TWI843345B - 拉格朗日觸控軌跡擬合方法、觸控模組及資訊處理裝置 - Google Patents
拉格朗日觸控軌跡擬合方法、觸控模組及資訊處理裝置 Download PDFInfo
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Abstract
一種拉格朗日觸控軌跡擬合方法，包括：自一感測陣列週期性地讀出一觸摸點座標；取一當前觸摸點座標
和一前一觸摸點座標
之中間點，該中間點具有一第一水平座標(x
c)及一第一垂直座標(y
c)，將該第一水平座標(x
c)代入一第一拉格朗日多項式以獲得一第二垂直座標(
)，及將該第一垂直座標(y
c)代入一第二拉格朗日多項式以獲得一第二水平座標(
)；以及依該當前觸摸點座標
、該前一觸摸點座標
及一前前一觸摸點座標
之水平和垂直相對位置關係決定一插入點的座標為(
)或(
Description
本發明係關於觸控資料處理，尤指一種觸控軌跡擬合方案。
現有的觸控技術為增加觸控報點會在感測到的多個觸摸點間增加插入點。例如，通過三階貝塞爾演算法對4個已知點進行運算以產生一擬合軌跡，然後再在該擬合軌跡上產生插入點。
然而，貝塞爾演算法存在概率性毛刺現象，且其擬合軌跡有曲度不足及反曲度現象。另外，貝塞爾演算法只能在已知的觸摸點區間內插值，不能預測未來觸摸點的座標。
為解決上述的問題，本領域亟需一種新穎的觸控軌跡擬合方法。
本發明之一目的在於揭露一種拉格朗日觸控軌跡擬合方法，其可藉由三個觸摸點產生插入點以減少計算量。
本發明之另一目的在於揭露一種拉格朗日觸控軌跡擬合方法，其可藉由一拉格朗日多項式決定插入點之座標及預測下一個觸摸點和下一個插入點之座標。
本發明之另一目的在於揭露一種拉格朗日觸控軌跡擬合方法，其可在多指觸控操作之應用中依一拉格朗日多項式及多個手指軌跡之各三個最新觸摸點之座標產生多個下一觸摸點之座標，並在該些手指軌跡中分別找出與各該下一觸摸點最鄰近者以判定各該下一觸摸點的對應手指軌跡。
本發明之另一目的在於揭露一種觸控模組，其可藉由前述的觸控軌跡擬合方法減少計算量、優化擬合軌跡的曲度及預測下一觸摸點的位置。
本發明之又一目的在於揭露一種資訊處理裝置，其可藉由前述的觸控模組減少擬合軌跡的計算量、優化擬合軌跡的曲度及預測下一觸摸點的位置。
為達到前述目的，一種拉格朗日觸控軌跡擬合方法乃被提出，其係由一控制電路實現，該方法包括：
自一感測陣列週期性地讀出一觸摸點座標；
取一當前觸摸點座標
和一前一觸摸點座標
之中間點，該中間點具有一第一水平座標(x
c)及一第一垂直座標(y
c)，將該第一水平座標(x
c)代入一第一拉格朗日多項式以獲得一第二垂直座標(
)，及將該第一垂直座標(y
c)代入一第二拉格朗日多項式以獲得一第二水平座標(
)；以及
依該當前觸摸點座標
、該前一觸摸點座標
及一前前一觸摸點座標
之水平和垂直相對位置關係決定一插入點的座標為(
)或(
)，其中，當
則插入點座標取
；當
則插入點座標取(
)；及當
則插入點座標取
和(
)中與(
)較近者。
在一實施例中，該第一拉格朗日多項式係依該當前觸摸點座標
、該前一觸摸點座標
及該前前一觸摸點座標
產生之以水平座標(x)為變數之一多項式，且該第二拉格朗日多項式係依該當前觸摸點座標
、該前一觸摸點座標
及該前前一觸摸點座標
產生之以垂直座標(y)為變數之一多項式。
在一實施例中，所述之拉格朗日觸控軌跡擬合方法進一步包括：
預設一閥值
及一差值
令下一觸摸點的x座標為
；及
令下一觸摸點的y座標為
，其中
為該第一拉格朗日多項式。
在一實施例中，所述之拉格朗日觸控軌跡擬合方法進一步包括：
在多個手指軌跡中找出與該下一觸摸點
最鄰近之一手指軌跡以判定該下一觸摸點
的歸屬手指軌跡。
