一种基于弹性波的书写材质识别方法及交互平板与流程

1.本公开实施例涉及电子设备控制技术领域，尤其涉及一种基于弹性波的书写材质识别方法及交互平板。


背景技术：

2.利用触敏传感器(例如红外触摸框、电容触控屏、电磁触控屏等)在显示屏上进行触控操作，是交互平板常用的触控方式之一，即通过触敏传感器识别在显示屏上进行的触控操作，得到相应的触摸数据，并发送至交互平板的处理器。交互平板根据触摸数据执行相应的操作，例如根据触摸物的移动轨迹在交互平板的显示屏上显示对应的书写轨迹等。
3.交互平板在使用过程中，对触控操作的响应基本只有基于触控轨迹的具体输入判断，例如基于触控轨迹的轨迹输入或简单指令接收，当要改变触控轨迹的输入效果或实现较为复杂的控制指令时，需要根据多个触控输入的组合才能实现目标控制，例如对于书写过程来说，进行书写轨迹的显示属性设置或者进行书写、擦除的操作方式的切换时，需要较为复杂的触控操作组合才能实现设置目标，操作较为繁琐，效率较低。


技术实现要素：

4.本公开实施例提供一种基于弹性波的书写材质识别方法及交互平板，以解决现有技术中交互平板需要较为复杂的触控操作组合才能实现设置目标，操作繁琐、效率较低的技术问题。
5.在第一方面，本公开实施例提供了一种基于弹性波的书写材质识别方法，应用于交互平板，所述交互平板包括显示屏、处理设备和触敏传感器，所述交互平板还包括弹性波检测装置，所述方法还包括：
6.所述触敏传感器检测到触摸数据，所述触摸数据由触摸物在所述交互平板的触控检测区域进行触控操作时产生；所述触摸数据包括触摸时间信息；
7.所述处理设备接收所述触敏传感器发送的所述触摸数据；
8.所述弹性波检测装置接收到所述触摸数据，其中，所述触摸数据由所述触敏传感器或所述处理设备发送至所述弹性波检测装置；
9.所述弹性波检测装置检测到弹性波信号；所述弹性波信号由所述触摸物接触所述交互平板的显示屏时生成；
10.所述弹性波检测装置根据不同时间段的所述弹性波信号进行信号质量评估；
11.所述弹性波检测装置根据所述弹性波信号和质量评估结果，确定所述触摸物对应的介质类型；
12.所述弹性波检测装置向所述处理设备发送介质类型信息，所述介质类型信息包括所述触摸物对应的介质类型。
13.在第二方面，本公开实施例提供了一种交互平板，包括显示屏、处理设备、触敏传感器和弹性波检测装置，所述显示屏、所述触敏传感器和所述弹性波检测装置均与所述处
理设备连接；
14.所述触敏传感器，用于检测触摸数据，所述触摸数据由触摸物在所述交互平板的触控检测区域进行触控操作时产生；所述触摸数据包括触摸时间信息；
15.所述弹性波检测装置，用于检测弹性波信号，其中，所述弹性波信号由所述触摸物接触所述交互平板的显示屏时生成；以及
16.在接收到所述触敏传感器或所述处理设备发送的所述触摸数据后，根据不同时间段的所述弹性波信号进行信号质量评估；根据所述弹性波信号和质量评估结果，确定所述触摸物对应的介质类型；以及
17.向所述处理设备发送介质类型信息，所述介质类型信息包括所述触摸物对应的介质类型；
18.所述处理设备，用于接收所述触敏传感器发送的所述触摸数据。
19.本公开实施例通过触敏传感器检测触摸物触摸交互平板的触控检测区域时产生的触摸数据，并通过弹性波检测装置检测触摸物接触显示屏时产生的弹性波信号，根据触摸数据中的时间信息对弹性波信号进行质量评估，并根据质量评估结果和弹性波信号确定介质类型，通过结合弹性波信号和质量评估结果确定介质类型，提高了对触摸物的识别精度，而且将包含触摸物的介质类型的介质类型信息发送到处理设备，使得处理设备可以根据触摸物的不同的介质类型执行不同的响应操作，操作简单，效率较高。
附图说明
20.图1是本公开实施例提供的一种交互平板的结构示意图；
21.图2是本公开实施例提供的一种基于弹性波的书写材质识别方法的流程示意图；
22.图3是本公开实施例提供的一种红外触摸框的检测原理示意图；
23.图4是本公开实施例提供的一种对弹性波信号进行信号质量评估的流程示意图；
24.图5是本公开实施例提供的一种根据第二特征信息和第一特征信息对弹性波信号进行质量评估的流程示意图；
25.图6是本公开实施例提供的一种介质类型确定流程示意图；
26.图7是本公开实施例提供的一种书写过程中的弹性波信号示意图；
27.图8是本公开实施例提供的一种触摸数据处理逻辑图；
28.图9是本公开实施例提供的一种触控操作的操作示意图；
29.图10是本公开实施例提供的一种书写轨迹的显示示意图；
30.图11是本公开实施例提供的一种交互平板的结构框图。
具体实施方式
31.为了使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本公开具体实施例作进一步的详细描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本公开，而非对本公开的限定。为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分而非全部内容。在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其
操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
32.需要说明的是，在本公开中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或操作或对象与另一个实体或操作或对象区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作或对象之前存在任何这种实际的关系或顺序。例如，第一介质类型和第二介质类型的“第一”和“第二”用来区分两个不同介质类型，例如书写笔的笔尖和笔尾。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。此外，在本公开的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
33.为了便于理解，实施例中以交互平板为实际载体，示例性描述基于弹性波的书写材质识别实施时触控操作的检测、触控操作的判断和触控操作的响应显示的详细过程。对于交互平板可以是通过触控技术对显示在显示平板上的内容进行操控和实现人机交互操作的一体化设备，其集成了投影机、电子白板、幕布、音响、电视机以及视频会议终端等一种或多种功能。
34.图1给出了本公开提供的一种交互平板的结构示意图，如图1所示，本实施例以红外触摸框300作为触敏传感器为例进行描述，对应的，红外触摸块产生的触摸数据为红外触摸数据，交互平板100包括至少一块显示屏500，另外，交互平板100还包括处理设备200、红外触摸框300和弹性波检测装置400，其中，红外触摸框300设置于交互平板100的四周以形成交互平板100的触控检测区域，交互平板100的四周是指交互平板100的四边。触控检测区域是用于检测发生在交互平板100上的触控操作的区域，是一个物理意义上的区域。如果交互平板100的边框比较窄，显示屏500靠近交互平板100的边框处，则红外触摸框300可看做是设置在显示屏500的四周，具体应用中，可以根据实际需要检测的区域来设置红外触摸框300的位置，可以是只设置在显示屏500的周围，也可以是设置在整个交互平板100的周围。红外触摸框300可检测到触摸物在触控检测区域上的任何位置进行触控操作所产生的红外触摸数据，红外触摸框300和弹性波检测装置400基于usb协议与处理设备200通信，即红外触摸框300和弹性波检测装置400通过usb接口与处理设备200连接，图1中，当处理设备200只有一个usb接口需要同时连接红外触摸框300和弹性波检测装置400时，设置端口收发设备(hub)进行连接端口的扩展，实现与红外触摸框300和弹性波检测装置400的通信连接。红外触摸框300与弹性波检测装置400也可以通过io口、usb协议或串口，直接进行数据交互。
