為觸摸屏交互確定俯仰和偏航的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】為觸摸屏交互確定俯仰和偏航 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0001] 本申請(qǐng)要求于2014年2月12日提交給美國(guó)專(zhuān)利商標(biāo)局（USPT0)的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利 申請(qǐng)?zhí)?1/939, 069的權(quán)益，該申請(qǐng)通過(guò)引用結(jié)合在此如同在此完整闡述一樣。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明大體上涉及觸摸屏設(shè)備和用于利用觸摸屏的技術(shù)。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉 及用于分析從由一個(gè)觸摸屏界面裝置所接收的輸入生成的圖像數(shù)據(jù)的機(jī)構(gòu)和方法。 背景
[0003] 背景部分中所討論的主題不應(yīng)該僅僅由于其在背景部分中有所提及而被假定為 現(xiàn)有技術(shù)。類(lèi)似地，背景部分中所提及的問(wèn)題或者與背景部分的主題相關(guān)聯(lián)的問(wèn)題不應(yīng)被 假定為先前已在現(xiàn)有技術(shù)中被認(rèn)識(shí)到。背景部分的主題僅僅代表不同的方法，在其中和其 自身也可能是發(fā)明。
[0004] 觸摸屏裝置（此類(lèi)發(fā)現(xiàn)于許多類(lèi)型的平板電腦和智能手機(jī)中）的普及已迅速增 加。觸摸屏也被與更大的系統(tǒng)一起實(shí)現(xiàn)，如便攜式計(jì)算機(jī)和臺(tái)式計(jì)算機(jī)、交互式電視系統(tǒng) 等。隨著觸摸屏的使用在各種應(yīng)用中的增加，用于可靠地使用觸摸屏的技術(shù)也已發(fā)展。
[0005] 現(xiàn)代的觸摸屏將X/Y坐標(biāo)報(bào)告給操作系統(tǒng)、界面、以及各種應(yīng)用程序。本發(fā)明的某 些實(shí)施例包括以與現(xiàn)今報(bào)告X/Y位置類(lèi)似的方式（例如，在一個(gè)觸摸事件中）將俯仰和偏 航提供給一個(gè)操作系統(tǒng)、界面或應(yīng)用程序。 發(fā)明概述
[0006] 下文呈現(xiàn)了本披露的簡(jiǎn)化概述以便提供本發(fā)明的某些實(shí)施方案的基本理解。這個(gè) 概述不是本披露的廣泛概要并且不標(biāo)識(shí)本發(fā)明的關(guān)鍵/重要要素或描繪本發(fā)明的范圍。該 概述的唯一目的是以簡(jiǎn)化的形式呈現(xiàn)在此披露的一些概念作為之后呈現(xiàn)的更加詳細(xì)說(shuō)明 的序目。
[0007] 本發(fā)明的一些實(shí)施例可以包括一種用于確定長(zhǎng)形界面對(duì)象在與觸摸屏交互時(shí)的 偏航的方法。該方法可以包括從一個(gè)觸摸屏的一個(gè)傳感器接收一個(gè)觸摸圖像，該觸摸圖像 對(duì)應(yīng)于該觸摸屏的具有一個(gè)長(zhǎng)形界面對(duì)象至少接近其定位的一個(gè)區(qū)域，其中，該長(zhǎng)形界面 對(duì)象具有相對(duì)于該觸摸屏表面的一個(gè)俯仰和一個(gè)偏航。該方法還可以包括執(zhí)行一個(gè)第一變 換以便獲得該觸摸圖像的一個(gè)第一變換圖像，執(zhí)行一個(gè)第二變換以便獲得該觸摸圖像的一 個(gè)第二變換圖像，其中，該第一變換不同于該第二變換，并且基于該第一變換圖像和該第二 變換圖像兩者為該長(zhǎng)形界面對(duì)象確定該偏航。
[0008] 本發(fā)明的一些實(shí)施例可以包括一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個(gè)用于感測(cè)一個(gè)觸摸圖像 的一個(gè)觸摸屏元件，該觸摸圖像對(duì)應(yīng)于該觸摸屏的具有一個(gè)長(zhǎng)形界面對(duì)象至少接近其定位 的一個(gè)區(qū)域，其中，該長(zhǎng)形界面對(duì)象具有相對(duì)于該觸摸屏的一個(gè)俯仰和一個(gè)偏航。該系統(tǒng)還 包括一個(gè)處理器和一個(gè)存儲(chǔ)器，其中，該處理器和存儲(chǔ)器被配置成用于執(zhí)行以下操作：執(zhí)行 一個(gè)第一變換以便獲得該觸摸圖像的一個(gè)第一變換圖像；執(zhí)行一個(gè)第二變換以便獲得該觸 摸圖像的一個(gè)第二變換圖像，其中，該第一變換不同于該第二變換；基于該第一變換圖像和 該第二變換圖像兩者為該長(zhǎng)形界面對(duì)象確定偏航；并且基于該第一變換圖像與該第二變換 圖像中的至少一個(gè)為該長(zhǎng)形界面對(duì)象確定俯仰。
