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KR100975869B1 - 터치 포인트 검출 방법 및 장치 - Google Patents

터치 포인트 검출 방법 및 장치 Download PDF

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KR100975869B1
KR100975869B1 KR1020080102107A KR20080102107A KR100975869B1 KR 100975869 B1 KR100975869 B1 KR 100975869B1 KR 1020080102107 A KR1020080102107 A KR 1020080102107A KR 20080102107 A KR20080102107 A KR 20080102107A KR 100975869 B1 KR100975869 B1 KR 100975869B1
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touch
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구자승
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황희철
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삼성모바일디스플레이주식회사
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Abstract

본 발명은 터치 포인트 검출 방법 및 장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 포인트 검출 방법은 입력 영상으로부터 손가락 이미지의 엣지 영상을 검출하고, 이로부터 터치 포인트 영상을 생성하고, 터치 포인트 영상에서 터치 좌표를 계산함으로써, 손가락 모양의 특성을 이용하여 간단한 터치 인식 알고리즘을 구현할 수 있으며, 멀티 터치 포인트에 대한 검출도 정확하게 수행할 수 있는 효과가 있다.
터치, 광센서, 포인트, 검출

Description

터치 포인트 검출 방법 및 장치{Method and apparatus for detecting touch point}
본 발명은 터치 포인트 검출 방법 및 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 광센서를 이용한 정보 입력 기능을 구비한 표시 장치에서, 객체, 특히 손가락의 터치 포인트를 검출할 수 있는 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 정보를 인식시키는 디스플레이의 기능은 단순히 화면을 선명하게 보여 주는 것에 한정되었다. 하지만, 최근에는 정보 매체를 사람의 손으로 직접 만지면서 정보를 전달하거나 습득하는 방식을 다양하게 적용하고 있다. 이와 같은 기술의 일종으로 터치 패널 디스플레이(Touch Panel Display)는 유용한 기술로 다양한 방식을 통하여 구현되고 있다. 그 중 터치스크린 패널 일체형 액정 표시 장치의 제작 기술이 개발되었으며, 이와 같은 터치스크린 패널 일체형 액정 표시 장치 기술의 응용 범위는 액정 표시 패널 분야뿐만 아니라 디스플레이 전 영역에서 적용될 수 있다. 특히, 차세대 디스플레이 시장으로 각광 받고 있는 유기 발광 다이오드 영역에도 적용이 가능하다.
광센서 방식의 터치 패널 디스플레이 장치는 화소 내에 광센서를 배치하고, 광에 의해 화면에서 정보의 입력을 가능하게 한 것이다. 이 종류의 표시 장치에서는, 광센서로서 예를 들면 포토다이오드가 이용되고, 각 화소로서는 포토다이오드에 커패시터가 접속된다. 그리고 포토 다이오드에서의 수광량의 변화에 따라서 커패시터의 전하량을 변화시켜, 커패시터의 양단의 전압을 검출함으로써, 촬상 화상의 데이터를 생성한다. 이러한 표시 장치의 응용으로서, 터치 패널 기능이나 디지타이저 기능을 구비한 것이 제안되어 있다. 터치 패널 기능은, 화면상에 투영된 손가락 등의 물체가 만드는 그림자를 검출함으로써 정보 입력을 행하는 것이다. 이 경우 다양한 화상 인식 알고리즘을 통해 입력 정보를 인식하고 있지만, 화상 인식 알고리즘이 복잡하고, 계산량이 많아 하드웨어에 부담이 되는 문제점이 있다.
본 발명은 광에 의해 화면에 정보를 입력하는 기능을 구비한 표시장치에서, 광센서에 의해 획득한 이미지 해석을 통해 터치 포인트를 검출할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 데 목적이 있다.
또한, 멀티 터치 포인트를 검출할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 데 목적이 있다.
또한, 터치 포인트 검출 방법 및 장치를 이용한 표시 장치를 제공하는 데 다른 목적이 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 포인트 검출 방법은 입력 영상으로부터 손가락 이미지의 엣지 영상을 검출하는 단계; 상기 검출한 엣지 영상을 이용하여 터치 포인트 영상을 생성하는 단계; 및 상기 터치 포인트 영상으로부터 터치 좌표를 계산하는 단계를 포함한다.
