基于机器视觉的多点触摸跟踪方法

摘要

本发明涉及图像分析、目标检测与目标跟踪领域，特别是多点触摸轨迹跟踪方法。一方面，该方法设定了两个最优条件，最优条件1要求相邻帧间各触摸点关联后的总距离达到相对最小值，最优条件2要求相邻帧间各已关联触摸点之间的距离相对一致。该方法通过寻找满足这两个最优条件的触摸点，将其进行关联，从而生成正确的移动轨迹；另一方面，该方法融合运用基于方向的搜索技术，加快了搜索速度，降低了计算复杂度。

主权项

1.一种基于机器视觉的多点触摸跟踪方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：根据经验统计值，初始化触摸点作用域范围值；步骤2：获取当前帧各触摸点坐标，并判断当前帧是否为第一帧，若是则执行步骤11；若否则执行步骤3；步骤3：根据当前作用域范围值判断前一帧中是否存在一对一触摸点或一对多触摸点，若存在则执行步骤4；若不存在则执行步骤11；步骤4：判断前一帧中是否存在一对一触摸点，若存在，则执行步骤5；若不存在，则执行步骤6；步骤5：将一对一触摸点进行关联，并用各对关联点欧式距离的平均值的1至2倍更新作用域范围值，且用各对关联点夹角的平均值作为参考方向；并判断前一帧中是否还有未关联的一对多触摸点，若有则执行步骤7，若无则执行步骤11；步骤6：将一对多触摸点进行关联，并用各对关联点欧式距离的平均值的1至2倍更新作用域范围值，且用各对关联点夹角的平均值作为参考方向；执行步骤11；步骤7：对前一帧中的一对多触摸点在其作用域范围中依参考方向搜索仍未与其关联的相连触摸点，并进行预关联，执行步骤8；步骤8：计算各对预关联触摸点的总距离，判断其总距离是否达到相对最小值，若达到相对最小值，执行步骤9；否则，重新进行预关联，执行步骤7；步骤9：比较各对预关联触摸点之间的距离，是否都处于同一范围中，若是，则表示预关联正确，进而将其关联，执行步骤10；否则，重新进行预关联，执行步骤7；步骤10：对各预关联点进行关联，执行步骤11；步骤11：获取下一帧图像，回到步骤2；在步骤2中，触摸点坐标形式为有序坐标，其中表示触摸点横轴坐标，表示触摸点纵轴坐标，为标志位用于记录关联时的索引值，其值初始化为0，若该触摸点已进行关联或无需关联，则置其置其标志位的索引值为1<<11；在步骤7中，对前一帧中的一对多触摸点先在其作用域范围中依参考方向搜索当前帧中的触摸点，若搜索到的触摸点的索引值为1<<11，则放弃与该触摸点的关联；若该索引值不为1<<11，则将该一对多触摸点和该触摸点进行预关联，并将两预关联点之间的距离值和位于当前帧中的该触摸点的位序存入相应的距离容器中，该距离容器与位于前一帧中的该一对多触摸点对应；在步骤7中，首先对前一帧中每个一对多触摸点依参考方向搜索当前帧中的相连触摸点并建立距离容器，然后依据距离容器取值来关联该一对多触摸点；在步骤2中，各触摸点的有序坐标的序位按值降序排列，并将各触摸点的有序坐标及其序位存入数据容器中；在步骤7中，先初始化L=0，并对各距离容器中的数据进行取值，取值规则如下：在第一个距离容器中取数据容器中排序为第一的数据，L=L+1；在第二个距离容器中也取排序为第一的数据，但需与第一个距离容器中所取数据进行位序比较，若位序相同，则放弃排序为第一的数据，取排序为第二的数据，同样也需要与第一个距离容器中所取数据的位序比较，直到取到与第一个距离容器中所取数据的位序不同的数据为止；直至所有一对多触摸点对应的距离容器都取完值为止。