相關申請的交叉引用

本申請要求于2011年9月27日提交的瑞典專利申請?zhí)?150879-3和于2011年9月27日提交的美國臨時申請?zhí)?1/539608的權益，這兩個申請均通過引用結合在此。

技術領域

本發(fā)明總體上涉及觸摸感測系統(tǒng)和與此類系統(tǒng)有關的數(shù)據(jù)處理技術，并且具體地說，涉及在此類系統(tǒng)中使用圖像重建以進行觸摸確定。

背景技術：

觸摸感測系統(tǒng)(“觸摸系統(tǒng)”)廣泛應用于各種應用中。典型地，這些觸摸系統(tǒng)由一個觸摸對象(如手指或觸針)或者與一個觸摸表面直接接觸或者通過與該觸摸表面接近(即，沒有接觸)來致動。觸摸系統(tǒng)例如用作膝上計算機的觸摸板、用于控制面板中以及用作例如手持裝置(如移動電話)上的顯示器的覆蓋層。覆蓋在顯示器上的或整合在顯示器中的觸摸面板也稱為“觸摸屏”。許多其他應用在本領域中是已知的。

WO2011/028169和WO2011/049512披露基于受抑全內(nèi)反射(FTIR)的觸摸系統(tǒng)。多個光片被耦合到一個面板中以通過全內(nèi)反射(TIR)來在該面板內(nèi)部進行傳播。當對象接觸面板的觸摸表面時，傳播光將在觸摸點處衰減。多個光傳感器陣列位于觸摸表面的周邊周圍以檢測每個光片所接收到的光。來自這些光傳感器的測量信號可以被反復地處理以輸入至一個圖像重建算法中，該圖像重建算法生成衰減值在該觸摸表面上的二維分布。這使得能夠在一位或多位用戶與觸摸表面進行交互時對觸摸的當前位置/大小/形狀進行反復確定。

在這些類型的基于FTIR的觸摸系統(tǒng)中，需要在干擾的背景下檢測到觸摸，這些干擾例如源自觸摸表面上的指紋和其他類型的污跡。干擾的影響可能不僅隨時間而變化而且可能在觸摸表面上變化，因而使得難以始終正確地檢測到觸摸表面上的觸摸。此外，觸摸對象與觸摸表面之間的交互的程度可能既隨時間變化又在不同對象之間變化。例如，該交互可以依賴于對象是在觸摸表面上輕擊、拖拽還是保持處于一個固定位置。不同對象可能產(chǎn)生不同程度的交互，例如，交互的程度可能在用戶的手指之間變化并且甚至更可能在不同用戶的手指之間變化。還應理解，觸摸對象可能僅造成傳播光的小的衰減，例如，小于1％。某些系統(tǒng)可能需要被設計成檢測到大約0.1％至0.01％的衰減。

上面所提到的WO2011/049512提出了一種補償觸摸表面上的污染物的技術。在一個實施例中，在光傳感器處所接收到的光能被轉換成衰減值，例如，通過與每個光傳感器的參考值進行標準化，屆時這些衰減值被輸入至一個圖像重建算法中，該圖像重建算法生成當前光狀態(tài)，該當前光狀態(tài)是衰減值在觸摸表面上的二維分布。觸摸系統(tǒng)還追蹤背景狀態(tài)，該背景狀態(tài)是由觸摸表面上的污染物所引起的衰減值的二維分布。然后在補償光狀態(tài)下檢測到觸摸，該補償光狀態(tài)是通過從當前光狀態(tài)減去背景狀態(tài)來生成的。為了能夠檢測到觸摸(該觸摸被表示為當前光狀態(tài)中的小的衰減)，可能有必要實施重建算法以便以衰減值生成具有高位分辨率的當前光狀態(tài)。然而，這對處理要求較高，并且可能導致大量處理時間。還可設想到：可用于重建處理的位分辨率可能受硬件約束的限制。

上面所提到的WO2011/028169提出了一種替代補償技術。統(tǒng)稱為背景信號曲線并且用于使所測得的能量值標準化并將其轉換成衰減值的光傳感器的參考值被間歇地更新，以便包括觸摸表面上的污染物的影響。觸摸系統(tǒng)反復地從這些光傳感器讀取這些能量值并且使用當前(已更新)參考值來生成衰減值，這些衰減值統(tǒng)稱為當前已補償信號曲線。然后可以處理該當前已補償信號曲線以用于觸摸確定，例如，借助于生成衰減值在觸摸表面上的二維分布的一個圖像成像算法，該二維分布可經(jīng)進一步處理以用于觸摸確定。通過經(jīng)由參考值的更新來跟蹤污染物的影響，觸摸系統(tǒng)補償已經(jīng)在重建算法的輸入中的污染物。理論上，通過在輸入側進行補償，可以用具有減小的位分辨率來運用重建算法，同時能夠在已重建圖像中檢測到小的衰減變化。然而，一項挑戰(zhàn)是在輸入側實現(xiàn)足夠充分的補償。如果來自污染物的衰減保留在已重建圖像中，那么觸摸確定可能或多或少地受到妨礙。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目標是至少部分地克服現(xiàn)有技術的一個或多個限制。

鑒于前述內(nèi)容，一個目標是在一個基于FTIR的觸摸系統(tǒng)中實現(xiàn)重建處理的減小的位分辨率。

另一個目標是使得能夠補償FTIR系統(tǒng)的觸摸表面上的污染物的影響。

又一個目標是基于通過重建處理所獲得的圖像來促進觸摸檢測。

借助于根據(jù)以下實施例的一種使得能夠進行觸摸確定的方法、一種計算機程序產(chǎn)品、一種用于使得能夠進行觸摸確定的裝置、以及觸敏設備，這些目標和從以下說明中可見的其他目標中的一個或多個目標至少部分地得以實現(xiàn)。

本發(fā)明的第一方面是一種使得能夠基于來自觸敏設備的輸出信號進行觸摸確定的方法。該設備包括：一個面板，該面板被配置成用于將多個信號從多個入耦合點傳導至多個出耦合點，由此限定橫跨該面板的多對入耦合點和出耦合點之間的表面部分延伸的多條檢測線；至少一個信號發(fā)生器，該信號發(fā)生器耦合到這些入耦合點上以生成這些信號；以及至少一個信號檢測器，該信號檢測器耦合到這些出耦合點上以生成一個輸出信號，該輸出信號表示這些檢測線的信號值的時間序列。在一個迭代序列中的每次迭代中，該方法包括以下步驟：基于該輸出信號獲得每條檢測線的一個當前信號值；檢索每條檢測線的一個當前參考值，該當前參考值表示在該迭代序列中的一次先前迭代中所獲得的當前信號值；根據(jù)該當前信號值和該當前參考值，計算每條檢測線的一個變化值；對這些變化值運用一個重建算法，以確定該表面部分上的一個差分交互圖案；根據(jù)該差分交互圖案，更新一個跟蹤圖案；根據(jù)該跟蹤圖案，生成一個當前累加觸摸交互圖案；以及提供該當前累加觸摸交互圖案以用于識別該表面部分上的觸摸。

