一种触摸轨迹跟踪方法技术

本发明专利技术提供一种触摸轨迹跟踪方法，涉及触摸屏轨迹跟踪领域，该方法通过跟踪轨迹历史信息，计算出当前触摸点移动的速度和方向；利用此速度和方向预测后续帧移动的方向和位置，通过历史信息和速度，也可以将触摸点移动轨迹平滑，使轨迹更加符合自然规律和富有连贯性，最后还通过缓冲的思想解决断线问题。这种轨迹跟踪的方法考虑到触摸物的运动不能发生突变的特点及用户的操作习惯，在一定程度上避免了将噪声误判为触摸点的可能性，比较符合实际。

【技术实现步骤摘要】
一种触摸轨迹跟踪方法
本专利技术涉及触摸控制
，尤其涉及一种触摸轨迹跟踪的方法。
技术介绍
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。此外，用户还可以通过手指、手写笔等触摸物在触摸检测表面滑动进行书写，在这种情况下，机器需要识别触摸物在触摸屏上的移动轨迹，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动作，所以正确地捕捉、跟踪到触摸物的轨迹也非常重要。现有技术中，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，用户在实际触摸过程中，由于电子元器件内部的噪声、环境因素和非故意偶然操作会产生一些伪触摸点，从而导致触摸轨迹跟踪不准确。尤其是多点触摸操作中，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。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种能够改善轨迹跟踪不准确问题并能够实现全局最优的触摸轨迹跟踪方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：一种触摸轨迹跟踪方法，所述方法包括：A、记录当前各触摸点的位置信息和速度信息；B、根据当前各触摸点的位置信息和速度信息，预测出下一帧中各触摸点的位置；C、在给定的窗口阈值范围内，针对每一个预测位置，搜索下一帧中与该预测位置距离最小的触摸点，并将该触摸点与前一帧中的相应触摸点关联；D、利用历史权重信息、当前权重信息、历史速度信息和位置信息更新当前速度信息。如上所述的触摸轨迹跟踪方法，所述步骤B中所述预测下一帧中各个触摸点的位置的方法具体为：Xn’=Xn-1+Vxn-1，Yn’=Yn-1+Vyn-1，其中Xn-1、Yn-1为当前触摸点的横、纵坐标，Vxn-1、Vyn-1为当前触摸点在x和y方向上的帧间速度，Xn’、Yn’为预测的下一帧触摸点的横、纵坐标。如上所述的触摸轨迹跟踪方法，所述步骤D具体为：Vxn=(Vxn-1*W1+(Xn-Xn-1)*W2)/(W1+W2)，Vyn=(Vyn-1*W1+(Yn-Yn-1)*W2)/(W1+W2)，其中Xn-1、Yn-1为当前触摸点的横、纵坐标，Vxn-1、Vyn-1为当前触摸点在x和y方向上的帧间速度，Xn、Yn为步骤C中相关联的下一帧触摸点的横、纵坐标，Vxn、Vyn为更新后的下一帧触摸点在x和y方向上的帧间速度，W1为历史信息权重，W2为当前信息权重。如上所述的触摸轨迹跟踪方法，所述步骤C之后还包括将该触摸点平滑的步骤。如上所述的触摸轨迹跟踪方法，所述平滑的步骤具体为：计算平滑输出点（Xs，Ys），将平滑输出点（Xs，Ys）作为下一帧触摸点与前一帧的相应触摸点相关联，Xs=(Vxn+Xn-1)*SW+Xn*(1-SW)，Ys=(Vyn+Yn-1)*SW+Yn*(1-SW)，其中，Xs、Ys平滑输出点的横、纵坐标，Xn-1、Yn-1为当前触摸点的横、纵坐标，Xn、Yn为相关联的下一帧触摸点的横、纵坐标，Vxn、Vyn为更新后的下一帧触摸点在x和y方向上的帧间速度，SW为归一化的平滑历史信息权重，1-SW为平滑当前信息权重。如上所述的触摸轨迹跟踪方法，在步骤A中设置最大轨迹数，当同一帧检测到多个触摸点时，将多于最大轨迹数的触摸点舍弃。如上所述的触摸轨迹跟踪方法，在步骤A中设置计数器初始值M，对于特定轨迹，连续M帧有触摸才认为轨迹落下，连续M帧没有触摸点才认为轨迹结束。附图说明图1a和图1b为现有技术的轨迹跟踪的方法中出现的轨迹串扰的两种情形；图2为本专利技术第一种实施方式中多点触摸轨迹跟踪方法的流程图；图3为将当前帧中的各个触摸点与前一帧中各触摸点建立关联的示意图。具体实施方式下面结合实施例和附图对本专利技术进行清楚完整地描述。本专利技术中提供的触摸轨迹跟踪方法适用于各种触摸屏，如红外触摸屏、光学触摸屏等，既可以实现单点触摸轨迹跟踪，也可以实现多点触摸轨迹跟踪，本专利技术中提到的“相关联”是指将前后两帧中的两个触摸点识别为同一条轨迹上的点。第一种实施方式本实施方式提供一种触摸轨迹跟踪方法。如图2所示，该触摸轨迹跟踪方法包括：步骤201：初始化，设置历史信息权重w1，当前信息权重w2，设置窗口阈值；步骤202：当新点落下时，将当前帧记为第一帧，记录轨迹点位置（X0，Y0）并将当前速度（Vx0，Vy0）置为0，预测点即为当前点，输出当前帧信息；步骤203：当当前帧为连续帧（中间帧）时，根据历史信息，即前一帧信息，计算预测点坐标（Xn’，Yn’），根据一种实施例，优选的：Xn’=Xn-1+Vxn-1，Yn’=Yn-1+Vyn-1，其中Xn’、Yn’为当前帧（第N帧）预测点的横、纵坐标，Xn-1、Yn-1为本轨迹前一帧（第N-1帧）触摸点的横、纵坐标，Vxn-1、Vyn-1为本轨迹前一帧（第N-1帧）触摸点在x和y方向上的帧间速度，所述帧间速度为后一帧与前一帧的位置差；步骤204：在给定的窗口阈值范围内，针对每一个预测点，搜索与该预测位置距离最小的触摸点（Xn，Yn），此点即为本轨迹当前点，若在给定的窗口阈值范围内，没有搜索到触摸点，则直接抬起此轨迹；本实施方式中所述的“窗口阈值”是指欧式距离窗口阈值，这里的窗口可以为矩形窗口，如3×4的矩形窗口，还可以为圆形窗口，如半径为3的窗口，在实际应用中，窗口阈值的大小及单位可以根据实际需要或实验结果来选取，这里对“窗口阈值”的说明也适用于本专利技术的其他实施方式。如图3所示，示出了将当前帧中的各个触摸点与前一帧中各触摸点建立关联的示意图，图中将实际的触摸点用实心点表示真实触摸点，用空心点表示预测的触摸点，以三条轨迹为例，实心点A1、A2、A3为第5帧中的三个触摸点，实心点B1、B2、B3为第6帧（也即前一帧）中的三个触摸点，实心点P1、P2、P3为第7帧（也即当前帧）中的触摸点，空心点P1’、P2’、P3’所在的位置为根据第6帧（也即前一帧）中的三个触摸点B1、B2、B3的位置信息和速度信息预测在第7帧中出现的位置，在P1、P2、P3中，在一定的窗口阈值范围内，分别搜索与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种触摸轨迹跟踪方法，其特征在于，所述方法包括：A、记录当前各触摸点的位置信息和速度信息；B、根据当前各触摸点的位置信息和速度信息，预测出下一帧中各触摸点的位置；C、在给定的窗口阈值范围内，针对每一个预测位置，搜索下一帧中与该预测位置距离最小的触摸点，并将该触摸点与前一帧中的相应触摸点关联；D、利用历史权重信息、当前权重信息、历史速度信息和位置信息更新当前速度信息。

