用这些信息，就实现了对被测电容触摸屏的扫描线的定位。
本实施例还提供了一种进行电容触摸屏测试时对扫描线定位的方法，该方法利用上述系统实现，包括以下步骤：
S1、将一个被测电容触摸屏放置在二维工作台上。
S2、打开光源模块中的LED光源，并照射到被测电容触摸屏上。
S3、打开CCD摄像机的电源开关。
S4、打开控制单元的电源，启动嵌入式操作系统运行，由CCD摄像机获取被测电容触摸屏的图像，并通过USB接口将获得的图像传送给控制单元进行处理和保存。
S5、执行控制单元软件部分的图像增强模块，对被测电容触摸屏的图像进行增强处理，具体包括：
S5-1、计算并统计被测电容触摸屏的图像中各灰度级的像素数量ni；其中，i＝0,1,…,L-1，L表示被测电容触摸屏的图像中灰度级的总数量；
S5-2、计算被测电容触摸屏的图像中各灰度级ri的概率密度：N表示被测电容触摸屏的图像中像素的总数；
S5-3、计算累积分布函数Ti的值：j的值从0到i，也就是说需要计算i＝0,1,…,L-1的所有累积概率密度。例如，若i的值为4时，累积概率密度T4＝P(r0)+P(r1)+P(r2)+P(r3)；
S5-4、计算在进行均衡化后的各灰度级si的值：si＝int(Ti(L-1)+0.5)；这里，函数int()的功能是进行取整运算；
S5-5、采用ri和si的映射关系来修改被测电容触摸屏的图像的灰度级，得到经过均衡化后的结果图像。这样就使得被测电容触摸屏的图像的直方图为近似的均匀分布，从而使得被测电容触摸屏的图像得到了增强。
S6、执行控制单元软件部分的图像分割模块，对经过图像增强的被测电容触摸屏的图像进行分割，得到每个扫描线所包含的图像区域，具体为：
采用分水岭分割方法对经过图像增强的被测电容触摸屏的图像进行分割，并采用基于图像的灰度和纹理特征对分水岭分割方法产生的过量非必要的小区域进行合并，得到每个扫描线所包含的图像区域；其中，所述分水岭分割方法包括排序和浸没，排序为顺序扫描图像中的像素点，将像素点按灰度值升序的顺序进行排列，浸没是对每个灰度级的像素点进行处理，每个像素点的归属有如下两种：一是将像素点扩展到已标记的集水盆地中，二是将像素点标记为新的极小区域。
所述分水岭分割方法的排序，具体包括以下步骤：
S6-1、获得经过图像增强的被测电容触摸屏的灰度图像；
S6-2、计算每个灰度级的频率：灰度级的频率是指每个灰度级中所包含的像素点个数，用数组R[h]来表示，h表示灰度级；数组R[h]的计算方法是：使R[h]的初值为0，即令R[h]＝0；然后按照从左到右，从上到下的顺序扫描整幅灰度图像的每个像素点，若有一个像素点属于灰度级h时，则使R[h]的值增加1，即R[h]←R[h]+1；
S6-3、计算每种灰度级的累加概率：累加概率是指当灰度级为h时，所有小于或等于灰度级h的像素点的总数，通过将步骤S6-2求得的每个灰度级的频率进行累加，来获得每个灰度级的累加概率；
S6-4、对像素点进行排序：扫描被测电容触摸屏的灰度图像的每个像素点，按灰度级从低到高的顺序排列每个像素点，此时，在对每个像素点进行排列时，对具有相同灰度级的多个像素点，排序的顺序为：上、左、右、下，并且在排序的结果中对像素点进行描述时包含了像素点的坐标信息。例如，对图3所示的图像块，经过排序之后的结果为：(1,0,3)，(1,1,3)，(0,0,4)，(2,0,4)，(2,1,5)，(0,2,6)，(2,2,6)，(1,2,7)，(0,1,8)。这里，对每个像素点赋予了三个方面的特性值，即(x坐标，y坐标，像素点的灰度值)；
至此整个排序过程结束。
所述分水岭分割方法的浸没，具体包括以下步骤：
S6-5、对每个灰度级进行处理：按灰度级从低到高的顺序扫描每个灰度级，将当前处理的灰度级记为h；按照下面的第S6-6步至S6-8来处理灰度级为h的像素点，把灰度级为h的像素点简称为h层的像素点。
S6-6、确定当前像素点的邻域点是否被标记
将当前所处理的灰度级为h的像素点记为Pc，扫描像素点Pc的8个邻域点，若邻域点中有像素点已被标记(设标记值为Bd)，则将像素点Pc和该标记值Bd作为一个整体压入到一个先进先出(First In First Out，FIFO)队列中。其中，所述标记是给一个像素点赋予的一个特性值，例如赋予一个正整数；对一个集水盆地，属于该集水盆地的所有像素点的标记是相同的。
