[发明专利]一种基于红外摄像头三维成像的触摸识别方法

说明书

技术领域

本发明属于计算机人工智能技术领域，更具体地，涉及一种基于红外摄像头三维成像的触摸识别方法。

背景技术

技术的进步使人与计算机之间的交互越来越接近自然方式的交互，也就是人们大力倡导的“自然交互”。触摸技术这种轻松的人机交互方式已经被推向了众多的领域，除了应用在个人便携式数码产品之外，它还被广泛地应用在信息家电、公共信息、电子游戏、办公室自动化设备以及工业设备等领域。利用触摸技术，用户只需要用手指轻轻触碰屏幕上的文字或图标就能够实现与计算机的交互，使得人与机器之间的交互更加直观便捷。

目前，由于种种原因，这种具有良好用户体验的交互技术还没能大规模地普及在大型显示屏或PC显示器上，其中一个很大的原因就是目前绝大多数的大型显示屏或PC显示器等都无法支持触摸，而更换带有触摸功能的显示器将花费不小的资金。与之相对应的是，现有的触摸技术有的很难将尺寸做大，有的无法应用在现有的显示器上，有的因成本过高而无法大规模应用。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于红外摄像头三维成像的触摸识别方法，其目的在于，能够对任意具有屏幕特性的屏幕例如电脑液晶屏、普通液晶屏、投影仪屏幕、大型显示器等成为具有触摸特性的触摸屏，大大减小了触摸屏的成本，提高了实用性。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于红外摄像头三维成像的触摸识别方法，包括以下步骤：

(1)将多个红外摄像头放置在屏幕边框的左右任意位置；

(2)对放置有红外摄像头的屏幕进行参数标定，以分别获得左、右摄像头的投影矩阵Ml和Mr；

(3)左右红外摄像头分别采集用户手指指尖或触摸笔尖触摸屏幕的图像，对采集的图像进行预处理，包括图像相减、图像去噪、边缘提取、指尖或笔尖图像识别，以获取用户的手指指尖或触摸笔尖在左摄像头上的成像坐标(u_1F，v_1F)以及在右摄像头上的成像坐标(u_2F，v_2F)；

(4)根据用户的手指指尖或触摸笔尖在左摄像头上的成像坐标(u_1F，v_1F)以及在右摄像头上的成像坐标(u_2F，v_2F)、以及左摄像头的投影矩阵Ml和右摄像头的投影矩阵Mr通过以下等式获得用户的手指指尖或触摸笔尖在屏幕上的三维空间坐标(x_f，y_f，z_f)：