在該第一方面的方法中，生成該差分交互圖案以表示自先前迭代(其中為檢測線獲得參考值)開始該表面部分上的交互變化。通過適當?shù)剡x擇與當前迭代有關的先前迭代，可以確保該表面部分上的最大交互變化匹配重建處理中的可用位分辨率，以便允許檢測到與傳播光具有弱交互的觸摸。因此認識到，與使用當前信號值相比，在重建處理中使用變化值可以降低重建處理中對位分辨率的要求。此外，所需位分辨率的降低可以使得處理時間減少。

這可以實現(xiàn)而無需精確地跟蹤并且在將單獨信號值(或其格式化版本)輸入至重建算法之前補償污染物對這些信號值的影響，即使在本發(fā)明的范圍內(nèi)可能做出或嘗試這樣的補償。本發(fā)明的方法包括一個二維跟蹤，其中根據(jù)差分交互圖案來更新跟蹤圖案。該二維跟蹤的結果被用于直接地或者在進一步處理后產(chǎn)生有待被處理以用于觸摸確定的當前累加觸摸交互圖案。認識到，該方法以一個迭代序列(即反復地)進行操作，并且該方法的每次迭代可以得到用于更新跟蹤圖案的一個差分交互圖案。因此，在將觸摸局部地增添至表面部分和從該表面部分移除時，相應的交互值將會在跟蹤圖案中的相應的位置處變化，并且由此影響所得累加觸摸交互圖案。通過對跟蹤圖案進行操作，并且使用該跟蹤圖案以用于生成累加觸摸交互圖案，可以跟蹤并且在重建處理的下游(即，與重建的交互值在表面部分上的分布有關)補償污染物的影響。因此，當前累加觸摸交互圖案可以被生成以表示至少部分地針對出現(xiàn)在該表面部分上的污染物的影響得到補償?shù)目偨换ピ诒砻娌糠稚系漠斍胺植肌?/p>

二維跟蹤可以使得容易檢測到出現(xiàn)在表面部分上的所有觸摸。當前累加觸摸交互圖案可以被視為表示當前迭代中表面部分上的交互的“快照”。因此，觸摸對象將在累加觸摸交互圖案中顯現(xiàn)，不管該觸摸對象是在表面部分上運動還是在該表面部分上保持不動。

如根據(jù)前述內(nèi)容所理解，該第一方面的方法以一個迭代序列進行操作，以重建差分交互圖案并且生成當前累加觸摸交互圖案，以使得在必要時可以針對每次迭代來評估該表面部分上的觸摸交互。

在該第一方面中使用的當前參考值可以等于在先前迭代中所獲得的當前信號值。替代地，并且尤其是如果重建算法要求變化值以一種專用格式來提供，當前參考值可以是在先前迭代中所獲得的當前信號值的一種格式化版本。

應注意，生成“每條檢測線的信號值”的步驟應解釋為與被認為與重建差分交互圖案(并且與生成累加觸摸交互圖案)相關的或者對于重建差分交互圖案(并且對于生成累加觸摸交互圖案)有用的檢測線。因此，觸敏設備實際上可以限定另外多條檢測線，這些檢測線并不在該方法的一次或多次或所有迭代過程中的重建中使用。

在一個實施例中，生成當前跟蹤圖案的步驟包括：將差分交互圖案加和至在先前迭代中所生成的跟蹤圖案上。

在一種實施方案中，所述更新該跟蹤圖案包括：將該差分交互圖案加和至在先前迭代中所更新的跟蹤圖案。

上面所提到的“多個交互圖案”中的每一個都包括“交互值”的二維分布，這些交互值表示在表面部分上與傳播光的局部交互。交互值可以用不同格式給出，但典型地表示廣義上的局部衰減或局部透射。信號值可以表示所接收到的信號能量或功率，并且變化值可以被生成以表示所測得的能量、差分能量(例如，通過每條檢測線的所測得的能量值減去參考能量值給出)、相對衰減(例如，通過每條檢測線的所測得的能量值除以參考能量值給出)、相對透射(例如，對應于1減去相對衰減)、對數(shù)衰減(例如，對應于相對衰減的對數(shù))等。

在一個實施例中，對這些變化值進行計算從而表示當前信號值與對應檢測線的先前信號值之間的相對變化。在一個實現(xiàn)方式中，對這些變化值進行計算從而表示對應檢測線的相對變化的對數(shù)。因此，差分交互圖案、跟蹤圖案以及累加觸摸交互圖案可以被生成以包括衰減值或透射值在表面部分上的分布。這個實施例還可以減少或消除對獲得參考值以用于信號值的標準化(如現(xiàn)有技術所傳授)的需要。

在一個實施例中，重建算法包括圖像重建算法，如層析算法。

可以用不同方式來實施在該方法的各迭代中被更新的跟蹤圖案。

在一個第一跟蹤實施例中，跟蹤圖案表示總交互在表面部分上的分布，即包括積累的污染物的影響。在這樣的實施例中，當前累加觸摸交互圖案可以根據(jù)已更新的跟蹤圖案來生成。生成當前累加觸摸交互圖案的步驟可以進一步包括：檢索一個背景圖案，該背景圖案至少部分地表示由出現(xiàn)在表面部分上的污染物所引起的交互的分布；以及根據(jù)該背景圖案來補償已更新的跟蹤圖案。這使得能夠在重建處理的下游補償污染物的影響，并且可以提供對二維分布進行操作的一種簡單方式。例如，補償步驟可以包括從已更新的跟蹤圖案減去背景圖案。在一個實施例中，該方法進一步包括：根據(jù)在當前迭代中在表面部分上所識別出的觸摸來更新背景圖案。由此，可以在該方法的各迭代中連續(xù)地或間歇地更新背景圖案。這樣的更新背景圖案的步驟可以包括：估算增添至表面部分的污染物的影響，以及將所估算出的影響包括在背景圖案中。例如，背景圖案可以根據(jù)前述WO2011/049512的傳授內(nèi)容來更新。

在一個第二跟蹤實施例中，跟蹤圖案被更新以表示當前累加觸摸交互圖案。該第二跟蹤實施例可以提供對于觸摸感測設備的(例如，由于振動、溫度漂移等導致的)結構的緩慢變化的增強的魯棒性。在上述第一跟蹤實施例中，生成當前累加觸摸交互圖案涉及從表示表面部分上的總交互的跟蹤圖案減去一個背景圖案。在使用一段時間之后，在表面部分上可能已經(jīng)沉積了大量的污染物指紋、污點等等)，從而造成跟蹤圖案和背景圖案二者中的大的交互值。認識到，兩種大數(shù)值中的任一種數(shù)值的小誤差都可能造成所計算出的差值(該差值可能是一個小數(shù)值)的顯著誤差。這種敏感性在第二跟蹤實施例中可以得以避免或減小，因為跟蹤圖案被生成以表示可能針對污染物的影響(完全地或部分地)得到補償?shù)睦奂佑|摸交互圖案。由此，跟蹤圖案可以包括較小的數(shù)值，從而使得跟蹤的穩(wěn)定性和魯棒性得以改進。一個另外的改進可以通過生成交互值以使得零值表示表面部分上不存在觸摸交互來實現(xiàn)。

與第一跟蹤實施例相比，第二跟蹤實施例還可以實現(xiàn)改進的存儲器和處理效率，因為可以省略背景圖案，并且由此省略對反復地訪問電子存儲器以用于背景圖案的存儲和檢索的需要。