在一實施例中，所述之拉格朗日觸控軌跡擬合方法進一步包括：令下一插入點的x座標為
y座標為
。
在一實施例中，所述之拉格朗日觸控軌跡擬合方法進一步包括：該控制電路藉由一通信介面依序將該當前觸摸點座標與該插入點座標傳送至一應用處理器。
為達到前述目的，本發明進一步提出一種觸控模組，其具有一控制電路及一感測陣列，其特徵在於該控制電路執行前述之觸控軌跡擬合方法。
在可能的實施例中，該感測陣列可為一電容式感測陣列、一超音波式感測陣列、一壓力式感測陣列或一光學式感測陣列。
為達到前述目的，本發明進一步提出一種資訊處理裝置，其具有如前述之觸控模組及一應用處理器。
在可能的實施例中，所述之資訊處理裝置可為一智慧型手機、一攜帶型電腦或一車用電腦。
為使 貴審查委員能進一步瞭解本發明之結構、特徵、目的、與其優點，茲附以圖式及較佳具體實施例之詳細說明如後。
本發明的原理在於：利用二階拉格朗日(Lagrange)多項式在三個觸摸點座標之間產生一插入點的座標及預測下一個觸摸點的座標，其內容如下：
(一)插入點的產生：
已知三個觸摸點座標
先計算兩個可能的插入點
，其中
, f(x)為第一拉格朗日多項式，g(y)為第二拉格朗日多項式，
,
。
接著，若滿足
不滿足
則插入點座標取
；
若滿足
且不滿足
，則插入點座標取
以及
若
滿足，則
取
較近者。
(二)下一觸摸點之座標預測：
以插入點座標取
時為例，設閥值
，
則預測下一觸摸點的x座標為
；
下一觸摸點的y座標為
；
取下一插入點的x座標為
插入點的y座標為
。當插入點座標取
時同理。
另外，在多指觸控操作之應用中，本發明在求出一下一觸摸點
後，可在多個手指軌跡中找出與該下一觸摸點
最鄰近之一手指軌跡以判定該下一觸摸點
的歸屬手指軌跡。
請參照圖1，其繪示本發明之觸控模組之一實施例之方塊圖。如圖2所示，一觸控模組100具有一控制電路110及一感測陣列120，控制電路110具有一讀出電路111、一記憶體112、一控制單元113及一通信介面114，其中，讀出電路111係用以自感測陣列120讀出觸摸點資料，記憶體112儲存觸摸點資料，控制單元113執行一拉格朗日觸控軌跡擬合程序，及通信介面114係用以與一應用處理器通信。另外，感測陣列120可為一電容式感測陣列、一超音波式感測陣列、一壓力式感測陣列或一光學式感測陣列。
該拉格朗日觸控軌跡擬合程序包含以下步驟：
(一)藉由讀出電路111自感測陣列120週期性地讀出觸摸點座標；
(二)控制單元113依一當前觸摸點座標
、一前一觸摸點座標
及一前前一觸摸點座標
產生以水平座標(x)為變數之一第一拉格朗日多項式及以垂直座標(y)為變數之一第二拉格朗日多項式；取該當前觸摸點座標和該前一觸摸點座標之中間點，該中間點具有一第一水平座標(x
c)及一第一垂直座標(y
c)，將該第一水平座標(x
c)代入該第一拉格朗日多項式以獲得一第二垂直座標(
)，及將該第一垂直座標(y
c)代入該第二拉格朗日多項式以獲得一第二水平座標(
)；以及
(三)依該當前觸摸點座標、該前一觸摸點座標及該前前一觸摸點座標之水平和垂直相對位置關係決定一插入點的座標為(
)或(
)，其中，當
則插入點座標取
；當
則插入點座標取(
)；及當
則插入點座標取
和(
)中與(
)較近者。
另外，該拉格朗日觸控軌跡擬合程序可進一步包括下一觸摸點及下一插入點之座標預測步驟：
(四)設閥值
，
令下一觸摸點的x座標為
；及
令下一觸摸點的y座標為
，其中
為該第一拉格朗日多項式；以及
(五)令下一插入點的x座標為
y座標為
。
另外，在多指觸控操作之應用中，本發明在求出一下一觸摸點
後，可在多個手指軌跡中找出與該下一觸摸點
最鄰近之一手指軌跡以判定該下一觸摸點
的歸屬手指軌跡。依此，本發明即可優化一觸控軌跡之擬合效果。
