一種基于觸摸屏手勢識別的方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明適用于觸摸控制領(lǐng)域，提供了一種基于觸摸屏手勢識別的方法，包括以下步驟：A、獲取觸摸屏的觸摸手勢軌跡位置組成的坐標(biāo)矩陣；B、對獲取的手勢坐標(biāo)矩陣進(jìn)行優(yōu)化處理；C、提取獲取手勢坐標(biāo)的觸摸軌跡的特征信息；D、計算與手勢庫中現(xiàn)有預(yù)設(shè)手勢的匹配程度；E、判斷相關(guān)值是否大于等于預(yù)設(shè)的閾值；F、判斷相關(guān)值能否進(jìn)行手勢校正。通過濾除運算和插值運算對觸摸手勢軌跡進(jìn)行了均勻和光滑運算，以及從橫豎屏方向的角度對觸摸手勢軌跡進(jìn)行的校正運算，去除了觸摸屏上移動速度過快或過慢和有一定角度偏轉(zhuǎn)的觸摸引起的噪聲，確保觸摸手勢與手勢庫中預(yù)設(shè)手勢匹配的準(zhǔn)確性，在基于觸摸屏的智能終端中，具有良好的實時性、穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。
【專利說明】一種基于觸摸屏手勢識別的方法及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于觸摸控制領(lǐng)域，尤其涉及一種識別準(zhǔn)確率高并且功耗低的觸摸屏手勢 識別方法及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 由于觸控顯示裝置的更加便捷的操作使用方式，目前，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用到了各種 智能消費電子產(chǎn)品中。基于觸摸屏的手勢識別是一種人機交互的重要途徑，并且得到了越 來越廣泛的應(yīng)用。
[0003] 觸摸屏由觸摸屏幕和觸摸屏控制器兩部分組成。智能終端在正常工作狀態(tài)下，觸 摸屏控制器感知發(fā)生在觸摸屏的觸摸操作，向操作系統(tǒng)上報觸摸軌跡，由系統(tǒng)提取觸摸軌 跡的特征信息，然后匹配手勢庫中的預(yù)設(shè)手勢，響應(yīng)觸摸手勢對應(yīng)的應(yīng)用，完成操作。
[0004] 智能終端在待機狀態(tài)下，觸摸屏控制器感知發(fā)生在觸摸屏的觸摸操作，向觸摸屏 固件上報觸摸軌跡，由觸摸屏固件提取觸摸軌跡的特征信息，然后匹配手勢庫中的預(yù)設(shè)手 勢，喚醒操作系統(tǒng)，由系統(tǒng)響應(yīng)觸摸手勢對應(yīng)的應(yīng)用，完成操作。
[0005] 目前，在提高手勢識別準(zhǔn)確率的基礎(chǔ)上，對觸摸軌跡有效特征信息的提取，手勢匹 配算法復(fù)雜度的降低，是觸摸屏手勢識別技術(shù)改進(jìn)的主要方向。
[0006] 由于觸摸屏的分辨率和一些人為的操作因素（如在觸摸屏上移動速度過快或過 慢，有一定角度偏轉(zhuǎn)的觸摸等），往往帶來一些不可預(yù)知的噪聲，降低了對現(xiàn)有觸摸屏手勢 識別技術(shù)的準(zhǔn)確率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種基于觸摸屏手勢識別的方法，旨在解決不可預(yù)知的噪 聲降低對觸摸屏手勢識別準(zhǔn)確率的問題。
[0008] 本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種基于觸摸屏手勢識別的方法，所述方法包括以下步 驟：
[0009] A、獲取觸摸屏的觸摸手勢軌跡位置組成的坐標(biāo)矩陣；
[0010] B、對獲取的手勢坐標(biāo)矩陣進(jìn)行優(yōu)化處理；
[0011] C、提取獲取手勢坐標(biāo)的觸摸軌跡的特征信息；
[0012] D、計算與手勢庫中現(xiàn)有預(yù)設(shè)手勢的匹配程度；
[0013] E、判斷相關(guān)值是否大于等于預(yù)設(shè)的閾值；如是，則相應(yīng)對應(yīng)的應(yīng)用程序；如否，則 執(zhí)行步驟F;
[0014] F、判斷相關(guān)值能否進(jìn)行手勢校正，如是，則進(jìn)行手勢校正運算并執(zhí)行步驟D，如否， 則執(zhí)行步驟A。
[0015] 本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述步驟A與步驟B之間還包括判斷步驟：
[0016] 判斷步驟，判斷觸摸手勢包含的坐標(biāo)點數(shù)是否超過設(shè)定閾值，如是，則執(zhí)行步驟B ; 如否，則執(zhí)行步驟A。
