识别多点触摸区域转动手势的方法
专利名称：识别多点触摸区域转动手势的方法
技术领域：
本发明概括地讲涉及为触摸板提供输入的方法。具体地，本发明涉及一种当在触摸感应表面上以将多个对象看作单个对象的方式而使用多个对象来做出手势时检测和跟踪转动手势的方法，该单个对象的周长或端点由所述多个对象限定，由此将多个对象看作单个对象从而简化检测和跟踪算法。
背景技术：
由于便携式电子装置更加普遍地存在，对其进行有效控制的必要性变得日益重要。得益于使用触摸感应表面作为为使用者提供输入的手段的便携式电子设备的广泛配置包括但不被认为局限于音乐播放器、DVD播放器、视频文件播放器、个人数字助理(PDA)、数字相机和摄像机、移动电话、智能电话、手提电脑和笔记本电脑、全球定位卫星(GPQ设备和其它便携式电子装置。甚至固定的电子装置，比如台式电脑，可以利用为触摸板提供输入的改进系统和方法的优势，该改进系统和方法为用户提供更好的功能。许多便携式和固定电子装置具有的主要问题之一是其外形尺寸限制了可能利用装置进行交流的方式的数量。一般地，当便携式为重要特征时，可用于界面的空间量非常有限。例如，通常称为智能电话的移动电话目前提供了电话和个人数字助理(PDA)的功能。通常，PDA需要巨大量的用于输入的表面区域和实用的显示屏。可移动的智能电话提供具有触摸感应屏幕性能的LCD。由于智能电话是便携式的， 可用于显示屏空间的空间量是有限的，创建了用于扩大和收缩被显示数据的相对尺寸的工具。多点触摸手势通常称为“捏合缩放(pinch and zoom)”动作。存在其他多点触摸手势，当使用具有多点触摸性能的设备时该多点触摸手势也具有很大用途。具体的一个多点触摸手势是转动指令。缺点是，在现有技术中熟知的一种在触摸板表面上对拇指和食指实施检测和跟踪的方法是在触摸感应表面上将拇指和食指作为分离的对象进行检测和跟踪(或者任何一个手指用于捏合和反向捏合)。跟踪多个对象意味着对一个对象实施的计算必须对每个对象来实施。因此，在任一触摸板处理器上对正在被跟踪的每个手指或指向对象(以下可互换地使用)的计算负荷大大增加。在触摸感应表面比如触摸板或触摸屏(以此往下称为触摸板)上简化检测和跟踪多个对象的过程将是对现有技术的改进。描述能够用于本发明的触摸板和触摸屏技术的一个实施例是有用的。具体地， CIRQUE 公司的电容感应触摸板和触摸屏技术能够用于实现本发明。CIRQUE 公司的触摸板是交互电容感应设备并且在图1中例示了一个实例。触摸板可使用不透明表面或使用透明表面制造。因此，触摸板可作为传统触摸板或作为在显示屏上的触摸感应表面，从而作为触摸屏来进行操作。在CIRQUE 公司的此触摸板技术中，使用行和列电极的网格限定触摸板的触摸感应区域。一般地，触摸板为大约16乘12个电极的矩形网格，或者当存在空间限制时为8乘
46个电极的矩形网格。这些行和列电极的交错为单个的感应电极。所有位置测量的通过感应电极完成。但是，行和列电极也可以充当感应电极，因此重要的方面是至少一个电极驱动信号，且另一个电极用于信号检测。 更加详细地，图1示出如由CIRQUE 公司所教导的电容感应触摸板10，其包括在触摸板电极网格中的行(12)和列(14)(或X和Y)电极的网格。触摸板参数的所有测量从也设置在触摸板电极网格上的单个感应电极16获得，而不是从X或Y电极12、14获得。测量时没有固定的参考点。触摸板传感器控制电路20产生来自于P、N发生器22、24(正和负) 的信号，该发生器的信号以各种方式被直接发送到X和Y电极12、14。因此，一般地在触摸板电极网格上的电极数量与触摸板传感器控制电路20上的驱动引脚的数量之间存在一对一的对应性。然而，使用电极的复用可以改变这一配置。 触摸板10不依赖于绝对电容测量来确定触摸板表面上的手指(或其它电容对象) 的位置。触摸板10测量对于感应线16的电荷失衡。当触摸板10上没有指向对象时，触摸板传感器控制电路20处于平衡状态，并且在感应线16上没有信号。在电极12、14上可能有或可能没有电容充电。在CIRQUE 公司的方法中，其是无关的。当指向设备因为电容耦合而产生失衡时，在包含触摸板电极网格的多个电极12、14上发生电容变化。被测量的是电容的变化，而不是电极12、14上的绝对电容值。触摸板10通过测量必须注入到感应线16 上的电荷量以重新建立或者恢复感应线上的平衡，从而确定电容的变化。为了确定指向对象比如手指的位置，触摸板10必须进行用于X电极12和用于Y 电极14 (四个全部测量)的两个全部测量循环。用于X12和Y14电极两者的步骤如下首先，用来自于P、N发生器22的第一个信号驱动一组电极(例如选择的一组X电极12)并且使用交互电容测量设备沈完成第一次测量从而确定最大信号的位置。但是，从这一次测量中不可能知道手指是否在离最大信号最近的电极一侧或另一侧。其次，通过一个电极移动到最近电极的一侧，用一个信号再次驱动这组电极。换句话讲，添加接近这组一侧的电极，同时不再驱动原始组的相对侧的电极。第三，新一组电极被驱动并且进行第二次测量。最后，使用比较两个所测量信号大小的方程式确定手指的位置。因此，为了确定手指的位置，触摸板10测量电容的变化。上面所描述的所有该硬件和技术假设触摸板传感器控制电路20直接驱动触摸板10的电极12、14。因此，对于典型的12X16电极网格触摸板，可从触摸板传感器控制电路20得到总共观个引脚(12+16 = 28)，用于驱动电极网格的电极12、14。CIRQUE 公司触摸板的灵敏度或分辨率比行和列电极的16乘12网格所具有的高得多。分辨率一般在每英寸采样960次的量级，或者更大。准确的分辨率由元件的灵敏度、 位于同一行和列上的电极之间的空隙和其它对本发明不重要的因素决定。尽管上述的CIRQUE 的触摸板使用X和Y电极的网格和分离的以及单个的感应电极，感应电极也可以是使用复用技术的X或Y电极。任一个设计都将能让本发明起作用。用于CIRQUE 公司触摸板的基本技术是基于电容传感器的。但是，其它触摸板技术也可用于本发明。这些其它的近距感应和触摸感应触摸板技术包括电磁、电感、压力传感、静电、超声、光学、电阻膜、半导体膜或其它手指或光笔感应技术。现有技术中包括对已能检测和跟踪触摸板上的多个对象的触摸板的描述。该现有技术的专利对在触摸板上任意处检测和跟踪个别对象的触摸板进行了教导并要求了权利。 该专利描述了一种系统，对象通过该系统显示为以曲线表示的信号的“最大值”，该曲线指示指向对象的存在和位置。因此也存在作为信号图上的下段的“最小值”，该“最小值”指示没有检测到指向对象。图2为例示第一最大值30、最小值32和第二最大值34概念的图，该概念是触摸板上在其之间带有间隙的两个对象的检测结果。现有技术总是将对象作为分离的对象和单个的对象进行跟踪，因此当其围绕触摸板移动时必须跟踪每个对象。比现有技术具有的优势为提供一种新的检测和跟踪方法，该方法不需要系统确定在触摸板表面上有多少对象，而仍能够得知它们的存在。另外一个优势是使用这一新方法实施多点触摸转动手势。