바람직하게, 상기 생성 단계는, 상기 엣지 영상의 그래디언트 방향과 그래디언트 크기를 이용하여 터치 포인트 영상을 생성하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 생성 단계는, 상기 엣지 영상의 그래디언트 방향으로 소정의 거리만큼 떨어져 있는 위치를 중심으로 그래디언트 크기 값을 누적하여 합산한 터치 포인트 영상을 생성하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 생성 단계는, 상기 엣지 영상이 검출된 위치를 중심으로 상기 그래디언트 방향으로 소정의 거리만큼 떨어진 위치에 중심을 설정하는 단계; 및 상기 설정한 중심을 기준으로 소정의 영역에 대해 상기 그래디언트 크기 값을 합산하여 상기 터치 포인트 영상을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 계산 단계는, 상기 터치 포인트 영상에서 상기 합산한 그래디언트 크기 값이 최대가 되는 픽셀의 좌표를 터치 포인트로 결정하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 소정의 거리는, 손가락 반지름인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 소정의 영역은, 손가락 끝 부분의 크기에 따라 임의로 결정되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 계산 단계는, 적어도 둘 이상의 터치 포인트들의 좌표를 계산하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 계산 단계는, 상기 각각의 터치 포인트들에 누적하여 합산한 그래디언트 크기 값들과 상기 각각의 터치 포인트들의 좌표들과 소정의 거리를 비교한 결과에 따라 각각의 터치 포인트들의 좌표들을 갱신하면서 상기 각각의 터치 포인트들의 좌표들을 계산하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 계산 단계는, 각각의 초기 터치 포인트들의 좌표들과, 상기 좌표들에 합산한 그래디언트 크기 값들을 초기화하는 단계; 현재 픽셀의 좌표와 상기 각각의 터치 포인트의 좌표들 사이의 거리를 각각 계산하는 단계; 상기 계산한 거리와 소정의 거리를 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 상기 각각의 터치 포인트들의 좌표들을 갱신하는 단계; 및 상기 갱신된 각각의 터치 포인트들의 좌표들을 상기 적어도 둘 이상의 터치 포인트들의 좌표들로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 갱신 단계는, 상기 계산한 거리가 소정의 거리 이상 또는 이하인지를 비교하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 소정의 거리는, 손가락 반지름인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 방법은 모든 픽셀에 대해 상기 계산 단계와 갱신 단계를 수행하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 검출 단계는, Sobel 필터를 이용하여 상기 입력 영상으로부터 손가락 이미지의 엣지 영상을 검출하는 것을 특징으로 한다.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 터치 포인트 검출 방법은 터치 패널에 접촉한 손가락 이미지의 엣지 영상을 검출하는 단계; 상기 엣지 영상이 검출된 위치를 중심으로 상기 엣지 영상의 그래디언트 방향으로 소정의 거리만큼 떨어진 위치에 중심을 설정하는 단계; 상기 설정한 중심을 기준으로 소정의 영역에 대해 상기 엣지 영상의 그래디언트 값을 누적하여 합산함으로써 터치 포인트 영상을 생성하는 단계; 및 상기 터치 포인트 영상으로부터 터치 좌표를 계산하는 단계를 포함한다.
바람직하게, 상기 계산 단계는, 상기 터치 포인트 영상에서 상기 누적하여 합산한 그래디언트 크기 값이 최대가 되는 픽셀의 좌표를 터치 포인트로 결정하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 계산 단계는, 적어도 둘 이상의 터치 포인트들의 좌표를 계산하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 계산 단계는, 상기 각각의 터치 포인트들에 누적하여 합산한 그래디언트 크기 값들과 상기 각각의 터치 포인트들의 좌표들과 소정의 거리를 비교한 결과에 따라 각각의 터치 포인트들의 좌표들을 갱신하면서 상기 각각의 터치 포인트들의 좌표들을 계산하는 것을 특징으로 한다.
상기 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 상기 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 기록매체를 포함한다.
상기 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 터치 포인트 검출 장치는 입력 영상으로부터 손가락 이미지의 엣지 영상을 검출하는 엣지 검출부; 상기 검출한 엣지 영상을 이용하여 터치 포인트 영상을 생성하는 터치 포인트 영상 생성부; 및 상기 터치 포인트 영상으로부터 터치 좌표를 계산하는 좌표 계산부를 포함한다.