第二跟蹤實施例可以被視為：根據(jù)差分交互圖案和在先前迭代中更新的跟蹤圖案，生成當前累加觸摸交互圖案；并且更新該跟蹤圖案以表示當前累加觸摸交互圖案。

在第二跟蹤實施例的一個實施例中，更新跟蹤圖案的步驟包括：根據(jù)在當前迭代中在表面部分上所識別出的觸摸，更新當前累加觸摸交互圖案。該更新使得能夠在重建處理的下游補償污染物的影響，并且可以提供對二維分布進行操作的一種簡單方式。例如，更新跟蹤圖案的步驟可以包括：估算增添至表面部分的污染物的影響；以及從當前累加觸摸交互圖案中去除所估算出的影響。由此，累加觸摸交互圖案在該方法的這些迭代中針對污染物的影響得到補償。例如，可以與如前述WO2011/049512中所描述的背景圖案的更新類似地來更新累加觸摸交互圖案。

在第二跟蹤實施例的一個實施例中，當前累加觸摸交互圖案被生成為差分交互圖案與在先前迭代中更新的跟蹤圖案的和。應理解，這樣的和可以在更新跟蹤圖案的步驟中獲得，并且可以再用于生成當前累加觸摸交互圖案，或反之亦然。

在一種實施方案中，對每個變化值進行計算從而表示該檢測線的該當前信號值與先前信號值之間的相對變化。

如上面所提及，“先前迭代”可以鑒于重建處理中的可用位分辨率并且鑒于有待檢測的最弱交互來選擇。在一個實施例中，先前迭代被選擇成先于當前迭代固定數(shù)量的迭代。在另一個實施例中，先前迭代被選擇成先于當前迭代一個給定時間段，該給定時間段可以是小于2秒、優(yōu)選小于1秒、并且最優(yōu)選小于0.5秒。在一個特定實現(xiàn)方式中，先前迭代在該迭代序列中緊接在當前迭代之前。在一個替代實現(xiàn)方式中，先前信號值被反復地在該迭代序列中的預定多次迭代之后設置成當前信號值。

在一種實施方案中，重建算法包括一種圖像重建算法，如層析成像算法。

在一個特定實現(xiàn)方式中，該第一方面的方法對觸敏設備的輸出信號進行操作，其中至少一個信號發(fā)生器被安排成在面板內(nèi)部提供光，以使得光通過該面板的一個觸摸表面與一個相對表面之間的內(nèi)反射從入耦合點傳播至出耦合點，該觸敏設備被配置成用于使得觸摸該觸摸表面的一個或多個對象使傳播光局部地衰減。確切地說，觸摸表面中的光的總內(nèi)反射的受抑可以使傳播光衰減。

本發(fā)明的第二方面是一種包括計算機代碼的計算機程序產(chǎn)品，當在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)上被執(zhí)行時，該計算機程序產(chǎn)品被適配成執(zhí)行該第一方面的方法。

本發(fā)明的第三方面是一種用于使得能夠基于來自觸敏設備的輸出信號進行觸摸確定的裝置。該設備包括：一個面板，該面板被配置成用于將多個信號從多個入耦合點傳導至多個出耦合點，由此限定橫跨該面板的多對入耦合點和出耦合點之間的一個表面部分延伸的多條檢測線；耦合到這些入耦合點上以生成這些信號的信號發(fā)生裝置；以及耦合到這些出耦合點上以生成輸出信號的信號檢測裝置，該輸出信號表示這些檢測線的信號值的時間序列。該裝置包括：一個用于接收輸出信號的輸入端和一個信號處理器，該信號處理器被配置成用于在一個迭代序列中反復地：基于該輸出信號，獲得每條檢測線的一個當前信號值；檢索每條檢測線的一個當前參考值，該當前參考值表示在該迭代序列中的一個先前迭代中所獲得的當前信號值；根據(jù)該當前信號值和該當前參考值，計算每條檢測線的一個變化值；對這些變化值運用一個重建算法，以確定該表面部分上的一個差分交互圖案；根據(jù)該差分交互圖案，更新一個跟蹤圖案；根據(jù)該跟蹤圖案，生成一個當前累加觸摸交互圖案；以及提供該當前累加觸摸交互圖案以用于識別該表面部分上的觸摸。

本發(fā)明的第四方面是一種觸敏設備，該觸敏設備包括：一個面板，該面板被配置成用于將多個信號從多個入耦合點傳導至多個出耦合點，從而限定橫跨該面板的多對入耦合點和出耦合點之間的一個表面部分延伸的多條檢測線；用于在這些入耦合點處生成這些信號的裝置；基于在這些出耦合點處所檢測到的信號來生成一個輸出信號的裝置；以及該第三方面的裝置。

本發(fā)明的第五方面是一種觸敏設備，該觸敏設備包括：一個面板，該面板被配置成用于將多個信號從多個入耦合點傳導至多個出耦合點，從而限定橫跨該面板的多對入耦合點和出耦合點之間的一個表面部分延伸的多條檢測線；用于在這些入耦合點處生成這些信號的裝置；基于在這些出耦合點處所檢測到的信號來生成一個輸出信號的裝置；以及用于使得能夠根據(jù)該第三方面進行觸摸確定的裝置。

本發(fā)明的第六方面是一種觸敏設備，該觸敏設備包括：一個面板，該面板被配置成用于將多個信號從多個入耦合點傳導至多個出耦合點，從而限定橫跨該面板的多對入耦合點和出耦合點之間的一個表面部分延伸的多條檢測線；耦合到這些入耦合點上以生成這些信號的至少一個信號發(fā)生器；耦合到這些出耦合點上以生成一個輸出信號的至少一個信號檢測器，該輸出信號表示這些檢測線的信號值的時間序列；以及一個信號處理器，該信號處理器被連接成接收該輸出信號，并且被配置成用于在一個迭代序列中反復地：基于該輸出信號，獲得每條檢測線的一個當前信號值；檢索每條檢測線的一個當前參考值，該當前參考值表示在該迭代序列中的先前迭代中所獲得的當前信號值；根據(jù)該當前信號值和該當前參考值，計算每條檢測線的一個變化值；對這些變化值運用一個重建算法，以確定該表面部分上的一個差分交互圖案；根據(jù)該差分交互圖案，更新一個跟蹤圖案；根據(jù)該跟蹤圖案，生成一個當前累加觸摸交互圖案；以及提供該當前累加觸摸交互圖案以用于識別該表面部分上的觸摸。

該第一方面的實施例中的任意一個可以與該第二方面至該第六方面組合。

本發(fā)明的另外的其他目標、特征、方面以及優(yōu)點將從以下詳細說明、從所附權利要求書以及從附圖顯而易見。

附圖說明

現(xiàn)在將參考所附示意圖更詳細地描述本發(fā)明的實施例。

圖1是一個觸敏設備的平面圖。

圖2A至圖2B是通過受抑全內(nèi)反射(FTIR)來操作的觸敏系統(tǒng)的側視圖和俯視圖。

圖3是根據(jù)一個第一實施例的一種觸摸確定方法的流程圖。

圖4是根據(jù)一個第二實施例的一種觸摸確定方法的流程圖。

圖5是一種實施圖4的方法的裝置的框圖。

圖6A至圖6E對應地示出了先前總衰減圖案、差圖案、當前總衰減圖案、背景圖案以及偏差圖案。

圖7示出了用于在計算差圖案中使用的早先迭代的一種替代選擇。

具體實施方式

本發(fā)明涉及用于使得能夠提取與觸敏設備的觸摸表面接觸的多個對象的觸摸數(shù)據(jù)的技術。本說明書以呈現(xiàn)這種觸敏設備、尤其是一種通過光的受抑全內(nèi)反射(FTIR)來操作的設備的基本概念開始。本說明書繼續(xù)呈現(xiàn)用于改進觸摸確定之前的信號處理的多個實施例。最后，給出多個詳細示例。

