專利名稱：：手持計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及關(guān)于人類活動(dòng)的字符和命令識別的技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及手持計(jì)算機(jī)化人類手勢識別系統(tǒng)，更具體而言，涉及包含具有以微機(jī)電系統(tǒng)(MicroElectro-MechanicalSystem；MEMS)為基礎(chǔ)的慣性傳感器(inertialsensor)與微型化羅盤(miniaturecompass)的手持裝置的手持計(jì)算機(jī)系統(tǒng),其中，該慣性傳感器包含陀螺儀(gyroscope)與加速度計(jì)(accelerometer)。
背景技術(shù)：
：手勢為一種非言語的溝通形式，其中，可視的手部活動(dòng)使得個(gè)人進(jìn)行訊息通訊。手勢識別于計(jì)算機(jī)技術(shù)的使用上逐漸增加，目標(biāo)在于經(jīng)由數(shù)學(xué)算法解譯人類的手勢。手勢識別技術(shù)能夠使人類與計(jì)算機(jī)界接并且與計(jì)算機(jī)自然地互動(dòng)，而無須任何機(jī)械化裝置。舉例而言，利用手勢識別的概念，能夠于計(jì)算機(jī)屏幕指出手指，使得光標(biāo)因此將移動(dòng)。手勢識別概念也逐漸增加使用于視訊游戲技術(shù)，其中，玩家的手勢經(jīng)由手持裝置而與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行通訊。舉例而言，NintendoCo.Ltd所制的家庭視訊游戲主機(jī)(Wii)采用無線控制器(Wii遙控器)，可用以作為手持的指示裝置并且可偵測三維空間的移動(dòng)。Wii遙控器可學(xué)習(xí)加速度對于時(shí)間的變化，以代表手勢。習(xí)知的手勢識別計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與軟件的精確度與使用性存在有許多挑戰(zhàn)。因?yàn)榱?xí)知系統(tǒng)一般而言依賴線性傳感器，但人類手勢大部分包含角移動(dòng)(angularmovement),故習(xí)知系統(tǒng)的精確度并不高。因此，習(xí)知系統(tǒng)僅可適當(dāng)?shù)刈R別大的手部移動(dòng)，且無法適當(dāng)?shù)貐^(qū)別僅有些微不同的手勢。所屬
技術(shù)領(lǐng)域：
中的技術(shù)人員期望得到可區(qū)別類似手勢的識別系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容為了提供對于本發(fā)明的一些態(tài)樣的基本理解，以下提出本
發(fā)明內(nèi)容的簡單概論。此概論并非本發(fā)明的各種實(shí)施例的廣泛概觀。此概論并非意圖識別關(guān)鍵或重要組件或者描述本發(fā)明的任何范疇。此概論唯一的目的僅為以簡化的形式提出一些概念做為稍后所提出的詳述說明書內(nèi)容的序言。本發(fā)明關(guān)于用于人類手勢識別的新穎與有效率的手持計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及方法。該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包含遠(yuǎn)程手持裝置，該遠(yuǎn)程手持裝置包含慣性傳感器，例如陀螺儀、加速度計(jì)、及/或羅盤。于訓(xùn)練模式中，當(dāng)使用者握持該手持裝置以通訊命令或者字符的同時(shí)，使用者做出有目的的手勢。關(guān)于該手勢移動(dòng)的數(shù)據(jù)由所述慣性傳感器所擷取與提供。該數(shù)據(jù)經(jīng)預(yù)先處、理、經(jīng)過濾并經(jīng)轉(zhuǎn)換為對應(yīng)于一組離散特征的一組數(shù)值。該組數(shù)值儲(chǔ)存于數(shù)據(jù)庫中，且該組數(shù)值與命令或字符相關(guān)聯(lián)。該數(shù)據(jù)庫填入有各種手勢。于操作期間，對于使用者的手勢實(shí)施相同的數(shù)據(jù)擷取與轉(zhuǎn)換步驟，且該組數(shù)值與該數(shù)據(jù)庫作比較。與該匹配或最接近的匹配(theclosestmatch)相關(guān)聯(lián)的命令經(jīng)執(zhí)行，或者與該匹配或最接近的匹配相關(guān)聯(lián)的字符經(jīng)顯示于該手持裝置的顯示器上。為了實(shí)現(xiàn)上述與相關(guān)目的，一個(gè)或多個(gè)態(tài)樣包括以下所完整描述的特征并且于權(quán)利要求書中具體指出。以下說明書內(nèi)容與附加圖式詳細(xì)提及一個(gè)或多個(gè)態(tài)樣的某些說明特征。然而，這些特征為象征性的，可采用各種態(tài)樣的原理于各種方式中，且此本說明書意圖包含所有此類態(tài)樣與其等效變更。