发明内容
在优选实施例中，本发明为用于检测和跟踪触摸板或触摸屏上多个对象的系统和方法，其中所述方法提供一种新的数据收集算法，其中所述方法降低了执行检测和跟踪算法的处理器上的计算负荷，其中多个对象被看作单个对象的元素而不是分离的对象，其中当检测两个对象时，所述对象的位置被看作单个对象的四边形轮廓的角，并且其中所述多个对象能够被跟踪从而实施多点触摸转动手势。在本发明的第一个方面中，现有的触摸板和触摸屏(以下都称为“触摸板”)硬件和扫描例程可以与这种新的分析算法一起使用。在本发明的第二个方面中，在固件中不需要改变硬件就能够执行新的分析算法。在第三个方面中，触摸板执行常用扫描程序以从触摸板上的所有电极中获得数据，其中数据通过寻找对象而进行分析，该对象的寻找是从触摸板的外部边缘或边界开始然后向内移动或穿过触摸板表面的。当在数据中检测到对象的边缘时结束数据分析。然后在与第一外部边缘相对的外部边缘或边界上开始分析，然后向内部继续。当在数据中检测到对象的边缘时再一次结束数据分析。在正交方向上重复该过程。因此如果第一边界两个都是触摸板的水平边界，那么使用两个垂直边界开始分析。分析从不示出在触摸板上检测什么从每个方向经过第一对象的边缘。因此触摸板从不确定在触摸板上的对象总量，且除了来自四个方向的对象边缘之外从来不必计算任何事物，由此大大减少了触摸板处理器上的计算费用。结合附图从下面的详细描述中，本发明的这些和其它目的、特征、优势和可替换的方面对于本领域技术人员来讲会变得更加明显。
图1为如CIRQUE 公司制造的其可根据本发明的原理进行操作的电容感应触摸板的元件的框图。图2为示出由现有技术所教导的检测触摸板上两个对象的图。图3为示出具有拇指和食指的使用者的手接触其表面的本发明触摸板的俯视图。图4为示出当拇指和食指接触时触摸板看到单个对象的触摸板的俯视图。图5为示出当拇指和食指分离时触摸板看到两个对象但被看作单个对象的触摸板的俯视图。图6为示出当三个或更多手指与触摸板接触时触摸板看到多个对象但是仍被看作单个对象的触摸板的俯视图。图7为示出可作为单个大的对象来跟踪的多个对象的触摸板的俯视图。图8为示出更大对象的轮廓的角中两个对象的位置的本发明的触摸板的俯视图。图9为示出弓形手指(arc finger)如何移动的触摸板的俯视图，该移动被解释为顺时针或逆时针移动。
具体实施例现在参考附图，其中本发明的各种元素将被给予数字标记并且其中发明将被讨论以使得本领域技术人员能够制造和使用本发明。将会理解，下面的描述只是本发明原理的示例，而不应视为对所附权利要求的限制。在描述本发明的实施例之前，重要的是理解本发明的触摸板硬件扫描所有的触摸板电极。CIRQUE 的触摸板总是具有收集相同原始数据的能力，如图2的现有技术所示。另夕卜，触摸板的电极的扫描方式不是该发明的要素。在本发明中使用的CIRQUE 公司的触摸板看起来是独一无二的，因为电极被分组地顺序扫描而不是同时扫描。然而，与本发明相关的不是怎样从触摸板的电极收集数据，而是该怎样使用和分析数据。通过下面的公开，新的数据收集算法的重要性将会变得明显。图3提供的是根据本发明的原理制造的触摸板10的顶部正视图。触摸板10能够同时检测和跟踪多个对象。认为拇指36和食指38被一起下压并放置在触摸板10上的任意位置。很可能拇指36和食指38的组合将被触摸板10视为单个对象。这种情况很可能发生，因为拇指36和食指38的组织很可能会被下压得足够用力从而产生变形并且当朝着触摸板10下压时基本上在它们之间不会留下间隙。通常的检测算法将以该方式运行，即当检测到单个对象时它们很快就运行。也就是说，对于被检测对象，要确定中心点或者形心。 该形心被认为是被检测对象在触摸板10上的位置。图4为在触摸板10上的拇指36和食指38的位置处触摸板10可能检测到的信息的顶部正视图。例如，触摸板10可能检测到不规则但是大概为圆形的轮廓40，带有由十字光标所指示的中心点42的位置。对象40仅为近似对象，不应认为是触摸板10所检测到的信息的准确表示。重要的是应理解，一般只有单个对象会被检测到。当拇指36和食指38以反向的收缩运动被移动开时，触摸板10能够检测两个分离的对象。尽管由于其初始的开发触摸板已能够检测多个对象，在触摸板表面上的多于一个对象的检测和跟踪一直以来总是被假定为不令人期望的，因此运行算法以使得被检测对象中的一个被忽略，同时所期望的对象的位置会继续被跟踪。关于哪个对象将被跟踪的决定显然可以改变。但是在现有技术中通常是跟踪最大的目标而忽视较小的目标。然而，这是一个随意的决定并且可使用选择哪个对象被跟踪的一些其它方式，例如只跟踪待检测的第一个对象。本发明为一种如何使用这种检测和跟踪多个对象以实施多点触摸手势的独特方法的新方法。基本上存在两个不同的检测情况。当只检测两个对象时产生第一种情况。当检测多于两个对象时产生第二种情况。
第一种情况的图解如图5所示。图5为当拇指36和食指38从一边抵放在触摸板 10上且拇指和食指分离时触摸板10可能检测的信息的图解。图5显示检测到两个对象36、 38，每个分别具有其自己的形心46、48并如十字光标所示。虚线44设置为说明本发明的方法怎样使用来自于两个对象36、38的数据。虚线44用于显示本发明的方法将两个对象36、 38看作单个的大的对象。该单个对象被伸长因此看起来具有两个端点46、48。如果拇指36和食指38如图5所示被移动开，那么本发明的方法将对象看作触摸板10上的更大的单个对象。类似地，移动拇指36和食指38更靠近在一起将产生在触摸板 10上看到更小对象的方法，不管拇指和食指是否接触。要强调的是，不管对象是大或小，跟踪单个对象所需的算法比如果方法是必须仅跟踪单个对象而故意忽略第二个对象更加简单。为了以简洁的方式陈述第一个实施例，同时本发明认识到两个对象物理上存在于触摸板10上，第一个实施例的数据收集算法将两个对象看作好像它们是单个对象一样。应该认识到，当手掌放置在触摸板10上时，也产生这个检测单个大的对象的情况。