由上述可知，本發明揭露了一種拉格朗日觸控軌跡擬合方法。請參照圖2，其繪示本發明之拉格朗日觸控軌跡擬合方法之一實施例的流程圖，其係由一控制電路實現。如圖2所示，該方法包括：自一感測陣列週期性地讀出一觸摸點座標(步驟a)；取一當前觸摸點座標
和一前一觸摸點座標
之中間點，該中間點具有一第一水平座標(x
c)及一第一垂直座標(y
c)，將該第一水平座標(x
c)代入一第一拉格朗日多項式以獲得一第二垂直座標(
)，及將該第一垂直座標(y
c)代入一第二拉格朗日多項式以獲得一第二水平座標(
)(步驟b)；以及依該當前觸摸點座標
、該前一觸摸點座標
及一前前一觸摸點座標
之水平和垂直相對位置關係決定一插入點的座標為(
)或(
)，其中，當
則插入點座標取
；當
則插入點座標取(
)；及當
則插入點座標取
和(
)中與(
)較近者(步驟c)。
在步驟a中，該感測陣列可為一電容式感測陣列、一超音波式感測陣列、一壓力式感測陣列或一光學式感測陣列。
在步驟b中，該第一拉格朗日多項式係依該當前觸摸點座標
、該前一觸摸點座標
及該前前一觸摸點座標
產生之以水平座標(x)為變數之一多項式，且該第二拉格朗日多項式係依該當前觸摸點座標
、該前一觸摸點座標
及該前前一觸摸點座標
產生之以垂直座標(y)為變數之一多項式。
另外，該拉格朗日觸控軌跡擬合方法可進一步包括下一觸摸點之座標預測步驟：
預設一閥值
及一差值
令下一觸摸點的x座標為
；及
令下一觸摸點的y座標為
，其中
為該第一拉格朗日多項式。
另外，該拉格朗日觸控軌跡擬合方法可進一步包括下一插入點之座標預測步驟：
令下一插入點的x座標為
y座標為
。
另外，在多指觸控操作之應用中，該拉格朗日觸控軌跡擬合方法可進一步包括：
在多個手指軌跡中找出與該下一觸摸點
最鄰近之一手指軌跡以判定該下一觸摸點
的歸屬手指軌跡。
另外，在獲得該插入點座標後，該控制電路可藉由一通信介面依序將該當前觸摸點座標與該插入點座標傳送至一應用處理器。
依上述的說明，本發明進一步提出一種資訊處理裝置。請參照圖3，其繪示本發明之資訊處理裝置之一實施例的方塊圖。如圖3所示，一資訊處理裝置200具有一觸控模組210及一應用處理器220，其中，觸控模組210係由觸控模組100實現，且應用處理器220係用以週期性地接收觸控模組210輸出的所述當前觸摸點座標與插入點座標。
另外，資訊處理裝置200可為一智慧型手機、一攜帶型電腦或一車用電腦。
藉由前述所揭露的設計，本發明乃具有以下的優點：
一、本發明之拉格朗日觸控軌跡擬合方法可藉由三個觸摸點產生插入點以減少計算量。
二、本發明之拉格朗日觸控軌跡擬合方法可藉由一拉格朗日多項式決定插入點之座標及預測下一個觸摸點和下一個插入點之座標。
三、本發明之拉格朗日觸控軌跡擬合方法可在多指觸控操作之應用中依一拉格朗日多項式及多個手指軌跡之各三個最新觸摸點之座標產生多個下一觸摸點之座標，並在該些手指軌跡中分別找出與各該下一觸摸點最鄰近者以判定各該下一觸摸點的對應手指軌跡。
四、本發明之觸控模組可藉由前述的觸控軌跡擬合方法減少計算量、優化擬合軌跡的曲度及預測下一觸摸點的位置。
五、本發明之資訊處理裝置可藉由前述的觸控模組減少擬合軌跡的計算量、優化擬合軌跡的曲度及預測下一觸摸點的位置。
本案所揭示者，乃較佳實施例，舉凡局部之變更或修飾而源於本案之技術思想而為熟習該項技藝之人所易於推知者，俱不脫本案之專利權範疇。
綜上所陳，本案無論目的、手段與功效，皆顯示其迥異於習知技術，且其首先發明合於實用，確實符合發明之專利要件，懇請 貴審查委員明察，並早日賜予專利俾嘉惠社會，是為至禱。
100:觸控模組
110:控制電路
111:讀出電路
112:記憶體
113:控制單元
114:通信介面
120:感測陣列
200:資訊處理裝置
210:觸控模組
