[发明专利]基于Calderon算法对触摸屏图像重建的方法

权利要求书

1.一种基于Calderon算法对触摸屏图像重建的方法，其特征在于，采用八个圆弧形电极的电容式传感器，八个圆弧形电极呈环形间隔排列地印刷于触摸屏上表面边缘，触摸屏侧表面设置有屏蔽层，电极通过电极引线与外部数据采集系统连接；基于Calderon算法对触摸屏图像重建的方法按照以下步骤顺序进行：

(一)对电容式传感器的电容信号进行检测；其中，检测的电容信号包括以下任意一种：触摸屏中间的电容信号、触摸屏上方的电容信号、触摸屏下方的电容信号、触摸屏左方的电容信号和触摸屏右方的电容信号；

(二)通过数据采集系统采集步骤(一)中测得的电容信号，并将其发送至上位机；

(三)上位机分析接收到的电容信号，采用Calderon算法进行图像重建。

2.根据权利要求1所述的基于Calderon算法对触摸屏图像重建的方法，其特征在于，所述电容式传感器电极和电极引线的材质均采用ITO材料。

3.根据权利要求1或2所述的基于Calderon算法对触摸屏图像重建的方法，其特征在于，步骤(一)中对电容式传感器的电容信号检测过程为：

①对电容式传感器的电极进行数字编号；

②选取电容式传感器的一个电极作为激励电极，对其施加激励电压后依次检测其余电极，获得电容信号；

③依次更换激励电极，重复步骤②的操作，完成对所有电极的检测。

4.根据权利要求1或2所述的基于Calderon算法对触摸屏图像重建的方法，其特征在于，图像重建算法具体为：对于电容成像系统，敏感场Ω满足式子其中z＝x+iy是一个表征敏感场Ω中坐标为(x,y)的复数，σ(z)与分别表示(x,y)处的介电常数与电势；

由散度定理得

v(z)为在Ω敏感场内的任意连续函数,ds＝∣dz∣为在区域内测得的弧长，区域指在敏感场Ω内对z点求偏导的偏导区域；ε(z)为Ω敏感场内的介电常数分布，为在Ω敏感场内z点电势分布的旋度，为在Ω敏感场内对ε(z)与的乘积结果求旋度，表示对在Ω敏感场内的任意连续函数求旋度；

则(x,y)处对应的电压到电流密度的映射为Λ_ε：其中，Λ_ε表示敏感场Ω中存在ε(z)时，电压到电流密度的映射，由此可得

对于变化的介电常数，ε(z)＝1+δε(z)，其中，δ表示一个变化量，该变化仅存在于敏感场Ω内，则δε(z)的计算公式为

式中，t(k₁+ik₂)表示散射变换，k₁,k₂均为实数，R表示积分区域的半径，根据求得的介电常数的分布进行图像重建。

5.根据权利要求3所述的基于Calderon算法对触摸屏图像重建的方法，其特征在于，图像重建算法具体为：对于电容成像系统，敏感场Ω满足式子其中z＝x+iy是一个表征敏感场Ω中坐标为(x,y)的复数，σ(z)与分别表示(x,y)处的介电常数与电势；

由散度定理得

v(z)为在Ω敏感场内的任意连续函数,ds＝∣dz∣为在区域内测得的弧长，区域指在敏感场Ω内对z点求偏导的偏导区域；ε(z)为Ω敏感场内的介电常数分布，为在Ω敏感场内z点电势分布的旋度，为在Ω敏感场内对ε(z)与的乘积结果求旋度，表示对在Ω敏感场内的任意连续函数求旋度；

则(x,y)处对应的电压到电流密度的映射为Λ_ε：其中，Λ_ε表示敏感场Ω中存在ε(z)时，电压到电流密度的映射，由此可得

对于变化的介电常数，ε(z)＝1+δε(z)，其中，δ表示一个变化量，该变化仅存在于敏感场Ω内，则δε(z)的计算公式为

式中，t(k₁+ik₂)表示散射变换，k₁,k₂均为实数，R表示积分区域的半径，根据求得的介电常数的分布进行图像重建。