一种红外精准多点触控平台制造技术

一种红外精准多点触控平台，包括硬件系统部分和软件系统部分，所述硬件系统部分包括红外光发射管阵列、触摸屏、摄像头、计算机和投影仪，所述软件系统部分包括触点追踪模块和手势识别模块，所述触点追踪模块包括图像处理子模块、触点轮廓提取子模块和触点追踪子模块，所述手势识别模块包括多点触摸手势分析定义子模块、手势识别判断子模块和手势驱动子模块。本发明专利技术通过与特定摄像头捕捉红外线的变化再回馈到计算机里面进行定位处理来实现人机智能互动，在硬件上具有识别精度高、成本低、结构简单、升级方便等优势，在软件上具有程序简洁易懂，易操作、易扩展、移植性强、适应性强等特点，能够保障软硬件系统协调工作运行流畅，实现简单。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种红外精准多点触控平台，包括硬件系统部分和软件系统部分，所述硬件系统部分包括红外光发射管阵列、触摸屏、摄像头、计算机和投影仪，所述软件系统部分包括触点追踪模块和手势识别模块，所述触点追踪模块包括图像处理子模块、触点轮廓提取子模块和触点追踪子模块，所述手势识别模块包括多点触摸手势分析定义子模块、手势识别判断子模块和手势驱动子模块。本专利技术通过与特定摄像头捕捉红外线的变化再回馈到计算机里面进行定位处理来实现人机智能互动，在硬件上具有识别精度高、成本低、结构简单、升级方便等优势，在软件上具有程序简洁易懂，易操作、易扩展、移植性强、适应性强等特点，能够保障软硬件系统协调工作运行流畅，实现简单。【专利说明】一种红外精准多点触控平台
本专利技术属于红外触摸
，尤其涉及一种红外精准多点触控平台。
技术介绍
红外多点触摸系统在硬件上是利用X、Y方向上密布的红外线矩阵来检测并定位人的触摸手势的电子设备。红外触摸屏在显示器的前面安装一个电路板外框，电路板在屏幕四边排布红外发射管和红外接收管，一一对应形成横竖交叉的红外线矩阵。手指在触摸屏幕时，就会挡住经过该位置的横竖两条红外线，因而可以判断出触摸点在屏幕的坐标位置，任何非透明物体都可改变触点上的红外线而实现触摸屏操作。 红外多点触摸系统是相对于单点红外屏和虚拟两点红外屏的一种触摸产品，是红外触摸屏的一种技术革新，它的原理主要靠固件中软件的算法来解决两点以上同时触摸操作的不干扰问题。真两点和虚拟两点的区别表现在高稳定性和快速响应上，不会跳点、跑点等误操作。 早期的红外触摸屏存在分辨率低、触摸方式受限制和易受环境干扰而误动作等技术上的局限，因而一度淡出过市场。此后第二代红外屏部分解决了抗光干扰的问题，第三代和第四代在提升分辨率和稳定性能上亦有所改进。红外触摸屏与电容电阻屏的明显优势是不受电流、电压和静电干扰，适宜恶劣的环境条件。红外线技术是触摸屏产品主流的发展趋势，采用声学和其它材料学技术的触屏都有其难以逾越的屏障，如单一传感器的受损、老化，触摸界面怕受污染、破坏性使用，维护繁杂等问题。红外线触摸屏只要真正实现了高稳定性能和高分辨率，必将替代其它技术产品而成为触摸屏市场主流。 随着科技的不断发展，多点触摸技术已经取得了巨大的发展，人们对于触摸的要求越来越高，传统的红外触摸已经无法满足市场的需要，多点触摸技术已经从传统的两点触摸时代进入了真正的多点触摸触控时代。 红外多点触摸屏凭借其体积小、稳定性强、抗光性高以及低成本的有利优势，可以轻易的集成在产品之中，相比较传统的红外触摸技术，红外多点触摸屏能够准确的检测多个触摸点，满足各个行业，各种产品的不同需求，必将在不久的将来取代传统的触摸技术。 红外多点触摸屏的产生与应用，方便了人们对于数字生活的操作使用，真正实现了一个完整的人机互动体系,红外多点触摸技术从各种触摸技术之中脱颖而出，已经开始取代鼠标、书写板甚至是键盘的使用，逐渐成为了触摸屏市场未来发展的方向。红外多点触摸屏的发展也越来越呈现出多元化、专业化、简单化和大屏幕化等趋势。 随着科技的不断发展与进步，触摸技术也获得了不断创新与发展，红外触屏技术也经历了从单点识别，到两点识别，再到目前的多点识别，然而目前市场上已有的多点红外触摸技术的产品，还没有一种既在硬件上能满足用户需求，也在软件上操作便捷，高移植性和高扩展性的红外精准多点触控平台出现。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种红外精准多点触控平台，从而解决
技术介绍
