用于表面姿態輸入的手戴式設備制造技術

公開了與表面上的能量有效姿態輸入有關的多個實施例。一個所公開的實施例提供了一種手戴式設備，其可以包括麥克風、加速度計和控制器，該麥克風被配置為捕獲音頻輸入并且生成音頻信號，該加速度計被配置為捕獲運動輸入并且生成加速度計信號，該控制器包括處理器和存儲器。該控制器可以被配置為基于加速度計信號來檢測喚醒運動輸入。該控制器可以從其中加速度計被打開并且麥克風被關閉的低功率睡眠模式喚醒，并且進入其中麥克風被打開的用戶交互解譯模式。然后，該控制器可以同時接收音頻信號和加速度計信號并且對筆畫進行解碼。最后，該控制器可以基于音頻信號來檢測不活動的時段并且返回低功率睡眠模式。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
技術介紹
基于姿態的用戶交互允許用戶通過做出姿態(諸如書寫字母以拼寫單詞、拍手以導航選擇器或引導遠程控制器以引導視頻游戲中的角色)來控制電子設備。提供這樣的交互的一種方式是使用一種設備，諸如裝備有用于在觸摸屏上的二維(2-D)觸摸輸入的觸摸屏的移動電話或平板計算設備。但是，這可能具有以下缺點：屏幕通常當其被接觸時被堵塞，以及包括觸摸屏的這樣的設備還是相當昂貴的并且在其形狀因素方面稍微大的。另一種方式是使用深度照相機跟蹤用戶的運動并且使能三維(3-D)姿態輸入到具有相關聯的顯示器的系統，并且可以在某些智能電視和游戲控制臺中提供這樣的功能。關于這樣的三維姿態跟蹤設備的一個缺點在于，其具有呈現對于在便攜式計算設備中實現的挑戰的高功率要求，并且另一缺點在于，其通常要求觀察場景的固定照相機、還有對便攜性的挑戰。出于這些原因，存在將觸摸屏和3-D姿態跟蹤技術采用為用于具有超便攜式形狀因素的計算設備(包括可穿戴計算設備)的輸入設備的挑戰。
技術實現思路
在本文中公開了涉及表面上的能量有效的姿態輸入的各種實施例。例如，一個所公開的實施例提供了一種手戴式設備，其可以包括麥克風、加速度計和控制器，該麥克風被配置為捕獲音頻輸入并且生成音頻信號，該加速度計被配置為捕獲運動輸入并且生成加速度計信號，該控制器包括處理器和存儲器。該控制器可以被配置為基于加速度計信號來檢測喚醒運動輸入。作為響應，該控制器可以從其中加速度計被打開并且麥克風被關閉的低功率睡眠模式喚醒并且進入其中麥克風被打開的用戶交互解譯模式。然后，該控制器可以同時接收音頻信號和加速度計信號并且基于音頻信號和加速度計信號來對筆畫進行解碼。最后，該控制器可以基于音頻信號來檢測不活動的時段并且返回到低功率睡眠模式。提供該
技術實現思路
以引入以在詳細描述中下文進一步描述的簡化形式的概念的選擇。該
技術實現思路
不旨在標識所請求保護的主題的關鍵特征或基本特征，其也不旨在被用于限制所請求保護的主題的范圍。而且，所請求保護的主題不限于解決本公開的任何部分中所指出的任何或全部缺點。附圖說明圖1是根據一個實施例的用于表面上的能量有效姿態輸入的手戴式設備的示意圖。圖2圖示了圖1的手戴式設備用于將姿態輸入在表面上的示例使用。圖3是根據一個實施例的圖示用于捕獲表面上的姿態輸入的能量有效的方法的流程圖。圖4是圖示用于解碼筆畫的圖3的方法的步驟的子步驟的流程圖。圖5圖示了作為指環或腕帶的手戴式設備的實施例的示例使用。圖6是在其內可以利用圖1的手戴式設備的計算系統的實施例的簡化示意圖。圖7圖示了用于區分不同的姿態的分層姿態分類策略。具體實施方式圖1示出了用于表面上的能量有效姿態輸入的手戴式設備10的示意圖。