35.用户可以通过手指或书写笔等类似的物体作为触摸物，通过触摸物在交互平板的显示屏上进行点击或移动等方式实现触控操作，相应的，红外触摸框300检测到触摸物在触控检测区域的触控操作，生成相应的红外触摸数据并发送到交互平板，交互平板接收到红外触摸数据后，根据红外触摸数据表征的触控位置进行响应，以实现触控功能。例如，红外触摸数据表征的触控位置处有控件，则交互平板对控件进行响应，或者红外触摸数据表征的触控位置为一段轨迹，则交互平板根据红外触摸数据生成相应的书写轨迹。这里，控件是指应用软件或操作系统的图形界面的元素，例如翻页控件、最小化控件等，通过对控件进行触控，从而交互平板的应用软件或操作系统可以执行预定义的功能，例如点击翻页控件后，交互平板的应用软件相应进行翻页处理。典型的，交互平板安装有至少一种操作系统，其
中，操作系统包括但不限定于安卓系统、linux系统及windows系统。作为一种实施方式，交互平板可以安装至少一个具有书写功能的应用程序。其中，该应用程序可以为操作系统自带的应用程序，同时，也安装有从第三方设备或者服务器中下载的应用程序。可选的，应用程序除具备基于触控操作的书写功能外，还具有其他编辑功能，如插入表格、插入图片、插图图形、绘制表格、绘制图形等功能。
36.交互平板的显示屏中显示的图形界面，对应于检测用户操作的触控检测区域在显示屏上的投射区域(即触控检测区域在图形界面的前方)。在触控检测区域进行触控操作时，如通过书写笔或手指接触交互平板的显示屏，显示屏的红外触摸框可以感应到红外光的变化，得到含有触摸位置的坐标的触摸信号以及该触摸信号的触发时间，根据触摸位置的坐标以及触摸信号的触发时间，可以得到反映书写笔或用户手指每次落入书写至抬起停止书写过程中输入的书写轨迹的红外触摸数据，根据红外触摸数据在显示屏的图形界面实时显示用户输入的书写轨迹。当然，书写过程不限于写字，在交互平板的显示屏实现的任何用于显示操作轨迹的录入过程均可视为书写过程。此外根据触摸操作的发生位置的显示元素的不同，触摸操作可以响应为用户的点击、拖拽等操作。这些不同的响应方式在底层的坐标处理方式是相同的，最终从视觉上会导致显示屏中显示的画面的变化。基于触摸和显示等基本功能的硬件实现，可以实现交互平板的各种交互显示设计。
37.以在白板应用使用过程中呈现的图形界面，即白板应用的界面中进行的触控操作为示例进行阐述。如前，白板应用指供用户进行书写、展示等操作的应用，可以用于根据用户在白板应用的界面的书写操作(触控操作)生成书写笔迹，也可以用于在白板应用的界面插入和显示多媒体元素，多媒体元素可以包括图形、图像、表格、文档、音频文件和/或视频文件。在白板应用的界面中，用户可以实现与实体黑板类似的写、画、擦除等操作，并进一步有更好的移动、保存、缩放、插入图片、颜色调整、笔画粗细设置等数字化功能。在实际应用中，白板应用也可以命名为书写应用、电子白板应用、协同白板应用等名称，不管名称如何改变，只要用于实现上述功能的应用，均等同于本公开的白板应用。
38.作为一种实施方式，本方案提供的弹性波检测装置可以设置在显示屏上，用于检测触摸物在触碰交互平板的显示屏时生成的弹性波信号。例如，弹性波检测装置包括有弹性波采集板和至少一个弹性波传感器，在显示屏边框处或盖板内侧安装压电式弹性波传感器，当触摸物在显示屏上触碰时，会产生具有特征的弹性波信号，该弹性波信号从接触点开始，沿着显示屏向四周传播，或者向显示屏内侧传播。位于显示屏边框处或盖板内侧的压电式弹性波传感器可以将弹性波信号转换为电压信号，并将电压信号发送给弹性波采集板，通过弹性波采集板将电压信号传输至具有温度补偿电路的ic芯片中进行放大处理，并通过模数转换电路转换为数字的弹性波信号。需要说明的是，本方案对弹性波检测装置设置的位置不做具体的限定，只要能够实现检测触摸物触摸交互平板的显示屏产生的弹性波信号即可。
39.对于音频以下的机械振动，音频范围的声音，超过音频的超声波，这些都是气体、液体、固体等介质的波动现象，相对于光和电磁波来说，这种波动现象叫做弹性波。对于弹性波信号的检测，通过弹性波传感器完成，弹性波传感器具体安装在可以传递显示屏发生的振动的位置，从而实现对显示屏上触控物体触碰到显示屏的事件，而不一定安装在发生振动的位置。例如可以在显示屏的4个角布置弹性波传感器，当然也可以有其它的布置方
式，例如在显示屏的矩形边框每条边的中点设置，数量也可以是其它数量，例如2个、5个，只要弹性波传感器能够检测到触控操作过程中触摸物与显示屏接触时的振动，具体布置的数量可以根据显示屏的尺寸和检测精度进行针对性设置，一般来说，显示屏的尺寸越大，检测精度要求越高，弹性波传感器设置的数量越多。弹性波传感器可以直接安装在显示屏的表面，例如直接安装在显示屏的上表面或者显示屏的下表面，从而接收由显示屏传递的振动，提高触碰检测的精确度。弹性波传感器还可以安装在显示屏的边框内，减少对内部机构的影响，同时减少来自显示屏的共模噪声干扰。当然，弹性波传感器也可以安装在与显示屏相接触的其他部件上，通过其他部件的传递接收发生在显示屏的振动。
40.从弹性波产生的源头而言，包括交互平板内各种产生噪声的元件(如马达、喇叭、风扇等)和交互平板外部产生噪声的设备(如室内空调、电视等)，这些元件在使用的过程中，会导致交互平板产生非用户控制本意的弹性波。通过元件的类别，可以确认该元件产生噪声的方式，例如，喇叭所产生的噪声主要来自于其发出声音时所导致的交互平板整体介质中产生弹性波，对于弹性波传感器而言，可以随时检测到各种弹性波信号，但是其中有很多并不是来自于触控操作本身。
41.图2给出了本公开实施例提供的一种基于弹性波的书写材质识别方法的流程示意图，本公开实施例提供的基于弹性波的书写材质识别方法应用于交互平板，该交互平板可以是两个或多个物理实体构成，也可以是一个物理实体构成。例如交互平板可以是会议平板、教学平板、工业控制计算机等，用于实现对人机交互过程中的内容显示和交互响应。
42.参考图2，该基于弹性波的书写材质识别方法包括：
43.s101：触敏传感器检测到触摸数据，触摸数据由触摸物在交互平板的触控检测区域进行触控操作时产生。
44.本方案可针对触摸方案中触摸数据的产生先于弹性波信号的产生的情况，根据触摸数据中的时间信息对弹性波信号进行质量评估，并根据质量评估结果和弹性波信号确定介质类型，通过结合弹性波信号和质量评估结果确定介质类型，提高对触摸物的识别精度。其中，本公开提供的触敏传感器可以是红外触摸框、电容触控屏、电磁触控屏等。本实施例以红外触摸框作为触敏传感器为例进行描述，对应的，红外触摸块产生的触摸数据为红外触摸数据。
45.其中，触摸数据包括触摸时间信息，以及触摸位置信息和/或触摸参数信息，触摸参数信息至少反映触摸物在接触显示屏时的触摸点的触摸面积，其可通过触摸面积对应的宽度和高度进行表示，也可以通过触摸面积对应的半径或直径来表示。