[0017] 本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述步驟B包括以下步驟：
[0018] B1、對觸摸手勢軌跡進(jìn)行均勻、光滑及校正處理；
[0019] B2、對第一次采樣平滑處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)化；
[0020] B3、對數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)進(jìn)行均勻、光滑處理。
[0021] 本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述均勻處理采用的是濾除運算處理。
[0022] 本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述光滑處理采用的是插值運算處理，所述差值運 算處理采用的是線性插值方法。
[0023] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種基于觸摸屏手勢識別的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：
[0024] 觸摸軌跡獲取模塊，用于獲取觸摸屏的觸摸手勢軌跡位置組成的坐標(biāo)矩陣；
[0025] 優(yōu)化模塊，用于對獲取的手勢坐標(biāo)矩陣進(jìn)行優(yōu)化處理；
[0026] 提取模塊，用于提取獲取手勢坐標(biāo)的觸摸軌跡的特征信息；
[0027] 匹配模塊，用于計算與手勢庫中現(xiàn)有預(yù)設(shè)手勢的匹配程度；
[0028] 相關(guān)值判斷模塊，用于判斷相關(guān)值是否大于等于預(yù)設(shè)的閾值；如是，則相應(yīng)對應(yīng)的 應(yīng)用程序；如否，則執(zhí)行步驟F ;
[0029] 校正判斷模塊，用于判斷相關(guān)值能否進(jìn)行手勢校正，如是，則進(jìn)行手勢校正運算并 執(zhí)行步驟D，如否，則執(zhí)行步驟A。
[0030] 本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述觸摸軌跡獲取模塊與所述優(yōu)化模塊之間還包 括；
[0031] 手勢點數(shù)判斷模塊，用于判斷觸摸手勢包含的坐標(biāo)點數(shù)是否超過設(shè)定閾值，如是， 則執(zhí)行步驟B ;如否，則執(zhí)行步驟A。
[0032] 本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述優(yōu)化模塊包括：
[0033] 一次采樣處理單元，用于對觸摸手勢軌跡進(jìn)行均勻、光滑及校正處理；
[0034] 數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)化單元，用于對第一次采樣平滑處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)化；
[0035] 二次采樣處理單元，用于對數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)進(jìn)行均勻、光滑處理。
[0036] 本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述均勻處理采用的是濾除運算處理。
[0037] 本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述光滑處理采用的是插值運算處理，所述差值運 算處理采用的是線性插值方法。
[0038] 本發(fā)明的有益效果是：通過濾除運算和插值運算對觸摸手勢軌跡進(jìn)行了均勻和光 滑運算，以及從橫堅屏方向的角度對觸摸手勢軌跡進(jìn)行的校正運算，去除了觸摸屏上移動 速度過快或過慢和有一定角度偏轉(zhuǎn)的觸摸引起的噪聲，確保觸摸手勢與手勢庫中預(yù)設(shè)手勢 匹配的準(zhǔn)確性，在基于觸摸屏的智能終端中，具有良好的實時性、穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0039] 圖1是本發(fā)明實施例提供的基于觸摸屏手勢識別的方法流程圖；
[0040] 圖2是本發(fā)明中觸摸手勢軌跡原始數(shù)據(jù)和第一次平滑采樣后的數(shù)據(jù)對比圖；