手戴式設備10可以包括傳感器12，其可以包括麥克風14和加速度計16，該麥克風14被配置為捕獲音頻輸入并且基于其生成音頻信號，并且該加速度計16被配置為捕獲運動輸入并且基于其生成加速度計信號。手戴式設備還可以包括控制器18，其包括處理器20和存儲器22，并且存儲器18可以被配置為在各種操作模式之間切換手戴式設備10以維持能量效率。當手戴式設備10未使用時，手戴式設備10可以操作在低功率睡眠模式，在低功率睡眠模式中，加速度計16被打開并且麥克風14被關閉。加速度計16可以自身在低功率運動檢測模式中操作，其可以包括僅檢測大于預定閾值的運動輸入。該控制器18可以然后基于來自加速度計16的加速度計信號，檢測用戶的喚醒運動輸入。喚醒運動輸入可以來自用戶的喚醒姿態(諸如超過加速度計信號中的預定閾值的叩擊)。多個叩擊或其他適合的姿態可以被用于防止由偶然用戶運動造成的偶然喚醒。在檢測到喚醒運動輸入時，控制器18可以從低功率睡眠模式喚醒并且進入用戶交互解譯模式，在用戶交互解譯模式中，麥克風14被打開并且加速度計16完全有效。在用戶交互解譯模式期間，控制器18可以同時接收來自麥克風14的音頻信號和來自加速度計16的加速度計信號。控制器18可以然后執行筆畫解碼器24以基于音頻信號和加速度計信號對筆畫進行解碼。一旦用戶已經完成姿態，則控制器18可以基于來自麥克風14的音頻信號檢測不活動的時段并且返回到低功率睡眠模式。不活動的時段可以被預設(諸如30秒、1分鐘或5分鐘)、可以是用戶輸入時間段或可以是通過分析加速度計的模式和音頻信號和很可能遵循的不活動的時段的機器學習技術而設定的時段。解碼手戴式設備10上的筆畫可以包含將姿態分解為簡單的幾何圖案(諸如正交或對角線段和半圓形)。筆畫可以組成字母或上下文相關的符號等。筆畫解碼器24可以包括筆畫分類器，其可以是例如支持向量機(SVM)分類器，并且SVM分類器可以通過僅查找預定筆畫集來節省能量。此外，筆畫解碼器24可以被編程為基于加速度計信號的閾值和音頻信號的長度來識別叩擊和滑動。而且，取決于姿態輸入的上下文，正交和對角滾動是可檢測的，如下文所解釋的。設備10可以被配置為也識別更復雜的姿態，雖然更復雜的姿態的識別可以要求區分和/或降低性能期間消耗的功率中的伴隨增加。手戴式設備10可以包括音頻處理子系統26，音頻處理子系統26具有：帶通濾波器28，其被配置為對音頻信號進行濾波；放大器30，其被配置為放大音頻信號；和包絡檢測器32(諸如例如基于閾值的包絡檢測器)，其被配置為根據音頻信號生成音頻包絡。使用這些部件，音頻處理子系統26可以通過對音頻信號濾波、放大音頻信號以及根據音頻信號生成音頻包絡，來將音頻信號轉換為音頻包絡。控制器18可以然后基于音頻信號的音頻包絡(而不是音頻信號自身)和加速度計信號，利用筆畫解碼器24對筆畫進行解碼。音頻處理子系統26可以與麥克風14分離地形成，或者音頻處理子系統26內的一個或多個部分可以合并入如麥克風14中。此外，可以包括超過一個帶通濾波器28和超過一個放大器30。姿態輸入可以在具有不同的周圍環境的許多不同的情況中以及在各種不同的類型的表面上發生。作為一個示例，由麥克風14所檢測的音頻輸入可以是跨越表面的皮膚拖動的聲音。不管表面的組成如何，可以在相同頻帶中產生聲音，因此表面可以由木材、塑料、紙、玻璃、衣服、皮膚等組成。只要表面在與皮膚摩擦時生成足夠的摩擦力以產生由麥克風14可檢測的音頻輸入，實際上可以使用任何堅固的表面材料。此外，可以使用就在眼前的任何適合的材料，使得可以不必在僅一個特定表面上做姿態，這增加了各種環境中的手戴式設備10的實用性。