46.示例性的，为实现显示屏的触控功能，在显示屏表面的四周设置红外触摸框，当触摸物触碰显示屏时，红外触摸框通过光信号扫描触摸物，以检测触摸物在显示屏进行触控操作时生成的红外触摸数据。示例性的，红外触摸框包括红外发射器与红外接收器，红外发射器用于发射红外光，红外接收器用于接收红外光，利用不同方向上密布的红外光线形成光束栅格来定位触摸点。当用户通过触摸物触碰显示屏时，显示屏上安装的红外发射器和红外接收器之间的红外光线传输路径会被触摸物阻挡，红外触摸框将输出对应的红外受阻信号，根据被红外受阻信号可测得触摸物与显示屏的接触面积、触摸物在显示屏上的移动速度和触摸物与显示屏接触时的触控位置，并得到相应的红外触摸数据。
47.图3给出了一种红外触摸框的检测原理示意图，如图3所示，以红外触摸框作为触
敏传感器为例，在一次触控操作中，触摸物会经历图3中的状态131-137，其中从状态131、状态132至状态133描述触摸物从开始进行触控操作到开始接触到显示屏500的过程，在状态131到状态132之间触摸物刚进入触控检测区域时，红外触摸框检测到首帧触摸数据，并且此时触摸物的触摸状态为触摸落入状态，在状态131中，触摸物处于触控检测区域之上，并不会产生红外触摸数据，在状态132中，触摸物处于触控检测区域中，但并未触碰到显示屏500表面，会产生红外触摸数据(在这过程中产生的第一帧红外触摸数据为首帧触摸数据)，在状态133中，触摸物处于触控检测区域中，已触碰到显示屏500，会产生红外触摸数据。
48.从状态133、状态134至状态135描述触摸物接触到显示屏500并在显示屏500上移动的过程，在这过程中，触摸物的触摸状态始终为触摸移动状态，在触摸移动状态中，触摸物持续触碰到显示屏500，同时产生红外触摸数据。
49.从状态135、状态136至状态137描述触摸物从显示屏500上抬起至离开触控检测区域的过程，在状态136到状态137之间触摸物刚离开触控检测区域时，红外触摸框检测到末帧触摸数据，并且此时触摸物的触摸状态为触摸抬起状态，在状态136中，触摸物处于触控检测区域中，并未触碰到显示屏500，会产生红外触摸数据，在状态137中，触摸物处于触控检测区域之上，并不会产生红外触摸数据。可以理解的是，在一次触控操作中，状态132至状态136过程中产生的红外触摸数据为连续的红外触摸数据。
50.触摸物在交互平板的触控检测区域进行触控操作时，红外触摸框将会产生红外触摸数据，从而根据红外触摸数据进行计算，对应生成红外触摸数据后，将红外触摸数据发送至处理设备。这里，红外触摸框生成的红外触摸数据是一个持续的数据，具体表现为包括多个帧的数据。
51.s102：处理设备接收触敏传感器发送的触摸数据。
52.当处理设备接收触敏传感器发送的触摸数据(例如红外触摸框发送的红外触摸数据)时，需要判断对何时接收到的红外触摸数据作出响应。所谓响应，在本发明实施例中，是指处理设备是否把红外触摸数据作为有效的数据进行处理。在一个实施例中，处理设备将持续接收到的红外触摸数据作为有效数据进行处理需要前置一个条件，即：处理设备确认触发红外触摸数据的触摸物，与交互平板的显示屏有接触。示例性的，在本发明实施例中，在交互平板中设置一个弹性波检测装置，通过弹性波检测装置检测交互平板的显示屏上产生的振动信号(即弹性波信号)，并设置弹性波检测装置与交互平板的处理设备的通信硬件及通信协议，使得弹性波检测装置能够将确认触发红外触摸数据的触摸物与交互平板的显示屏有接触的信息(例如介质类型信息)发送给处理设备，帮助处理设备获得该判断能力。
53.在一次触控操作中，当触摸物正在接近但未接触到显示屏，在这过程中，对应位置的红外发射器和红外接收器检测到触摸物对红外线的阻挡，触敏传感器开始检测到触摸数据(例如红外触摸框开始检测到红外触摸数据)，但弹性波检测装置未检测到弹性波信号。由于此时触摸物并未接触到显示屏，这个过程中产生的触摸数据不需要进行处理，可将触摸数据进行丢弃，也不需要在显示屏上显示对应书写轨迹。
54.作为一种实施方式，当处理设备接收触敏传感器发送的触摸数据，却没有接收到弹性波检测装置发送的介质类型信息时，处理设备可对接收到的触摸数据不进行响应。
55.s103：弹性波检测装置接收到触摸数据，其中，触摸数据由触敏传感器或处理设备发送至弹性波检测装置。
56.在本发明实施例中，为了使得交互平板对用户的触控操作的响应实现多样化，可以设计基于触摸物的不同介质类型，实现与该介质类型相对应的响应或实现方式。示例性的，以红外触摸框作为触敏传感器为例，本发明实施例通过设计红外触摸框与弹性波检测装置新的通信硬件电路及通信协议，使得红外触摸框在检测到红外触摸数据时，能够向弹性波检测装置发送红外触摸数据，或者由处理设备向弹性波检测装置发送红外触摸数据，从而后续步骤中，弹性波检测装置可以结合红外触摸数据中的触摸时间信息识别出噪声信号(第一弹性波信号)和触摸物信号(第二弹性波信号)。
57.其中，触摸数据由触敏传感器或处理设备发送至弹性波检测装置，例如红外触摸数据由红外触摸框或处理设备发送至弹性波检测装置。示例性的，在红外触摸框与弹性波检测装置通信连接时，由红外触摸框直接向弹性波检测装置发送，即红外触摸框在接收到连续的红外触摸数据时，直接将红外触摸数发送至弹性波检测装置，同时向处理设备发送连续的红外触摸数据。在红外触摸框未与弹性波检测装置通信连接时，红外触摸框在检测到连续的红外触摸数据时，向处理设备发送连续的红外触摸数据，由处理设备向弹性波检测装置发送红外触摸数据。
58.s104：弹性波检测装置检测到弹性波信号；弹性波信号由触摸物接触交互平板的显示屏时生成。
59.当触摸物接触交互平板的显示屏时，会产生具有特征的弹性波信号，该弹性波信号从触摸物与显示屏的接触点开始，沿着显示屏向四周传播，或者向显示屏内侧传播，因此弹性波检测装置将会检测到弹性波信号。弹性波检测装置在检测到弹性波信号后，对弹性波信号进行缓存。
60.s105：弹性波检测装置根据不同时间段的弹性波信号进行信号质量评估。
61.可以理解的是，在执行触控操作的过程中，当红外触摸框在t1时刻开始检测到触摸物的阻挡时，红外触摸框检测到的触摸面积并未达到设定的触摸面积阈值，此时触摸物并未触碰显示屏。随着触摸物向显示屏靠近，当红外触摸框在t2时刻检测到红外触摸框检测到的触摸面积达到设定的触摸面积阈值时，认为触摸物接触到显示屏，并将对应的触摸数据发送到弹性波检测装置。其中，弹性波检测装置在t2时刻之前采集到的弹性波数据可理解为噪声信号，在t2时刻之后采集到的弹性波数据为触摸物触碰显示屏所产生的触摸物信号，可根据触摸面积达到设定的触摸面积阈值的触摸数据对应的时间信息，确定不同时间段(时序)的弹性波信号，从不同时间段的弹性波数据中区分出触摸物信号和噪声信号，并根据触摸物信号和噪声信号的比较情况对弹性波信号进行信号质量评估，并得到质量评估结果。
62.在一个实施例中，可根据触摸数据中反应的触摸面积达到设定的触摸面积阈值时对应的时间信息来区分噪声信号和触摸物信号，并根据噪声信号和触摸物信号评估弹性波信号的信号质量。基于此，如图4提供的一种对弹性波信号进行信号质量评估的流程示意图所示，本方案提供的弹性波检测装置在根据不同时间段的弹性波信号进行信号质量评估时，具体包括：
63.s1051：弹性波检测装置基于触摸数据的时间信息，确定弹性波信号中触摸物在接触交互平板的显示屏前的第一弹性波信号，以及接触交互平板的显示屏后的第二弹性波信号。