貫穿本說明書，相同的參考標號用來標識相對應的元件。

1.觸敏設備

圖1示出觸敏設備100，該觸敏設備是基于橫跨觸摸表面1的傳輸某種形式的能量的概念，以使得與該觸摸表面1緊鄰或接觸的對象引起所傳輸?shù)哪芰康木植拷档?。觸敏設備100包括多個發(fā)射器和多個傳感器構成的一種安排，這些發(fā)射器和傳感器沿觸摸表面1的外周分布。每對發(fā)射器和傳感器限定一條檢測線，該檢測線與用于從該發(fā)射器到該傳感器的發(fā)射信號的傳播路徑相對應。在圖1中，僅示出了一條這樣的檢測線D從該發(fā)射器2到該傳感器3延伸，但應理解，該安排典型地限定由多條交叉檢測線組成的稠密網(wǎng)格，每條檢測線與由發(fā)射器發(fā)射并由傳感器檢測到的信號相對應。因此，沿該檢測線D的長度觸摸該觸摸表面的任何對象將會降低其能量，這可由該傳感器3測得。因此，對象在觸摸表面1上的觸摸導致一條或多條檢測線的衰減。

傳感器3的安排電連接至信號處理器10上，該信號處理器對來自該安排的輸出信號進行采樣和處理。該輸出信號指示在每個傳感器3處所接收到的信號能量或信號功率。如以下將要解釋的，該信號處理器10可以被配置成用于處理該輸出信號，以便重新創(chuàng)建交互值在該觸摸表面1上的分布(為簡單起見，下文中稱之為“交互圖案”或“衰減場”)。該交互圖案可以用許多不同方式表示，例如，表示為安排在常規(guī)x-y網(wǎng)格中(如在一個普通數(shù)字圖像中)的交互值，盡管其他類型的網(wǎng)格也是可設想到的，例如，六邊形圖案或三角網(wǎng)格。該交互圖案可以進一步由信號處理器10或由單獨裝置(未示出)處理以用于觸摸確定，這可能涉及提取觸摸數(shù)據(jù)，如每個觸摸對象的位置(例如，x，y坐標)、形狀或區(qū)域。

在圖1的示例中，該觸敏設備100還包括一個控制器12，該控制器被連接成選擇性地控制這些發(fā)射器2的激活和(可能地)來自這些檢測器3的數(shù)據(jù)的讀出。該信號處理器10和該控制器12可以被配置作為單獨單元，或者它們可以被結合在一個單一單元中。該信號處理器10和該控制器12中的一個或兩者可以至少部分地由處理單元14所執(zhí)行的軟件來實施。

通常，該觸敏設備100(該觸摸表面1)可以具有任何形狀，如圓形、橢圓形或多邊形，包括矩形。該觸敏設備100可以被設計成覆蓋在一個顯示裝置或監(jiān)視器上或整合在其中。

該觸敏設備100可以被配置以允許傳輸許多不同形式之一的能量。因此，所發(fā)射的信號可以是可在觸摸表面1中或在其上傳播的任何輻射或波能，包括但不限于處于可見或紅外線或紫外線光譜區(qū)域中的光波、電能、電磁能或磁能、或聲能或超聲能或振動能。

以下將描述基于光傳播的一個示例實施例。圖2A是一個觸敏設備100的側視圖，該觸敏設備包括一個光透射面板4、一個或多個光發(fā)射器2(示出一個)以及一個或多個光傳感器3(示出一個)。面板4由一層或多層固體材料制成，并且限定兩個相對且大體平行的表面5、6，并且該面板可以是平面的或彎曲的。該面板4限定一個內(nèi)輻射傳播通道，光通過內(nèi)反射在該通道中傳播。在圖2A的示例中，傳播通道限定在面板4的邊界表面5、6之間，其中，頂表面5允許傳播光與觸摸對象7交互，并且由此限定觸摸表面1。這通過將光射入面板1中來實現(xiàn)，以使得當來自該(這些)發(fā)射器2的光傳播通過該面板4時被觸摸表面1中的全內(nèi)反射(TIR)反射。光可以被底表面6中的TIR或?qū)χ妆砻?上的反射涂層反射。還可設想到，傳播通道與底表面6間隔開，例如，如果面板包括由不同材料制成的多個層的話。這些傳感器3被安排在面板4的外周處以生成指示所接收的光的能量的對應測量信號。

如圖2A中所示，光可以經(jīng)由連接面板4的頂表面5和底表面6的邊緣部分直接耦合進和耦合出該面板4。替代地(未示出)，可以將單獨耦合元件(例如，呈楔子的形狀)附接至該邊緣部分上或附接至該面板4的頂表面5或底表面6上，以將光耦合進和/或耦合出該面板4。當對象7足夠靠近邊界表面時，部分光可能被該對象7散射，部分光可能被該對象7吸收，并且部分光可能繼續(xù)在其在該面板4上的原始方向上在該面板4中傳播。因此，當該對象7觸摸該面板的邊界表面(例如，該頂表面5)時，全內(nèi)反射受到抑制并且透射的光的能量降低。這種類型的觸敏設備以下稱為“FTIR系統(tǒng)”(FTIR-Frustrated Total Internal Reflection：受抑全內(nèi)反射)。

可以操作該FTIR系統(tǒng)100以測量透射穿過面板4的光在多條檢測線上的能量。這可以例如通過以下方式來完成：激活一組間隔開的發(fā)射器2以在該面板4內(nèi)部生成相對應數(shù)量的光片，并且操作一組傳感器3以測量每個光片的透射能量。圖2B中示出了這樣的一個實施例，其中每個發(fā)射器2生成一束光，這束光在該面板4的平面中展開同時傳播遠離該發(fā)射器2。每一束從該面板4上的入耦合位點內(nèi)的一個或多個入口或入耦合點傳播。光傳感器3陣列位于面板4的外周周圍，以在面板4上的出耦合位點內(nèi)的許多間隔開的出耦合點處接收來自發(fā)射器2的光。應當理解的是，這些入耦合點和出耦合點僅僅是指該光束對應地進入和離開該面板4的位置。因此，一個發(fā)射器/傳感器可以光耦合至許多入耦合點/出耦合點上。然而，在圖2B的示例中，這些檢測線D由單獨的發(fā)射器-傳感器對來限定。申請人的WO2010/064983中更詳細地披露了此實現(xiàn)方式和另外的變體，WO2010/064983通過此引用以其全部內(nèi)容結合在此。

應當理解的是，圖2僅示出FTIR系統(tǒng)的一個示例。例如，代替地，這些檢測線可以通過在該面板內(nèi)部掃掠或掃描一條或多條光束來生成。例如，US6972753、US7432893、US2006/0114237、US2007/0075648、WO2009/048365、WO2010/006882、WO2010/006883、WO2010/006884、WO2010/006885、WO2010/006886以及WO2010/134865中披露了FTIR系統(tǒng)的這類和其他示例，所有這些通過此引用結合在此。本發(fā)明的概念也可以有利地應用于這類替代性的FTIR系統(tǒng)。