[0009] 本發(fā)明的一些實(shí)施例可以包括一種確定由觸摸屏響應(yīng)于處于與該觸摸屏的至少 接近關(guān)系中的長(zhǎng)形對(duì)象所生成的圖像的俯仰和偏航的方法。該方法可以包括：生成所述圖 像；生成該圖像的侵蝕和松弛變換并為這些對(duì)應(yīng)的圖像變換計(jì)算強(qiáng)度矩；計(jì)算這些對(duì)應(yīng)的 圖像變換的質(zhì)心以及針對(duì)該侵蝕變換的Θ和特征值；從一個(gè)第一特征值得到俯仰；從Θ 得到一個(gè)偏航估值；計(jì)算出這兩個(gè)質(zhì)心之間的一個(gè)向量并使用該向量消除該偏航估值的多 義性；并且采用所述俯仰和偏航來(lái)得到關(guān)于與所述觸摸屏有關(guān)的所述長(zhǎng)形對(duì)象的信息。
[0010] 本發(fā)明的一些實(shí)施例可以包括一種用于得到關(guān)于長(zhǎng)形對(duì)象與觸摸屏之間的三維 關(guān)系的信息的方法，該對(duì)象足夠接近該觸摸屏以便由該觸摸屏感測(cè)到。該方法可以包括：生 成與所述對(duì)象相關(guān)聯(lián)的一個(gè)圖像；基于多個(gè)不同的圖像像素強(qiáng)度閾值標(biāo)準(zhǔn)變換所述圖像； 計(jì)算所述圖像變換的質(zhì)心；并且至少部分基于這些產(chǎn)生的質(zhì)心來(lái)計(jì)算所述信息。
[0011] 通過(guò)查看下文的附圖、詳細(xì)描述和權(quán)利要求書(shū)可以了解本發(fā)明的其他方面和優(yōu) 點(diǎn)。 附圖簡(jiǎn)要描述
[0012] 所包括的附圖僅為說(shuō)明目的，并且僅用于提供用于所披露技術(shù)的可能結(jié)構(gòu)和過(guò)程 步驟的示例。這些附圖決不會(huì)限制本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本披露的精神和范圍的情況下 對(duì)實(shí)施例做出的形式和細(xì)節(jié)上的任何修改。
[0013] 圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于確定觸摸屏交互的俯仰和偏航的 過(guò)程的流程圖。
[0014] 圖2A包括根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖1的觸摸屏輸入分析過(guò)程的圖示。
[0015] 圖2B示出了手指相對(duì)于觸摸屏的俯仰和偏航的側(cè)視圖。
[0016] 圖3示出了當(dāng)適當(dāng)?shù)嘏渲没蛟O(shè)計(jì)時(shí)可以用作一種用于實(shí)現(xiàn)在此描述的這些過(guò)程 實(shí)施例的系統(tǒng)的一種典型系統(tǒng)。 詳細(xì)說(shuō)明
[0017] 在以下說(shuō)明中，列舉了許多特定的細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明的全面理解。本發(fā)明可 以在不具有這些特定細(xì)節(jié)中的一些或全部的情況下進(jìn)行實(shí)踐。在其他實(shí)例中，未詳細(xì)描述 公知的過(guò)程操作以防不必要地模糊本發(fā)明。盡管本發(fā)明將結(jié)合這些特定實(shí)施例來(lái)描述，將 理解的是不意圖將本發(fā)明限制于這些實(shí)施例。
[0018] 本發(fā)明的一些實(shí)施例提供了用于確定手指、觸控筆或其他長(zhǎng)形工具在與觸摸屏界 面交互時(shí)的偏航的技術(shù)。響應(yīng)于該工具與該觸摸屏的交互而檢索到的觸摸圖像被處理，以 便提取和分析多個(gè)變換圖像。換言之，多個(gè)導(dǎo)出觸摸屏圖像被用于估算偏航。在其他方面， 這些技術(shù)被擴(kuò)展用于在觸摸屏上或附近估算該長(zhǎng)形工具的俯仰。任何適合的技術(shù)可以被用 于利用觸摸屏交互圖像的多個(gè)變換來(lái)確定偏航和俯仰。