바람직하게, 상기 터치 포인트 영상 생성부는, 상기 엣지 영상의 그래디언트 방향과 그래디언트 크기를 이용하여 터치 포인트 영상을 생성하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 터치 포인트 영상 생성부는, 상기 엣지 영상의 그래디언트 방향으로 소정의 거리만큼 떨어져 있는 위치를 중심으로 그래디언트 크기 값을 누적하여 합산한 터치 포인트 영상을 생성하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 터치 포인트 영상 생성부는, 상기 엣지 영상이 검출된 위 치를 중심으로 상기 그래디언트 방향으로 소정의 거리만큼 떨어진 위치에 중심을 설정하는 중심 설정부; 및 상기 설정한 중심을 기준으로 소정의 영역에 대해 상기 그래디언트 크기 값을 합산하여 상기 터치 포인트 영상을 생성하는 그래디언트 합산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 좌표 계산부는, 상기 터치 포인트 영상에서 상기 합산한 그래디언트 크기 값이 최대가 되는 픽셀의 좌표를 터치 포인트로 결정하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 좌표 계산부는, 적어도 둘 이상의 터치 포인트들의 좌표를 계산하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 좌표 계산부는, 각각의 초기 터치 포인트들의 좌표들과, 상기 좌표들에 합산한 그래디언트 크기 값들을 초기화하는 초기화부; 현재 픽셀의 좌표와 상기 각각의 터치 포인트의 좌표들 사이의 거리를 각각 계산하는 거리 계산부; 상기 계산한 거리와 소정의 거리를 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 상기 각각의 터치 포인트들의 좌표들을 갱신하는 갱신 판단부; 및 상기 갱신된 각각의 터치 포인트들의 좌표들을 상기 적어도 둘 이상의 터치 포인트들의 좌표들로 결정하는 좌표 결정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 갱신 판단부는, 상기 계산한 거리가 소정의 거리 이상 또는 이하인지를 비교하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 거리 계산부와 상기 갱신 판단부는, 모든 픽셀에 대해 거리 계산과 좌표 갱신을 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 손가락의 터치를 감지하는 적어도 하나 이상의 광센서를 포함하는 표시 장치는 상기 광센서가 감지한 신호를 독출하는 센서 신호 독출부; 및 상기 광센서가 감지한 신호로부터 손가락 그림자 영상을 생성하고, 상기 생성한 영상으로부터 엣지 영상을 검출하고, 검출한 엣지 영상을 이용하여 터치 포인트 영상을 생성하고, 상기 터치 포인트 영상에서 터치 포인트의 좌표를 계산하는 터치 포인트 검출 장치를 포함한다.
바람직하게, 상기 터치 포인트 검출 장치는, 멀티 터치 포인트를 검출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 포인트 검출 방법은 입력 영상으로부터 손가락 이미지의 엣지 영상을 검출하고, 이로부터 터치 포인트 영상을 생성하고, 터치 포인트 영상에서 터치 좌표를 계산함으로써, 손가락 모양의 특성을 이용하여 간단한 터치 인식 알고리즘을 구현할 수 있으며, 멀티 터치 포인트에 대한 검출도 정확하게 수행할 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 관한 표시장치에 대해 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서에 첨부된 도면들을 통하여 사실상 동일한 기능을 하는 부재에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 광에 의해 화면에 정보를 입력하는 기능을 구비한 표시장치를 도시한 도면이다.
도 1에는, 다수의 광 센서(110)를 포함한 표시 장치(100)가 도시되어 있다.
표시 장치(100)는 광 센서(110)뿐만 아니라, 다수의 박막 트랜지스터들과 다양한 디스플레이 소자가 구비할 수 있다. 예를 들면 다수의 TFT를 구성하는 전극들, 층들(반도체 층 및 절연층)과 유기 발광 소자를 구비할 수 있다. 유기 발광 소자는 화소 전극과 이에 대향된 대향 전극과, 화소 전극(애노드 전극)과 대향 전극(캐소드 전극) 사이에 개재된 발광층을 포함하는 중간층을 구비한다. 본 발명의 바람직한 실시 예에서, 외광에 의해 손가락(F)의 그림자를 감지할 뿐만 아니라, 유기 발광 소자의 발광에 의해 손가락(F)에 의해 반사된 광 신호도 감지하는 구성이다. 또한, 유기 발광 소자뿐만 아니라, 유기 발광 소자를 특정하였지만, 다른 평판 디스플레이 소자, 예를 들면 LCD, PDP 등을 포함한다.
광 센서(110)는 특정 물체, 예를 들면 손가락(F)을 접촉한 경우, 외부 광원 또는 내부 광원에 의한 손가락(F)에 의한 광 신호를 검출한다. 예를 들면, 광 센서(110)가 소정 값보다 밝은 광을 검출한 경우에는 신호 처리부(미도시)가 하이 레벨 신호를 출력하고, 소정 값보다 어두운 광을 검출한 경우에는 로우 레벨 신호를 출력한다. 바람직하게, 광 센서(110)는 PIN형 광 다이오드로 구성할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 터치 포인트 검출 장치(230)를 포함한 표시 장치의 개략적인 도면이다.