64.示例性的，弹性波检测装置基于红外触摸数据的时间信息，确定红外触摸框检测到的触摸面积(触摸物的遮挡面积)达到设定的触摸面积阈值时对应的第二时刻。其中，第二时刻之后检测到的弹性波信号可理解为是由于触摸物触碰显示屏所产生的，则将第二时刻之前产生的弹性波信号确定为触摸物在接触交互平板的显示屏前的第一弹性波信号，以及将第二时刻之后产生的弹性波信号确定为触摸物在接触交互平板的显示屏后的第二弹性波信号。
65.在一个实施例中，还可以根据触摸数据的时间信息，确定触敏传感器刚开始检测到触摸物的阻挡时对应的第一时刻，并将第一时刻和第二时刻之间产生的弹性波信号确定为触摸物在接触交互平板的显示屏前的第一弹性波信号。
66.以红外触摸框生成红外触摸数据为例，其中，红外触摸数据由红外触摸框或处理设备发送至弹性波检测装置。当触摸物在交互平板的触控检测区域进行触控操作时，首先红外触摸框检测到红外线被遮挡，然后进行相应的转换计算，根据被遮挡情况计算出具体的触摸位置信息、触摸面积等触摸参数信息。在这个过程中，弹性波检测装置检测到弹性波信号，但是可能还未接收到红外触摸框发送的红外触摸数据，因此，需要等待接收到红外触摸数据后，再结合红外触摸数据和弹性波信号确第一弹性波信号和第二弹性波信号。
67.s1052：弹性波检测装置根据第一弹性波信号和第二弹性波信号对弹性波信号进行信号质量评估。
68.其中，对弹性波信号进行信号质量评估是指对包括第一弹性波信号和第二弹性波信号在内的弹性波信号进行信号质量评估。第一弹性波信号为触摸物触碰显示屏之前所产生的弹性波信号，可良好反映噪声情况，第二弹性波为触摸物触碰显示屏时所产生的弹性波信号，可正确反映触摸物的特征，可根据第二弹性波信号和第一弹性波的对比结果进行信号质量评估，判断第二弹性波信号的信号质量是否达到设定要求。
69.示例性的，如图5提供的一种根据第二特征信息和第一特征信息对弹性波信号进行质量评估的流程示意图所示，本方案提供的弹性波检测装置在根据第一弹性波信号和第二弹性波信号对弹性波信号进行信号质量评估时，其具体为：
70.s10521：弹性波检测装置提取第一弹性波信号的第一特征信息，以及第二弹性波信号的第二特征信息。
71.s10522：弹性波检测装置将第二特征信息和第一特征信息的差与第一特征信息的比值作为弹性波信号的质量评估结果。
72.示例性的，弹性波检测模块在确定第一弹性波信号和第二弹性波信号后，分别对第一弹性波信号和第二弹性波信号进行特征提起，得到第一弹性波信号的第一特征信息，以及第二弹性波信号的第二特征信息。其中，对弹性波提取的特征包括但不限于时域特征(例如幅度、形态等)、频域特征(例如频率响应、能量等)。
73.进一步的，根据第一特征信息和第二特征信息对弹性波信号进行信号质量评估。示例性的，计算第二特征信息和第一特征信息的差，并计算第二特征信息和第一特征信息的差值与第一特征信息的比值，并将该比值作为弹性波信号的质量评估结果。
74.示例性的，提取第一弹性波信号s
noise
的第一特征信息f
noise
，以及第二弹性波信号s
object
的第二特征信息f
object
，则弹性波信号的质量评估结果为：
[0075][0076]
在一个实施例中，弹性波检测装置检测到弹性波信号后，对弹性波信号进行缓存，直到接收到触摸数据后，再根据不同时间段的弹性波信号进行信号质量评估。例如，弹性波检测装置实时缓存在设定时间长度内的检测到的弹性波信号，以在后续步骤中接收到红外触摸数据后根据弹性波检测装置根据红外触摸数据进行信号质量评估。同时，弹性波检测装置清除缓存时间超过设定时间长度的弹性波信号，可以过滤掉干扰信号的影响，避免弹性波检测装置进行不必要的处理步骤，提高处理效率。
[0077]
s106：弹性波检测装置根据弹性波信号和质量评估结果，确定触摸物对应的介质类型。
[0078]
示例性的，弹性波检测装置在确定弹性波信号的质量评估结果后，进一步根据质量评估结果确定是在弹性波信号的信号质量达到设定要求时，根据弹性波信号识别触摸物对应的介质类型，还是在弹性波信号的信号质量未达到设定要求时，直接输出默认介质类型。
[0079]
在一个实施例中，弹性波信号的信号质量是否达到设定要求，可根据质量评估结果和设定的门限阈值的比较结果确定。基于此，如图6提供的一种介质类型确定流程示意图所示，本方案提供的弹性波检测装置在根据弹性波信号和质量评估结果，确定触摸物对应的介质类型时，具体为：
[0080]
s1061：弹性波检测装置在弹性波信号的质量评估结果达到设定的门限阈值时，根据弹性波信号确定触摸物对应的介质类型。
[0081]
s1062：弹性波检测装置在弹性波信号的质量评估结果低于设定的门限阈值时，确定触摸物对应的介质类型为默认介质类型。
[0082]
可以理解的是，在弹性波信号的质量评估结果为达到设定的门限阈值时，此时弹性波信号的信号质量已达到设定要求，认为此时当前弹性波信号质量较高，可准确、完整地表达出触摸物的特征，则可根据弹性波信号确定触摸物对应的介质类型。
[0083]
而在弹性波信号的质量评估结果为未达到设定的门限阈值时，此时弹性波信号的信号质量未达到设定要求，认为此时当前弹性波信号质量较低，无法准确、完整地表达出触摸物的特征，则直接确定将触摸物对应的介质类型确定默认介质类型。
[0084]
示例性的，在根据弹性波信号确定触摸物对应的介质类型时，可先结合弹性波信号的时域、频域的信息(这些信息包括时域上超过设定信噪比阈值的时间点)，得到小波段时频分析中特征频点处的能量绝对值与相对值，并据此来判断弹性波信号的起振点，再根据起振点后的信号进行材质识别。判断起振点的方法可以是通过阈值方法(判断信噪比或信号量是否超过预设阈值)、特征匹配方法(判断弹性波信号的信号特征和设定的触碰特征的相关性系数是否超过设定相关性阈值)或者是神经网络特征点检测方法(通过训练好的特征点检测模型实现对弹性波信号在起振点处的分割)，也可以是通过过零率(判断信号是否为非随机振动信号)进行。
[0085]
其中，当弹性波检测装置采用多个弹性波传感器进行弹性波信号检测时，弹性波检测装置可以根据触摸数据的触摸位置信息和/或触摸参数信息等，来判断或者计算获得有效的弹性波信号(用于进行介质识别的信号)，从而再判断该有效的弹性波信号的起振
点。示例性的，可以是根据触摸数据中的触摸位置信息，确定距离触摸点最近的弹性波传感器，由于其产生的信号强度最高，其产生信号的信噪比最大，将该弹性波传感器产生的弹性波信号作为有效的弹性波信号。另外，也可根据触摸数据的触摸位置信息，对于各弹性波传感器的弹性波信号进行加权处理，将加权处理得到的结果作为有效的弹性波信号，各弹性波传感器对应的权重可以是一个预设的数值，也可以是一个与触摸位置的距离负相关的函数，如权重为距离的倒数或倒数的平方等。
[0086]
在确定起振点后，分析得到起振前的信号，并将起振前的信号作为噪声估计值，并据此识别起振点后的信号，将起振点后的信号作为弹性波材质识别的识别信号。另外，还可以是以触摸数据中反应的触摸面积达到设定的触摸面积阈值时对应的时间来确定起振点，即将第二弹性波信号作为弹性波材质识别的识别信号。作为一种实施方式，对识别信号进行信号处理，信号处理包括时频转化、加窗平滑、多通道融合、降噪等算法，得出融合后的弹性波频域信号，并且将该弹性波频域信号置入设定算法(包括统计学习、机器学习、深度学习等模型算法，或者特征值比对算法)，得出材质的id，并将携带该材质id的介质类型信息上报给处理设备。
[0087]