不考慮實現(xiàn)方式，這些光傳感器3集體地提供一個輸出信號，該輸出信號由信號處理器10接收并采樣。該輸出信號包括許多子信號，這些子信號也稱為“投影信號”，各自表示由某一光發(fā)射器2發(fā)射并由某一光傳感器3接收的光的能量，即，在某一檢測線上所接收到的能量(或等效地，功率或強度)。取決于實現(xiàn)方式，該信號處理器10可能需要處理該輸出信號，以便分離這些單獨的投影信號。

2.重建算法和輸入格式

如以上所指出，一種重建算法可以用于基于輸出信號中的投影信號來確定觸摸表面1上的一個交互圖案。本發(fā)明的多個實施例可以使用用于基于多個投影信號值進行圖像重建的任何可供使用的算法，包括多種層析重建方法，如濾過反向投影、基于FFT的算法、ART(代數(shù)重建技術)、SART(同時代數(shù)重建技術)等。替代地，該重建算法可以通過改編一個或多個基函數(shù)用于重建值和/或通過統(tǒng)計方法(如貝葉斯反演)來生成該交互圖案。設計用于觸摸確定的此類重建算法的示例可在WO2010/006883、WO2009/077962、WO2011/049511、WO2011/139213以及WO2012/050510中找到，所有這些均通過引用結合在此。常規(guī)重建方法可在數(shù)學文獻，例如奈特爾(Natterer)的“計算機層析成像的數(shù)學方法(The Mathematics of Computerized Tomography)”以及卡克(Kak)和斯蘭妮(Slaney)的“計算機層析成像原理(Principles of Computerized Tomographic Imaging)”中找到。

可以在觸摸表面的一個或多個子區(qū)域中重建該交互圖案?；谏厦嫠岬降耐队靶盘?，可以通過分析橫跨該觸摸表面的檢測線的交叉點來識別這些子區(qū)域。在WO2011/049513中進一步披露了這樣一種用于識別子區(qū)域的技術，WO2011/049513通過此引用結合在此。

重建算法基于以下假設來設計：取決于交互圖案a，根據(jù)反映出物理觸摸系統(tǒng)的特性的投影函數(shù)輸入值s滿足：因此，重建算法被設計成使用一個重建函數(shù)從s重建a：

應理解，輸入值s的格式可以特定于重建函數(shù)以下示例假設重建函數(shù)被設計成重建衰減場，即，重建的交互圖案a中的每個交互值(“衰減值”)表示由衰減介質(zhì)造成的能量的局部衰減。在這樣的實現(xiàn)方式中，輸入值s可以表示為用于單獨檢測線的衰減值。

現(xiàn)在將會參照圖2A進一步解釋這種對輸入值的選擇，該圖表明傳播光將不會被觸摸對象7阻擋。因此，如果兩個對象7恰巧沿著從發(fā)射器2到傳感器3的光路彼此先后放置，則兩個對象7將與該傳播光交互。如果光能量是足夠的，那么該光的剩余部分將到達該傳感器3并且生成允許兩次交互(觸摸)都被識別出的投影信號。因此，在多點觸摸FTIR系統(tǒng)中，透射的光可能攜帶關于多個觸摸的信息。

可以根據(jù)穿過衰減介質(zhì)的衰減的定義來獲得第k條檢測線D_k的透射T_k：

I_k＝I_0，k·(e^-∫a(x)dx)→T_k＝I_k/I_0，k＝e^-∫a(x)dx。

在這個公式中，I_k是表示在具有(多個)衰減對象的情況下的檢測線D_k上的透射能量的信號值；I_0，k是表示在沒有衰減對象的情況下的檢測線D_k上的透射能量的信號值；并且a(x)是沿該檢測線D_k的衰減系數(shù)。在這個公式中，假設該檢測線沿該檢測線的整個長度與觸摸表面交互，即，該檢測線表示為數(shù)學線。

因此認識到，可以設計一個重建函數(shù)來對這些檢測線的透射數(shù)據(jù)進行操作。這樣的透射數(shù)據(jù)可以通過將投影值除以一個對應背景或參考值(REF_k)來獲得。通過適當選擇參考值，從而將投影值轉換為透射值，透射值因此表示已在這些檢測線的每一條上測得的可用的光能量的分數(shù)(一般在范圍[0，1]中)。

某些層析重建技術(如濾過反向投影(FBP))是基于處理線積分的拉東變換的理論。因此，此類重建技術可以被設計成對由透射的負對數(shù)給出的格式化信號值S_k進行操作：

S_k＝-log(I_k/REF_k)＝-log(e^-∫a(x)dx)＝∫a(x)dx。

可以注意到，這些格式化信號值S_k事實上是對應檢測線D_k的總衰減的度量。在一個變體中，使用正對數(shù)。

在一個變體中，格式化信號值S_k可以通過任何已知的對以上表達式的逼近來給出。-log(T_k)的一個簡單逼近通過S_k＝1-T_k給出，該簡單逼近在T_k接近1時是一個良好逼近并且對于較小的T_k值也可能是有用的。

3.抑制交互圖案中的干擾

在本發(fā)明的各個方面中，本發(fā)明涉及一種觸摸確定技術，該技術能夠檢測到觸摸表面上的觸摸，即使在存在時變干擾(例如，由該觸摸表面1上的污染物或沉積物引起)的情況下。對干擾的抑制是以一種以一個迭代序列進行操作的處理方法來實現(xiàn)的。在每次迭代中，對從投影信號采樣的當前信號值運用一個重建算法，以確定指示觸摸在觸摸表面1上的二維分布的一個交互圖案。該抑制通過以下方式來實現(xiàn)：對為每條檢測線基于其當前信號值和一個先前信號值所計算出的變化值運用一個重建算法，并且使用一個所得差分交互圖案來更新在一次先前迭代中所生成的一個跟蹤圖案。然后，該跟蹤圖案可以被用作、或被處理以便生成一個累積觸摸交互圖案，在該累積觸摸交互圖案中，干擾的影響受到抑制。

如將從以下說明所認識到的，通過基于差分干擾圖案來更新跟蹤圖案，可以用一種簡單且處理高效的方式來跟蹤并補償污染物的影響，而無需要求過度位分辨率。下面將參照圖3和圖4的流程圖來描述使用不同類型的跟蹤圖案的多個實施例。

在以下說明中，“像素”可以指一個圖案中的一個相對應的“像素值”。如在此所使用，像素意圖涵蓋在該圖案中限定并且與一個交互值相關聯(lián)的所有類型的單元格、基函數(shù)以及區(qū)域。

此外，以下示例是針對表示局部衰減并被稱為“衰減圖案”的一個交互圖案給出。

圖3示出了一種用于觸敏設備(如上述FTIR系統(tǒng))中的重建和觸摸數(shù)據(jù)提取的方法的第一實施例。該方法涉及由(典型地由信號處理器10(圖1至圖2))反復執(zhí)行的多個步驟20至27組成的一個序列。在本說明書的上下文中，每個步驟20至27序列稱為一次迭代或一個感測實例。