도 2에는 광 센서(210)를 포함하는 표시 장치(200), 센서 신호 독출부(220) 및 터치 포인트 검출 장치(230)가 도시되어 있다.
표시 장치(200)는 광 센서(810)와 함께 복수의 신호선과 복수의 주사선이 교차하는 지점에 배열된 적(R), 녹(G), 청(B)으로 구성된 픽셀들을 포함한다. 표시 장치(800)는 외부의 호스트(미도시)로부터 전송된 영상 신호에 기초하여 화상을 표시하는 표시 기능을 수행한다.
센서 신호 독출부(220)는 표시 장치(200)의 광 센서(210)가 감지한 신호를 독출하여 터치 포인트 검출 장치(230)에 출력한다.
터치 포인트 검출 장치(230)는 광 센서(210)가 감지한 신호를 해석하여 터치 포인트를 검출한다. 본 발명의 바람직한 실시 예에서, 터치 포인트 검출 장치(230)는 광 센서(210)가 감지한 신호로부터 손가락 그림자 이미지를 만들고, 손가락 그림자 이미지(입력 영상)로부터 에지 영상을 검출하고, 검출한 엣지 영상을 터치 포인트 이미지(이하, 'TP 이미지'라고 함)를 생성하고, 생성한 TP 이미지에서 터치 포인트의 좌표를 계산한다. 터치 포인트 검출 장치(230)에 대한 구체적인 구성 및 기능을 후술한다.
도 3은 도 2에 도시된 터치 포인트 검출 장치(230)의 개략적인 도면이다.
도 3을 참조하면, 터치 포인트 검출 장치(230)는 엣지 검출부(231), TP이미지 생성부(232), 좌표 계산부(233)를 포함한다. 도시되지는 않았지만, 광 센서가 감지한 신호로부터 손가락 그림자 이미지를 생성하기 위한 신호 처리부(미도시), 예를 들면 라인 메모리, 계조화 회로, 2치화 회로 등을 더 포함할 수 있다.
엣지 검출부(231)는 입력 영상으로부터 엣지 성분만을 검출하여 엣지 영상을 출력한다. 엣지 검출은 종래의 일반적인 방법, 예를 들면 라플라시안 필터, Roberts필터, Sobel 필터, Prewitt필터 등을 사용할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시 예에서는 Sobel 필터를 사용하여 엣지 성분을 검출하며, Sobel필터를 적용하여 엣지를 검출하는 과정을 설명한다.
먼저, 다음 수학식 1과 같은 Sobel 연산자를 적용하여, 입력 영상(A)에 대한 컨벌루션을 수행한다.
[수학식 1]
Figure 112008072375534-pat00001
여기서, Gx와 Gy는 각각 x방향 및 y방향의 엣지 성분을 의미한다.
상기 수학식 1을 통해 계산한 Gx 및 Gy에 대해 다음 수학식 2 및 3을 통해 엣지 성분의 크기와 방향을 계산한다.
[수학식 2]
Figure 112008072375534-pat00002
[수학식 3]
Figure 112008072375534-pat00003
또한, 상기 수학식 2를 통해 계산한 G값이 소정의 임계값보다 작으면 "0"으로 처리한다. 이와 같은 연산을 수행하여 엣지 영상을 얻는다. 도 4a는 입력 영상이 도시되어 있고, 도 4b에는 Sobel 필터를 적용하여 계산한 엣지 영상이 도시되 어 있다.
TP 이미지 생성부(232)는 출력된 엣지 영상의 그래디언트 방향(Θ)으로 소정의 거리만큼 떨어져 있는 위치를 중심으로 일정한 영역에서 그래디언트 크기 값을 합산하여 TP 이미지를 생성한다.
도 5a 및 5b에는 TP 이미지를 생성하는 과정과 결과 TP이미지가 도시되어 있다. 도 5a를 참조하면, 에지가 검출된 위치에서 그래디언트 방향(Θ)으로 일정한 거리, 예를 들면 손가락의 반지름 거리에 있는 중심 위치를 잡는다. 그러면 손가락 끝은 보통 원 형태를 가지기 때문에 한 점으로 모이게 된다. 이 점에서 일정한 영역, 예를 들면 5ⅹ5블록에 그래디언트 크기 값을 누적시켜 더한다. 그러면 손가락의 끝 부근의 위치에 값이 많이 누적되게 된다. 여기서는 5ⅹ5블록에 대해 합산하였지만, 그 크기에 한정되는 것은 아니다. 여기서, 합산하는 영역의 크기는 손가락의 앞 부분, 즉 실제로 손가락이 터치하는 면적의 정도에 따라 크기를 달리 정할 수 있다. 도 5b에는 최종 TP 이미지가 도시되어 있다.