[0041] 圖3是本發(fā)明中觸摸手勢軌跡經(jīng)過數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)化和第二次平滑采樣后的數(shù)據(jù)對比 圖；
[0042] 圖4是本發(fā)明中觸摸手勢軌跡經(jīng)過點數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化和特征變換后的數(shù)據(jù)對比圖；
[0043] 圖5是本發(fā)明中有角度偏轉(zhuǎn)手勢原始數(shù)據(jù)的圖；
[0044] 圖6是本發(fā)明中有角度偏轉(zhuǎn)手勢特征變換后和校正后的圖。

【具體實施方式】
[0045] 本發(fā)明中的實施例中的觸摸軌跡數(shù)據(jù)均在分辨率為[480,800]觸摸屏得到。
[0046] 圖1示出了本發(fā)明提供的基于觸摸屏手勢識別的方法流程圖，其詳述如下：
[0047] 步驟S1中，在本步驟中，基于觸摸屏的智能終端處于休眠狀態(tài)或工作狀態(tài)，并且 開啟了手勢識別功能。觸摸屏控制器都可以以正常方式工作，能夠?qū)υ谟|摸屏上手寫單筆 或多筆的手勢進(jìn)行反應(yīng)。休眠狀態(tài)下的掃描頻率低于正常工作狀態(tài)下的掃描頻率，因此通 過設(shè)置后面算法的參數(shù)，可以使得本方法能夠識別更為復(fù)雜的手勢。在獲取觸摸屏的觸摸 手勢軌跡位置組成的坐標(biāo)矩陣，系統(tǒng)通過接受觸摸屏反饋的數(shù)據(jù)，計算出對應(yīng)的坐標(biāo)，由于 手勢識別系統(tǒng)對應(yīng)在觸摸屏上單筆書寫，所有的坐標(biāo)組成一個N*2的矩陣，其中每一行對 應(yīng)一個觸摸點坐標(biāo)，第一列為橫坐標(biāo)，第二列表示縱坐標(biāo)。
[0048] 步驟S2,在本步驟中，判斷觸摸手勢包含的坐標(biāo)點數(shù)是否超過設(shè)定閾值；系統(tǒng)通 過計算在觸摸屏上單筆書寫采集到的觸摸點的數(shù)目，判斷手否構(gòu)成需要手勢識別的有效觸 摸，如果是，則執(zhí)行步驟S3,繼續(xù)手勢識別的運算；如果否，則執(zhí)行步驟S1，進(jìn)行下一次觸摸 軌跡坐標(biāo)采集。
[0049] 步驟S3,在本步驟中，對獲取的手勢坐標(biāo)矩陣進(jìn)行優(yōu)化處理；首先在針對在觸摸 屏上移動速度過快或過慢，有一定角度偏轉(zhuǎn)的觸摸等所引起的導(dǎo)致手勢識別準(zhǔn)確率低的問 題，采用通過濾除運算和插值運算對觸摸手勢軌跡進(jìn)行了均勻和光滑運算，以及從橫堅屏 方向的角度對觸摸手勢軌跡進(jìn)行的校正運算；濾除運算為對前后幀距離小于下限預(yù)設(shè)閾值 的點直接濾除，該運算有效的降低了手勢識別算法的復(fù)雜度，同時通過去除在觸摸屏上移 動速度過慢導(dǎo)致特征信息提取魯棒性低的影響；插值運算為對前后幀距離大于上限預(yù)設(shè)閾 值的點進(jìn)行插值，插值的點決定前后幀距離與上下限預(yù)設(shè)閾值的關(guān)系。插值的方法包括各 種插值方法，本實施例采用線性插值方法，該運算通過去除在觸摸屏上移動速度過快導(dǎo)致 特征信息提取魯棒性低的影響；濾除運算與插值運算為同時進(jìn)行的運算，記為第一次平滑 采樣，其橫縱坐標(biāo)分別記為X和y。其中觸摸手勢軌跡分別為原始數(shù)據(jù)和第一次平滑采樣后 的數(shù)據(jù)對比圖，如圖2(交底中圖4)所示。其次，對第一次平滑采樣后的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)值標(biāo)準(zhǔn) 化處理；其中，數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)化的目的是使得不同分辨率的觸摸屏在同一單位下進(jìn)行運算，消除 分辨率不同帶來的噪聲，數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)化的過程如下：
[0050] stepl :分別計算Δ X和Δ y ;其中Δ X和Δ y分別表示X坐標(biāo)和y坐標(biāo)中對應(yīng)最 大值與最少值之差，即

【權(quán)利要求】