事实上，通常算法被开发用于处理当检测大的单个对象的情况。一种典型的情况是忽略大的对象，假定使用者已无意地将手掌放在触摸板上，并且没有故意的接触。认为手掌根部放在触摸板10上。根部相对较小且为单个对象。现在如果手掌向前摇动以使得手掌的更多部分与触摸板10接触，更大的手掌仍然是单个对象，并且由触摸板10视为单个对象。因此，当检测单个的大的对象以及当检测两个对象时，本发明的新的数据收集算法所起的作用相同。规划第一实施例以考虑接触点并将它们看作单个的大的对象的外部边缘，不论它们是否形成自单个对象(比如手掌)还是由两个或更多的对象(比如拇指36和食指38)形成。应该很显然，拇指36和食指38可以是使用者的手的任意两个手指或者甚至来自两只不同手的手指。当在触摸板10上检测到有多于两个的对象时，本发明基本上以同样的方式运行。 代替查看端点的是，本发明将查看表示单个的大的对象的周长或边界的对象。因此，单个的大的对象的形心可以是由算法所确定的周长的“中心”。在图6中，现在例示了这种情况，其中多于两个对象与触摸板10接触。在这一实施例中，规划触摸板10以使用多个接触点的形心。不管它们是形成自单个对象(比如手掌) 还是形成自多个对象(比如拇指36、食指38和至少一个其它手指)，形心是单个大的对象的外部边缘。应该很显然，拇指36和食指38也可由使用者的手的任何其它手指或者甚至不同手的手指代替。因此，在图6中现在检测到三个对象36、38和50。虚线46用于示出通过使用被检测的对象来确定对象的尺寸为单个对象的周长。在已确定触摸板10现在能够将多个对象看作单个对象后，现在这一信息能够被本发明用于实施以前所描述的用于实施多点触摸区域转动手势的操作。图7为触摸板60的示意图，该触摸板60被分为单元格或网格框62和轮廓64。单元格62和轮廓64是虚拟的，但是被用于说明多点触摸区域手势的概念。多点触摸区域手势的过程或算法如下所述。当在触摸板50上设置两个对象时，本发明基本上将创建对象的四边形轮廓64。因此轮廓64将具有四个角。本发明的检测方法不识别限定轮廓的实际对象存在于哪个角上。
图8例示了两个对象的概念，该概念限定了轮廓64的两个角66。如果两个对象在点60和62处产生接触，该方法不确定对象实际是在点60和62处，还是在68和70处。然而， 本发明算法的第一步为确定在一组唯一的轮廓64上四个角中哪一个被安插手指(planted finger)所安插(定义为“保持静止”)，其中轮廓64为将被用于跟踪触摸板60上的手势区域的对象。图7示出了由唯一的边界所区分的三个轮廓70、72、74。网格框P76为保持相同的网格框，因此标记了安插手指或安插角。标记为“ 1 ”、“ 2，，和“ 3 ”的网格框是触摸板60 上的移动或弓形手指或其它对象的连续位置。安插角76是通过在实施多点触摸区域转动手势期间找到轮廓70、72、74的哪个网格框62保持不变来确定的。假设如果对象中的一个被识别为安插手指，那么默认另一个手指为移动对象。假定移动对象为手指，则移动手指也被称作弓形手指。在识别安插角76后，算法的第二步为确保轮廓64的区域内的变化满足一些预定的最小移动。必须满足轮廓64的区域的尺寸的变化的四个条件之一，从而认为手势为可能的多点触摸区域转动手势。第一个可能的条件是轮廓64的宽度变化大于预定常量，且轮廓的高度变化小于或等于零。第二个可能的条件是轮廓64的宽度变化小于预定负常量，且轮廓的高度变化大于或等于零。第三个可能的条件是轮廓64的高度变化大于常量，且轮廓的宽度变化大于或等于零。第四个可能的条件是轮廓64的高度变化小于负常量，且轮廓的宽度变化大于或
等于零。四个条件确保捏合缩放手势(其需要高度和宽度两者同时放大或缩小)不被解释为多点触摸区域转动手势。在捏合缩放中存在特殊的情况，其中如果手指在轴上并实施手势，则即使轮廓64不在一个方向上放大，该方法也将能够检测捏合缩放手势。在图7中，轮廓64的宽度从位置1到位置2的变化小于负常量，同时高度的变化大于零。每个手势这一条件只需要满足一次。算法的第三步为确定在轮廓64内至少一个角被安插。然而，如果作出弓形的使用者的手指(弓形手指)平行于触摸板60的边缘移动，那么有可能两个角被安插。如果点P76 处的手指移动了，那么就没有安插手指，因此该手势不被认为是多点触摸区域转动手势。现在，因为信息不足以确定哪一个是真的，如果轮廓64的两个角被认为是被安插的，第四步为跟踪数据应被用于“猜测”哪一个手指实际上被安插。例如，如果轮廓72的高度没有增加，那么通过整个手势，顶部y-轴的值将保持不变。因此，轮廓70、72、74的两个边缘将保持不变，并且不可能断定哪个角实际上被安插了，以及哪个是移动的弓形手指。通过观察，已确定在安插和多点触摸区域转动手势中，大多数人首先会将他们的安插手指放在触摸板60上。即使当第二手指放置在触摸板上时，触摸板60然后会继续将这一位置报告为安插的角。优选地，除非绝对需要，否则不使用此数据。这是因为，如果使用者将移动手指首先放置在触摸板60上，本发明的方法将报告多点触摸区域转动手势向相反方向移动。第五步为确定弓形手指是否(向上、下、右、左)移动。跟踪弓形手指的移动方向
9是通过观察轮廓64的边缘如何变化而实现的。在图7中，边缘80被视为从左向右移动穿过触摸板60。因此我们知道弓形手指正向右移动。相反，如果弓形手指对角地移动穿过触摸板60，弓形手指在其上被移动最远的轴被报告为移动的方向。只有一个移动方向可被报告为是将被算法所跟踪的移动方向。第六步为确定弓形手指相对于安插手指的位置(上、下、右、左)。通过检查轮廓 64的中心点并查看弓形手指相对于安插手指位于哪里来确定手指实际位置。在图7中，轮廓64的中心从1(上/左)移动至2(上)至3(上/右)。因为轮廓M的中心一致地位于安插手指的上方，弓形手指被认为是位于安插手指的上方。也可以接受的是，如果弓形手指一直在安插手指的右方和上方，则将两种情况作为真实情况报告。带有步骤5和6中所计算的两条信息，即弓形手指的移动方向和弓形手指相对于安插手指的位置，算法的第七步为确定多点触摸区域转动手势是为顺时针还是逆时针转动。当处理转动问题时有八种可存在的有效状态。对于顺时针转动，弓形手指的四种可能状态为a.弓形手指在上方并向右移动。b.弓形手指在下方并向左移动。c.弓形手指在右方并向下移动。d.弓形手指在左方并向上移动。对于逆时针转动，弓形手指的四种可能状态为a.弓形手指在上方并向左移动。b.