도 6은 도 2에 도시된 터치 포인트 이미지 생성부(232)의 개략적인 도면이다.
도 6을 참조하면, 터치 포인트 이미지 생성부(232)는 중심 설정부(234) 및 그래디언트 합산부(235)를 포함한다.
중심 설정부(234)는 엣지가 검출된 위치를 중심으로 일정한 방향으로 일정한 거리만큼 떨어진 지점에 중심을 설정한다. 중심 설정부(234)는 상기 수학식 3을 통해 계산한 방향, 즉 그래디언트 방향(Θ)으로 소정의 거리만큼 떨어진 지점에 중 심을 설정한다. 여기서, 소정의 거리는 손가락의 반지름 거리일 수 있다. 손가락의 끝 부분은 원 형태를 가지기 때문에 한 점으로 모이게 된다.
그래디언트 합산부(235)는 중심 설정부(234)에서 설정한 중심을 기준으로 소정의 영역에 대해 그래디언트 값을 누적하여 합산한다. 여기서, 소정의 영역의 손가락 끝부분의 크기에 따라 임의로 설정할 수 있다. 그러면, 손가락 끝부분의 값이 많이 누적되고, 그 부분의 그래디언트 값이 커지게 된다.
좌표 계산부(233)는 터치 포인트 이미지 생성부(232)로부터 생성된 TP이미지를 이용하여 터치 포인트의 좌표를 계산한다. 좌표 계산부(233)는 TP이미지에서 최대값을 가지는 픽셀의 위치를 터치 포인트로 결정한다. 그리고 이 결과값을 호스트(미도시)에 출력한다. 다시 도 5b를 참조하면, 좌표 계산은 TP 이미지에서 가장 밝은 픽셀의 위치를 터치 포인트로 결정하는 것이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 좌표 계산부(233)의 개략적인 도면이다.
본 발명의 이전 실시 예에서는 하나의 터치 포인트를 결정하는 경우에 TP 이미지에서 가장 밝은 픽셀의 위치를 터치 포인트로 결정할 수 있다. 하지만, 멀티 터치, 예를 들면 3개의 터치 포인트를 결정해야만 하는 경우라면 가장 밝은 픽셀의 위치를 터치 포인트로 결정하는 방법을 사용할 수 없다. 왜냐하면, 3개의 터치 포인트를 찾아야만 하는데, 가장 밝은 순서로 3개를 찾는다면 하나의 TP이미지에 3개의 밝은 픽셀이 몰려 있을 가능성이 있으며 그 경우에는 정확하게 3개의 터치 포인트를 검출하지 못하게 된다. 따라서, 본 발명의 또 다른 실시 예에서는, 멀티 터 치 기능을 구현하기 위해 TP 이미지에서 로컬 최대값을 가지는 터치 포인트를 검출할 수 있는 방법을 제안한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에서는, TP 이미지의 모든 픽셀 값(P)에 대해 3개의 터치 포인트(t1, t2, t3)를 찾는 것이다. 여기서, TP(t1)>TP(t2)>TP(t3)라고 가정하며, TP(p)는 픽셀(p)에 누적된 그래디언트 값이다. 따라서, TP(t1)은 터치 포인트(t1)에 누적된 그래디언트 값이다. 그리고 t1, t2, t3값은 일정한 거리(d) 이상을 유지하는 것으로 가정한다. 여기서, 일정한 거리(d)는 손가락 반지름의 크기, 예를 들면 0.5cm정도일 수 있다.
도 7을 참조하면, 초기화부(236), 거리 계산부(237), 갱신 판단부(238) 및 좌표 결정부(239)를 포함한다.
초기화부(236)는 초기 t1, t2, t3의 값과 TP()값을 초기화시킨다. 예를 들면 초기 t1, t2, t3는 존재하지 않는 픽셀 위치인(-1, -1)로 정하며, 이때의 TP()는 "0"으로 초기화시킨다.
거리 계산부(237)는 현재 픽셀의 좌표와 t1, t2, t3와의 거리를 계산한다.
