一种基于超分辨率重构的超声兰姆波触控载荷识别方法技术

本发明专利技术公布了一种基于超分辨率重构的超声兰姆波触控载荷识别方法，利用低像素条件下构建的触控载荷兰姆波声指纹库，通过超分辨率重构方法，扩建得到高像素的触控载荷兰姆波声指纹库。采用权重系数迭代自适应的多传感器对最小二乘模型，实现待定位信号特征与触控载荷兰姆波声指纹库的匹配，完成触控载荷定位及触控力识别。本发明专利技术提供的方法可以有效提升超声兰姆波触控屏的性能，为超声兰姆波触控屏的声指纹库构建及触控载荷参数识别提供新思路。

【技术实现步骤摘要】
一种基于超分辨率重构的超声兰姆波触控载荷识别方法
本专利技术涉及人机交互
，具体为超声兰姆波触控系统中一种基于超分辨率重构的超声兰姆波触控载荷识别方法。
技术介绍
触控屏作为一种便捷式的人机交互设备，已广泛应用于消费电子、工业控制、教育、医疗以及公共服务等方面。相较于电阻式、电容式等传统触控屏，声波式触控屏具有两个突出的优点，不需要额外的力传感器即可实现在定位的同时直接识别触控力的大小，此外由于声波可在多种固体介质中(玻璃、钢板、木板等)传播，日常生活中的书桌、窗户等都可能成为声波式触控屏的载体。声波式触控屏又可分为表面波式和兰姆波式。相较于表面声波式触控屏，超声兰姆波式对屏板表面的划痕等污染物不敏感，并且在多点触控识别中更具有潜力。现有的超声兰姆波触控屏技术中仍存在以下不足：(1)依靠标定触控区域对应的声指纹库，只对触控位置进行识别，难以对载荷大小进行识别；(2)采用多传感器对的模型可以提高载荷定位准确度，但在识别模型中各传感器对的权重系数需要手动设置，无法实现自动优化；(3)高分辨率声指纹库的制备消耗时间长，直接利用低分辨率声本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于超分辨率重构的超声兰姆波触控载荷识别方法，其特征在于，通过超分辨率重构方法，将低像素的触控载荷兰姆波声指纹库扩建得到高像素的触控载荷兰姆波声指纹库，采用权重系数自动迭代优化的最小二乘模型，实现触控载荷位置及触控力的识别；其中，触控载荷兰姆波声指纹库扩建的具体实现步骤如下：/nS1.构建低分辨率声指纹库；对触觉感知屏板媒介进行等尺寸网格划分，在x、y方向分别形成N

【技术特征摘要】
1.一种基于超分辨率重构的超声兰姆波触控载荷识别方法，其特征在于，通过超分辨率重构方法，将低像素的触控载荷兰姆波声指纹库扩建得到高像素的触控载荷兰姆波声指纹库，采用权重系数自动迭代优化的最小二乘模型，实现触控载荷位置及触控力的识别；其中，触控载荷兰姆波声指纹库扩建的具体实现步骤如下：
S1.构建低分辨率声指纹库；对触觉感知屏板媒介进行等尺寸网格划分，在x、y方向分别形成Nx、Ny个标定触控区域，整个屏板共形成Nx×Ny＝N个标定触控区域，使用力为F、面积为S的载荷触控(x,y)标定区域，记传感器对Ti-j采集的触控载荷兰姆波声指纹信号为dF,S,i,j(x,y)，i激励传感器，j接收传感器，遍历触控N个标定区域后即可构建出分辨率为S的声指纹库DF,S,i,j＝{dF,S,i,j(x,y)}，x＝1,2,…,Nx；y＝1,2,…,Ny；
S2.声指纹信号dF,S,i,j(x,y)为具有M个采样点的均匀采样波形，提取指纹库DF,S,i,j中所有声指纹信号第m个采样点的幅值Am(x,y)，m＝1,2,…,M，组成像素值集合Gm＝{Am(x,y)}；
S3.求取集合Gm中的最大值MAXAm和最小值MINAm，利用最大值和最小值对Gm进行[0,1]归一化，将归一化后的幅值转换为含有Nx×Ny个像素点的图像Il，图像中各像素点坐标与对应标定区域坐标一致；
S4对图像Il利用双三次样条插值法进行超分辨率重构，得到高分辨率图像Ih，记像素点数扩增至N'x×N'x＝N'个，等效于感知屏板被划分成为N'x×N'x＝N'个新标定触控区域，利用MAXAm和MINAm对Ih进行反归一化，得到新像素值集合G'm＝{A'm(x',y')}(x’＝1,2,…,N’x；y’＝1,2,…,N’y)；
S5.依据采样点m的顺序以及新标定触控区域坐标(x’,y’)将A'm(x',y')整合成新的声指纹信号dF,S',i,j(x',y')，进而得到高分辨率下的声指纹库DF,S',i,j，其中新的分辨率


2.根据权利要求1所述的一种基于超分辨率重构的超声兰姆波触控载荷识别方法，其特征在于，触控载荷的声指纹信号是激励传感器主动激发的兰姆波经过触控载荷散射作用后，被接收传感器接收的信号，或者是...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴斌，杨增冲，刘秀成，刘韧，何存富，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11