弓形手指在下方并向右移动。c.弓形手指在右方并向上移动。d.弓形手指在左方并向下移动。从这八种不同的状态中，当试图检测多点触摸区域转动手势时，所有其它的组合都没有意义因此被忽略。所以，如果报告了两个弓形手指的位置，随着所报告的弓形手指的移动，所有位置中只有一个位置会有意义。例如，在图9中，弓形手指在触摸板60上的位置为位于位置“1”处、既在安插手指的右边又在其上面。当弓形手指移动至位置“2”然后至位置“3”时，弓形手指的移动将被报告为向下，因为框的宽度的变化小于轮廓64的高度。因为下和上的组合没有意义，只有下和向右的组合有意义。因此，转动将被认为是在顺时针方向。为了有助于减少无意识的转动，算法的第九步为基于是检测到顺时针还是逆时针转动而对计数器增量或减量。如果计数器到达一定大小，它会发出转动指令。否则，当多点触摸区域转动手势完成后，第十步为检查和查看弓形手指看起来已在哪个方向移动，并再一次发送转动指令。这种检查避免了单个不好的样本引起算法发出错误的转动指令。现有技术的多个对象的检测和跟踪的方法查看触摸板上的每个指向对象。相反， 多点触摸区域转动手势是唯一的，因为其不需要在触摸板上跟踪多个单个的指向对象从而识别手势。本发明教导了数据收集算法，该算法从外部边缘开始并向内移动或穿过触摸板。 可替代地，数据收集算法可以从中心开始并朝着触摸板的外部边缘向外移动。本发明也将重点放于在矩形触摸板上检测和跟踪对象。在圆形触摸板上，圆形检
10测区域可恰好是矩形网格上的覆盖层。但是，也可使用圆形电极网格。在第一个圆形的实施例中，当数据收集算法从单个外部边缘向触摸板的中心移动，或从中心沿着朝向外部边缘的所有方向向外移动，在其到达第一个对象时，数据收集算法停止。但是，在第二个圆形实施例中，圆形电极网格可被分割为类似几块饼图的象限。因此，数据收集算法会在每个分离的象限中检测一个对象。将会理解，上面所述的配置只是对本发明原理应用的例示性说明。在不背离本发明的主旨和范围的情况下，本领域技术人员可以设计很多变化和替代的配置。所附权利要求用于涵盖这样的变化和配置。相关申请的交叉引用本文件要求案件号为4438. CIRQ. PR,具有序列号61/109，109并且于2008年10 月28日提交的临时专利申请的优先权，且通过引用的方式合并包含在上述申请中的全部主题。
权利要求
1.一种用于在触摸感应表面上跟踪多点触摸区域手势的方法，所述方法包括的步骤为1)在触摸板上检测至少两个对象并且基于所述至少两个对象限定四边形；2)确定所述四边形的角是否具有静止的安插手指；3)确定所述四边形的高度和宽度的变化是否符合用于作为弓形手指移动变化的预定标准；4)确定所述弓形手指的移动方向；5)确定所述弓形手指相对于所述安插手指的位置；和6)确定所述弓形手指的转动方向并且指定所述转动方向为区域可转动手势的转动方向。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括确定所述四边形的两个角是否被认为含有安插手指的步骤。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述方法还包括如果关于哪一个手指被安插的数据不清楚，则指定所述安插手指中的一个被安插，且另一个手指为所述弓形手指的步骤。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所述方法还包括指定接触所述触摸板的第一个手指被认为是所述安插手指，且接触所述触摸板的第二个手指为所述弓形手指的步骤。
5.如权利要求3所述的方法，其中，所述方法还包括指定接触所述触摸板的第一个手指被认为是所述弓形手指，且接触所述触摸板的第二个手指为所述安插手指的步骤。
6.如权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括步骤通过将高度和宽度的变化与以下四个标准进行比较，来确定所述四边形的高度和宽度的变化是否符合用于作为弓形手指的移动变化的预定标准a.框的宽度的变化大于常量，且所述框的高度的变化小于或等于零；b.所述框的宽度的变化小于负常量，且所述框的高度的变化大于或等于零；c.所述框的高度的变化大于常量，且所述框的宽度的变化大于或等于零；以及d.所述框的高度的变化小于负常量，且所述框的宽度的变化大于或等于零。
7.如权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括观察所述四边形的边缘以确定所述弓形手指在哪个方向移动的步骤。
8.如权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括步骤如果确定所述弓形手指具有以下位置和方向，则指定所述弓形手指的方向为顺时针转动a.所述弓形手指在上方并向右移动；b.所述弓形手指在下方并向左移动；c.所述弓形手指在右方并向下移动；以及d.所述弓形手指在左方并向上移动。
9.如权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括步骤如果确定所述弓形手指具有以下位置和方向，则指定弓形手指的方向为逆时针转动a.弓形手指在上面并向左移动；b.弓形手指在下面并向右移动；c.弓形手指在右方并向上移动；以及d.弓形手指在左方并向下移动。
10.如权利要求1所述的方法，其中所述方法还包括步骤指定计数器以转动指令，其中每次检测到顺时针转动时所述计数器被增量，并且每次检测到逆时针转动时所述计数器被减量。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述方法还包括步骤如果所述计数器达到预定的大小则实施顺时针转动，并且如果所述计数器达到预定的大小则实施逆时针转动。
全文摘要
一种用于在触摸板或触摸屏上检测和跟踪多个对象的系统和方法，其中该方法提供了新的数据收集算法，其中该方法减少了执行检测和跟踪算法的处理器上的计算负荷，其中多个对象被看作单个对象的元素而不是看作分离的对象，其中，当检测两个对象时，该对象的位置被看作单个对象的四边形轮廓的角，并且其中该多个对象能够被跟踪以便实施多点触摸转动手势。
文档编号G06T7/20GK102483848SQ200980143148
公开日2012年5月30日 申请日期2009年10月28日 优先权日2008年10月28日
发明者贾里德·C·希尔 申请人:瑟克公司
技术领域：