220:應用處理器
步驟a:自一感測陣列週期性地讀出一觸摸點座標
步驟b:取一當前觸摸點座標
和一前一觸摸點座標
之中間點，該中間點具有一第一水平座標(x
c)及一第一垂直座標(y
c)，將該第一水平座標(x
c)代入一第一拉格朗日多項式以獲得一第二垂直座標(
)，及將該第一垂直座標(y
c)代入一第二拉格朗日多項式以獲得一第二水平座標(
)。
步驟c:依該當前觸摸點座標
、該前一觸摸點座標
及一前前一觸摸點座標
之水平和垂直相對位置關係決定一插入點的座標為(
)或(
)，其中，當
則插入點座標取
；當
則插入點座標取(
)；及當
則插入點座標取
和(
)中與(
)較近者
圖1繪示本發明之觸控模組之一實施例之方塊圖。
圖2繪示本發明之觸控軌跡擬合方法之一實施例的流程圖。
圖3繪示本發明之資訊處理裝置之一實施例的方塊圖。
步驟a:自一感測陣列週期性地讀出一觸摸點座標
步驟b:取一當前觸摸點座標(x3 ,y3)和一前一觸摸點座標(x2 ,y2)之中間點，該中間點具有一第一水平座標(xc)及一第一垂直座標(yc)，將該第一水平座標(xc)代入一第一拉格朗日多項式以獲得一第二垂直座標(
)，及將該第一垂直座標(yc)代入一第二拉格朗日多項式以獲得一第二水平座標(
)
步驟c:依該當前觸摸點座標(x3 ,y3)、該前一觸摸點座標(x2 ,y2)及一前前一觸摸點座標(x1 ,y1)之水平和垂直相對位置關係決定一插入點的座標為(xc , 
)或(
,yc)，其中，當(x1-x2)×(x2-x3)大於0且(y1-y2)×(y2-y3)不大於0，則
插入點座標取(xc , 
)；當(y1-y2)×(y2-y3)大於0且(x1-x2)×(x2-x3)不大於0，則插入點座標取(
,yc)；及當(y1-y2)×(y2-y3)大於0且(x1-x2)×(x2-x3)大於0，則插入點座標取(xc , 
)和(
,yc)中與(xc ,yc)較近者
Claims (17)
- 一種拉格朗日觸控軌跡擬合方法，其係由一控制電路實現，該方法包括：自一感測陣列週期性地讀出一觸摸點座標；取一當前觸摸點座標(x3 ,y3)和一前一觸摸點座標(x2 ,y2)之中間點，該中間點具有一第一水平座標(xc)及一第一垂直座標(yc)，將該第一水平座標(xc)代入一第一拉格朗日多項式以獲得一第二垂直座標()，及將該第一垂直座標(yc)代入一第二拉格朗日多項式以獲得一第二水平座標()；以及依該當前觸摸點座標(x3 ,y3)、該前一觸摸點座標(x2 ,y2)及一前前一觸摸點座標(x1 ,y1)之水平和垂直相對位置關係決定一插入點的座標為(xc ,)或(,yc)，其中，當(x1-x2)×(x2-x3)大於0且(y1-y2)×(y2-y3)不大於0，則插入點座標取(xc ,)；當(y1-y2)×(y2-y3)大於0且(x1-x2)×(x2-x3)不大於0，則插入點座標取(,yc)；及當(y1-y2)×(y2-y3)大於0且(x1-x2)×(x2-x3)大於0，則插入點座標取(xc ,)和(,yc)中與(xc ,yc)較近者；其中，該第一拉格朗日多項式係依該當前觸摸點座標(x3 ,y3)、該前一觸摸點座標(x2 ,y2)及該前前一觸摸點座標(x1 ,y1)產生之以水平座標(x)為變數之一多項式，且該第二拉格朗日多項式係依該當前觸摸點座標(x3 ,y3)、該前一觸摸點座標(x2 ,y2)及該前前一觸摸點座標(x1 ,y1)產生之以垂直座標(y)為變數之一多項式。
- 如請求項1所述之拉格朗日觸控軌跡擬合方法，其進一步包括： 預設一閥值△x h 及一差值△x=|(x 3-x 2)-(x 2-x 1)|，令下一觸摸點的x座標為；及令下一觸摸點的y座標為，其中f(．)為該第一拉格朗日多項式。