每次迭代以數(shù)據(jù)采集步驟20開始，在該步驟中，從該FTIR系統(tǒng)中的光傳感器3對多個測量值進行采樣，典型地通過從前述投影信號中的每一個采樣一個值。該數(shù)據(jù)采集步驟20得到每條檢測線的一個投影值。可以注意到，可以(但不必)為該FTIR系統(tǒng)中的所有可用的檢測線采集數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)采集步驟20還可以包括預處理這些測量值，例如，過濾以降低噪聲。出于以下論述的目的，當前投影值總體稱為I_t，盡管認識到，k條檢測線中的每一條都存在這樣一個值。步驟20還涉及將該當前投影值I_t(或其對數(shù)，參見下文)存儲在電子存儲器M中以用于在隨后的一次迭代中進行檢索。存儲器M(圖5)位于信號處理器10中或是該信號處理器可訪問的。

在步驟21中，從存儲器M檢索每條檢測線的一個早先投影值I_t-n(或其對數(shù)，參見下文)。這些早先投影值I_t-n是在一次先前迭代過程中從投影信號中采樣的。在以下示例中，假設這些早先投影值是在前一迭代(即，n＝1)中采樣的。如稍后將描述的，可設想到其他變體。

然后，使用這些當前投影值I_t和這些上一投影值I_t-n為每條檢測線計算出變化值ds_t(步驟22)，并且對所得變化值ds_t的全體運用一個重建函數(shù)以生成稱為“差圖案”或“差分交互圖案”的一個差值二維分布da_t(步驟23)。該差圖案是差值在觸摸表面(或該觸摸表面的一個相關部分)上的分布，其中每個差值可以表示在該觸摸表面上的特定位置或像素中的當前迭代和早先迭代之間的衰減的一個局部變化(增大/減小)。因此，差圖案da_t可以被視為在這些迭代之間觸摸表面1上的觸摸交互和污染物作用的變化的圖像。

重建步驟23可以使用任何適合的投影函數(shù)大多數(shù)重建函數(shù)是至少近似線性的，即p'(a·x+b·y)＝a·p'(x)+b·p'(y)。因此，差圖案可以通過對格式化信號值之間的差運用重建函數(shù)來生成：

其中a_t和a_t-n對應地是當前迭代和早先迭代時的總衰減圖案。因此，差圖案可以根據(jù)表示格式化信號值的差的變化值來生成。使用上面格式化信號值的定義，可見：

因此，變化值ds_t表示一條檢測線的投影值在早先迭代與當前迭代之間的相對變化。由此，認識到，變化值可以作為一條檢測線的對數(shù)信號值的差來計算：

ds_t＝-log(I_t/I_t-n)＝log(I_t-n)-log(I_t)。

如所見的，可以重建差圖案da_t，而無需例如通過將這些投影值除以一個專用參考值REF來將投影值轉換成格式化信號值，如透射值。這可以提高處理速度。然而，在某些實施例中，可設想到的是，變化值ds_t是使用格式化信號值來計算的。

此外，通過操作變化值來重建差圖案，可以使得即使非常小的交互變化也在重建的分布中可檢測到。相比之下，考慮一種操作當前格式化信號值來重建總衰減圖案：a_t＝p'(s_t)的現(xiàn)有技術觸摸系統(tǒng)。隨著系統(tǒng)運行了一段時間，污染物將會在觸摸表面上積累，從而引起投影值I_t顯著地偏離參考值REF。認識到重建函數(shù)可能需要以高位分辨率來實施，以便使得弱交互在總衰減圖案a_t中可檢測到。這種限制通過操作變化值ds_t而得到克服。

返回圖3中的步驟21，應理解，從存儲器M中檢索到的數(shù)據(jù)可以是一個早先投影值I_t-n，該早先投影值在步驟21中被處理以轉換成對數(shù)值：log(I_t-n)。然而，對于步驟20來說處理更高效的可能是計算并存儲當前投影值的對數(shù)log(I_t)，這樣使得該對數(shù)可以在一次隨后迭代的步驟21中進行檢索并直接使用。

在跟蹤步驟24中，從存儲器M中檢索出一個跟蹤圖案a_t-n。該跟蹤圖案在早先迭代中被更新，并且現(xiàn)在通過將差圖案da_t逐像素地加和至早先跟蹤圖案a_t-n再次被更新：

a_t＝da_t+a_t-n。

這得到一個當前跟蹤圖案a_t，該當前跟蹤圖案被存儲在存儲器M中。該跟蹤圖案對應于否則將通過對當前格式化信號值運用重建函數(shù)：a_t＝p'(s_t)的常規(guī)途徑來獲得的衰減圖案。換言之，跟蹤圖案對應于總衰減圖案，但是這個圖案是通過反復地、逐次迭代地將差圖案累加到一個起始圖案a₀上：來生成的。

該起始圖案a₀可以例如被設置成表示觸摸表面上完全不存在交互，例如，零衰減?？稍O想到使用用于結合跟蹤圖案a_t-n和差圖案da_t的其他函數(shù)，例如，加權和。

在補償步驟25中，針對觸摸表面上的污染物對當前(已更新)跟蹤圖案a_t進行補償，以便生成一個累加觸摸交互圖案或“偏差圖案”o_t。該補償通過連續(xù)跟蹤觸摸表面上的污染物的作用來實現(xiàn)。為此，在步驟25中，從存儲器M中檢索出一個二維背景圖案b_t-1，并且逐像素地從當前跟蹤圖案a_t減去該二維背景圖案：o_t＝a_t-b_t-1。

該背景圖案b_t-1可以是在前一迭代中確定的?？稍O想到，在計算當前偏差圖案o_t時，對該背景圖案和當前跟蹤圖案a_t應用不同權重。

在一個隨后提取步驟26中，處理偏差圖案以用于識別觸摸有關特征并提取觸摸數(shù)據(jù)?？梢允褂萌魏我阎夹g來隔離該偏差圖案內(nèi)的觸摸。例如，普通的團塊檢測和跟蹤技術可以用于發(fā)現(xiàn)這些觸摸。在一個實施例中，首先將一個閾值應用于該偏差圖案以移除噪聲。通過用例如二維二階多項式或高斯鐘形曲線來擬合這些衰減值，或通過找到這些衰減值的慣性橢圓，可以進一步處理其中交互值落在閾值下方或上方(取決于實現(xiàn)方式)的任何區(qū)域，以便找出中心和形狀。還存在很多其他本領域周知的技術，如聚類算法、邊緣檢測算法、標準團塊檢測、分水嶺技術、洪水填充技術等。提取步驟26可以以輸出所提取的觸摸數(shù)據(jù)結束。

背景估算步驟27估算來自觸摸表面上的污染物的當前信號作用。典型地，污染物可以包括來自手指的污跡、灰塵、液體等。該背景估算步驟得到一個已更新背景圖案b_t(或“干擾圖案”)，該圖案是對由這些污染物所引起的交互的分布和(可能地)其他起源的無用信號分量的估算。已更新背景圖案b_t被存儲在存儲器M上，以用于由一個或多個隨后迭代的步驟25進行檢索。

在步驟27中，可以基于早先背景圖案b_t-1與當前總交互圖案a_t(來自步驟24)和/或當前偏差圖案o_t(來自步驟25)的空間上相對應像素的值和/或關于觸摸交互的信息(來自步驟26)來逐像素地估算出當前背景圖案b_t。還可能的是該估算將來自一個或多個先前迭代的相對應數(shù)據(jù)考慮在內(nèi)。通常，背景圖案的被視為對應于觸摸的像素與被視為不對應于任何觸摸的像素是以不同方式進行更新。背景圖案還可以逐區(qū)段地被更新，其中每個區(qū)段包括許多像素。估算步驟27可以根據(jù)如前述WO2011/049512中所披露的用于更新“背景狀態(tài)”的技術中的任何技術來實施，WO2011/049512通過此引用以其全文結合在此。作為這些技術的替代或補充，可設想到根據(jù)以下“指數(shù)遺忘”算法來生成當前背景圖案：