本发明概括地讲涉及为触摸板提供输入的方法。具体地，本发明涉及一种当在触摸感应表面上以将多个对象看作单个对象的方式而使用多个对象来做出手势时检测和跟踪转动手势的方法，该单个对象的周长或端点由所述多个对象限定，由此将多个对象看作单个对象从而简化检测和跟踪算法。
背景技术：
由于便携式电子装置更加普遍地存在，对其进行有效控制的必要性变得日益重要。得益于使用触摸感应表面作为为使用者提供输入的手段的便携式电子设备的广泛配置包括但不被认为局限于音乐播放器、DVD播放器、视频文件播放器、个人数字助理(PDA)、数字相机和摄像机、移动电话、智能电话、手提电脑和笔记本电脑、全球定位卫星(GPQ设备和其它便携式电子装置。甚至固定的电子装置，比如台式电脑，可以利用为触摸板提供输入的改进系统和方法的优势，该改进系统和方法为用户提供更好的功能。许多便携式和固定电子装置具有的主要问题之一是其外形尺寸限制了可能利用装置进行交流的方式的数量。一般地，当便携式为重要特征时，可用于界面的空间量非常有限。例如，通常称为智能电话的移动电话目前提供了电话和个人数字助理(PDA)的功能。通常，PDA需要巨大量的用于输入的表面区域和实用的显示屏。可移动的智能电话提供具有触摸感应屏幕性能的LCD。由于智能电话是便携式的， 可用于显示屏空间的空间量是有限的，创建了用于扩大和收缩被显示数据的相对尺寸的工具。多点触摸手势通常称为“捏合缩放(pinch and zoom)”动作。存在其他多点触摸手势，当使用具有多点触摸性能的设备时该多点触摸手势也具有很大用途。具体的一个多点触摸手势是转动指令。缺点是，在现有技术中熟知的一种在触摸板表面上对拇指和食指实施检测和跟踪的方法是在触摸感应表面上将拇指和食指作为分离的对象进行检测和跟踪(或者任何一个手指用于捏合和反向捏合)。跟踪多个对象意味着对一个对象实施的计算必须对每个对象来实施。因此，在任一触摸板处理器上对正在被跟踪的每个手指或指向对象(以下可互换地使用)的计算负荷大大增加。在触摸感应表面比如触摸板或触摸屏(以此往下称为触摸板)上简化检测和跟踪多个对象的过程将是对现有技术的改进。描述能够用于本发明的触摸板和触摸屏技术的一个实施例是有用的。具体地， CIRQUE 公司的电容感应触摸板和触摸屏技术能够用于实现本发明。CIRQUE 公司的触摸板是交互电容感应设备并且在图1中例示了一个实例。触摸板可使用不透明表面或使用透明表面制造。因此，触摸板可作为传统触摸板或作为在显示屏上的触摸感应表面，从而作为触摸屏来进行操作。在CIRQUE 公司的此触摸板技术中，使用行和列电极的网格限定触摸板的触摸感应区域。一般地，触摸板为大约16乘12个电极的矩形网格，或者当存在空间限制时为8乘
46个电极的矩形网格。这些行和列电极的交错为单个的感应电极。所有位置测量的通过感应电极完成。但是，行和列电极也可以充当感应电极，因此重要的方面是至少一个电极驱动信号，且另一个电极用于信号检测。 更加详细地，图1示出如由CIRQUE 公司所教导的电容感应触摸板10，其包括在触摸板电极网格中的行(12)和列(14)(或X和Y)电极的网格。触摸板参数的所有测量从也设置在触摸板电极网格上的单个感应电极16获得，而不是从X或Y电极12、14获得。测量时没有固定的参考点。触摸板传感器控制电路20产生来自于P、N发生器22、24(正和负) 的信号，该发生器的信号以各种方式被直接发送到X和Y电极12、14。因此，一般地在触摸板电极网格上的电极数量与触摸板传感器控制电路20上的驱动引脚的数量之间存在一对一的对应性。然而，使用电极的复用可以改变这一配置。 触摸板10不依赖于绝对电容测量来确定触摸板表面上的手指(或其它电容对象) 的位置。触摸板10测量对于感应线16的电荷失衡。当触摸板10上没有指向对象时，触摸板传感器控制电路20处于平衡状态，并且在感应线16上没有信号。在电极12、14上可能有或可能没有电容充电。在CIRQUE 公司的方法中，其是无关的。当指向设备因为电容耦合而产生失衡时，在包含触摸板电极网格的多个电极12、14上发生电容变化。被测量的是电容的变化，而不是电极12、14上的绝对电容值。触摸板10通过测量必须注入到感应线16 上的电荷量以重新建立或者恢复感应线上的平衡，从而确定电容的变化。为了确定指向对象比如手指的位置，触摸板10必须进行用于X电极12和用于Y 电极14 (四个全部测量)的两个全部测量循环。用于X12和Y14电极两者的步骤如下首先，用来自于P、N发生器22的第一个信号驱动一组电极(例如选择的一组X电极12)并且使用交互电容测量设备沈完成第一次测量从而确定最大信号的位置。但是，从这一次测量中不可能知道手指是否在离最大信号最近的电极一侧或另一侧。其次，通过一个电极移动到最近电极的一侧，用一个信号再次驱动这组电极。换句话讲，添加接近这组一侧的电极，同时不再驱动原始组的相对侧的电极。第三，新一组电极被驱动并且进行第二次测量。最后，使用比较两个所测量信号大小的方程式确定手指的位置。因此，为了确定手指的位置，触摸板10测量电容的变化。上面所描述的所有该硬件和技术假设触摸板传感器控制电路20直接驱动触摸板10的电极12、14。因此，对于典型的12X16电极网格触摸板，可从触摸板传感器控制电路20得到总共观个引脚(12+16 = 28)，用于驱动电极网格的电极12、14。CIRQUE 公司触摸板的灵敏度或分辨率比行和列电极的16乘12网格所具有的高得多。分辨率一般在每英寸采样960次的量级，或者更大。准确的分辨率由元件的灵敏度、 位于同一行和列上的电极之间的空隙和其它对本发明不重要的因素决定。尽管上述的CIRQUE 的触摸板使用X和Y电极的网格和分离的以及单个的感应电极，感应电极也可以是使用复用技术的X或Y电极。任一个设计都将能让本发明起作用。用于CIRQUE 公司触摸板的基本技术是基于电容传感器的。但是，其它触摸板技术也可用于本发明。这些其它的近距感应和触摸感应触摸板技术包括电磁、电感、压力传感、静电、超声、光学、电阻膜、半导体膜或其它手指或光笔感应技术。现有技术中包括对已能检测和跟踪触摸板上的多个对象的触摸板的描述。该现有技术的专利对在触摸板上任意处检测和跟踪个别对象的触摸板进行了教导并要求了权利。 该专利描述了一种系统，对象通过该系统显示为以曲线表示的信号的“最大值”，该曲线指示指向对象的存在和位置。因此也存在作为信号图上的下段的“最小值”，该“最小值”指示没有检测到指向对象。图2为例示第一最大值30、最小值32和第二最大值34概念的图，该概念是触摸板上在其之间带有间隙的两个对象的检测结果。现有技术总是将对象作为分离的对象和单个的对象进行跟踪，因此当其围绕触摸板移动时必须跟踪每个对象。比现有技术具有的优势为提供一种新的检测和跟踪方法，该方法不需要系统确定在触摸板表面上有多少对象，而仍能够得知它们的存在。另外一个优势是使用这一新方法实施多点触摸转动手势。