[0019] 本發(fā)明的一些實(shí)施例提供了用于確定長(zhǎng)形界面對(duì)象在與觸摸屏界面交互時(shí)的俯 仰和偏航的技術(shù)。應(yīng)用程序可以將這種另外的觸摸數(shù)據(jù)用于各種交互用途。例如，游戲或 地圖可以利用一個(gè)手指彎曲動(dòng)作來(lái)放大和縮小內(nèi)容、增大或降低音量以便打開(kāi)照片用于分 享或復(fù)制或者完成其他功能。在一個(gè)示例中，手指可以被圍繞單個(gè)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)和扭動(dòng)以便調(diào)整 射擊游戲的視角（例如，改變槍的彈道的角度）。變化的俯仰可以被用來(lái)調(diào)整音量，將該視 角從自頂向下的2D視圖改變成3/4視角的3D視圖，或者改變卷動(dòng)或游戲玩家/動(dòng)作的速 度。此外，變化的俯仰可以被以一種二元方式使用（手指平行于或垂直于屏幕）。平行手指 俯仰與陡峭手指俯仰之間的轉(zhuǎn)換可以被用來(lái)觸發(fā)不同模式，例如當(dāng)使用一只手時(shí)，在地圖 上在平移與縮放之間進(jìn)行切換，使用一只手在關(guān)閉和打開(kāi)模式之間進(jìn)行切換等。接收一個(gè) 觸摸圖像，并且這個(gè)觸摸圖像至少具有一個(gè)第一區(qū)域，該第一區(qū)域?qū)?yīng)于該觸摸屏的具有 接近和/或在其上定位的一個(gè)長(zhǎng)形界面對(duì)象的一個(gè)區(qū)域。該長(zhǎng)形界面對(duì)象具有相對(duì)于該觸 摸屏的一個(gè)俯仰和一個(gè)偏航。執(zhí)行一個(gè)第一變換來(lái)獲得該觸摸圖像的一個(gè)第一變換圖像， 并且執(zhí)行一個(gè)第二變換來(lái)獲得該觸摸圖像的一個(gè)第二變換圖像。該第一變換不同于該第二 變換?；谠谠摰谝蛔儞Q圖像和該第二變換圖像上執(zhí)行的計(jì)算來(lái)為該長(zhǎng)形界面對(duì)象確定該 偏航。
[0020] 可以標(biāo)識(shí)多個(gè)離散的觸摸位置或"色塊"。對(duì)于這些色塊中的每一個(gè)，可以隨后計(jì) 算出觸摸圖像強(qiáng)度矩。該圖像矩可以被大體上類(lèi)推為這些像素強(qiáng)度值的加權(quán)平均數(shù)。可以 由色塊的矩計(jì)算出的其他色塊信息是它的質(zhì)心和朝向。使用這些矩，可以隨后為每個(gè)色塊 確定一系列圖像特征。例如，可以計(jì)算侵蝕變換的質(zhì)心。也可以計(jì)算松弛變換圖像的質(zhì)心。 從該侵蝕圖像計(jì)算出的第一特征值的大小可以被用于得到一個(gè)俯仰估值。因此，色塊的長(zhǎng) 度和第一特征值可以與對(duì)象俯仰相關(guān)。在替代實(shí)施例中，離心距可以被用來(lái)歸一化第一特 征值并得到俯仰，或者該離心距可以與該大小取平均值來(lái)獲得俯仰。在其他替代實(shí)施例中， 在侵蝕得到的質(zhì)心與松弛得到的質(zhì)心之間的距離可以被用來(lái)獲得俯仰。
[0021] 本發(fā)明的一些實(shí)施例涉及一種至少具有一個(gè)處理器和一個(gè)存儲(chǔ)器的設(shè)備。該處理 器和/或存儲(chǔ)器被配置成用于執(zhí)行上文描述的操作中的一個(gè)或多個(gè)。在另一個(gè)實(shí)施例中， 本發(fā)明涉及至少一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，該計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)具有存儲(chǔ)在其上的被安 排來(lái)執(zhí)行上文描述的這些操作中的一個(gè)或多個(gè)的多個(gè)計(jì)算機(jī)程序指令。 觸摸圖像檢索和處理
[0022] 圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于確定觸摸屏交互的俯仰和偏航的 過(guò)程100的流程圖。如圖所示，在操作102中最初檢索到一個(gè)觸摸圖像。例如，這個(gè)觸摸圖 像可以被從觸摸屏、觸摸控制器、傳感器中樞、硬件控制器、和/或操作系統(tǒng)檢索。若干種觸 摸技術(shù)能夠提供觸摸"圖像"，該觸摸"圖像"是觸摸屏的傳感器數(shù)據(jù)的二維空間表示。觸摸 屏技術(shù)的示例包括電容式感測(cè)（例如，表面、投射、互電容或自電容）、光學(xué)感測(cè)（例如，彌散 照明、受抑全內(nèi)反射、像素內(nèi)感測(cè)、紅外格柵、紅外