這種更新算法將會使得在無觸摸交互的區(qū)域中背景圖案逐步逼近總衰減圖案。因此，每當一個觸摸從觸摸表面上消失時，將會存在背景圖案朝向總衰減圖案的相對應衰減值的局部且逐步的更新。這是一種更新背景圖案的簡單算法方式。認識到，ε＝0.1僅作為示例值給出。

在步驟27之后，過程返回至數(shù)據(jù)采集步驟20。

應理解，步驟20至27中的一個或多個可以同時進行。例如，一個隨后感測示例的數(shù)據(jù)采集步驟20可以與步驟21至27中的任一步驟同時開始。

圖6A至圖6E示出在根據(jù)第一實施例的方法的一次迭代中使用和生成的多個不同衰減圖案。這些圖案被示出為觸摸表面的坐標系統(tǒng)X，Y(參見圖2B)中的3D圖。圖6A是在一個早先迭代中確定的總衰減圖案a_t-n的圖。圖案a_t-n表示來自觸摸和污染物兩者的觸摸表面上的累加衰減。圖6B是在當前感測示例中重建的差圖案da_t的圖。當前圖案da_t表示來自觸摸和污染物兩者的自該早先迭代開始所加和的衰減。圖6C是作為圖6A和圖6B中的圖案a_t-n與da_t的和所獲得的總衰減圖案a_t的圖。圖6D是在前一迭代中所估算出的背景圖案b_t-1的圖。圖案b_t-1展示由來自早先觸摸的指紋引起的第一衰減分量α1、由來自停留在觸摸表面上的手掌的污跡引起的第二衰減分量α2，以及由液體濺撒引起的第三衰減分量α3。圖6E是通過從圖6C中的圖案a_t減去圖6D中的圖案b_t-1所獲得的當前偏差圖案o_t。在接近零衰減的均勻背景水平下看見源自一個觸摸的衰減分量β1。

圖4示出了一種用于重建和觸摸數(shù)據(jù)提取的方法的一個第二實施例。該第二實施例與該第一實施例的不同之處在于對跟蹤圖案的定義，并且在于處理污染物的影響的方式。以下說明將會集中在這些差異上，并且可以假設在該第一實施例與該第二是實施例中，步驟20至23和步驟26是相同的。

該第二實施例是基于以下見解：可能有利的是避免通過從總衰減圖案減去背景圖案來生成偏差圖案(圖3中的步驟25)。隨著污染物在觸摸表面上積累，總衰減圖案a_t以及背景圖案b_t-1可能至少局部地包含大的衰減值。因此，如果從彼此減去大的衰減值，那么即使小的錯誤，也可以在偏差圖案o_t中引入很大的不準確度。此外，對大的衰減值之間的小差值進行檢測可能使總衰減圖案a_t和背景圖案b_t-1二者的所不希望的高位分辨率成為必需。

在該第二實施例中，跟蹤圖案是由偏差圖案的背景已補償版本來形成。如下面將示出，這可以消除對計算或跟蹤總衰減圖案，以及對更新和跟蹤背景圖案的需要。這不僅可以使得該方法對觸摸表面上的污染物的積累更具魯棒性并且降低所需要的位分辨率，而且還提高該方法的速度和/或降低存儲器要求，因為較少數(shù)據(jù)需要被檢索和存儲在存儲器中。

盡管以下動機是針對使用上述指數(shù)遺忘算法的背景補償給出，但是技術人員應理解，可以用類似方式來實施其他背景算法?？紤]根據(jù)第一實施例的步驟25的偏差圖案的生成：o_t＝a_t-b_t-1。這可以改寫為：

該式子在重組之后得出：

其中跟蹤圖案o'_t-1是在一個早先迭代中生成的已補償或已校正偏差圖案，以便針對觸摸表面上的污染物的影響對該跟蹤圖案進行補償。這意味著，通過適當?shù)匦薷母櫜襟E24，可以省略對明確估算和跟蹤背景圖案(步驟27)的需要，并且因此還省略對減去背景圖案(步驟25)的需要。

如圖4中所例示的第二實施例包括這樣的已修改跟蹤步驟24'，和對應于第一實施例的補償步驟25和背景估算步驟27的組合的估算步驟27'。所有其他步驟20至23和步驟26可以與第一實施例相同，并且將不會進一步進行描述。

在跟蹤步驟24'中，從存儲器M中檢索出的跟蹤圖案是在早先迭代的步驟27'中所生成的一個已補償偏差圖案o'_t-1。像在第一實施例的步驟24中一樣，跟蹤圖案通過將差圖案da_t逐像素地加和至早先跟蹤圖案o'_t-1來更新：o_t＝da_t+o′_t-1。

這得到一個當前跟蹤圖案o_t，該當前跟蹤圖案是針對除了自早先迭代開始所增添的污染物之外的污染物得到補償?shù)囊粋€偏差圖案。認識到，這個偏差圖案o_t相當于由第一實施例中的步驟25生成的偏差圖案。類似于步驟24，步驟24'中的累加可以利用一個起始圖案o₀，該起始圖案可以被設置成表示在觸摸表面上完全不存在交互，例如，零衰減。還可設想到使用用于結合跟蹤圖案o_t-1和差圖案da_t的其他函數(shù)，例如，加權和。

然后，來自步驟24的當前偏差圖案o_t被處理以用于提取步驟26中的觸摸數(shù)據(jù)提取。

估算步驟27'被設計成針對自上次迭代開始增添至觸摸表面上的污染物的影響來校正來自步驟24'的偏差圖案o_t，而不使用已更新的背景圖案。這種校正可以基于當前偏差圖案o_t(來自步驟24')和/或早先已補償偏差圖案o′_t-1(來自早先迭代中的步驟27')中空間上相對應像素的衰減值和/或關于觸摸交互的信息(來自步驟26)來逐像素地完成。還有可能的是該估算將來自在時間上進一步后退的迭代的相對應數(shù)據(jù)考慮在內(nèi)。該校正可以與上述用于估算背景圖案的技術中的任何技術類似地來完成。例如，“指數(shù)遺忘”算法可以被實施為：

這將會引起偏差圖案在無觸摸交互的區(qū)域中逐步逼近零衰減，而其他像素/區(qū)域?qū)哂斜硎揪植坑|摸交互的一個值。

通過比較圖3和圖4，認識到，與減去背景圖案相關的潛在問題在第二實施例中得以克服，并且還認識到，可以減少存儲器訪問的數(shù)量。為進一步減少操作的數(shù)量，步驟27'可以合并至步驟24'中，以使得污染物校正成為跟蹤的一部分。在圖4的示例中，步驟24'可以被實施為：