갱신 판단부(238)는 현재 픽셀의 좌표와 t1, t2, t3와의 거리가 소정의 거리(d) 이상 또는 이하인지에 따라 t1, t2, t3의 값을 갱신한다.
좌표 결정부(238)는 최종적으로 갱신된 t1, t2, t3의 좌표 값을 멀티 터치에 대한 결과 값으로 결정한다.
도 8 내지 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 멀티 터치 포인트를 검출하기 위한 좌표 계산 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 단계 800에서, t1, t2, t3 값과 TP()값을 초기화시킨다. 예를 들면 t1, t2, t3의 좌표 값은 (-1, -1)로 정의하고, TP()값은 "0"으로 초기화시킨다.
단계 802에서, 현재 픽셀(Pn)의 TP(Pn)값이 TP(t1) 이상인지 판단한다. TP(Pn)값이 TP(t1) 이상인 경우에는 단계 804로 진행하여, Pn과 t1의 거리가 d이하인지 판단한다. 단계 804의 판단 결과, Pn과 t1의 거리가 d이하인 경우에는 t1을 Pn으로 갱신한다. 그리고 다음 픽셀에 대해 단계 802를 수행한다.
단계 804에서, Pn과 t1의 거리가 d 이상인 경우에는 단계 808로 진행하여, Pn과 t2의 거리가 d이하인지 판단한다. 단계 808의 판단 결과, Pn과 t2의 거리가 d이하인 경우, 단계 810으로 진행하여 t2를 t1으로 갱신하고, t1을 Pn으로 갱신한다. 그리고, 다음 픽셀에 대해 단계 802를 수행한다.
단계 808의 판단 결과, Pn과 t2와의 거리가 d 이상인 경우에는 단계 812로 진행하여, t3를 t2로 갱신하고, t2를 t1으로 갱신하고, t1을 Pn으로 갱신한다. 그리고, 다음 픽셀에 대해 단계 802를 수행한다.
도 8 및 9를 참조하면, 단계 802의 판단 결과, TP(Pn)값이 TP(t1) 이하인 경우, 단계 900으로 진행하여 TP(Pn)값이 TP(t2) 값 이상인지 판단한다. 단계 900의 판단 결과, TP(Pn)값이 TP(t2)값 이상인 경우에는 단계 902로 진행하여 Pn과 t1 거리가 d 이상이고, Pn과 t2의 거리가 d 이하인지 판단한다. Pn과 t1 거리가 d 이상이고, Pn과 t2의 거리가 d 이하인 경우에는 단계 904로 진행하여, t2=Pn으로 갱신한다. 그리고, 다음 픽셀에 대해 단계 802를 수행한다.
단계 902의 판단 결과, Pn과 t1과의 거리가 d 이상이고, Pn과 t2의 거리가 d 이상인 경우에는, 단계 904로 진행하여, t3를 t2값으로 갱신하고, t2를 Pn값으로 갱신한다. 그리고, 다음 픽셀에 대해 단계 802를 수행한다.
도 8 내지 10을 참조하면, 단계 900의 판단 결과, TP(Pn)값이 TP(t2)값 이하인 경우에는, 단계 1000으로 진행하여, TP(Pn)값이 TP(t3)값 이상인지를 판단한다. 단계 1000의 판단 결과, TP(Pn)값이 TP(t3)값 이상인 경우에는 단계 1002로 진행하여, Pn과 t1의 거리와 Pn과 t2의 거리가 모두 d 이상이면 t3를 Pn값으로 갱신하고, 다음 픽셀에 대해 단계 802를 수행한다.
이상 모든 픽셀에 대해 도 8 내지 10에 따른 단계를 수행함으로써 t1, t2, t3에 대한 갱신 여부를 결정한다. 그리고, 최종적으로 t1, t2, t3의 좌표를 결정한다. 따라서, 3부분, 즉 t1, t2, t3에 대한 좌표를 결정할 수 있다.
도 8 내지 10을 참조하여, 멀티 터치, 즉 3 부분에 대한 터치 포인트의 좌표를 결정하는 것을 설명하였으나, 그 수에 한정되는 것은 아니며, 그 이상에 대한 터치 포인트들 결정하는 것도 전술한 과정을 통해 동일한 방식으로 계산할 수 있음은 물론이다.
한편, 본 발명은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현하는 것을 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시 예를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명을 구현할 수 있음을 이해할 것이다. 그러므로 상기 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 광에 의해 화면에 정보를 입력하는 기능을 구비한 표시장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 터치 포인트 검출 장치(230)를 포함한 표시 장치의 개략적인 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 터치 포인트 검출 장치(230)의 개략적인 도면이다.
