[发明专利]具有多点触控功能的电视系统、触控定位识别方法及系统

说明书

【技术领域】

本发明涉及计算机视觉与人机交互领域，特别涉及一种具有多点触控功能的电视系统、触控定位识别方法及系统。

【背景技术】

随着智能电视的发展，电视已经从以前的终端设备发展到具有全开放式平台，并搭载了操作系统，可以由用户自行安装和卸载软件、游戏等第三方服务商提供的程序的智能电视。作为全新的家庭娱乐终端，传统的遥控式和菜单式的人机交互方法已经无法满足人们的操作需求，因此电视的人机交互方式急需改变。

多点触控已经广泛应用于智能手机，平板电脑等终端，已经成为人机交互的主流方式，但是在电视中的应用受制于成本较高，体积较大，安装较复杂等问题无法得到广泛推广。传统的触摸屏技术应用于电视机，主要是在电视机屏幕表面加装触摸屏，或者在电视机四周加装传感单元，如此需要安装尺寸较大的电容/电阻触摸屏幕，或者需要大量发射/接受二极管，容易损坏而且维修较为困难，成本较高，同时切割和安装也较为复杂，需要专门进行定制，无法应用于普通的电视上，且体积也较为庞大，会影响电视机显示效果。

而目前的光学多点触摸屏幕方法是通过手指压力阻碍触摸屏的全内反射来实现手指定位，需要安装多个LED发光体，无法对现有电视进行改造，成本较高，同时对手指压力要求较高，且不支持其他外设设备的输入。基于红外发射-接收技术的红外触摸屏，其需要在电视机外围加装一圈红外LED发射和接收电路，并需专门的硬件板卡对其进行控制，改装成本较高，且显著增加了电视机的体积，若有部分红外LED发生损坏时，需要整体更换，后期维护成本也较高。

【发明内容】

基于此，有必要提供一种成本较低的具有多点触控功能的电视系统。

一种具有多点触控功能的电视系统，其特征在于，包括电视机、红外激光器、摄像机支架及摄像头，所述电视机具有操作系统和嵌入式处理单元，所述摄像头的视角覆盖整个的电视机的屏幕，所述摄像头用于捕捉接触电视机的屏幕阻挡所述红外激光器发射的红外光线形成的红外光斑，并将捕捉的红外光斑发送给所述嵌入式处理单元，所述摄像机支架一端安装于所述电视机上，另一端与所述摄像头相连，所述嵌入式处理单元用于提取所述红外光斑的轮廓，计算得到轮廓中心的图像坐标，将所述轮廓中心的图像坐标作为触点的图像坐标，根据预先设定的触点的图像坐标与电视机的屏幕坐标的对应关系，将触点的图像坐标转换为触点的电视机的屏幕坐标，根据所述触点的电视机的屏幕坐标形成触控轨迹，将所述触控轨迹与所述预先定义的手势轨迹进行比较，返回匹配度最高的手势作为识别出的手势，并返回相应的手势控制信息及控制指令。

优选地，所述摄像机支架可拆卸或折叠。

优选地，所述电视机包括电视边框和电视屏幕，所述电视边框设于所述电视屏幕周边，所述红外激光器和摄像机支架安装在所述电视边框上。

此外，还提供一种触控定位识别方法。

一种触控定位识别方法，包括以下步骤：

捕捉接触电视机的屏幕阻挡红外光线形成的红外光斑；

提取所述红外光斑的轮廓，计算得到轮廓中心的图像坐标，将所述轮廓中心的图像坐标作为触点的图像坐标；

根据预先设定的触点的图像坐标与电视机的屏幕坐标的对应关系，将触点的图像坐标转换为触点的电视机的屏幕坐标；

根据所述触点的电视机的屏幕坐标形成触控轨迹；

将所述触控轨迹与所述预先定义的手势轨迹进行比较，返回匹配度最高的手势作为识别出的手势，并返回相应的手势控制信息及控制指令。

优选地，在所述捕捉接触电视机的屏幕阻挡红外光线形成的红外光斑的步骤之后，还包括步骤：对所述捕捉的红外光斑进行图像去噪、高通滤波和图像增强处理。

优选地，所述预先设定触点的图像坐标与电视机的屏幕坐标的对应关系的步骤具体为：

对摄像头畸变参数进行矫正；

在电视机的屏幕上选取多个标定点；

捕捉标定过程中用户依顺序触碰到标定点所形成的红外光斑，并提取每个红外光斑的图像坐标；

获取每个标定点的电视机的屏幕坐标，根据所述标定点的屏幕坐标和相应的红外光斑的图像坐标，计算得到图像坐标与屏幕坐标之间转换的转换矩阵。

优选地，所述根据所述触点的电视机的屏幕坐标形成触控轨迹的具体步骤为：在距离阈值范围内查找与所述触点的屏幕坐标的空间距离最近的存储的历史屏幕坐标，将所述历史屏幕坐标对应的触控点更新为所述触点对应的触控点，并根据触控点的屏幕坐标形成触控轨迹。

此外，还提供一种触控定位识别系统。

一种触控定位识别系统，包括：