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

技术特征：

1.一种在进行电容触摸屏测试时对扫描线定位的方法，其特征在于：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。

2.根据权利要求1所述的一种在进行电容触摸屏测试时对扫描线定位的方法，其特征在于：所述的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。

3.根据权利要求2所述的一种在进行电容触摸屏测试时对扫描线定位的方法，其特征在于：所述的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n_i；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r_i的概率密度：N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T_i的值：

计算在进行均衡化后的各灰度级s_i的值：s_i＝int(T_i(L-1)+0.5)；

采用r_i和s_i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。

4.根据权利要求1所述的一种在进行电容触摸屏测试时对扫描线定位的方法，其特征在于：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，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。

5.根据权利要求4所述的一种在进行电容触摸屏测试时对扫描线定位的方法，其特征在于：所述分水岭分割方法的排序，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。

6.根据权利要求4所述的一种在进行电容触摸屏测试时对扫描线定位的方法，其特征在于：所述分水岭分割方法的浸没，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P_c，扫描像素点P_c的8个邻域点，若邻域点中有点被标记，则将像素点P_c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P_c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；

所述的将像素点P_c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B_d，将像素点P_c和该标记值B_d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P_c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P_c的连通区域内查找不到灰度级为h的像素点为止；

所述的将像素点P_c标记为新的极小区域，具体为：查找像素点P_c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P_c的连通区域周围均无被标记的集水盆地，此时将像素点P_c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P_c的连通区域的周围有点已被标记，则将该连通区域内的像素点都扩展到已标记的集水盆地中。

7.根据权利要求4所述的一种在进行电容触摸屏测试时对扫描线定位的方法，其特征在于：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，…，Z_n，计算其中，Z_s表示第s个区域，s＝1,2,…,n；U_s表示区域Z_s内的像素点的数目；P_s表示区域Z_s内的像素点灰度的平均值；将两个区域Z_s和Z_t的像素点灰度的平均值之差记为P_st，即P_st＝|P_s-P_t|；

计算其中，(x_s,y_s)∈Z_s和(x_t,y_t)∈Z_t，(x_s,y_s)是位于区域Z_s边界附近的一些像素点，(x_t,y_t)是位于区域Z_t边界附近的一些像素点，并且(x_s,y_s)和(x_t,y_t)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U_st，D_st的值在一定程度上说明区域Z_s和Z_t在边界上的差异；

计算E_st＝λ₁·P_st+λ₂·D_st；其中，λ₁和λ₂是正的常数，且λ₁+λ₂＝1，E_st的值说明两个区域Z_s和Z_t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：

$\left(\begin{array}{cccccc}Q\left(0,0\right)& Q\left(0,1\right)& ...& Q\left(0,j\right)& ...& Q\left(0,L-1\right)\\ Q\left(1,0\right)& Q\left(1,1\right)& ...& Q\left(1,j\right)& ...& Q\left(1,L-1\right)\\ ...& ...& ...& ...& ...& ...\\ Q\left(i,0\right)& Q\left(i,1\right)& ...& Q\left(i,j\right)& ...& Q\left(i,L-1\right)\\ ...& ...& ...& ...& ...& ...\\ Q\left(L-1,0\right)& Q\left(L-1,1\right)& ...& Q\left(L-1,j\right)& ...& Q\left(L-1,L-1\right)\end{array}\right)$

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：

$h_1=\underset{i=1}{\overset{L}{\Σ}}\underset{j=1}{\overset{L}{\Σ}}{(i-j)}^2\·Q(i,j,d,\mathrm{\θ});$

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：

$h_2=\underset{i=1}{\overset{L}{\Σ}}\underset{j=1}{\overset{L}{\Σ}}\frac{Q(i,j,d,\mathrm{\θ})}{1+{(i-j)}^2};$

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：

$h_3=\frac{\underset{i=1}{\overset{L}{\Σ}}\underset{j=1}{\overset{L}{\Σ}}(i\·j)\·Q(i,j,d,\mathrm{\θ})-{\mathrm{\μ}}_x{\mathrm{\μ}}_y}{{\mathrm{\σ}}_x{\mathrm{\σ}}_y}$

其中，

${{\mathrm{\σ}}_x}^2=\underset{i=1}{\overset{L}{\Σ}}\underset{j=1}{\overset{L}{\Σ}}{(i-{\mathrm{\μ}}_x)}^2\·Q(i,j,d,\mathrm{\θ}),{{\mathrm{\σ}}_y}^2=\underset{i=1}{\overset{L}{\Σ}}\underset{j=1}{\overset{L}{\Σ}}{(j-{\mathrm{\μ}}_y)}^2\·Q(i,j,d,\mathrm{\θ})$

对两个区域Z_s和Z_t，分别计算它们的纹理特征，把区域Z_s的对比度、一致性和相关性分别记为h_s1，h_s2和h_s3，把区域Z_t的对比度、一致性和相关性分别记为h_t1，h_t2和h_t3；

计算W_st＝μ₁·|h_s1-h_t1|+μ₂·|h_s2-h_t2|+μ₃·|h_s3-h_t3|；其中，μ₁、μ₂和μ₃是正的常数，且μ₁+μ₂+μ₃＝1，W_st的值说明了两个区域Z_s和Zt在纹理方面相似的程度；

若E_st和W_st的值同时小于一个给定的正数ξ，则判定这两个区域Z_s和Z_t的相似程度较高，将Z_s和Z_t进行合并。

8.一种在进行电容触摸屏测试时对扫描线定位的系统，其特征在于：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。

9.根据权利要求8所述的一种在进行电容触摸屏测试时对扫描线定位的系统，其特征在于：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。

10.根据权利要求9所述的一种在进行电容触摸屏测试时对扫描线定位的系统，其特征在于：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。