发明内容
在优选实施例中，本发明为用于检测和跟踪触摸板或触摸屏上多个对象的系统和方法，其中所述方法提供一种新的数据收集算法，其中所述方法降低了执行检测和跟踪算法的处理器上的计算负荷，其中多个对象被看作单个对象的元素而不是分离的对象，其中当检测两个对象时，所述对象的位置被看作单个对象的四边形轮廓的角，并且其中所述多个对象能够被跟踪从而实施多点触摸转动手势。在本发明的第一个方面中，现有的触摸板和触摸屏(以下都称为“触摸板”)硬件和扫描例程可以与这种新的分析算法一起使用。在本发明的第二个方面中，在固件中不需要改变硬件就能够执行新的分析算法。在第三个方面中，触摸板执行常用扫描程序以从触摸板上的所有电极中获得数据，其中数据通过寻找对象而进行分析，该对象的寻找是从触摸板的外部边缘或边界开始然后向内移动或穿过触摸板表面的。当在数据中检测到对象的边缘时结束数据分析。然后在与第一外部边缘相对的外部边缘或边界上开始分析，然后向内部继续。当在数据中检测到对象的边缘时再一次结束数据分析。在正交方向上重复该过程。因此如果第一边界两个都是触摸板的水平边界，那么使用两个垂直边界开始分析。分析从不示出在触摸板上检测什么从每个方向经过第一对象的边缘。因此触摸板从不确定在触摸板上的对象总量，且除了来自四个方向的对象边缘之外从来不必计算任何事物，由此大大减少了触摸板处理器上的计算费用。结合附图从下面的详细描述中，本发明的这些和其它目的、特征、优势和可替换的方面对于本领域技术人员来讲会变得更加明显。
图1为如CIRQUE 公司制造的其可根据本发明的原理进行操作的电容感应触摸板的元件的框图。图2为示出由现有技术所教导的检测触摸板上两个对象的图。图3为示出具有拇指和食指的使用者的手接触其表面的本发明触摸板的俯视图。图4为示出当拇指和食指接触时触摸板看到单个对象的触摸板的俯视图。图5为示出当拇指和食指分离时触摸板看到两个对象但被看作单个对象的触摸板的俯视图。图6为示出当三个或更多手指与触摸板接触时触摸板看到多个对象但是仍被看作单个对象的触摸板的俯视图。图7为示出可作为单个大的对象来跟踪的多个对象的触摸板的俯视图。图8为示出更大对象的轮廓的角中两个对象的位置的本发明的触摸板的俯视图。图9为示出弓形手指(arc finger)如何移动的触摸板的俯视图，该移动被解释为顺时针或逆时针移动。
具体实施例现在参考附图，其中本发明的各种元素将被给予数字标记并且其中发明将被讨论以使得本领域技术人员能够制造和使用本发明。将会理解，下面的描述只是本发明原理的示例，而不应视为对所附权利要求的限制。在描述本发明的实施例之前，重要的是理解本发明的触摸板硬件扫描所有的触摸板电极。CIRQUE 的触摸板总是具有收集相同原始数据的能力，如图2的现有技术所示。另夕卜，触摸板的电极的扫描方式不是该发明的要素。在本发明中使用的CIRQUE 公司的触摸板看起来是独一无二的，因为电极被分组地顺序扫描而不是同时扫描。然而，与本发明相关的不是怎样从触摸板的电极收集数据，而是该怎样使用和分析数据。通过下面的公开，新的数据收集算法的重要性将会变得明显。图3提供的是根据本发明的原理制造的触摸板10的顶部正视图。触摸板10能够同时检测和跟踪多个对象。认为拇指36和食指38被一起下压并放置在触摸板10上的任意位置。很可能拇指36和食指38的组合将被触摸板10视为单个对象。这种情况很可能发生，因为拇指36和食指38的组织很可能会被下压得足够用力从而产生变形并且当朝着触摸板10下压时基本上在它们之间不会留下间隙。通常的检测算法将以该方式运行，即当检测到单个对象时它们很快就运行。也就是说，对于被检测对象，要确定中心点或者形心。 该形心被认为是被检测对象在触摸板10上的位置。图4为在触摸板10上的拇指36和食指38的位置处触摸板10可能检测到的信息的顶部正视图。例如，触摸板10可能检测到不规则但是大概为圆形的轮廓40，带有由十字光标所指示的中心点42的位置。对象40仅为近似对象，不应认为是触摸板10所检测到的信息的准确表示。重要的是应理解，一般只有单个对象会被检测到。当拇指36和食指38以反向的收缩运动被移动开时，触摸板10能够检测两个分离的对象。尽管由于其初始的开发触摸板已能够检测多个对象，在触摸板表面上的多于一个对象的检测和跟踪一直以来总是被假定为不令人期望的，因此运行算法以使得被检测对象中的一个被忽略，同时所期望的对象的位置会继续被跟踪。关于哪个对象将被跟踪的决定显然可以改变。但是在现有技术中通常是跟踪最大的目标而忽视较小的目标。然而，这是一个随意的决定并且可使用选择哪个对象被跟踪的一些其它方式，例如只跟踪待检测的第一个对象。本发明为一种如何使用这种检测和跟踪多个对象以实施多点触摸手势的独特方法的新方法。基本上存在两个不同的检测情况。当只检测两个对象时产生第一种情况。当检测多于两个对象时产生第二种情况。
第一种情况的图解如图5所示。图5为当拇指36和食指38从一边抵放在触摸板 10上且拇指和食指分离时触摸板10可能检测的信息的图解。图5显示检测到两个对象36、 38，每个分别具有其自己的形心46、48并如十字光标所示。虚线44设置为说明本发明的方法怎样使用来自于两个对象36、38的数据。虚线44用于显示本发明的方法将两个对象36、 38看作单个的大的对象。该单个对象被伸长因此看起来具有两个端点46、48。如果拇指36和食指38如图5所示被移动开，那么本发明的方法将对象看作触摸板10上的更大的单个对象。类似地，移动拇指36和食指38更靠近在一起将产生在触摸板 10上看到更小对象的方法，不管拇指和食指是否接触。要强调的是，不管对象是大或小，跟踪单个对象所需的算法比如果方法是必须仅跟踪单个对象而故意忽略第二个对象更加简单。为了以简洁的方式陈述第一个实施例，同时本发明认识到两个对象物理上存在于触摸板10上，第一个实施例的数据收集算法将两个对象看作好像它们是单个对象一样。应该认识到，当手掌放置在触摸板10上时，也产生这个检测单个大的对象的情况。事实上，通常算法被开发用于处理当检测大的单个对象的情况。