- 如請求項2所述之拉格朗日觸控軌跡擬合方法，其進一步包括：在多個手指軌跡中找出與該下一觸摸點(,)最鄰近之一手指軌跡以判定該下一觸摸點(,)的歸屬手指軌跡。
- 如請求項2所述之拉格朗日觸控軌跡擬合方法，其進一步包括：令下一插入點的x座標為，y座標為
- 如請求項1所述之拉格朗日觸控軌跡擬合方法，其進一步包括：該控制電路藉由一通信介面依序將該當前觸摸點座標與該插入點座標傳送至一應用處理器。
- 一種觸控模組，具有一控制電路及一感測陣列，其特徵在於該控制電路執行一拉格朗日觸控軌跡擬合程序，該程序包括：自該感測陣列週期性地讀出一觸摸點座標；取一當前觸摸點座標(x3 ,y3)和一前一觸摸點座標(x2 ,y2)之中間點，該中間點具有一第一水平座標(xc)及一第一垂直座標(yc)，將該第一水平座標(xc)代入一第一拉格朗日多項式以獲得一第二垂直座標()，及將該第一垂直座標(yc)代入 一第二拉格朗日多項式以獲得一第二水平座標()；以及依該當前觸摸點座標(x3 ,y3)、該前一觸摸點座標(x2 ,y2)及一前前一觸摸點座標(x1 ,y1)之水平和垂直相對位置關係決定一插入點的座標為(xc ,)或(,yc)，其中，當(x1-x2)×(x2-x3)大於0且(y1-y2)×(y2-y3)不大於0，則插入點座標取(xc ,)；當(y1-y2)×(y2-y3)大於0且(x1-x2)×(x2-x3)不大於0，則插入點座標取(,yc)；及當(y1-y2)×(y2-y3)大於0且(x1-x2)×(x2-x3)大於0，則插入點座標取(xc ,)和(,yc)中與(xc ,yc)較近者；其中，該第一拉格朗日多項式係依該當前觸摸點座標(x3 ,y3)、該前一觸摸點座標(x2 ,y2)及該前前一觸摸點座標(x1 ,y1)產生之以水平座標(x)為變數之一多項式，且該第二拉格朗日多項式係依該當前觸摸點座標(x3 ,y3)、該前一觸摸點座標(x2 ,y2)及該前前一觸摸點座標(x1 ,y1)產生之以垂直座標(y)為變數之一多項式。
- 如請求項6所述之觸控模組，其中，該拉格朗日觸控軌跡擬合程序進一步包括：預設一閥值△x h 及一差值△x=|(x 3-x 2)-(x 2-x 1)|，令下一觸摸點的x座標為；及令下一觸摸點的y座標為，其中f(．)為該第一拉格朗日多項式。
- 如請求項7所述之觸控模組，其中，該拉格朗日觸控軌跡擬合程序進一步包括： 在多個手指軌跡中找出與該下一觸摸點(,)最鄰近之一手指軌跡以判定該下一觸摸點(,)的歸屬手指軌跡。
- 如請求項7所述之觸控模組，其中，該拉格朗日觸控軌跡擬合程序進一步包括：令下一插入點的x座標為，y座標為
- 如請求項6所述之觸控模組，其中，該拉格朗日觸控軌跡擬合程序進一步包括：該控制電路藉由一通信介面依序將該當前觸摸點座標與該插入點座標傳送至一應用處理器。
- 如請求項6所述之觸控模組，其中該感測陣列係由一電容式感測陣列、一超音波式感測陣列、一壓力式感測陣列和一光學式感測陣列所組成群組所選擇的一種感測陣列。
- 一種資訊處理裝置，其具有一觸控模組及一應用處理器，其中，該觸控模組具有一控制電路及一感測陣列，其特徵在於該控制電路執行一拉格朗日觸控軌跡擬合程序，該程序包括：自該感測陣列週期性地讀出一觸摸點座標；取一當前觸摸點座標(x3 ,y3)和一前一觸摸點座標(x2 ,y2)之中間點，該中間點具有一第一水平座標(xc)及一第一垂直座標(yc)，將該第一水平座標(xc)代入一第一拉格朗日多項式以獲得一第二垂直座標()，及將該第一垂直座標(yc)代入一第二拉格朗日多項式以獲得一第二水平座標()；以及依該當前觸摸點座標(x3 ,y3)、該前一觸摸點座標(x2 ,y2)及一前前一觸摸點座標(x1 ,y1)之水平和垂直相對位置關係決定一插入點的座標為(xc ,)或 (,yc)，其中，當(x1-x2)×(x2-x3)大於0且(y1-y2)×(y2-y3)不大於0，則插入點座標取(xc ,)；當(y1-y2)×(y2-y3)大於0且(x1-x2)×(x2-x3)不大於0，則插入點座標取(,yc)；及當(y1-y2)×(y2-y3)大於0且(x1-x2)×(x2-x3)大於0，則插入點座標取(xc ,)和(,yc)中與(xc ,yc)較近者；其中，該第一拉格朗日多項式係依該當前觸摸點座標(x3 ,y3)、該前一觸摸點座標(x2 ,y2)及該前前一觸摸點座標(x1 ,y1)產生之以水平座標(x)為變數之一多項式，且該第二拉格朗日多項式係依該當前觸摸點座標(x3 ,y3)、該前一觸摸點座標(x2 ,y2)及該前前一觸摸點座標(x1 ,y1)產生之以垂直座標(y)為變數之一多項式。
- 如請求項12所述之資訊處理裝置，其中，該拉格朗日觸控軌跡擬合程序進一步包括：預設一閥值△x h 及一差值△x=|(x 3-x 2)-(x 2-x 1)|，令下一觸摸點的x座標為；及令下一觸摸點的y座標為，其中f(．)為該第一拉格朗日多項式。
- 如請求項13所述之資訊處理裝置，其中，該拉格朗日觸控軌跡擬合程序進一步包括：在多個手指軌跡中找出與該下一觸摸點(,)最鄰近之一手指軌跡以判定該下一觸摸點(,)的歸屬手指軌跡。
- 如請求項13所述之資訊處理裝置，其中，該拉格朗日觸控 軌跡擬合程序進一步包括：令下一插入點的x座標為，y座標為
- 如請求項12所述之資訊處理裝置，其中，該拉格朗日觸控軌跡擬合程序進一步包括：該控制電路藉由一通信介面依序將該當前觸摸點座標與該插入點座標傳送至一應用處理器。
- 如請求項12所述之資訊處理裝置，其係由一智慧型手機、一攜帶型電腦和一車用電腦所組成群組所選擇的一種裝置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| TW111148985A TWI843345B (zh) | 2022-12-20 | 2022-12-20 | 拉格朗日觸控軌跡擬合方法、觸控模組及資訊處理裝置 |
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| TW111148985A TWI843345B (zh) | 2022-12-20 | 2022-12-20 | 拉格朗日觸控軌跡擬合方法、觸控模組及資訊處理裝置 |
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| TWI507936B (zh) * | 2013-02-07 | 2015-11-11 | Mstar Semiconductor Inc | 觸控面板及其校正裝置 |
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| CN110928449A (zh) * | 2019-11-26 | 2020-03-27 | 北京集创北方科技股份有限公司 | 触控屏的报点方法及装置、电子设备、存储介质 |
| TWI699688B (zh) * | 2019-11-26 | 2020-07-21 | 大陸商北京集創北方科技股份有限公司 | 高報點率的觸控資訊處理方法及利用其之觸控系統和電子裝置 |
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2022
- 2022-12-20 TW TW111148985A patent/TWI843345B/zh active
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