[发明专利]基于红外线摄像的触摸显示屏边框、系统及计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机输入领域，具体涉及一种基于红外线摄像的触摸显示屏边框、系统及提高计算触摸识别点精度的方法。 

背景技术

目前，触摸屏系统可分为五个基本种类：矢量压力传感技术触摸屏、电阻技术触摸屏、电容技术触摸屏、红外线技术触摸屏、表面声波技术触摸屏。传统的红外线技术触摸屏由装在屏幕外框的红外线发射接收机与红外反光条构成，系统通过发射红外光，经特殊材料反射后，把红外反射材料上的实时图像，通过摄像机成像于CMOS传感器上，当有任何触摸物体可阻挡该点上的红外线反射，红外线摄像头记录红外光的明暗变化波形，通过计算机进行波形数据分析，计算出触摸点的坐标位置，并控制对应显示的光标进行触摸操作。 

现有基于红外线摄像的触摸系统红外线摄像头体积大、像素不高，容易受到可见光和灰尘的干扰；而且设置有红外线发射接收机或红外反光条的边框和显示器触摸屏固定注塑在一起，不能分开，同显示器整体生产和出售，其外框结构复杂，不便安装和调整，也不能单独拆装更换维修其中一条坏的边框。另外现有基于红外线摄像的触摸系统数据处理和采样速度慢，触摸点坐标计算不精确，比如针对一个手指触摸感应，系统只能计算出指头大小的触点大概坐标，而不能精确计算到0.5-2毫米的触摸识别点坐标，影响触摸操作的准确性，这和提高触摸识别点精确度算法有很大关系。 

发明内容

本发明实施例提供了一种基于红外线摄像的触摸显示屏边框、系统及计算方法，其系统具有活动连接，可拆卸或折叠的带红外线摄像装置的触摸显示屏边框，采用提高计算触摸识别点位置精确度的插值方法。 

本发明实施例提供的一种基于红外线摄像的触摸显示屏边框，包括装在所述触摸显示屏边框上的红外线摄像装置、控制电路板，其中所述红外线摄像装 置包括分别装在所述触摸显示屏一条边框同侧两角的两个高分辨率红外线摄像头，放置在所述红外线摄像头顶部或侧边的红外发射管，以及设置于所述触摸显示屏另外三条边框内侧的红外反光条；所述四条触摸显示屏边框采用活动连接，并可从所述触摸显示屏上拆卸或折叠。所述四条触摸显示屏边框为伸缩框结构，可根据所述触摸显示屏大小调节边框长短。 

本发明实施例还提供一种基于红外线摄像的触摸系统，包括计算机、触摸显示屏，以及装在所述触摸显示屏边框上的红外线摄像装置、控制电路板，其中所述红外线摄像装置包括分别装在所述触摸显示屏一条边框同侧两角的两个高分辨率红外线摄像头，放置在所述红外线摄像头顶部或侧边的红外发射管，以及设置于所述触摸显示屏另外三条边框内侧的红外反光条；所述四条触摸显示屏边框采用活动连接，并可从所述触摸显示屏上拆卸或折叠； 

所述控制电路板将所述红外线摄像头采集到的红外反光图像变化数据传送给计算机，进行交互比较分析，确定触摸识别点坐标，控制所述触摸显示屏上与所述触摸识别点对应的光标操作。 

进一步，所述控制电路板由光电信号转换模块、图像数据处理芯片、图像数据存储器、数据与控制输出接口，比如USB接口依次连接组成，所述控制电路板一端与所述红外线摄像装置连接，另一端与触摸显示屏和计算机连接。所述控制电路板采用高速低功耗逻辑单元芯片与计算机之间通过高速USB数据线或高帧率传感器传输数据。 

本发明实施例还提供的一种应用于上述触摸系统的插值方法，其包括步骤： 

(1)通过所述触摸系统的触摸显示屏边框上的红外线摄像装置拍摄记录一帧未触摸时的红外光标准图像； 

(2)拍摄记录有触摸时的红外光亮度变化图像； 

(3)将所述红外光亮度变化图像与所述红外光标准图像进行比较，得到一段不同亮度曲线变化的反光波形，判断产生亮度曲线变化的该段反光波形的位置； 

(4)将该段反光波形的波谷点作为基点B，已知基点B亮度值为b，X轴上坐标是H，对所述基点B和前相邻像素点A之间进行N等分，从点A侧算起 依次得到n-1个等分点A1、A2、...A(n-1)，其所述点A、A1、A2、...A(n-1)上的亮度值分别为a、a1、a2、...a(n-1)；对所述基点B和后相邻像素点C之间进行N等分，从点C侧算起依次得到n-1个等分点C1、C2、...C(n-1)，所述点C、C1、C2、...C(n-1)上的亮度值分别为c、c1、c2、...c(n-1)； 

(5)设定一个门限阀值Y，判断如果|a-c|＜Y，则触摸识别点的X轴坐标为H；否则分析如下 

当|a-c|＞Y且a＞c时， 

判断如果|b-a1|＜Y，则触摸识别点的X轴坐标为H-(n-1)；