虚拟触摸屏手指识别

3.2 手指识别

需要在初始定位时确定的图像的直线上进行手指识别，判定用户是否进行了点击操作，因此识别出手指在一维坐标上的位置，是手指定位的前提和基础。按照人手检测的方法获得人手区域及其手指的粗略位置。将其与直线相交，得到的点即为一维坐标点。

3.3 手指定位

根据两个摄像头同时拍摄的图像直线上的两点，分别建立虚拟触摸屏平面内的两条直线方程，二者相交的点即为虚拟触摸屏平面上的点。当某点属于若干个棋盘格时，需进行特殊处理，计算出点坐标，检查其是否在该棋盘格内，若是，则得出点坐标；否则，保留直线方程，选择一个离棋盘格中心点距离最近的点作为点坐标。直线方程y=k·x+b （2）其中，k 表示斜率，b 表示截距。

具体方法如下：首先根据两幅图像中手指点的一维坐标来确定触摸的二维平面的棋盘格范围。查坐标对照表，如果该点既在x1轴上第i 个棋盘格的范围内，又在x2轴上第i 个棋盘格的范围内，则该点属于第i 个棋盘格。

确定棋盘格后，查斜率表可获得直线方程的斜率k，接下来需要求出截距b。如图7 所示，当用户在某点触摸时，表现为图像中直线上的某点v′，它是由虚拟触摸屏平面内过棋盘格内对角线上的点v、斜率为k 的直线上的任意一点产生的，其中点v 是由v′作摄像头拍摄光的平行线与棋盘格的对角线的交点。由于

根据v1的坐标和下式：

可求出v 点的二维坐标，于是以斜率k、点v 的坐标代入直线方程y=k·x+b 求出截距b于是，图像中的任意一点v′，实际上是手指在直线方程为y=k·x+b 的直线上的运动产生的。其中k 是该棋盘格内平行光的斜率，b 是通过v 点直线方程的截距。

同时在右边摄像头拍摄的图像中的对应点可以获得虚拟触摸屏平面内的另外一条直线，两条直线相交，即可根据两幅图像中的点坐标求得手指触摸虚拟触摸屏平面上的点坐标。

3.4 点击判定

点击判定算法根据不同时间的手指位置检测是否产生点击操作。如果在初始定位时设置的直线位置上一定时间内识别到手指的有无，则表明进行了点击操作。

4 结语

设计了一种虚拟触摸屏系统，其特色在于由图像采集装置获取的一维图像数据来确立用户手指触摸二维虚拟触摸屏上的位置坐标。前提是一维图像采集装置的安装位置，它从根本上解决了大屏幕触摸屏中人体遮挡手指无法识别的问题，且其进行的是一维数据的处理，相比于二维图像处理算法更加简单。