[发明专利]一种多点触摸跟踪识别方法及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及触摸控制技术领域，尤其涉及一种多点触摸跟踪识别方法及其系统。

背景技术

随着触摸控制产品的广泛应用，触摸控制技术已成为当今人机交互中的热点技术。许多产品的控制都逐步被触摸控制技术所代替，同时触摸控制技术也在不断挑战新的应用环境和领域。

在基于光学图像的触摸控制应用环境中，通常用户希望机器能支持更多触摸点操作以满足不同应用需求，同时也希望机器能更加智能地理解用户意图，进而为用户提供更加自然、智能的服务。在目前的触摸控制系统中，机器通过分析用户在触摸屏上移动的轨迹来判断用户欲执行的操作，所以机器正确地扑捉、跟踪到触控的轨迹就非常重要。

通常，只有单点在触摸屏上移动时，机器通过关联光学图像前后帧之间的亮点就能得到正确触摸点移动的轨迹，但随着触摸点数增加，该方法就不能识别前后帧的多个触摸点之间的关系，无法分别得到各触摸点的正确轨迹，所以需要开发更加鲁棒、准确的多点跟踪识别方法，为机器智能决策提供正确的轨迹。

在目前的多点跟踪识别方法中，主要采用两种方法：一是针对光学图像前一帧中所有触摸点，在后一帧中搜索欧式距离最为接近的触摸点进行关联。该方法简单、实时性非常好，且目前该算法有多种改进版本，但是该方法仍无法避免欧式距离最近即为最优关联这一错误认识的本质缺陷；另一方法是采用K近邻算法，该方法为前一帧中每个触摸点在后一帧中搜索K个欧式距离最小的触摸点，并依距离值进行排序，然后对前一帧中每一个触摸点关联距离最小的触摸点，若后一帧中某触摸点处于前一帧中多个触摸点的K近邻中，则采用“最小距离通吃”的思想优先匹配，该算法实时性很好，跟踪精度较前者好，但仍是一种局部最优方法，没有从整体上考虑最优关联，即仍没有从全局角度给出评判当前关联方式是否为最优。

发明内容

针对以上现有技术多点触摸跟踪的缺点，本发明要解决的技术问题在于提供一种从全局角度分析的多点触摸跟踪识别方法。给出了全局评判方式，可判断当前关联是否为最优关联。

一种多点触摸跟踪识别方法，包括：

获取跟踪识别的第一帧图像中的触摸点位置，以及第二帧图像中的触摸点位置；

计算所述第一帧图像中的各个触摸点与所述第二帧图像中的各个触摸点之间的距离；

按照所述触摸点距离从小到大的顺序，逐次搜索两帧图像的触摸点的各种关联方式；

并分别计算每次搜索到的关联方式的触摸点离散度，直到后一关联方式的触摸点离散度首次大于前一关联方式的触摸点离散度时，判断所述前一关联方式为最优关联方式。

本发明要解决的技术问题还在于提供一种从全局角度分析的多点触摸跟踪识别系统。

一种多点触摸跟踪识别系统，包括：

用于获取跟踪识别的第一帧图像中的触摸点位置，以及第二帧图像中的触摸点位置的触摸点检测模块；

用于计算所述第一帧图像中的各个触摸点与所述第二帧图像中的各个触摸点之间的距离的距离计算模块；

用于按照所述触摸点距离从小到大的顺序，逐次搜索两帧图像的触摸点的各种关联方式的搜索模块；

用于分别计算每次搜索到的关联方式的触摸点离散度，直到后一关联方式的触摸点离散度首次大于前一关联方式的触摸点离散度时，判断所述前一关联方式为最优关联方式的离散度计算模块。

与现有技术相比较，本发明的多点触摸跟踪识别方法及其系统，通过计算每个所述关联方式中所有互相关联的触摸点的最小触摸点距离，以及每个所述关联方式下的触摸点离散度，保证了前后帧中触摸点关联的准确性和鲁棒性。本发明采用触摸点距离最小的思想保证相邻两帧中触摸点关联的鲁棒性，采用关联离散度的测度准则保证相邻两帧间触摸点关联的准确性，该准则进一步从数学上验证了触摸点距离最小这一关联思想的正确性。本发明的多点触摸跟踪识别方法及其系统能实时、准确和稳定地运行在目前的各种触摸交互设备中。

附图说明

图1是本发明多点触摸跟踪识别方法的流程图；

图2是连续两帧图像的触摸点的示意图；

图3是连续两帧图像的触摸点表示在同一平面内的示意图；

图4是现有技术一种触摸屏的结构示意图；

图5是实施例中连续两帧中的触摸点示意图；

图6是实施例中连续两帧图像的触摸点表示在同一平面内的示意图；

图7是实施例中两帧图像之间的触摸点可能具有的关联关系的示意图；

图8是实施例中筛选后的合法的关联关系的示意图；

图9是实施例中第一次搜索结果的关联方式的示意图；