借此，將已校正偏差圖案(o'_t)的生成嵌入在用于基于早先偏差圖案o_t-1來生成當前偏差圖案o_t的計算內(nèi)。

根據(jù)第一實施例和第二實施例的方法可以由一個數(shù)據(jù)處理裝置(參見圖1至圖2中的信號處理器10)來實施，該數(shù)據(jù)處理裝置被連接成對來自該FTIR系統(tǒng)中的光傳感器3的測量值進行采樣。圖5示出用于實施圖4中的方法的這種數(shù)據(jù)處理裝置10的一個示例。在所示示例中，該裝置10包括用于接收輸出信號的一個輸入端101。該裝置10進一步包括：用于對當前投影值進行采樣的數(shù)據(jù)采集元件(或裝置)200；用于檢索早先投影值的檢索元件(或裝置)201；用于計算變化值的差計算元件(或裝置)202；用于重建偏差圖案的重建元件(或裝置)203；用于累加跟蹤圖案的跟蹤元件(或裝置)204'；用于從偏差圖案提取觸摸數(shù)據(jù)的提取元件(或裝置)206；用于針對所增添的污染物校正該偏差圖案的估算元件(或裝置)207'；以及用于輸出該觸摸數(shù)據(jù)的輸出端102。圖5中的數(shù)據(jù)處理裝置可以替代地包括用于實施根據(jù)第一實施例的方法的相對應元件。

應理解，提取步驟26可以與第一實施例和第二實施例的其他步驟分開執(zhí)行，例如，在從存儲器M或直接從步驟25或24'獲得當前偏差圖案的一個單獨裝置中執(zhí)行。在這種分開的實現(xiàn)方式中，可以準許步驟27和27'訪問在步驟26中所識別的觸摸數(shù)據(jù)。

裝置10可以由在一個或多個通用的或?qū)Ｓ玫挠嬎阊b置上運行的專用軟件(或固件)來實施。在這一上下文中，應理解，這樣的計算裝置的每個“元件”或“裝置”是指一個方法步驟的概念等效物；在元件/裝置與特定硬件或軟件例程之間并不總存在一對一對應性。一個硬件有時包括不同裝置/元件。例如，處理單元可以在執(zhí)行一個指令時用作一個元件/裝置，但在執(zhí)行另一指令時用作另一個元件/裝置。另外，一個元件/裝置可以在一些情況下由一個指令實施，但在一些其他情況下由多個指令實施。自然地，可設想到一個或多個元件(裝置)完全由模擬硬件部件來實施。

軟件控制的裝置10可以包括一個或多個處理單元，例如CPU(“中央處理單元”)、DSP(“數(shù)字信號處理器”)、ASIC(“特定用途集成電路”)、分立模擬和/或數(shù)字部件、或某個其他可編程邏輯裝置，如FPGA(“現(xiàn)場可編程門陣列”)。該裝置10可以進一步包括一個系統(tǒng)存儲器和將各種系統(tǒng)部件(包括該系統(tǒng)存儲器)耦聯(lián)到處理單元的一個系統(tǒng)總線。該系統(tǒng)總線可以是若干類型的總線結構中的任何一種，包括使用各種總線體系結構中的任何一種的存儲器總線或存儲器控制器、外圍總線、以及局部總線。該系統(tǒng)存儲器可以包括呈易失性和/或非易失性存儲器形式的計算機存儲介質(zhì)，如只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)以及閃存存儲器。專用軟件和調(diào)整系數(shù)可以存儲在系統(tǒng)存儲器中或其他可移除/非可移除的易失性/非易失性計算機存儲介質(zhì)上，這些計算機存儲介質(zhì)包括在計算裝置中或是計算裝置可訪問的，如磁介質(zhì)、光介質(zhì)、閃存卡、數(shù)字磁帶、固態(tài)RAM、固態(tài)ROM等。該數(shù)據(jù)處理裝置10可以包括一個或多個通信接口(如串行接口、并行接口、USB接口、無線接口、網(wǎng)絡適配器等)，以及一個或多個數(shù)據(jù)采集裝置(如A/D轉換器)?？梢栽诎ㄓ涗浗橘|(zhì)和只讀存儲器的任何適合的計算機可讀介質(zhì)上向該裝置10提供該專用軟件。

4.結論

上面已經(jīng)參考一些實施例大體上描述了本發(fā)明。然而，本領域技術人員容易認識到的是，除以上披露的實施例之外的其他實施例在僅由所附專利權利要求書限定并限制的本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)同樣是可能的。

應理解，交互圖案可以在觸摸數(shù)據(jù)提取(參見圖3和圖4中的步驟26)之前經(jīng)受后處理。這種后處理可能涉及不同類型的過濾，以用于去噪和/或圖像增強。

此外，關于FTIR系統(tǒng)給出的所有上面的實施例、示例、變體以及替代方案同樣可以適用于通過除了光以外的其他能量的傳輸進行操作的觸敏設備。在一個示例中，觸摸表面可以被實施為導電面板，發(fā)射器和傳感器可以是將電流耦合入和耦合出該面板的電極，并且輸出信號可以指示單獨檢測線上的面板的電容/阻抗。在另一個示例中，觸摸表面可以包括充當電介質(zhì)的材料，發(fā)射器和傳感器可以是電極，并且輸出信號可以指示單獨檢測線上的面板電容。在又一個示例中，觸摸表面可以包括充當振動傳導介質(zhì)的材料，發(fā)射器可以是振動發(fā)生器(例如，聲音或壓電換能器)，并且傳感器可以是振動傳感器(例如，聲音或壓電傳感器)。

在上文中給出的這些詳細示例中，“早先迭代”與前一迭代同義。這并不是必然的。早先迭代可以是從當前迭代開始在時間上后退的任何數(shù)量的迭代，即，每第n次迭代。然而，除非實施并行處理來為每次迭代生成一個偏差圖案，否則該偏差圖案僅可供用于每第n次迭代觸摸數(shù)據(jù)提取。

在一個替代方案中，來自同一次迭代的數(shù)據(jù)用于若干次隨后迭代。例如，變化值可以相對于許多連貫迭代的同一次早先迭代來計算。圖7中指示這樣的示例，其中早先迭代每第100次迭代被設置為當前迭代，借此，對于100次連貫迭代來說，變化值是相對于相同早先迭代來計算，并且被累加到這個早先迭代的總交互圖案上。

根據(jù)本發(fā)明的另一個概念，差圖案da_t不是通過對變化值運用重建函數(shù)來生成，而是作為當前迭代的重建的總衰減圖案與早先迭代的重建的總衰減圖案之間的逐像素差來生成：

這樣的變體可能不能提供使用變化值來進行重建的特定優(yōu)點，但是仍可以能夠通過使用如關于第二實施例所描述的步驟24'和27'來避免對估算和減去背景圖案的需要。本發(fā)明的這個概念可以被視為包括一種處理方法(和一種相對應計算機程序產(chǎn)品、裝置以及觸敏設備)，在一個迭代序列中的每次迭代中，該處理方法實施以下步驟：根據(jù)當前投影值，確定一個觸摸表面上的一個當前總交互圖案；檢索在該迭代序列中的先前迭代中所確定的總交互圖案；根據(jù)該當前總交互圖案和在該先前迭代中所確定的總交互圖案，生成一個差分交互圖案；根據(jù)該差分交互圖案和在該先前迭代中所更新的一個跟蹤圖案，生成一個當前累加觸摸交互圖案；更新該跟蹤圖案以表示該當前所累加的觸摸交互圖案；以及提供該當前累加交互圖案以用于識別該表面部分上的觸摸。