1. 一種基于觸摸屏手勢識別的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟： A、 獲取觸摸屏的觸摸手勢軌跡位置組成的坐標(biāo)矩陣； B、 對獲取的手勢坐標(biāo)矩陣進(jìn)行優(yōu)化處理； C、 提取獲取手勢坐標(biāo)的觸摸軌跡的特征信息； D、 計算與手勢庫中現(xiàn)有預(yù)設(shè)手勢的匹配程度； E、 判斷相關(guān)值是否大于等于預(yù)設(shè)的閾值；如是，則響應(yīng)對應(yīng)的應(yīng)用程序；如否，則執(zhí)行 步驟F ; F、 判斷相關(guān)值能否進(jìn)行手勢校正，如是，則進(jìn)行手勢校正運算并執(zhí)行步驟D，如否，則執(zhí) 行步驟A。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟A與步驟B之間還包括判斷步 驟： 判斷步驟，判斷觸摸手勢包含的坐標(biāo)點數(shù)是否超過設(shè)定閾值，如是，則執(zhí)行步驟B ;如 否，則執(zhí)行步驟A。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟B包括以下步驟： B1、對觸摸手勢軌跡進(jìn)行均勻、光滑及校正處理； B2、對第一次采樣平滑處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)化； B3、對數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)進(jìn)行均勻、光滑處理。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述均勻處理采用的是濾除運算處理。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述光滑處理采用的是插值運算處理，所 述差值運算處理采用的是線性插值方法。
6. -種基于觸摸屏手勢識別的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括： 觸摸軌跡獲取模塊，用于獲取觸摸屏的觸摸手勢軌跡位置組成的坐標(biāo)矩陣； 優(yōu)化模塊，用于對獲取的手勢坐標(biāo)矩陣進(jìn)行優(yōu)化處理； 提取模塊，用于提取獲取手勢坐標(biāo)的觸摸軌跡的特征信息； 匹配模塊，用于計算與手勢庫中現(xiàn)有預(yù)設(shè)手勢的匹配程度； 相關(guān)值判斷模塊，用于判斷相關(guān)值是否大于等于預(yù)設(shè)的閾值；如是，則相應(yīng)對應(yīng)的應(yīng)用 程序；如否，則執(zhí)行步驟F; 校正判斷模塊，用于判斷相關(guān)值能否進(jìn)行手勢校正，如是，則進(jìn)行手勢校正運算并執(zhí)行 步驟D，如否，則執(zhí)行步驟A。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述觸摸軌跡獲取模塊與所述優(yōu)化模塊 之間還包括； 手勢點數(shù)判斷模塊，用于判斷觸摸手勢包含的坐標(biāo)點數(shù)是否超過設(shè)定閾值，如是，則執(zhí) 行步驟B;如否，則執(zhí)行步驟A。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述優(yōu)化模塊包括： 一次采樣處理單元，用于對觸摸手勢軌跡進(jìn)行均勻、光滑及校正處理； 數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)化單元，用于對第一次采樣平滑處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)化； 二次采樣處理單元，用于對數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)進(jìn)行均勻、光滑處理。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述均勻處理采用的是濾除運算處理。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述光滑處理采用的是插值運算處理， 所述差值運算處理采用的是線性插值方法。
【文檔編號】G06F3/041GK104102450SQ201410273480
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年6月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月18日
【發(fā)明者】李小勇, 袁云峰, 張文磊 申請人:深圳貝特萊電子科技有限公司