在具体实现本方案时，可利用特征识别模型进行介质类型的确定，即将识别信号输入到训练好的特征识别模型中，获得触摸物对应的介质类型。特征识别模型可通过神经网络的方式确定触摸位置信息和弹性波信号所对应的介质类型。例如，可基于神经网络搭建得到特征识别模型，并基于弹性波信号(或识别信号)作为输入，对应的介质类型作为输出进行训练。
[0088]
在一个实施例中，弹性波信号为多个，弹性波检测装置根据弹性波信号确定触摸物对应的介质类型时，可以是读取触摸数据中的触摸位置信息，对多个弹性波信号进行融合处理，得到预处理信号。并将触摸位置信息和预处理信号，输入到训练好的特征识别模型中，获得触摸物对应的介质类型。其中，融合处理的一种实施方式为：基于事先设定的多个弹性波传感器的位置信息，结合触摸位置信息，计算该触摸位置信息所表征的触摸点与不同弹性波传感器的距离s1,s2,
…
sn(n为自然数)，进而基于计算得到的距离对多个弹性波传感器采集的弹性波信号进行融合处理，获得预处理结果。例如一种可能的实施案例是，以1/(sn)^2将每个传感器的信号进行加权后，将加权得到的结果作为预处理结果。
[0089]
在具体实现本方案时，还可利用特征数据库进行介质类型的确定，对应的，弹性波检测装置在根据弹性波信号确定触摸物对应的介质类型时，还可以是对弹性波信号进行特征提取，并将提取的特征与预设的特征数据库进行比对，获得触摸物对应的介质类型。在弹性波检测装置中预先设置有特征数据库，该特征数据库中记录有预设特征和预设介质类型之间的对应关系。其中，预设特征和预设介质类型之间的对应关系可通过键值对的方式进行记录。
[0090]
s107：弹性波检测装置向处理设备发送介质类型信息，介质类型信息包括触摸物对应的介质类型。
[0091]
其中，介质类型信息是指弹性波检测装置向处理设备发送的包含触摸物对应的介质类型的信息，可以是单独生成的仅包含介质类型的信息，也可以是弹性波检测装置与处理设备进行数据交互的其它信息，将介质类型集成在该其它信息中发送到处理设备。
[0092]
弹性波检测装置在确定触摸物对应的介质类型后，基于介质类型生成对应的介质
类型信息，并向处理设备发送该介质类型信息。本公开通过触摸数据的时间信息，以及弹性波信号，确定触摸物对应的介质类型，并向处理设备反馈对应的介质类型信息，在存在多个触摸物时，可准确判断在不同触摸位置所对应的介质类型，并可针对不同介质类型，对相应触摸位置的触控操作进行不同的响应，丰富交互平板的交互体验。
[0093]
在一个可能的实施例中，本方案提供的基于弹性波的书写材质识别方法还包括：
[0094]
s108：处理设备接收到介质类型信息后，启动对接收到的触摸数据的响应。
[0095]
示例性的，当处理设备接收触敏传感器发送的触摸数据时，需要判断对何时接收到的触摸数据作出响应。所谓响应，在本发明实施例中，是指处理设备是否把触摸数据作为有效的数据进行处理。在本发明实施例中，处理设备将持续接收到的触摸数据作为有效数据进行处理需要前置一个条件，即：处理设备确认触发触摸数据的触摸物，与交互平板的显示屏有接触。示例性的，在本发明实施例中，在交互平板中设置一个弹性波检测装置，通过弹性波检测装置检测交互平板的显示屏上产生的振动信号，并设置弹性波检测装置与交互平板的处理设备的通信硬件及通信协议，使得弹性波检测装置能够将用于确认触发触摸数据的触摸物与交互平板的显示屏有接触的信息(例如前述介质类型信息)发送给处理设备，帮助处理设备获得该判断能力。
[0096]
作为一种实施方式，当处理设备接收触敏传感器发送的触摸数据(例如红外触摸框发送的红外触摸数据)，却没有接收到弹性波检测装置发送的用于确认触发触摸数据的触摸物与交互平板的显示屏有接触的信息时，处理设备可对接收到的触摸数据不进行响应。
[0097]
示例性的，处理设备在接收到弹性波装置返回的介质类型信息后，根据介质类型信息确定触摸物对应的介质类型，并根据确定的介质类型，对后续接收到的触摸数据进行处理及响应。其中，对后续接收到的触摸数据进行处理及响应，可以是根据介质类型对后续接收到的触摸数据进行更新以及进行相应的响应(例如显示书写轨迹)，也可以是根据介质类型对后续接收到的触摸数据进行触摸响应(例如根据介质类型来执行点击操作、长按操作等)。处理设备在接收到介质类型之后才对后续接收到的触摸数据进行处理及响应，忽略在触摸物接触显示屏之前产生的触摸数据，只处理触摸物接触显示屏之后产生触摸数据，对触摸数据进行处理及响应的时机与触摸物接触显示屏的位置与时机保持一致，用户的触控操作得到更准确的反馈，例如显示书写轨迹的位置及时机与触摸物接触显示屏的位置与时机保持一致，实现书写的零高度。
[0098]
在一个可能的实施例中，步骤s108具体为：处理设备接收到介质类型信息后，启动对接收到的触摸数据的响应，输出与触摸物的介质类型相关联的响应结果。
[0099]
其中，对触摸数据的响应以及相关联的相应结果的输出，可基于触摸物的介质类型进行。在一个实施例中，对接收到的触摸数据的响应，输出与触摸物的介质类型相关联的响应结果，可以是响应于利用书写笔的笔头进行的触控操作所产生的弹性波数据，确定介质类型为笔头，并根据触摸数据确定书写轨迹，并在显示屏上显示对应的书写轨迹。示例性的，处理设备接收到介质类型信息后，根据介质类型，启动对接收到的触摸数据进行更新。其中，启动对接收到的触摸数据进行更新是指对在接收到介质类型信息的时刻之后接收到的触摸数据进行更新。
[0100]
进一步的，处理设备根据更新后的触摸数据，在显示屏上显示相应的书写轨迹。处
理设备接收到介质类型信息后，开始对接收到的触敏传感器发送的触摸数据进行缓存；并依次读取缓存的触摸数据，根据介质类型更新接收到的触摸数据，并根据更新后的触摸数据，在显示屏上显示相应的书写轨迹。示例性的，处理设备在接收到弹性波检测装置上报的介质类型后，开始对触敏传感器发送的触摸数据进行缓存。可选的，处理设备在确定接收到弹性波检测装置上报的介质类型后，通知弹性波检测装置已成功接收介质类型。处理设备在接收到介质类型之后才开始缓存触摸数据，忽略在触摸物接触显示屏之前产生的触摸数据(产生这些触摸数据时，触摸物只是进入触控检测区域，并未接触到显示屏)，只处理触摸物接触显示屏之后产生触摸数据，显示书写轨迹的位置与时机与触摸物接触显示屏的位置与时机保持一致，实现书写的零高度。而且对触摸物接触显示屏之前产生的触摸数据不进行缓存处理，节约了处理设备的处理资源。本步骤的更新过程中，处理设备按照先进先出的顺序，依次读取缓存的触摸数据，根据介质类型更新读取出的触摸数据。本步骤中，根据更新后的触摸数据绘制相应的书写轨迹，并在显示屏上进行显示，例如按照更新后的红外触摸数据所表征的显示属性(粗细、颜色、线型等)绘制相应的书写轨迹，并在显示屏上进行显示，从而实现根据不同介质类型的触摸物显示不同书写笔迹的目的。
[0101]
在一个实施例中，对接收到的触摸数据的响应，输出与触摸物的介质类型相关联的响应结果，还可以是响应于利用书写笔的笔尾进行的触控操作所产生的弹性波数据，确定介质类型为笔尾，并根据触摸数据，对应擦除显示屏上显示的书写轨迹。在根据弹性波数据识别出介质类型为书写笔的笔尾时，确定当前触控操作需要对对应位置进行擦除，则确定触摸数据对应的第一移动范围，并擦除显示屏上显示的，对应第一移动范围的书写轨迹。
[0102]