【技术特征摘要】
1.一种触摸轨迹跟踪方法，其特征在于，所述方法包括：A、记录当前各触摸点的位置信息和速度信息；B、根据当前各触摸点的位置信息和速度信息，预测出下一帧中各触摸点的位置；C、在给定的窗口阈值范围内，针对每一个预测位置，搜索下一帧中与该预测位置距离最小的触摸点，并将该触摸点与前一帧中的相应触摸点关联；D、利用历史权重信息、当前权重信息、历史速度信息和位置信息更新当前速度信息；所述步骤D具体为：Vxn＝(Vxn-1*W1+(Xn-Xn-1)*W2)/(W1+W2)，Vyn＝(Vyn-1*W1+(Yn-Yn-1)*W2)/(W1+W2)，其中Xn-1、Yn-1为当前触摸点的横、纵坐标，Vxn-1、Vyn-1为当前触摸点在x和y方向上的帧间速度，Xn、Yn为步骤C中相关联的下一帧触摸点的横、纵坐标，Vxn、Vyn为更新后的下一帧触摸点在x和y方向上的帧间速度，W1为历史信息权重，W2为当前信息权重。2.根据权利要求1所述的触摸轨迹跟踪方法，其特征在于，1/20≤W1/W2≤1/10。3.根据权利要求1至2中任一项所述的触摸轨迹跟踪方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王武军，刘新斌，
申请(专利权)人：北京汇冠新技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：