光学触摸实时处理算法分析

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1、摘要摘要光学触摸技术相对于传统的电容、电阻等触摸技术有很多优点，首先光学触摸技术并不需要显示屏幕前的玻璃或其它透明材料，这些材料会降低透光性，从而降低显示效果；其次光学触摸技术并不需要触摸物接触到屏幕本身，长时间压力接触可能会导致屏幕老化的问题，而光学触摸技术通过检测交互区域的光束的变化，判断触摸物体的坐标位置；最后传统的触摸技术借助屏幕本身作为传导介质，导致触摸屏对制作工艺要求高，成本花费大，不易于生产出大尺寸屏幕，而光学传感器件的飞速发展，使得制作大尺寸光学触摸屏易于实现。本文针对光学触摸技术设计了一种光学触摸实时处理算法，并在基于两路摄像头的光学触摸平台上进行了算法验证。本文主

2、要完成了以下几方面的工作：1、研究基于两路摄像头的光学触摸平台实现原理。光学触摸平台检测的目标是运动的手指，通过光学摄像头在交互区域中扫描到的一维图像，分析一维图像上的触点信息，将触点坐标映射到二维图像当中。根据光学触摸系统的特点，本文结合图像相关的理论，设计出了一套光学触摸算法，并且分析了各个子算法的功能和逻辑关系。2、研究触点检测算法、触点定位算法和触点跟踪算法。本文采用了一种基于单幅图像的梯度检测的触点检测算法，实现了光学触摸多点检测功能，并且在多个触点距离很近的时候，也能够精确地检测出触点的个数；然后利用方向线标定的结果，给出了一种基于触点标定结果的角度定位算法，实现了触点快

3、速定位；最后将触点跟踪算法归结为图论中的二部图最优匹配问题，利用最邻近关联算法实现了多触点的稳定跟踪。3、本文还对手势描述算法和手势识别算法做出了相关研究，将手势指令拆分成多个原子手势，利用Freeman八链码对原子手势编码，经过修正算法和简化算法后得到的原子手势链码，然后加入原子手势的空间关系、时间关系、个数关系、种类关系等约束，进而对手势指令的形状特征进行描述。本文又讨论了两种原子手势匹配算法，通过对比后选择基于LCS的匹配算法匹配原子手势，能够真实检测出匹配链码的相似度，最后通过匹配4种手势指令描述符匹配手势指令。经过实验测试表明，本文所研究的光学触摸算法能够实现的人机交互功能

4、，光学触摸算法1秒钟能够处理240帧图像(光学触摸平台有效交互区域大小约为50cm*30cm)，并且能够识别12种复杂的手势，通过手势触摸操作光学触摸平台，I摘要模拟鼠标输入功能，很好的完成了鼠标的六种按键效果，证明了算法的实时性。关键词：光学触摸，多触点检测，手势识别，手势匹配IIABSTRACTABSTRACTOptical-touchtechnologyhasmanyadvantageswithrespecttotraditionaltouchsystem，suchasthecapacitivetouchtechnologyandresistivetouchtechnology

5、.Firstly,thescreenofoptical-touchsystemisnotdependentforegroundglassorothertransparentmaterialsastransfermediumwhichwillreducethelighttransmittance.Secondly,optical-touchsystemdoesnotrequirephysicalaccesstothetouchscreen,prolongedstressexposuremaycausescreenburn-inproblems,optical-touchsystemca

6、ndetectthepositionofthetargetofcontactbyblockingthebeamintheinteractionregion;Further,themostimportantpoint，Traditionaltouch-screentechnologyneedsconductionmedium,sothescreenontheproductionprocessrequireshighcostanddifficulttoexpandinthelargesizeofthescreen,withtherapiddevelopmentofopticalsenso

7、rs,opticaltouchtechnologyissuitabletobeappliedonthelargescreen.Thefastprocessingalgorithmwasdesignedfortheemergingopticaltouchsystemandtheoptical-touchalgorithmhasbeenvalidatedopticaltouchplatformwhichhastwoopticalcameras.Themainc