一种图像触摸点的检测方法及装置.pdf

本发明公开了一种图像触摸点的检测方法，包括以下步骤：(1)将红外摄像头拍摄的原始图像转换成灰度图，并保存该灰度图；(2)对上述步骤(1)中的灰度图进行模糊处理；(3)将步骤(1)中所述灰度图与步骤(2)中模糊处理后的灰度图进行相减；(4)将步骤(3)中相减后的图像进行去噪处理；(5)对步骤(4)中去噪处理后的图像进行二值化处理，得到最终的触摸点图像。本发明还提供一种图像触摸点的检测装置，包括图像转换单元、图像除去单元、图像处理单元。本发明有效的去除了图像中存在的模糊手掌形状等非触摸点干扰，能够精确的检测出图像中的触摸点，提高定位精确度，同时本发明还具有运算简单、处理速度快等优点。

1、  一种图像触摸点的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将红外摄像头拍摄的原始图像转换成灰度图，并保存该灰度图；
(2)对上述步骤(1)中的灰度图进行模糊处理；
(3)将步骤(1)中所述灰度图与步骤(2)中模糊处理后的灰度图进行相减；
(4)将步骤(3)中相减后的图像进行去噪处理；
(5)对步骤(4)中去噪处理后的图像进行二值化处理，得到最终的触摸点图像。

2、  根据权利要求1所述的一种图像触摸点的检测方法，其特征在于：所述步骤(2)中的模糊处理，具体是指设定一个区域范围，求区域范围内像素的平均灰度值，并将该平均灰度值赋给该区域内中心的那个像素，对图像中的每一个像素进行同样的处理，使模糊处理后的每个像素的灰度值均为模糊处理前其相应区域范围内的平均灰度值。

3、  根据权利要求2所述的一种图像触摸点的检测方法，其特征在于：所述的区域范围是3×3的像素区域。

4、  根据权利要求1所述的一种图像触摸点的检测方法，其特征在于：所述步骤(4)中的去噪处理，具体是指利用均值滤波器、自适应维纳滤波器、中值滤波器、形态学噪声滤波中的一种或多种进行去噪处理。

5、  根据权利要求1所述的一种图像触摸点的检测方法，其特征在于：所述步骤(5)中的二值化处理，其灰度阈值的选取包括以下步骤：
a、计算图像中各灰度值出现的频率；
b、选择图像中某个频率的灰度值作为二值化处理的灰度阈值。

6、  一种图像触摸点的检测装置，其特征在于，该装置包括：
图像转换单元，用于将红外摄像头拍摄的原始图像转换成灰度图并保存，同时对灰度图进行模糊处理，并将模糊处理前的灰度图与模糊处理后的的灰度图发送到图像除去单元；
图像除去单元，用于将所述模糊处理前的灰度图与模糊处理后的的灰度图进行相减并发送到图像处理单元；
图像处理单元，用于对所述图像除去单元中相减后的图像进行去噪处理和二值化处理。