一种典型的情况是忽略大的对象，假定使用者已无意地将手掌放在触摸板上，并且没有故意的接触。认为手掌根部放在触摸板10上。根部相对较小且为单个对象。现在如果手掌向前摇动以使得手掌的更多部分与触摸板10接触，更大的手掌仍然是单个对象，并且由触摸板10视为单个对象。因此，当检测单个的大的对象以及当检测两个对象时，本发明的新的数据收集算法所起的作用相同。规划第一实施例以考虑接触点并将它们看作单个的大的对象的外部边缘，不论它们是否形成自单个对象(比如手掌)还是由两个或更多的对象(比如拇指36和食指38)形成。应该很显然，拇指36和食指38可以是使用者的手的任意两个手指或者甚至来自两只不同手的手指。当在触摸板10上检测到有多于两个的对象时，本发明基本上以同样的方式运行。 代替查看端点的是，本发明将查看表示单个的大的对象的周长或边界的对象。因此，单个的大的对象的形心可以是由算法所确定的周长的“中心”。在图6中，现在例示了这种情况，其中多于两个对象与触摸板10接触。在这一实施例中，规划触摸板10以使用多个接触点的形心。不管它们是形成自单个对象(比如手掌) 还是形成自多个对象(比如拇指36、食指38和至少一个其它手指)，形心是单个大的对象的外部边缘。应该很显然，拇指36和食指38也可由使用者的手的任何其它手指或者甚至不同手的手指代替。因此，在图6中现在检测到三个对象36、38和50。虚线46用于示出通过使用被检测的对象来确定对象的尺寸为单个对象的周长。在已确定触摸板10现在能够将多个对象看作单个对象后，现在这一信息能够被本发明用于实施以前所描述的用于实施多点触摸区域转动手势的操作。图7为触摸板60的示意图，该触摸板60被分为单元格或网格框62和轮廓64。单元格62和轮廓64是虚拟的，但是被用于说明多点触摸区域手势的概念。多点触摸区域手势的过程或算法如下所述。当在触摸板50上设置两个对象时，本发明基本上将创建对象的四边形轮廓64。因此轮廓64将具有四个角。本发明的检测方法不识别限定轮廓的实际对象存在于哪个角上。
图8例示了两个对象的概念，该概念限定了轮廓64的两个角66。如果两个对象在点60和62处产生接触，该方法不确定对象实际是在点60和62处，还是在68和70处。然而， 本发明算法的第一步为确定在一组唯一的轮廓64上四个角中哪一个被安插手指(planted finger)所安插(定义为“保持静止”)，其中轮廓64为将被用于跟踪触摸板60上的手势区域的对象。图7示出了由唯一的边界所区分的三个轮廓70、72、74。网格框P76为保持相同的网格框，因此标记了安插手指或安插角。标记为“ 1 ”、“ 2，，和“ 3 ”的网格框是触摸板60 上的移动或弓形手指或其它对象的连续位置。安插角76是通过在实施多点触摸区域转动手势期间找到轮廓70、72、74的哪个网格框62保持不变来确定的。假设如果对象中的一个被识别为安插手指，那么默认另一个手指为移动对象。假定移动对象为手指，则移动手指也被称作弓形手指。在识别安插角76后，算法的第二步为确保轮廓64的区域内的变化满足一些预定的最小移动。必须满足轮廓64的区域的尺寸的变化的四个条件之一，从而认为手势为可能的多点触摸区域转动手势。第一个可能的条件是轮廓64的宽度变化大于预定常量，且轮廓的高度变化小于或等于零。第二个可能的条件是轮廓64的宽度变化小于预定负常量，且轮廓的高度变化大于或等于零。第三个可能的条件是轮廓64的高度变化大于常量，且轮廓的宽度变化大于或等于零。第四个可能的条件是轮廓64的高度变化小于负常量，且轮廓的宽度变化大于或
等于零。四个条件确保捏合缩放手势(其需要高度和宽度两者同时放大或缩小)不被解释为多点触摸区域转动手势。在捏合缩放中存在特殊的情况，其中如果手指在轴上并实施手势，则即使轮廓64不在一个方向上放大，该方法也将能够检测捏合缩放手势。在图7中，轮廓64的宽度从位置1到位置2的变化小于负常量，同时高度的变化大于零。每个手势这一条件只需要满足一次。算法的第三步为确定在轮廓64内至少一个角被安插。然而，如果作出弓形的使用者的手指(弓形手指)平行于触摸板60的边缘移动，那么有可能两个角被安插。如果点P76 处的手指移动了，那么就没有安插手指，因此该手势不被认为是多点触摸区域转动手势。现在，因为信息不足以确定哪一个是真的，如果轮廓64的两个角被认为是被安插的，第四步为跟踪数据应被用于“猜测”哪一个手指实际上被安插。例如，如果轮廓72的高度没有增加，那么通过整个手势，顶部y-轴的值将保持不变。因此，轮廓70、72、74的两个边缘将保持不变，并且不可能断定哪个角实际上被安插了，以及哪个是移动的弓形手指。通过观察，已确定在安插和多点触摸区域转动手势中，大多数人首先会将他们的安插手指放在触摸板60上。即使当第二手指放置在触摸板上时，触摸板60然后会继续将这一位置报告为安插的角。优选地，除非绝对需要，否则不使用此数据。这是因为，如果使用者将移动手指首先放置在触摸板60上，本发明的方法将报告多点触摸区域转动手势向相反方向移动。第五步为确定弓形手指是否(向上、下、右、左)移动。跟踪弓形手指的移动方向
9是通过观察轮廓64的边缘如何变化而实现的。在图7中，边缘80被视为从左向右移动穿过触摸板60。因此我们知道弓形手指正向右移动。相反，如果弓形手指对角地移动穿过触摸板60，弓形手指在其上被移动最远的轴被报告为移动的方向。只有一个移动方向可被报告为是将被算法所跟踪的移动方向。第六步为确定弓形手指相对于安插手指的位置(上、下、右、左)。通过检查轮廓 64的中心点并查看弓形手指相对于安插手指位于哪里来确定手指实际位置。在图7中，轮廓64的中心从1(上/左)移动至2(上)至3(上/右)。因为轮廓M的中心一致地位于安插手指的上方，弓形手指被认为是位于安插手指的上方。也可以接受的是，如果弓形手指一直在安插手指的右方和上方，则将两种情况作为真实情况报告。带有步骤5和6中所计算的两条信息，即弓形手指的移动方向和弓形手指相对于安插手指的位置，算法的第七步为确定多点触摸区域转动手势是为顺时针还是逆时针转动。当处理转动问题时有八种可存在的有效状态。对于顺时针转动，弓形手指的四种可能状态为a.弓形手指在上方并向右移动。b.弓形手指在下方并向左移动。c.弓形手指在右方并向下移动。d.弓形手指在左方并向上移动。对于逆时针转动，弓形手指的四种可能状态为a.弓形手指在上方并向左移动。b.弓形手指在下方并向右移动。c.弓形手指在右方并向上移动。d.弓形手指在左方并向下移动。