因此由跨越表面的皮膚拖動產生的音頻輸入可以被用于確定何時用戶做出姿態。然而，音頻輸入可能不總是與周圍噪聲容易區分。音頻處理子系統26可以利用至少一個帶通濾波器28對音頻信號進行濾波以移除周圍噪聲并且僅留下由于跨越表面的皮膚拖動的音頻信號。生成音頻信號的音頻包絡可以保持用于解碼筆畫的音頻信號的長度和幅度，同時丟棄可能未使用的數據，這不僅簡化了計算而且節省了手戴式設備10能量。手戴式設備10還可以包括電池34和能量收集電路36，其中電池34被配置為存儲能量，能量收集電路36包括能量收集線圈38。該能量收集電路36可以包括電容器。該能量收集電路36可以被配置為經由無線能量傳遞技術(諸如近場通信(NFC)或感應充電標準)從除手戴式設備外的設備吸取(siphone)能量，并且利用所吸取的能量對電池進行充電。例如，可以從具有NFC本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于表面上的能量有效姿態輸入的手戴式設備，包括：麥克風，所述麥克風被配置為捕獲音頻輸入并且生成音頻信號；加速度計，所述加速度計被配置為捕獲運動輸入并且生成加速度計信號；以及控制器，所述控制器包括處理器和存儲器；其中所述控制器被配置為：基于所述加速度計信號來檢測喚醒運動輸入；從低功率睡眠模式中醒來并且進入用戶交互解譯模式，在所述低功率睡眠模式中所述加速度計被打開并且所述麥克風被關閉，在所述用戶交互解譯模式中所述麥克風被打開；同時接收所述音頻信號和所述加速度計信號；基于所述音頻信號和所述加速度計信號來解碼筆畫；基于所述音頻信號來檢測不活動的時段；以及返回所述低功率睡眠模式。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.05.08 US 14/273,2381.一種用于表面上的能量有效姿態輸入的手戴式設備，包括：麥克風，所述麥克風被配置為捕獲音頻輸入并且生成音頻信號；加速度計，所述加速度計被配置為捕獲運動輸入并且生成加速度計信號；以及控制器，所述控制器包括處理器和存儲器；其中所述控制器被配置為：基于所述加速度計信號來檢測喚醒運動輸入；從低功率睡眠模式中醒來并且進入用戶交互解譯模式，在所述低功率睡眠模式中所述加速度計被打開并且所述麥克風被關閉，在所述用戶交互解譯模式中所述麥克風被打開；同時接收所述音頻信號和所述加速度計信號；基于所述音頻信號和所述加速度計信號來解碼筆畫；基于所述音頻信號來檢測不活動的時段；以及返回所述低功率睡眠模式。2.根據權利要求1所述的手戴式設備，還包括音頻處理子系統，包括：帶通濾波器，所述帶通濾波器被配置為對所述音頻信號進行濾波；放大器，所述放大器被配置為放大所述音頻信號；以及包絡檢測器，所述包絡檢測器被配置為根據所述音頻信號生成音頻包絡；其中所述音頻處理子系統被配置為：通過對所述音頻信號進行濾波、放大所述音頻信號以及根據所述音頻信號生成音頻包絡，將所述音頻信號轉換為音頻包絡；以及其中所述控制器被配置為基于所述音頻信號的所述音頻包絡和所述加速度計信號來對筆畫進行解碼。3.根據權利要求1所述的手戴式設備，還包括無線電裝置，其中所述控制器被配置為經由所述無線電裝置向計算設備發送姿態分組，所述姿態分組包括經解碼的所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：N·A·B·普里延薩，劉劼，J·古梅森，
申請(專利權)人：微軟技術許可有限責任公司，
類型：發明
國別省市：美國;US