分簇+觸控式螢幕精確定位Algo
分簇+觸控式螢幕精確定位Algo
問題分析
現代生活，觸控式螢幕手機已是非常普及，可以說人手一隻。我們只要用手指輕輕在螢幕上觸碰，手機就能感應到我們的操作，並且執行相應的功能。那麼，手機是怎樣定位到觸控點的呢？這個就是我們今天要討論演算法所重點要模擬解決的問題。
解決的思路是：把我們手機螢幕看成一個二維座標系，橫豎分別分為X軸和Y軸，這樣我們就可以通過座標值來定位某個點。知道如何表示觸控點還不足夠，我們怎樣確定定位點呢？這就涉及到硬體了，每個螢幕TP上面都會有電容感應器，當你用手觸控某個地方時，那裡對應的電容值便會升高。多點觸控，就會有多個地方電容值升高。
但問題又來了，我們觸控的地方往往是一個區域，因為我們手指有一定的寬度。所以，我們需要按電容值的高低對螢幕座標先進行分簇，即區域性最大值聚類。對np_values搜尋區域性極大值。如果只找到一個區域性最大值，則有一個單點觸控。如果找到多個區域性極大值，則有多個接觸。
分簇完成，接下來就好辦了，可以通過計算電容加權平均值得出每個分簇的精確定位。
分簇實現
下面是一個螢幕電容值的模擬資料表：
電容值模擬表.png
可以看到，表中所給電容值橫軸方向、縱軸方向都有所變化，當觸控式螢幕某個位置有觸控動作發生時，該處電容值會升高，由此可判斷出，上圖中有兩處按壓。
可得到兩個序列：
x軸序列是{0，6，137，84，9，4}，Y軸序列是{1，4，45，25，2，2，13，52，58，15，4}。
分簇要找的就是所給序列的突峰區間，如果用索引（座標索引從0開始計）來表示的話，上述x軸序列有一個分簇區間[0，5]，y軸序列有兩個分簇區間[0，4]和[5，10]。圖示如下：
X軸序列.png
Y軸序列.png
最後，我們需要輸出分簇結果：x軸分簇[0，5]，y軸分簇[0，4]、[5，10]。
分簇演算法實現的難點在哪兒呢？我覺得應該是如何判斷一個分簇的開始與結束。為了實現判斷，我在遍歷索引的時候，加上了標誌變數（如果當前電容值比它的前者大的話，標誌變數置1，否則置2）。然後在輸出分簇的時候，我們就可以通過判斷標誌變數，準確輸出區間。主要實現程式碼如下：
printf("x方向上的增減標誌位如下:\n");
for (i = 0; i < x-1; i++)
{
if(xx[i] <= xx[i+1])
{
xTag[i] = 1;
}
if(xx[i] >= xx[i+1])
{
xTag[i] = 2;
bianjieX++;
}
printf("%d", xTag[i]);
}
printf("y方向上的增減標誌位如下:\n");
for (j = 0; j < y-1; j++)
{
if(yy[j] <= yy[j+1])
{
yTag[j] = 1;
}
//根據區間來看，前後相等的情況應該賦值為2，所以上面小於情況的=號可下可不下
if(yy[j] >= yy[j+1])
{
yTag[j] = 2;
bianjieY++;
}
printf("%d", yTag[j]);
}
//定義二維陣列用於儲存區間的索引
for (i = 0; i < x-1; i++) {
if(xTag[i] == 2 && xTag[i+1] == 1) {
xsection[count++][1] = i;
xsection[count][0] = i+1;
}
}
if(xsection[count][1] == 0) {
xsection[count][1] = x-1;
}
while(i < x-1) {
printf("\nX方向上的分簇[%d, %d]", xsection[i][0], xsection[i][1]);
}
精確定位實現
有了分簇結果，我們就可以借用分簇結果來計算每個分簇對應的精確座標值了。計算的過程：首先需要找到分簇區間中每個索引對應的電容值，把電容值累加到變數CapacitanceALL，然後將每個索引值*對應電容值累加到變數AddAll，最後就可通過AddAll / CapacitanceALL來計算出每個分簇的精確值location。
主要實現程式碼如下：
while(i < x-1) {
printf("\nX方向上的分簇[%d, %d]", xsection[i][0], xsection[i][1]);
AddAll = 0.0,CapacitanceALL = 0.0;
location = 0.0;
//輸出此段分簇區間的精確定位
for(m = xsection[i][0];m <= xsection[i][1];m++)
{
AddAll = AddAll + xx[m] * m;
CapacitanceALL = CapacitanceALL + xx[m];
}
location = AddAll / CapacitanceALL;
printf(" 此段分簇區間的加權精確x值是：%.3f",location);
i++;
if(xsection[i][0] == 0) {
break;
}
}
演算法測試
測試資料用的是上面提供電容模擬表中的數值，分別輸入X、Y方向上的電容值，測試結果如下：
AlgoTest.png
後言
關於這個演算法就介紹這麼多了，有什麼不對的地方還望多多指教，也歡迎大家關注我（簡書/ ofollow,noindex">GitHub ）
謝謝觀看此文。
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