若像素点Pc的邻域点中有被标记的，则当前像素点Pc只能被扩展到与邻域内的像素点有关的已被标记的积水盆地，此时执行步骤S6-7；若像素点Pc的邻域点中都没有被标记，则此时执行步骤S6-8。
S6-7、对已标记的积水盆地做扩展
按先进先出的顺序，对第S6-6步中压入到FIFO队列中的每一个像素点进行标记。在标记时，是用这里的每一个像素点的已经被标记的邻域点的标记值，来对这里的每一个像素点进行标记。例如，对像素点Pc，是用Bd来标记。
当对FIFO队列中的一个像素点进行了标记之后，就将该像素点移出FIFO队列，然后处理队列中的下一个像素点，直至队列为空。
若一个像素点的邻域中有其他像素点同样属于h层，则对此邻域点执行如上的第S6-6步和S6-7步的操作。因此，进行这种循环查找，即查找邻域点的邻域内是否有同样属于h层的点，若有，则继续执行这种操作，直到像素点Pc的连通区域内查找不到h层的像素点为止。
S6-8、对新的极小区域进行标记
查找像素点Pc的邻域点，之后循环查找邻域点的邻域，将同样属于h层的像素点压入到一个FIFO队列中，直至可以确定像素点Pc的连通区域周围均无被标记的积水盆地，此时就把像素点Pc所在连通区域标记为一个新的极小区域，该极小区域只包含灰度级为h的像素点。
在进行循环查找时，若像素点Pc所在的连通区域的周围有像素点已被标记，则执行如上的第S6-7步的操作，将该连通区域内的像素点扩展到已标记的积水盆地中。
至此，整个浸没过程结束。
在浸没过程中，通过使用上述S6-5至S6-8这四个步骤，就可以给不同的集水盆地进行标记，从而把被测电容触摸屏的图像分割成多个不重叠的区域。
采用上述分水岭分割方法对被测电容触摸屏的图像中的扫描线进行分割后，对于此时容易产生的过分割问题，即由于被测电容触摸屏的图像本身的噪声及量化误差影响，而产生的过量的非必要的小区域，本实施例采用如下的基于图像灰度和纹理特征的子区域合并方法来解决此过分割问题，具体包括以下步骤：
S6-9、计算两个区域像素点灰度的平均值之差
将经过分水岭方法分割后的被测电容触摸屏的图像表示为G(x,y)，G(x,y)由如下的n个区域组成：Z1，Z2，…，Zn，计算
其中，Zs表示第s个区域，s＝1,2,…,n；Us表示区域Zs内的像素点的数目；Ps表示区域Zs内的像素点灰度的平均值；将两个区域Zs和Zt的像素点灰度的平均值之差记为Pst，即Pst＝|Ps-Pt|。
S6-10、获得两个区域边界上的差异
其中，(xs,ys)∈Zs和(xt,yt)∈Zt，(xs,ys)是位于区域Zs边界附近的一些像素点，(xt,yt)是位于区域Zt边界附近的一些像素点，并且(xs,ys)和(xt,yt)是离边界的距离在16个像素之内的所有像素点，将这些像素点的总数记为Ust，Dst的值可以在一定程度上说明区域Zs和Zt在边界上的差异。
S6-11、获得两个区域的相似程度
计算Est＝λ1·Pst+λ2·Dst；其中，λ1和λ2是正的常数，且λ1+λ2＝1，Est的值说明两个区域Zs和Zt在像素点灰度方面相似的程度。
S6-13、获得灰度共生矩阵
对经过分水岭方法分割后的被测电容触摸屏的图像，设它在水平方向和垂直方向上分别有K个和M个像素点，设X＝{1,2,…,K}和Y＝{1,2,…,M}分别为水平空间域和垂直空间域，H＝{0,1,2,…,L-1}为量化灰度集；其中，L表示经过分水岭方法分割后的被测电容触摸屏的图像的灰度级，将经过分水岭方法分割后的被测电容触摸屏的图像表示成一个函数g:X×Y→H。
对经过分水岭方法分割后的被测电容触摸屏的图像的纹理特征，由于纹理是由灰度分布在空间位置上反复交替变化而形成的，在图像中相隔一定距离的两个像素点可能存在一定的灰度关系，即相隔一定距离的一对像素点的灰度会呈现一定的统计规律，该统计规律可以用如下的灰度共生矩阵来进行描述。
1)在对经过分水岭方法分割后的被测电容触摸屏的图像中任意取一个像素点，将该像素点的坐标记为(x,y)，将与该像素点相隔一定距离的另一个像素点记为(x+Δx,y+Δy)，这两个像素点形成一个像素点对，将该像素点对的灰度值记为(i,j)，即像素点(x,y)和(x+Δx,y+Δy)的灰度值分别为i和j。
