[发明专利]一种多点触摸轨迹跟踪方法

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轨迹跟踪的方法。

背景技术

随着多媒体技术的发展，触摸控制技术已成为当今人机交互中的热点技术。许多产品的人机交互的方式（如键盘、鼠标等）都逐渐被触摸控制技术所代替。

在触摸控制技术的各种应用中，用户通常希望计算机能够理解用户的各种触摸操作，从而理解用户意图并快速地作出相应的响应，进而为用户提供更加方便、智能的服务。用户通过手指、手写笔等触摸物在触摸检测表面滑动是一种常用的触摸操作，在这种情况下，机器通过分析触摸物在触摸屏上的移动轨迹来判断用户预执行的操作，能否对触摸物的运动轨迹进行正确的跟踪关系到机器能否正确响应用户的操作，所以正确地捕捉、跟踪到触摸物的轨迹非常重要。

对于单点触摸屏，当触摸物在触摸屏上运动时，机器通过关联前后两帧（或前后两个扫描周期，或前后两个时刻）的触摸点就能够正确得到触摸点的运动轨迹，但是随着触摸点数的增加，前后两帧（或前后两个扫描周期，或前后两个帧）的触摸点都不止为一个，没法直接对前后两帧（或前后两个扫描周期，或前后两个帧）的触摸点进行一对一的关联，因此无法得到触摸物的正确轨迹。

在目前的多点轨迹跟踪中，进行触摸点跟踪的一种常用方法为前后帧间触摸点最小欧式距离匹配法，即，针对前一帧的所有触摸点，在当前帧的所有触摸点中搜索欧式距离最近的触摸点进行关联。这种方法简单、实时性非常好，但是这种方法只用到了前后两帧的触摸点之间的关系，是基于局部最优的，如图1a和图1b所示，当触摸物101在触摸表面102快速滑动时，会出现如图1a所示的错误，即将本来平行的轨迹（图1a中的实线）跟踪为交叉的轨迹（图1a中的虚线），当有两个触摸物101在触摸表面102交叉运动时，会出现如图1b所示的错误，即将本来交叉的轨迹（图1b中的实线）跟踪为平行的轨迹（图1b中的虚线），因此传统的触摸跟踪方法容易出现轨迹串扰的问题。

专利号为201110030430.4的中国专利申请提出了一种采用半卡尔曼滤波的方法进行轨迹跟踪，并通过三帧迭代和最小距离限制的方法来消除噪声，该专利申请所述的方法中搜索与预测位置欧氏距离最近的触摸点，若找到，则与前一帧中相应的触摸点关联，这种仅仅通过欧氏距离最近的方法进行轨迹跟踪的方法无法解决触摸点相冲突的问题，即下一帧中同一个触摸点与前一帧的两个触摸点相关联，这种情况下，同样会出现轨迹串扰的问题，不能实现全局最优关联。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种能够改善轨迹串扰问题并能够实现全局最优的多点触摸轨迹跟踪方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种多点触摸轨迹跟踪方法，所述方法包括：

A、预测第N帧中各个触摸点的预测位置，N为大于或等于3的整数；

B、识别出第N帧中的各个触摸点；

C、在给定的窗口阈值范围内，针对每一个所述预测位置，搜索与该预测位置距离最小的触摸点，并将该触摸点与第N-1帧中的相应被预测的触摸点关联；

D、判断第N-1帧中是否存在至少两个触摸点同时与第N帧中的一个触摸点相关联；若存在，进入步骤D，否则，N的数值加1，并转到步骤A；

E、在第N帧的各个触摸点中搜索分别与所述至少两个触摸点对应的预测位置的距离次小的触摸点，针对所述至少两个触摸点的每一个，在距离其预测位置最小的触摸点和次小的触摸点中选择偏离其预测方向较小的一个与其相关联，N的数值加1，并转到步骤A。

如上所述的多点触摸轨迹跟踪方法，所述步骤A中所述预测第N帧中各个触摸点的预测位置的方法具体为：

计算第N-1帧中各个触摸点的状态向量，所述状态向量中包含坐标数据、速度数据和加速度数据；

根据所述状态向量利用半卡尔曼滤波法进行预测。

如上所述的多点触摸轨迹跟踪方法，所述步骤C进一步包括：

在第N帧和第N-1帧之间的各个关联中，判断相关联的两个触摸点间的速度变化量和/或加速度变化量，若速度变化量大于给定的速度变化阈值，和/或加速度变化量大于给定的加速度变化阈值，则断开该关联；否则保持该关联。

如上所述的多点触摸轨迹跟踪方法，所述至少两个触摸点包括触摸点B₁和B₂，所述步骤E由以下步骤代替：