从这八种不同的状态中，当试图检测多点触摸区域转动手势时，所有其它的组合都没有意义因此被忽略。所以，如果报告了两个弓形手指的位置，随着所报告的弓形手指的移动，所有位置中只有一个位置会有意义。例如，在图9中，弓形手指在触摸板60上的位置为位于位置“1”处、既在安插手指的右边又在其上面。当弓形手指移动至位置“2”然后至位置“3”时，弓形手指的移动将被报告为向下，因为框的宽度的变化小于轮廓64的高度。因为下和上的组合没有意义，只有下和向右的组合有意义。因此，转动将被认为是在顺时针方向。为了有助于减少无意识的转动，算法的第九步为基于是检测到顺时针还是逆时针转动而对计数器增量或减量。如果计数器到达一定大小，它会发出转动指令。否则，当多点触摸区域转动手势完成后，第十步为检查和查看弓形手指看起来已在哪个方向移动，并再一次发送转动指令。这种检查避免了单个不好的样本引起算法发出错误的转动指令。现有技术的多个对象的检测和跟踪的方法查看触摸板上的每个指向对象。相反， 多点触摸区域转动手势是唯一的，因为其不需要在触摸板上跟踪多个单个的指向对象从而识别手势。本发明教导了数据收集算法，该算法从外部边缘开始并向内移动或穿过触摸板。 可替代地，数据收集算法可以从中心开始并朝着触摸板的外部边缘向外移动。本发明也将重点放于在矩形触摸板上检测和跟踪对象。在圆形触摸板上，圆形检
10测区域可恰好是矩形网格上的覆盖层。但是，也可使用圆形电极网格。在第一个圆形的实施例中，当数据收集算法从单个外部边缘向触摸板的中心移动，或从中心沿着朝向外部边缘的所有方向向外移动，在其到达第一个对象时，数据收集算法停止。但是，在第二个圆形实施例中，圆形电极网格可被分割为类似几块饼图的象限。因此，数据收集算法会在每个分离的象限中检测一个对象。将会理解，上面所述的配置只是对本发明原理应用的例示性说明。在不背离本发明的主旨和范围的情况下，本领域技术人员可以设计很多变化和替代的配置。所附权利要求用于涵盖这样的变化和配置。相关申请的交叉引用本文件要求案件号为4438. CIRQ. PR,具有序列号61/109，109并且于2008年10 月28日提交的临时专利申请的优先权，且通过引用的方式合并包含在上述申请中的全部主题。
权利要求
1.一种用于在触摸感应表面上跟踪多点触摸区域手势的方法，所述方法包括的步骤为1)在触摸板上检测至少两个对象并且基于所述至少两个对象限定四边形；2)确定所述四边形的角是否具有静止的安插手指；3)确定所述四边形的高度和宽度的变化是否符合用于作为弓形手指移动变化的预定标准；4)确定所述弓形手指的移动方向；5)确定所述弓形手指相对于所述安插手指的位置；和6)确定所述弓形手指的转动方向并且指定所述转动方向为区域可转动手势的转动方向。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括确定所述四边形的两个角是否被认为含有安插手指的步骤。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述方法还包括如果关于哪一个手指被安插的数据不清楚，则指定所述安插手指中的一个被安插，且另一个手指为所述弓形手指的步骤。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所述方法还包括指定接触所述触摸板的第一个手指被认为是所述安插手指，且接触所述触摸板的第二个手指为所述弓形手指的步骤。
5.如权利要求3所述的方法，其中，所述方法还包括指定接触所述触摸板的第一个手指被认为是所述弓形手指，且接触所述触摸板的第二个手指为所述安插手指的步骤。
6.如权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括步骤通过将高度和宽度的变化与以下四个标准进行比较，来确定所述四边形的高度和宽度的变化是否符合用于作为弓形手指的移动变化的预定标准a.框的宽度的变化大于常量，且所述框的高度的变化小于或等于零；b.所述框的宽度的变化小于负常量，且所述框的高度的变化大于或等于零；c.所述框的高度的变化大于常量，且所述框的宽度的变化大于或等于零；以及d.所述框的高度的变化小于负常量，且所述框的宽度的变化大于或等于零。
7.如权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括观察所述四边形的边缘以确定所述弓形手指在哪个方向移动的步骤。
8.如权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括步骤如果确定所述弓形手指具有以下位置和方向，则指定所述弓形手指的方向为顺时针转动a.所述弓形手指在上方并向右移动；b.所述弓形手指在下方并向左移动；c.所述弓形手指在右方并向下移动；以及d.所述弓形手指在左方并向上移动。
9.如权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括步骤如果确定所述弓形手指具有以下位置和方向，则指定弓形手指的方向为逆时针转动a.弓形手指在上面并向左移动；b.弓形手指在下面并向右移动；c.弓形手指在右方并向上移动；以及d.弓形手指在左方并向下移动。
10.如权利要求1所述的方法，其中所述方法还包括步骤指定计数器以转动指令，其中每次检测到顺时针转动时所述计数器被增量，并且每次检测到逆时针转动时所述计数器被减量。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述方法还包括步骤如果所述计数器达到预定的大小则实施顺时针转动，并且如果所述计数器达到预定的大小则实施逆时针转动。
全文摘要
一种用于在触摸板或触摸屏上检测和跟踪多个对象的系统和方法，其中该方法提供了新的数据收集算法，其中该方法减少了执行检测和跟踪算法的处理器上的计算负荷，其中多个对象被看作单个对象的元素而不是看作分离的对象，其中，当检测两个对象时，该对象的位置被看作单个对象的四边形轮廓的角，并且其中该多个对象能够被跟踪以便实施多点触摸转动手势。
文档编号G06T7/20GK102483848SQ200980143148
公开日2012年5月30日 申请日期2009年10月28日 优先权日2008年10月28日
发明者贾里德·C·希尔 申请人:瑟克公司
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