도 4a 및 4b는 도 2에 도시된 엣지 검출부(231)의 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 및 5b는 도 2에 도시된 터치 포인트 이미지 생성부(232)의 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 6는 도 2에 도시된 터치 포인트 이미지 생성부(232)의 개략적인 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 좌표 계산부(233)의 개략적인 도면이다.
도 8 내지 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 멀티 터치 포인트를 검출하기 위한 좌표 계산 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100, 200: 표시 장치 110, 210: 광 센서
220: 센서 신호 독출부 230: 터치 포인트 검출 장치
231: 엣지 검출부 232: 터치 포인트 이미지 생성부
233: 좌표 계산부 234: 거리 설정부
235: 그래디언트 합산부 236: 초기화부
237: 거리 계산부 238: 갱신 판단부
239: 좌표 결정부

Claims (30)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 입력 영상으로부터 손가락 이미지의 엣지 영상을 검출하는 단계;
    상기 검출한 엣지 영상의 그래디언트 방향으로 소정의 거리만큼 떨어져 있는 위치를 중심으로 그래디언트 크기 값을 누적하여 합산한 터치 포인트 영상을 생성하는 단계; 및
    상기 터치 포인트 영상으로부터 터치 좌표를 계산하는 단계를 포함하는 터치 포인트 검출 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 생성 단계는,
    상기 엣지 영상이 검출된 위치를 중심으로 상기 그래디언트 방향으로 소정의 거리만큼 떨어진 위치에 중심을 설정하는 단계; 및
    상기 설정한 중심을 기준으로 소정의 영역에 대해 상기 그래디언트 크기 값을 합산하여 상기 터치 포인트 영상을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 포인트 검출 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 계산 단계는,
    상기 터치 포인트 영상에서 상기 합산한 그래디언트 크기 값이 최대가 되는 픽셀의 좌표를 터치 포인트로 결정하는 것을 특징으로 하는 터치 포인트 검출 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 소정의 거리는,
    손가락 반지름인 것을 특징으로 하는 터치 포인트 검출 방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 소정의 영역은,
    손가락 끝 부분의 크기에 따라 임의로 결정되는 것을 특징으로 하는 터치 포인트 검출 방법.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 계산 단계는,
    적어도 둘 이상의 터치 포인트들의 좌표를 계산하는 것을 특징으로 하는 터치 포인트 검출 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 계산 단계는,
    상기 각각의 터치 포인트들에 누적하여 합산한 그래디언트 크기 값들과 상기 각각의 터치 포인트들의 좌표들과 소정의 거리를 비교한 결과에 따라 각각의 터치 포인트들의 좌표들을 갱신하면서 상기 각각의 터치 포인트들의 좌표들을 계산하는 것을 특징으로 하는 터치 포인트 검출 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 계산 단계는,
    각각의 초기 터치 포인트들의 좌표들과, 상기 좌표들에 합산한 그래디언트 크기 값들을 초기화하는 단계;
    현재 픽셀의 좌표와 상기 각각의 터치 포인트의 좌표들 사이의 거리를 각각 계산하는 단계;
    상기 계산한 거리와 소정의 거리를 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 상기 각각의 터치 포인트들의 좌표들을 갱신하는 단계; 및
    상기 갱신된 각각의 터치 포인트들의 좌표들을 상기 적어도 둘 이상의 터치 포인트들의 좌표들로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 포인트 검출 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 갱신 단계는,
    상기 계산한 거리가 소정의 거리 이상 또는 이하인지를 비교하는 것을 특징으로 하는 터치 포인트 검출 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 소정의 거리는,
    손가락 반지름인 것을 특징으로 하는 터치 포인트 검출 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    모든 픽셀에 대해 상기 계산 단계와 갱신 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 터치 포인트 검출 방법.
  14. 제 3 항에 있어서,
    상기 검출 단계는,
    Sobel 필터를 이용하여 상기 입력 영상으로부터 손가락 이미지의 엣지 영상을 검출하는 것을 특징으로 하는 터치 포인트 검출 방법.