具体来说，书写笔的笔头、笔身和笔尾分别由不同的介质类型对应的材料制成。基于不同部位的不同介质类型，一支书写笔的不同位置的操作可以在某些情况下直接完成对应的触控操作，而不需要通过在触控检测区域通过对功能控件多次操作才能命中需要触发的控制操作。适应于用户纸质书写时的操作习惯，在本方案中将笔头和笔尾的介质类型对应为触控输入操作，所述笔身的介质类型对应为触控控制操作，例如将书写笔的笔身水平滑动作为翻页指令的触发方式。更具体来说，笔头的介质类型对应为书写轨迹同步输入的书写操作，笔尾为对已有书写轨迹进行修正的操作(例如擦除)。当然，通过特定轨迹的触控操作或对特定区域的触控操作，笔头和笔尾也可以对应为触控控制操作。基于介质类型和移动轨迹的综合判断，可以通过更简单的交互实现更丰富的触控功能。例如当前有用户使用一支书写笔在显示屏中进行触控操作，此时根据红外触摸数据和弹性波数据，可以确认当前触控操作为：介质类型为书写笔的书写操作，从而根据触摸数据绘制书写轨迹，该书写轨迹的显示属性根据当前的触碰介质对应显示属性确定。类似的，如果是用书写笔的笔尾在显示屏中滑动，根据触摸数据和弹性波数据可以确认当前触控操作为：对已有书写轨迹的擦除操作，响应于该操作，擦除过程中在触点位置跟随显示橡皮擦标识，并将橡皮擦标识经过的区域中已有显示的书写轨迹擦除。
[0103]
结合图7提供的一种书写过程中的弹性波信号示意图，需要进行解释的是，在书写的触控操作过程中，触摸物触碰显示屏所产生的弹性波可分成两个过程，首先是触摸物触碰显示屏的触碰事件开始时产生的弹性波(图中s0)，以及在后续书写过程中的弹性波(图中s1)，可以理解的是，每一次书写时，触摸物和显示屏的触碰过程只有一次，即在一次触控操作中只有一个弹性波s0，而后续的书写滑动过程会产生多个弹性波s1。由于弹性波s0的
碰撞能量较高，对应的，其对应的弹性波信号的信噪和信号质量比较高，更容易识别出触摸物材质类型，所以在进行材质识别时，优先采用弹性波s0对应的弹性波信号作为材质类型识别的信号(第二弹性波信号)，弹性波s0对应的弹性波信号可基于第二时刻之后的设定时间范围的弹性波信号得到。而弹性波s1由于滑动产生的振动能量较低，信噪比较低，容易受到外界震动(例如声音，平板机壳震动等)的干扰，若利用弹性波s1对应的弹性波信号进行材质识别，容易发生误识别的情况，书写滑动过程的材质识别准确率较低，后续书写滑动过程或连续触发弹性波，若对每一次的弹性波信号都进行材质识别，不仅会增大书写响应延迟，材质识别效果也较差，本方案通过对触碰事件开始时采集到的信噪比较高的弹性波信号进行材质识别，后续书写滑动过程均基于先前识别的材质进行书写响应，提高交互平板的交互效率和交互质量。
[0104]
在一个实施例中，处理设备在接收到对应默认介质类型的介质类型信息时，可根据触摸数据对介质类型信息进行介质校正，再根据校正后的介质类型信息启动对接收到的触摸数据的响应。例如在处理设备中记录有不同的介质类型所对应的红外数据特征(例如触摸面积、位置范围)，并将接收到的红外触摸数据与红外数据特征进行比较，以找到相匹配的红外数据特征，或者是弹性波检测装置或处理设备将弹性波信号和红外触摸数据共同输入到训练好的特征识别模型中，获得触摸物所匹配的介质类型。将匹配到的红外数据特征对应的介质类型作为对接红外触摸数据进行响应所依据的介质类型。若未发现匹配的红外数据特征，则继续基于默认介质类型启动对接收到的红外触摸数据的响应。通过对弹性波信号的信号质量进行分类，针对低质量的弹性波信号，可增加红外面积、位置等非弹性波信息，增强识别模型输入的信息量，例如，针对低质量的弹性波信号，可将触摸数据的触摸位置信息，以及弹性波信号输入到训练好的特征识别模型中，由特征识别模型对触摸位置信息，以及弹性波信号进行分析处理，确定触摸物对应的介质类型。特征识别模型可通过神经网络的方式确定触摸位置信息和弹性波信号所对应的介质类型。例如，可基于神经网络搭建得到特征识别模型，并基于弹性波信号、触摸位置信息作为输入，对应的介质类型作为输出进行训练。在一个实施例中，也可以将触摸参数信息、触摸位置信息和弹性波信号，输入到训练好的特征识别模型中，获得触摸物对应的介质类型。将触摸位置信息和/或触摸参数信息作为特征添加到特征识别模型中进行训练，该特征可以是特征识别模型最原始的输入特征，也可以是在特征识别模型的网络中某一层的额外特征，并由特征识别模型直接输出识别结果。通过将触摸数据也作为介质类型的特征识别模型的一个识别参数，增强识别模型输入的信息量，提升解决材质识别性能，解决由于低质量信号的信噪比低，单一弹性波信号易受干扰导致误识别的问题，提高介质类型的识别正确率。
[0105]
在一个可能的实施例中，处理设备接收到介质类型信息，启动对接收到的触摸数据的响应之后，本方案提供的基于弹性波的书写材质识别方法还包括：处理设备接收到介质类型信息后，若接收到的触摸数据与上一次触控操作产生的触摸数据的触摸时间差在设定时间阈值内，并且触摸距离在设定距离阈值内，停止向弹性波检测装置发送触摸数据，并根据上一次触控操作对应的介质类型信息启动对接收到的触摸数据的响应。
[0106]
其中，触摸数据由处理设备发送至弹性波检测装置。示例性的，处理设备在根据介质类型信息启动对触摸数据的响应之后，若后续继续接收到新的触控操作产生的触摸数据，则判断该触摸数据相对于上一次触控操作产生的触摸数据(末帧触摸数据，例如红外触
摸框产生的末帧红外触摸数据)的触摸时间差和触摸距离，若触摸时间差在设定时间阈值内，并且触摸距离在设定距离阈值内，认为两次触碰操作属于短时间连续触发，当前触控操作对应的介质类型信息与上一次触控操作中所确定的介质类型信息一致，不需要向弹性波检测装置发送触摸数据重新确定介质类型，可根据上一次触控操作对应的介质类型信息启动对接收到的触摸数据的响应。例如，当前红外触摸数据的触摸位置，相对于上一次触控操作对应的末帧红外触摸数据的触摸位置之间的触摸距离在1cm内，并且当前红外触摸数据的触摸时间，相对于上一次触控操作对应的末帧红外触摸数据的触摸时间之间的触摸时间差在150ms以内，此时认为两次触碰操作属于短时间连续触发，150ms时间间隔小于正常书写行为中切换书写材质的耗时，因此认为触碰材质未发生变化，可继续利用上一个介质类型信息启动对接收到的红外触摸数据的响应。
[0107]
图8给出了本公开提供的一种触摸数据处理逻辑图，如图8所示，以处理设备向弹性波检测装置发送首帧触摸数据为例，其中t为触控操作的时间跨度，t1时刻为红外触摸框开始检测到触摸物的遮挡的时间，从t1时刻到t2时刻之间为触摸物向显示屏接近的时间。红外触摸块在t1时刻检测到红外触摸数据后，将红外触摸数据发送给处理设备，同时，红外触摸框或处理设备向弹性波检测装置发送红外触摸数据，弹性波检测装置开始检测并缓存弹性波信号。
[0108]
图中touch表示触摸物开始进行触控操作但未进入触控检测区域的时间点，down为触摸物开始进入触控检测区域后，红外触摸框检测到红外触摸数据后上报红外触摸数据的时间点，此时上报的红外触摸数据为首帧触摸数据，同时红外触摸框在t2时刻向处理设备上报触摸数据，以及向弹性波检测装置发送触摸数据或由处理设备向弹性波检测装置发送触摸数据。图中move(即t2时刻到t5时刻)为触控操作在显示屏上的移动过程，红外触摸框将持续向处理设备发送红外触摸数据。在实际处理中，红外触摸框检测到红外触摸数据与上报红外触摸数据之间会有若干帧红外触摸数据的时间间隙，红外触摸框计算得到第一帧红外触摸数据后并不会马上上报(避免是灰尘等噪声点)，而是会在持续计算得到两帧以上的红外触摸数据后，确定存在真实的触控操作，才会上报红外触摸数据。这里，将上报给处理设备的第一帧红外触摸数据称作首帧红外触摸数据，即首帧红外触摸数据有可能是红外触摸框计算获得的第二帧、第三帧或第四帧红外触摸数据，具体上报哪一帧，由红外触摸框的工作特性确定。其中，红外触摸框或处理设备向弹性波检测装置发送的红外触摸数据可以是持续的红外触摸数据，也可以是首帧红外触摸数据和触摸面积达到设定的触摸面积阈值时对应的红外触摸数据。