2)固定Δx和Δy，使坐标点(x,y)在整幅图像上移动，获得各种(i,j)的值。在整幅图像中，统计每一种(i,j)所出现的概率，把该概率记为Q(i,j,d,θ)，就得到一个L×L阶的方阵即灰度共生矩阵。当Δx和Δy取不同的数值组合时，就得到图像沿一定方向θ，且相隔一定距离d的灰度共生矩阵，此时两像素点间的位置对Q(i,j,d,θ)的具体计算公式如下：
Q(i,j,d,θ)＝P{[(x,y),(x+Δx,y+Δy)]|[g(x,y)＝i,g(x+Δx,y+Δy)＝j]}
其中，参数θ为灰度共生矩阵的生成方向，θ的值取0°，45°，90°和135°这四个方向。
3)当两像素点间的位置d选定之后，产生如下形式的灰度共生矩阵：
其中，灰度共生矩阵中的一个元素表示一个像素点对出现的次数；例如，元素Q(1,0)表示图像上位置关系为d的两个像素当它们的灰度值分别为1和0的情况时所出现的次数。
S6-14、获得纹理特征
根据灰度共生矩阵获得经过分水岭方法分割后的被测电容触摸屏的图像的三种纹理特征：对比度、一致性和相关性；其中：
1)对比度h1，如下式：
这种对比度可以反映经过分水岭方法分割后的被测电容触摸屏的图像的清晰度和纹理沟纹的深浅程度，能够提取图像中目标对象的边缘信息，并有利于对图像反差的检测。
2)一致性h2，如下式：
这种一致性可用于区分经过分水岭方法分割后的被测电容触摸屏的图像中不同的目标对象，能说明图像纹理的局部变化，进而反映纹理的同质性。当它的值较大时，就说明图像不同区域的纹理较均匀，不存在较大的显著变化。
3)相关性h3，如下式：
其中，
这种相关性说明了灰度共生矩阵中行或列元素之间的相似程度，它可反映一种灰度值沿着某个方向的延伸程度。若相关性的值越大，则说明延伸得越长。
S6-15、计算两个区域的对比度、一致性和相关性
对两个区域Zs和Zt，分别用上式计算它们的纹理特征，把区域Zs的对比度、一致性和相关性分别记为hs1，hs2和hs3；把区域Zt的对比度、一致性和相关性分别记为ht1，ht2和ht3。
S6-16、获得两个区域在纹理方面相似的程度
计算Wst＝μ1·|hs1-ht1|+μ2·|hs2-ht2|+μ3·|hs3-ht3|；其中，μ1、μ2和μ3是正的常数，且μ1+μ2+μ3＝1，Wst的值说明了两个区域Zs和Zt在纹理方面相似的程度。
S6-17、确定是否对两个区域进行合并
若Est和Wst的值同时小于一个给定的正数ξ，该正数ξ的值较小，例如ξ＝0.01，则判定这两个区域Zs和Zt的相似程度较高，将Zs和Zt进行合并。
S7、执行控制单元软件部分的扫描线定位模块，统计每个扫描线所包含的图像区域像素的数量以及每个像素的位置，获得每个扫描线的长度与宽度，以及每个扫描线在整个电容触摸屏的图像中的具体位置，实现对被测电容触摸屏的扫描线的定位。
S8、控制单元的嵌入式处理器将所得到的结果(例如对扫描线定位的数据与信息)保存在控制单元的存储器中，并通过USB接口或以太网接口传送给外围的微型计算机系统。
S9、若还有另一个被测电容触摸屏需要进行定位，则转步骤S1；若所有的被测电容触摸屏都已进行了定位，则执行步骤S10。
S10、关闭光源模块中LED光源的开关，关闭CCD摄像机的电源开关，关闭控制单元的电源开关。至此对整个系统的操作过程结束。
综上所述，本发明通过对获取的被测电容触摸屏的图像进行增强处理和分割，得到每个扫描线所包含的图像区域，并统计每个扫描线所包含的图像区域的像素的数量以及每个像素的位置，获得每个扫描线的长度与宽度，以及每个扫描线在整个电容触摸屏的图像中的具体位置，从而实现对被测电容触摸屏的扫描线的定位。由于本发明采用了图像增强和图像分割的图像处理技术，对被测电容触摸屏的扫描线的定位精确度高，能够解决在传统方法中对扫描线的定位误差较大的问题。
以上所述，仅为本发明专利较佳的实施例，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利所公开的范围内，根据本发明专利的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都属于本发明专利的保护范围。
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