一种图像触摸点的检测方法及装置
技术领域
本发明涉及图像处理领域，特别涉及一种图像触摸点的检测方法及装置。
背景技术
现有技术中，常采用如图1所示的方式实现多点触摸，其通过红外二极管103发射红外光，经反射镜106把红外光均匀的投射到整个触摸面板102上，所述触摸面板102由透光、导光性能极高的材料制成。当有手指放入触摸面板进行触摸时，红外光在手指上发生漫反射，被放置在触摸面板102下方的红外摄像头104所捕获，经过图像处理，提取触摸点数据，然后通过投影器105将其投影到投影屏幕101。
其原理是，红外线在手指上发生漫反射，被摄像头拍摄到并进行识别。但是，由于二极管发出的红外线是经过平面镜反射后倾斜地透过触摸面板的，所以当手掌比较接近触摸面板时，部分红外线可能也会经过手掌发生漫反射，从而被摄像头拍摄到。因此在上述图像处理方面，通常只是进行简单的二值化处理，摄像头拍摄到的图像通常除了触摸点外，还包含了一个模糊的手形状。利用现有技术的摄像头拍摄的图像示意图如图2所示，若只是通过二值化处理很难将其去除，且其存在对触摸点的检测造成严重的影响，进而影响触摸点的定位精度。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种处理速度快、精确度高的图像触摸点的检测方法。
本发明的目的是通过下述技术方案实现：一种图像触摸点检测方法，包括以下步骤：
(1)将红外摄像头拍摄的原始图像转换成灰度图，并保存该灰度图；
(2)对上述步骤(1)中的灰度图进行模糊处理；
(3)将步骤(1)中所述灰度图与步骤(2)中模糊处理后的灰度图进行相减；
(4)将步骤(3)中相减后的图像进行去噪处理；
(5)对步骤(4)中去噪处理后的图像进行二值化处理，得到最终的触摸点图像。
为更好的实现本发明，所述步骤(2)中的模糊处理，具体是指设定一个区域范围，求区域范围内像素的平均灰度值，并将该平均灰度值赋给该区域内中心的那个像素，对图像中的每一个像素进行同样的处理，使模糊处理后的每个像素的灰度值均为模糊处理前其相应区域范围内的平均灰度值。
所述的区域范围是3×3的像素区域。
所述步骤(4)中的去噪处理，具体是指利用均值滤波器、自适应维纳滤波器、中值滤波器、形态学噪声滤波中的一种或多种进行去噪处理。
所述步骤(5)中的二值化处理，其灰度阈值的选取包括以下步骤：
a、计算图像中各灰度值出现的频率；
b、选择图像中某个频率的灰度值作为二值化处理的灰度阈值。
本发本发明的另一目的在于提供一种处理速度快、精确度高的图像触摸点的检测装置，包括
图像转换单元，用于将红外摄像头拍摄的原始图像转换成灰度图并保存，同时对灰度图进行模糊处理，并将模糊处理前的灰度图与模糊处理后的的灰度图发送到图像除去单元；
图像除去单元，用于将所述模糊处理前的灰度图与模糊处理后的的灰度图进行相减并发送到图像处理单元；
图像处理单元，用于对所述图像除去单元中相减后的图像进行去噪处理和二值化处理。
与现有技术相比，本发明有效的去除了图像中存在的模糊手掌形状等非触摸点干扰，能够精确的检测出图像中的触摸点，提高定位精确度，同时本发明还具有运算简单、处理速度快等优点。
附图说明
图1是现有技术的一种多点触摸实现方式结构示意图；
图2是现有技术的一种多点触摸实现方式中摄像头拍摄的图像示意图；
图3是本发明一种图像触摸点的检测方法的流程示意图；
图4是本发明由摄像头拍摄的原始图像转换成的灰度图；
图5是本发明模糊处理前的一个3×3的像素区域图；
图6是本发明模糊处理后的该3×3像素区域图；
图7是本发明模糊处理后的图像示意图；
图8是本发明相减处理后的图像示意图；
图9是本发明模糊处理后直接进行二值化处理的图像示意图；
图10是本发明最终的触摸点图像示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
一种图像触摸点的检测装置，该装置包括：
图像转换单元，用于将红外摄像头拍摄的原始图像转换成灰度图并保存，同时对灰度图进行模糊处理，并将模糊处理前的灰度图与模糊处理后的的灰度图发送到图像除去单元；
图像除去单元，用于将所述模糊处理前的灰度图与模糊处理后的的灰度图进行相减并发送到图像处理单元；
图像处理单元，用于对所述图像除去单元中相减后的图像进行去噪处理和二值化处理。
如图3所示，本发明一种图像触摸点的检测方法，包括以下步骤：
(1)将红外摄像头拍摄的原始图像转换成灰度图，并保存该灰度图；
(2)对上述步骤(1)中的灰度图进行模糊处理；
(3)将步骤(1)中所述灰度图与步骤(2)中模糊处理后的灰度图进行相减；
(4)将步骤(3)中相减后的图像进行去噪处理；
(5)对步骤(4)中去噪处理后的图像进行二值化处理，得到最终的触摸点图像。
图4是由摄像头拍摄的原始图像转换成的灰度图，灰度被量化为8位，像素的灰度值在0-255间。
步骤(2)的模糊处理，具体是指，设定一个区域范围，求出该区域范围内像素的平均灰度值，并将其赋给该区域内中心的那个像素，对图像中的每一个像素进行同样的处理，即模糊处理后的每个像素的灰度值均为模糊处理前其相应区域范围内的平均灰度值。在本实施例中，设定一个3×3的像素区域范围，求取区域范围内像素的平均灰度值a=19Σi=19Zi,]]>其中，Z₁……Z₉表示区域内9个像素的灰度值，然后将平均灰度值a赋给区域内中心的那个像素。如图5所示，其为模糊处理前的一个3×3的像素区域，而图6则为模糊处理后的该3×3像素区域。
经过步骤(2)的模糊处理后，减少了图像灰度的“尖锐”变化，也就是说，在图像中与区域内各其它像素灰度值都比较接近的像素点，模糊处理后与模糊处理前相比，变化都比较小；而对于图像中与区域内各其它像素灰度值相差比较大的像素点，也就是图像中明显的边缘轮廓、或噪声点处等，模糊处理后，其灰度值与模糊处理前相比，变化就会比较明显。图7所示为模糊处理后的图像。
模糊处理前后灰度值变化较小的像素，如无触摸处以及模糊的手掌形状处，经过步骤(3)所述的图像相减处理后，灰度值就会变得很小，甚至为0，因此可以消除拍摄图像中模糊手掌形状的干扰；相对的，明显的边缘轮廓处以及噪声点处像素，由于在步骤(2)中的模糊处理后灰度值变化比较明显，经过步骤(3)的相减操作后，可以保留下来。图8所示为本发明进行相减处理后的图像。
经过步骤(3)的图像相减处理后，噪声点依然存在，如果直接进行二值化处理，处理结果如图9所示，图像中的噪声将会对触摸点的判断造成干扰。
因此，在二值化处理之前，可以加入步骤(4)的去噪处理。其中，本实施例采用均值滤波器进行去噪处理，其原理跟模糊处理一样，设定一个区域范围，取区域范围内像素的平均灰度值，并将其赋给该区域内中心的那个像素。对图像中的每一个像素进行同样的处理。由于噪声点为孤立的像素点，因此，区域内平均灰度值会比噪声点处的像素值小得多，通过取区域范围内像素的平均灰度值，并将其赋给该区域内中心的那个像素，可以大大减小噪声点处的灰度值。
经过步骤(4)的去噪处理后，将图像进行二值化处理，即设定一个灰度阈值，找出灰度值大于灰度阈值的像素，并将其灰度值设置为255；找出灰度值小于或等于灰度阈值的像素，并将其灰度值设置为0。如图10所示，其为最终的触摸点图像。其中，所设置的灰度阈值可以根据实际环境进行设置，或在图像中根据各灰度值出现的频率，自动选取图像中某个频率的灰度值作为二值化处理的灰度阈值。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。