  15. 터치 패널에 접촉한 손가락 이미지의 엣지 영상을 검출하는 단계;
    상기 엣지 영상이 검출된 위치를 중심으로 상기 엣지 영상의 그래디언트 방향으로 소정의 거리만큼 떨어진 위치에 중심을 설정하는 단계;
    상기 설정한 중심을 기준으로 소정의 영역에 대해 상기 엣지 영상의 그래디언트 값을 누적하여 합산함으로써 터치 포인트 영상을 생성하는 단계; 및
    상기 터치 포인트 영상으로부터 터치 좌표를 계산하는 단계를 포함하는 터치 포인트 검출 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 계산 단계는,
    상기 터치 포인트 영상에서 상기 누적하여 합산한 그래디언트 크기 값이 최대가 되는 픽셀의 좌표를 터치 포인트로 결정하는 것을 특징으로 하는 터치 포인트 검출 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 계산 단계는,
    적어도 둘 이상의 터치 포인트들의 좌표를 계산하는 것을 특징으로 하는 터 치 포인트 검출 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 계산 단계는,
    상기 각각의 터치 포인트들에 누적하여 합산한 그래디언트 크기 값들과 상기 각각의 터치 포인트들의 좌표들과 소정의 거리를 비교한 결과에 따라 각각의 터치 포인트들의 좌표들을 갱신하면서 상기 각각의 터치 포인트들의 좌표들을 계산하는 것을 특징으로 하는 터치 포인트 검출 방법.
  19. 제 3 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 기록매체.
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 입력 영상으로부터 손가락 이미지의 엣지 영상을 검출하는 엣지 검출부;
    상기 검출한 엣지 영상의 그래디언트 방향으로 소정의 거리만큼 떨어져 있는 위치를 중심으로 그래디언트 크기 값을 누적하여 합산한 터치 포인트 영상을 생성하는 터치 포인트 영상 생성부; 및
    상기 터치 포인트 영상으로부터 터치 좌표를 계산하는 좌표 계산부를 포함하는 터치 포인트 검출 장치.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 터치 포인트 영상 생성부는,
    상기 엣지 영상이 검출된 위치를 중심으로 상기 그래디언트 방향으로 소정의 거리만큼 떨어진 위치에 중심을 설정하는 중심 설정부; 및
    상기 설정한 중심을 기준으로 소정의 영역에 대해 상기 그래디언트 크기 값을 합산하여 상기 터치 포인트 영상을 생성하는 그래디언트 합산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 포인트 검출 장치.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 좌표 계산부는,
    상기 터치 포인트 영상에서 상기 합산한 그래디언트 크기 값이 최대가 되는 픽셀의 좌표를 터치 포인트로 결정하는 것을 특징으로 하는 터치 포인트 검출 장치.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 좌표 계산부는,
    적어도 둘 이상의 터치 포인트들의 좌표를 계산하는 것을 특징으로 하는 터치 포인트 검출 장치.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 좌표 계산부는,
    각각의 초기 터치 포인트들의 좌표들과, 상기 좌표들에 합산한 그래디언트 크기 값들을 초기화하는 초기화부;
    현재 픽셀의 좌표와 상기 각각의 터치 포인트의 좌표들 사이의 거리를 각각 계산하는 거리 계산부;
    상기 계산한 거리와 소정의 거리를 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 상기 각각의 터치 포인트들의 좌표들을 갱신하는 갱신 판단부; 및
    상기 갱신된 각각의 터치 포인트들의 좌표들을 상기 적어도 둘 이상의 터치 포인트들의 좌표들로 결정하는 좌표 결정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 포인트 검출 장치.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 갱신 판단부는,
    상기 계산한 거리가 소정의 거리 이상 또는 이하인지를 비교하는 것을 특징으로 하는 터치 포인트 검출 장치.
  28. 제 26 항에 있어서,
    상기 거리 계산부와 상기 갱신 판단부는,
    모든 픽셀에 대해 거리 계산과 좌표 갱신을 수행하는 것을 특징으로 하는 터치 포인트 검출 장치.
  29. 손가락의 터치를 감지하는 적어도 하나 이상의 광센서를 포함하는 표시 장치에 있어서,
    상기 광센서가 감지한 신호를 독출하는 센서 신호 독출부; 및
    상기 광센서가 감지한 신호로부터 손가락 그림자 영상을 생성하고, 상기 생성한 영상으로부터 엣지 영상을 검출하고, 상기 검출한 엣지 영상의 그래디언트 방향으로 소정의 거리만큼 떨어져 있는 위치를 중심으로 그래디언트 크기 값을 누적하여 합산한 터치 포인트 영상을 생성하고, 상기 터치 포인트 영상에서 터치 포인트의 좌표를 계산하는 터치 포인트 검출 장치를 포함하는 표시 장치.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 터치 포인트 검출 장치는,
    멀티 터치 포인트를 검출하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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