[0109]
红外触摸框或处理设备在t3时刻向弹性波检测装置发送触摸面积达到设定的触摸面积阈值时对应的红外触摸数据。弹性波检测装置在接收到首帧红外触摸数据或触摸面积达到设定的触摸面积阈值时对应的红外触摸数据后，根据红外触摸数据从弹性波信号中确定第一弹性波信号和第二弹性波信号，根据第一弹性波信号和第二弹性波信号进行信号质量评估，并根据弹性波信号和质量评估结果确定触摸物对应的介质类型(图中t3时刻到t4时刻)，并向处理设备上传介质类型(图中t4时刻)。处理设备在接收到介质类型后，可以向弹性波检测装置反馈确认收到介质类型。同时，弹性波检测装置在将介质类型发送至处理设备后，暂停工作。
[0110]
其中，弹性波检测装置在根据第一弹性波信号和第二弹性波信号进行信号质量评
估，并根据弹性波信号和质量评估结果确定触摸物对应的介质类型时，可以是根据检测到有效的红外触摸数据对应的时间信息确定第一时刻t1，以及根据触摸面积达到设定的触摸面积阈值时对应的时间信息确定第二时刻t2。将第一时刻t1到第二时刻t2之间采集到的弹性波信号确定为触摸物在接触交互平板的显示屏前的第一弹性波信号，并将第二时刻t2之后(设定时间长度)的弹性波信号确定为触摸物接触交互平板的显示屏后的第二弹性波信号。根据第一时刻t1到第二时刻t2之间的第一弹性波信号来估计检测到的弹性波信号的信噪比水平(信号质量评估)，将弹性波信号划分为低质量弹性波信号或高质量弹性波信号，其中低质量弹性波信号是指信噪比低于信噪比阈值，无法通过弹性波进行材质识别的弹性波信号，高质量弹性波信号是指信噪比高于信噪比阈值，可通过弹性波进行材质识别的弹性波信号。可选的，在弹性波信号为低质量弹性波信号时，可向处理设备返回默认介质类型，而在弹性波信号为高质量弹性波信号时，可将弹性波信号进行降噪处理后，利用特征识别模型进行材质识别确定触摸物的介质类型，并向处理设备返回对应的介质类型。其中，特征识别模型可利用弹性波信号的时域、频域信息，通过机器学习、深度学习或特征匹配等方式进行材质判断。
[0111]
处理设备在接收到介质类型后，开始对接收到的红外触摸框发送的红外触摸数据进行缓存(图中t4时刻之后的红外触摸数据)。同时，处理设备依次读取缓存的红外触摸数据，根据介质类型更新红外触摸数据，并根据更新后的红外触摸数据，在显示屏上显示相应的书写轨迹(从图中t4时刻开始)。最后，处理设备在接收到红外触摸框上报的末帧触摸数据后(图中t5时刻)，向弹性波检测装置发送末帧触摸数据，弹性波检测装置将响应末帧触摸数据清除缓存的弹性波信号，并继续工作。
[0112]
图9给出了本公开提供的一种触控操作的操作示意图，图10给出了本公开提供的一种书写轨迹的显示示意图。如图9所示，假设以书写笔作为触摸物在显示屏上进行触控操作，图9中箭头方向为书写笔的移动方向。在本次书写操作中，会依次发生落笔事件、书写事件和抬笔事件，对应书写笔在显示屏上的触摸落入状态、触摸移动状态和触摸抬起状态。图10中轨迹a为书写笔的操作轨迹，操作轨迹按照书写笔的移动方向划分为a1、a2和a3，分别对应书写笔在显示屏上的触摸落入状态(对应图8中的down点)、触摸移动状态对应图8中的down点到up点)和触摸抬起状态对应图8中的up点)。在落笔的过程中，书写笔未接触到显示屏，弹性波检测装置未能检测到书写笔对显示屏的触碰操作，而在进入书写阶段时，书写笔接触到显示屏，弹性波检测装置检测到弹性波信号。在落笔、移动和抬笔的整个过程中，红外触摸框均能检测到红外触摸数据。弹性波检测装置在a1阶段缓存弹性波信号，并根据红外触摸框或处理设备发送的红外触摸数据的时间信息对弹性波信号进行信号质量评估，根据弹性波信号和质量评估结果确定触摸物对应的介质类型并上报给处理设备，并在上报介质类型后停止工作。处理设备在a2阶段根据介质类型和红外触摸数据向显示屏显示书写轨迹。弹性波检测装置在a3阶段接收到末帧触摸数据后清除缓存的弹性波信号并继续工作。最后在显示屏上显示的书写轨迹如图10中轨迹b所示，其中轨迹b划分为b2和b3，分别对应于a2和a3。
[0113]
上述，通过触敏传感器检测触摸物触摸交互平板的触控检测区域时产生的触摸数据，并通过弹性波检测装置检测触摸物接触显示屏时产生的弹性波信号，根据触摸数据中的时间信息对弹性波信号进行质量评估，并根据质量评估结果和弹性波信号确定介质类
型，通过结合弹性波信号和质量评估结果确定介质类型，提高了对触摸物的识别精度，而且将包含触摸物的介质类型的介质类型信息发送到处理设备，使得处理设备可以根据触摸物的不同的介质类型执行不同的响应操作，操作简单，效率较高。同时，在确定触摸物已经接触显示屏时才显示书写轨迹，而不是在触摸物实际接触显示屏之前(虽然此时触摸物已进入触控检测区域并产生了触摸数据)就显示书写轨迹，书写轨迹的显示时机与触摸物接触显示屏的时机更接近，书写轨迹的显示更精准，实现书写操作的零书写高度，并且通过介质类型可快速确定书写轨迹的显示属性，通过不同介质类型的触摸物即可快速实现对显示属性的修改，实现不同显示属性的书写笔迹的差异化显示，操作过程简洁高效，提高了交互平板的交互效率。
[0114]
图11给出了本公开提供的一种交互平板的结构框图。参考图11，该交互平板可用于执行图2实施例中的基于弹性波的书写材质识别方法，该交互平板包括显示屏、处理设备、触敏传感器和弹性波检测装置，显示屏、触敏传感器和弹性波检测装置均与处理设备连接；
[0115]
触敏传感器，用于检测触摸数据，触摸数据由触摸物在交互平板的触控检测区域进行触控操作时产生；触摸数据包括触摸时间信息；
[0116]
弹性波检测装置，用于检测弹性波信号，其中，弹性波信号由触摸物接触交互平板的显示屏时生成；以及
[0117]
在接收到触敏传感器或处理设备发送的触摸数据后，根据不同时间段的弹性波信号进行信号质量评估；根据弹性波信号和质量评估结果，确定触摸物对应的介质类型；以及
[0118]
向处理设备发送介质类型信息，介质类型信息包括触摸物对应的介质类型；
[0119]
处理设备，用于接收触敏传感器发送的触摸数据。
[0120]
在一个实施例中，处理设备接收到介质类型信息后，启动对接收到的触摸数据的响应。
[0121]
上述，通过触敏传感器检测触摸物触摸交互平板的触控检测区域时产生的触摸数据，并通过弹性波检测装置检测触摸物接触显示屏时产生的弹性波信号，根据触摸数据中的时间信息对弹性波信号进行质量评估，并根据质量评估结果和弹性波信号确定介质类型，通过结合弹性波信号和质量评估结果确定介质类型，提高了对触摸物的识别精度，而且将包含触摸物的介质类型的介质类型信息发送到处理设备，使得处理设备可以根据触摸物的不同的介质类型执行不同的响应操作，操作简单，效率较高。本方案提供的交互平板的具体技术细节和技术效果可参照前述实施例(例如图2实施例中的基于弹性波的书写材质识别方法)，本公开不再赘述。
[0122]
本公开还提供一种包含计算机可执行指令的可读存储介质，计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如上述实施例提供的基于弹性波的书写材质识别。