中存在的问题。 本专利技术所解决的技术问题采用以下技术方案来实现:一种红外精准多点触控平台，包括硬件系统部分和软件系统部分，所述硬件系统部分包括红外光发射管阵列、触摸屏、摄像头、计算机和投影仪，所述软件系统部分包括触点追踪模块和手势识别模块，所述触点追踪模块包括图像处理子模块、触点轮廓提取子模块和触点追踪子模块，所述手势识别模块包括多点触摸手势分析定义子模块、手势识别判断子模块和手势驱动子模块。 所述红外光发射管阵列提供红外光源，所述触摸屏用于接收用户触摸操作，所述摄像头用于捕获手指反射的红外光图像，所述计算机完成触点跟踪，手势识别以及手势操作屏幕对象的点击、放大、缩小功能，所述投影仪则用于显示最终处理结果。 所述图像处理子模块的功能是进行图像预处理操作，包括视频流捕获，图像色彩空间转换和图像去除背景处理，然后对包含触点对象的前景图像进行处理，包括图像平滑、模糊处理，以及形态学操作，使图像中非主体部分的干扰程度达到最小。 所述触点轮廓提取子模块的功能是提取所有触点的外轮廓，计算并保存每个轮廓中心的X坐标和I坐标，在此过程中依据设置的轮廓阈值大小，排除无效触点。 所述触点追踪子模块的功能是依据连续两帧图像内触点中心坐标移动距离的长短，判断哪些触点是新出现的触点，哪些与之前存在的触点相同，追踪到图像中的触点对象后，还需要对其进行归一化处理，这样方便移植到其他尺寸的显示设备上，然后封装数据为TU1数据包并通过Socket通信方式发送给手势识别模块。 所述手势识别模块的功能是负责接收到触点追踪模块发送的数据包后，按照TU1协议格式分析数据包相应的字节信息，根据触点的状态信息和坐标集合分析触点运行轨迹的形状，识别出触摸手势，然后匹配手势完成对应的操作。 所述图像处理子模块包括预处理模块、图像增强模块、图像形态学处理模块:(O图像预处理模块:负责完成对图像的预处理操作，包括视频流的捕获过程，图像色彩空间转换的过程和图像背景去除处理，用于去除噪点比较多的背景图像，为后续的图像处理操作提供只包含触点对象的前景图像；(2)图像增加模块:负责对去除背景后的灰度图像进行自适应取阈值操作，并依据找到的合适阈值二值化图像，以及使用中值滤波器、高通模糊平滑图像。使用上述操作进行图像增强的目的是为了改进图片的质量，如增加对比度、去掉模糊和噪声、修正几何畸变。图像增强可以将图像转换为更适合人或机器分析的形式，对拍摄条件有限情况下得到的图片有很好的应用；(3)图像形态学处理模块:主要实现使用腐蚀操作和膨胀操作对二值图像进行特征提取和边界检测操作。这种形态学操作可以简化图像数据，保持他们基本的形状特征，并去除不相关的结构。对图像进行腐蚀操作和膨胀操作以后，触点的轮廓边界清晰可见，一些轮廓上的噪点以及不相关的结构被去除掉，这样更易于后续的提取触点轮廓操作。 所述触点轮廓提取子模块包括轮廓提取模块、轮廓中心坐标计算模块和无效触点排除模块:(I)轮廓提取模块:依据轮廓边缘界定值，在二值图像中提取所有触点的外轮廓并保存相关数据；(2)轮廓中心坐标计算模块依据触点轮廓上的灰度值以及其X，y坐标，计算并存储触点轮廓的中心坐标；(3)无效触点排除模块则依据提取到的外轮廓面积和周长阈值，对无效手指触点进行排除处理。 所述手势识别模块包括多点触摸手势分析定义子模块、手势识别判断子模块和手势驱动子模块:(1)所述多点触摸手势分析定义子模块负责从系统平台和项目任务出发来决定交换手势库的方法，分别对应多种交互式手势以及手势对应的手指动作；(2)所述手势识别判断子模块负责把接收到的数据包按照TU1协议格式进行分析，取出触点的相应信息本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种红外精准多点触控平台，其特征是：包括硬件系统部分和软件系统部分，所述硬件系统部分包括红外光发射管阵列、触摸屏、摄像头、计算机和投影仪，所述软件系统部分包括触点追踪模块和手势识别模块，所述触点追踪模块包括图像处理子模块、触点轮廓提取子模块和触点追踪子模块，所述手势识别模块包括多点触摸手势分析定义子模块、手势识别判断子模块和手势驱动子模块。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾芝冰，张茹，孙帅，赵佳，刘琼，梁安琪，
申请(专利权)人：湖北印象光电信息产业有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42