[發明專利]一種彌補影像傳感觸摸屏的偏移場效應的方法

無效

• 申請號: 201210472257.8
• 申請日: 2012-11-12
• 公開（公告）號: CN103809816A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 朱雋晨;徐偉棟;單文強
• 申請（專利權）人: 朱雋晨;徐偉棟;單文強
• 主分類號: G06F3/042
• 分類號: G06F3/042
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種基于圖像處理及分析技術的多點影像傳感觸摸屏的去偏移場技術。

背景技術

如今觸摸互動已經是最主流的交互技術，目前市場上也有許多類型的觸摸屏設備，如電阻屏，電容屏，紅外框，納米膜，圖像傳感觸摸屏等。主要可分為兩類：

手觸式

手觸式是利用某類物體觸及到基板時，基板上的電容及電阻發生作用的變化來起作用。因此，該類物體，可以是任何會改變電阻或電容的任何物件，例如手指或塑料棒。當基板察覺到某一點發生了電阻或電容的變化，便能計算出觸摸點所在的位置。由于制造時，電阻值與電容值很難控制到均勻與精確，所以手觸板有一些先天上的限制。首先，如果做到超過約七，八厘米大小，其產品優良率就會變得很低，從而快速提高成本。其次，手觸板的分辨度比較低，筆的位置很難精確判斷。最后是手觸板性能比較不穩定，使用一段時間后，也容易變得不好用。

電磁感應式

該原理主要是通過電磁感應筆來實現觸摸，電磁感應筆會放出電磁波，由基板感應。由于電磁波能隔空傳導，所以筆即使不接觸到基板，基板也能感應的到。因此，當您提起筆時，在基板上一定高度之內，仍然可以作用。如果這支筆能感應您在筆尖上所施加的壓力，并將壓力值傳給電腦，則電腦就能在熒屏上顯示出筆跡的粗細。你用力一點，畫出來的筆畫就變粗一點，這樣就更接近于真正的筆在書寫時的感覺。這就是所謂的“壓力感應筆”。筆與基板之間如果有一條線相連，叫做“有線筆”。如果沒有，就叫做“無線筆”。由于技術上涉及到：數字與模擬混合的電路設計，必須用低成本的硬件做比較復雜的運算，以及筆的機械結構設計困難等問題。因此，電磁感應筆所需要的技術水平比較高。過去由于制造成本一直無法下降，所以很難普及。最近幾年，由于基本軟硬件技術與生產技術的突破，才能做出這樣高品質，低價格的產品。

這些觸摸板技術都存在這自己的許多缺陷，如：手觸式的尺寸上限制在較小尺寸，如果超過某一尺寸，成本會上升的很快，精度上也會下降比較多，而且手觸式無法得到觸摸的力度；電磁感應式雖然可以得到觸摸的力度，但它必須通過一只電磁感應筆來觸摸，限制比較大。還有一個兩種方式都存在的缺陷，就是它們都只能識別單個或很少的觸摸點。

影像傳感多點觸摸屏則完全突破了這些限制，它用較低的成本實現了高精度、大尺寸的觸摸功能，而且能同時識別多個觸摸點，從而使得該觸摸板的控制功能得到了一個質的飛躍。但是它也有一些天生的不足，就是設備制造過程中設備透光性的不均勻性導致最后影像的不均勻性，以致觸摸點的強度不均，給后期校準帶來了一定的難度。而這種彌補影像傳感觸摸屏的偏移場效應的方法在設備制造完成時測量出這種不均勻的偏移場的強度，然后在后期的影像捕捉和處理過程中加以偏移場反增強，以達到采集到的觸摸影像在各個位置強度都均一，給校準上帶來了方便，使用上帶來了較好的觸感。

發明內容

本發明旨在檢測出影像傳感觸摸屏的偏移場效應，并在后期的影像處理上加以補償已以達到統一的觸摸效果，從而為影像傳感觸摸屏的校準和觸感帶來明顯的改善。

我們將帶有線性偏移場的影像傳感觸摸屏的影像模型用數學公式表達出來

I＝b(J+N)????(1)

其中I的是攝像頭捕獲的實際影像；b是偏移場作用，J是期望的影像數據，N為噪聲，為了求取J，可將公式變換成

J＝I/b-N????(2)

對于影像傳感觸摸屏，捕獲實際的用戶觸摸數據的方式是減影，即將觸摸瞬間的影像減去作為背景的影像，也就是

D(n)＝I(n)-I(B)????(3)

這里的I(B)是背景幀的實際影像，I(n)是當前幀(第n幀)的實際影像，D(n)是當前幀(第n幀)的用戶觸摸數據。對于制造完成后的影像傳感觸摸屏，假定其偏移場與噪聲不隨時間變化，那么

D(n)＝b(J(n)-J(B))????(4)

由此，要獲得更接近真實的觸摸期望值T(n)，并不需要測量噪聲N，但無法回避偏移場b的測量

T(n)＝J(n)-J(B)＝D(n)/b????(5)

為了測量偏移場b，可在制造完成后的觸摸屏表面覆蓋一塊純白的、高度平整的、接觸面具有漫反射效果的不透光膜，記錄實際影像I(c)；然后去掉該膜，再次記錄實際影像I(o)；將二者相減

D(c)＝I(c)-I(o)＝b(J(c)-J(o))＝bT(c)????(6)