[0123]
存储介质——任何的各种类型的存储器设备或存储设备。术语“存储介质”旨在包括：安装介质，例如cd-rom、软盘或磁带装置；计算机系统存储器或随机存取存储器，诸如dram、ddr ram、sram、edo ram，兰巴斯(rambus)ram等；非易失性存储器，诸如闪存、磁介质(例如硬盘或光存储)；寄存器或其它相似类型的存储器元件等。存储介质可以还包括其它类型的存储器或其组合。另外，存储介质可以位于程序在其中被执行的第一计算机系统中，或者可以位于不同的第二计算机系统中，第二计算机系统通过网络(诸如因特网)连接到第
一计算机系统。第二计算机系统可以提供程序指令给第一计算机用于执行。术语“存储介质”可以包括可以驻留在不同位置中(例如在通过网络连接的不同计算机系统中)的两个或更多存储介质。存储介质可以存储可由一个或多个处理器执行的程序指令(例如具体实现为计算机程序)。
[0124]
当然，本公开所提供的一种包含计算机可执行指令的可读存储介质，其计算机可执行指令不限于如上的基于弹性波的书写材质识别，还可以执行本公开任意实施例所提供的基于弹性波的书写材质识别中的相关操作。
[0125]
上述实施例中提供的交互平板及存储介质可执行本公开任意实施例所提供的基于弹性波的书写材质识别，未在上述实施例中详尽描述的技术细节，可参见本公开任意实施例所提供的基于弹性波的书写材质识别。
[0126]
上述仅为本公开的较佳实施例及所运用的技术原理。本公开不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行的各种明显变化、重新调整及替代均不会脱离本公开的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本公开进行了较为详细的说明，但是本公开不仅仅限于以上实施例，在不脱离本公开构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本公开的范围由权利要求的范围决定。

技术特征：
1.一种基于弹性波的书写材质识别方法，应用于交互平板，其特征在于，所述交互平板包括显示屏、处理设备和触敏传感器，所述交互平板还包括弹性波检测装置，所述方法还包括：所述触敏传感器检测到触摸数据，所述触摸数据由触摸物在所述交互平板的触控检测区域进行触控操作时产生；所述触摸数据包括触摸时间信息；所述处理设备接收所述触敏传感器发送的所述触摸数据；所述弹性波检测装置接收到所述触摸数据，其中，所述触摸数据由所述触敏传感器或所述处理设备发送至所述弹性波检测装置；所述弹性波检测装置检测到弹性波信号；所述弹性波信号由所述触摸物接触所述交互平板的显示屏时生成；所述弹性波检测装置根据不同时间段的所述弹性波信号进行信号质量评估；所述弹性波检测装置根据所述弹性波信号和质量评估结果，确定所述触摸物对应的介质类型；所述弹性波检测装置向所述处理设备发送介质类型信息，所述介质类型信息包括所述触摸物对应的介质类型。2.根据权利要求1所述的基于弹性波的书写材质识别方法，其特征在于，所述方法还包括：所述处理设备接收到所述介质类型信息后，启动对接收到的所述触摸数据的响应。3.根据权利要求2所述的基于弹性波的书写材质识别方法，其特征在于，所述处理设备接收到所述介质类型信息后，启动对接收到的所述触摸数据的响应，其具体为：所述处理设备接收到所述介质类型信息后，启动对接收到的所述触摸数据的响应，输出与所述触摸物的介质类型相关联的响应结果。4.根据权利要求1所述的基于弹性波的书写材质识别方法，其特征在于，其中，所述弹性波检测装置检测到弹性波信号后，对所述弹性波信号进行缓存，直到接收到所述触摸数据后，再根据不同时间段的所述弹性波信号进行信号质量评估。5.根据权利要求1所述的基于弹性波的书写材质识别方法，其特征在于，所述触摸数据由所述处理设备发送至所述弹性波检测装置，所述方法还包括：所述处理设备接收到所述介质类型信息后，若接收到的触摸数据与上一次触控操作产生的触摸数据的触摸时间差在设定时间阈值内，并且触摸距离在设定距离阈值内，停止向所述弹性波检测装置发送触摸数据，并根据上一次触控操作对应的介质类型信息启动对接收到的所述触摸数据的响应。6.根据权利要求1所述的基于弹性波的书写材质识别方法，其特征在于，所述弹性波检测装置根据不同时间段的所述弹性波信号进行信号质量评估，其具体为：所述弹性波检测装置基于所述触摸数据的时间信息，确定所述弹性波信号中所述触摸物在接触所述交互平板的显示屏前的第一弹性波信号，以及接触所述交互平板的显示屏后的第二弹性波信号；所述弹性波检测装置根据所述第一弹性波信号和所述第二弹性波信号对所述弹性波信号进行信号质量评估。7.根据权利要求6所述的基于弹性波的书写材质识别方法，其特征在于，所述弹性波检
测装置根据所述第一弹性波信号和所述第二弹性波信号对所述弹性波信号进行信号质量评估，其具体为：所述弹性波检测装置提取所述第一弹性波信号的第一特征信息，以及所述第二弹性波信号的第二特征信息；所述弹性波检测装置将所述第二特征信息和所述第一特征信息的差与所述第一特征信息的比值作为所述弹性波信号的质量评估结果。8.根据权利要求1所述的基于弹性波的书写材质识别方法，其特征在于，所述弹性波检测装置根据所述弹性波信号和质量评估结果，确定所述触摸物对应的介质类型，其具体为：所述弹性波检测装置在所述弹性波信号的质量评估结果达到设定的门限阈值时，根据所述弹性波信号确定所述触摸物对应的介质类型；所述弹性波检测装置在所述弹性波信号的质量评估结果低于设定的门限阈值时，确定所述触摸物对应的介质类型为默认介质类型。9.一种交互平板，其特征在于，包括显示屏、处理设备、触敏传感器和弹性波检测装置，所述显示屏、所述触敏传感器和所述弹性波检测装置均与所述处理设备连接；所述触敏传感器，用于检测触摸数据，所述触摸数据由触摸物在所述交互平板的触控检测区域进行触控操作时产生；所述触摸数据包括触摸时间信息；所述弹性波检测装置，用于检测弹性波信号，其中，所述弹性波信号由所述触摸物接触所述交互平板的显示屏时生成；以及在接收到所述触敏传感器或所述处理设备发送的所述触摸数据后，根据不同时间段的所述弹性波信号进行信号质量评估；根据所述弹性波信号和质量评估结果，确定所述触摸物对应的介质类型；以及向所述处理设备发送介质类型信息，所述介质类型信息包括所述触摸物对应的介质类型；所述处理设备，用于接收所述触敏传感器发送的所述触摸数据。10.根据权利要求9所述的交互平板，其特征在于，所述处理设备接收到所述介质类型信息后，启动对接收到的所述触摸数据的响应。

技术总结
本公开实施例公开了一种基于弹性波的书写材质识别方法及交互平板。本公开实施例提供的技术方案通过触敏传感器检测触摸物触摸交互平板的触控检测区域时产生的触摸数据，并通过弹性波检测装置检测触摸物接触显示屏时产生的弹性波信号，根据触摸数据中的时间信息对弹性波信号进行质量评估，并根据质量评估结果和弹性波信号确定介质类型，通过结合弹性波信号和质量评估结果确定介质类型，提高了对触摸物的识别精度，而且将包含触摸物的介质类型的介质类型信息发送到处理设备，使得处理设备可以根据触摸物的不同的介质类型执行不同的响应操作，操作简单，效率较高。效率较高。效率较高。


技术研发人员：请求不公布姓名
受保护的技术使用者：广州视源人工智能创新研究院有限公司
技术研发日：2022.03.16
技术公布日：2023/9/23