參照以下詳細(xì)說明書內(nèi)容配合附加圖式，將清楚理解本發(fā)明的上述與其它目的與優(yōu)點(diǎn)，其中，相同的參考字符代表相同的部分，且其中圖I說明本發(fā)明的方法的示范流程圖；圖2說明可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明于其中的示范計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；圖3說明可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明于其中的示范計(jì)算環(huán)境；圖4說明用于提供使用者實(shí)時(shí)回饋的示范顯示器；圖5說明本發(fā)明的訓(xùn)練模式方法的示范流程圖；圖6說明本發(fā)明的識別模式方法的示范流程圖；圖7說明可由本發(fā)明的手勢識別引擎所使用的示范計(jì)算機(jī)模塊；圖8說明本發(fā)明的操作模式方法的示范流程圖；圖9說明本發(fā)明的操作模式方法的示范算法；圖10根據(jù)本發(fā)明的示范實(shí)施例說明系統(tǒng)，其中，該慣性傳感器用于電源管理；圖11說明本發(fā)明的示范電源管理方法；圖12說明示范手持裝置，其中，可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的電源管理技術(shù)；圖13說明本發(fā)明的示范方法，其中，該相機(jī)應(yīng)用程序自該睡眠模式切換至該主動(dòng)模式；圖14說明本發(fā)明的示范方法，其中，該手持裝置自該主動(dòng)模式切換至該睡眠模式并且回到該主動(dòng)模式；圖15說明本發(fā)明的示范手持裝置，包含慣性與非慣性傳感器；圖16說明本發(fā)明的示范方法，該示范方法用于結(jié)合由所述慣性傳感器所提供的數(shù)據(jù)；圖17說明本發(fā)明的示范方法，其中，角移動(dòng)與線性移動(dòng)進(jìn)行相關(guān)聯(lián)；圖18說明本發(fā)明的示范方法，其中，麥克風(fēng)與慣性傳感器用于使用者認(rèn)證；以及圖19說明本發(fā)明的示范方法，用于解鎖話筒屏幕。主要組件符號說明100流程圖110訓(xùn)練模式部分112步驟114步驟116步驟118步驟120步驟130識別模式部分132步驟134步驟136步驟138步驟140步驟210服務(wù)器對象212服務(wù)器對象220計(jì)算裝置222計(jì)算裝置224對象226對象228計(jì)算裝置230數(shù)據(jù)儲(chǔ)存232應(yīng)用程序234應(yīng)用程序236應(yīng)用程序238應(yīng)用程序240通訊網(wǎng)路/總線300計(jì)算環(huán)境310手持計(jì)算機(jī)320處理單元321系統(tǒng)總線330系統(tǒng)存儲(chǔ)器340輸入裝置350輸出接口370遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)371網(wǎng)絡(luò)400手持裝置402顯示器500流程圖502步驟504步驟506步驟600流程圖602步驟604步驟606步驟608步驟700手勢識別引擎702模塊704模塊706模塊708模塊800流程圖802步驟804步驟806步驟808步驟910訓(xùn)練序列920筆劃1000手持裝置1002網(wǎng)絡(luò)瀏覽器1004顯示器1006相機(jī)1008主要微處理器1010麥克風(fēng)1012動(dòng)作處理單元1014處理器1016陀螺儀及/或加速度計(jì)1018可編程模塊1020鍵盤1022網(wǎng)絡(luò)1100流程圖1102步驟1104步驟1106步驟1108步驟1110步驟1112步驟1114步驟1300流程圖1302步驟1304步驟1306步驟1400流程圖1402步驟1404步驟1406步驟1408步驟1410步驟1412步驟1500手持裝置1502陀螺儀1504加速度計(jì)1506羅盤1508處理模塊1510相機(jī)1512RF1514麥克風(fēng)1516固定參考1600流程圖1610子流程圖1612步驟1614步驟1620子流程圖1622步驟1624步驟1626步驟1630子流程圖1632步驟1634步驟1636步驟I638步驟1640步驟1700流程圖1702步驟1了04步驟1706步驟1708步驟1800流程圖1802步驟1804步驟1洲6步驟1808步驟1900流程圖1902步驟1卯4步驟1906步驟1908步驟。具體實(shí)施例方式本發(fā)明揭露了用于識別人類活動(dòng)所代表的字符或命令的系統(tǒng)與技術(shù)，并且顯示所述字符或執(zhí)行所述命令。現(xiàn)在參照所述圖式描述本發(fā)明所主張的內(nèi)容，其中，于本說明書中，相同的參考編號用于代表相同的組件。于以下說明書內(nèi)容中，基于說明的目的，為了提供對于本發(fā)明的透徹了解，提及許多特定細(xì)節(jié)與范例。然而，所述
技術(shù)領(lǐng)域：
中具有通常知識者將了解到，本發(fā)明可經(jīng)實(shí)現(xiàn)為不具有這些特定細(xì)節(jié)，且不受這些特定細(xì)節(jié)與范例所限定。所述
技術(shù)領(lǐng)域：
中具有通常知識者也將體認(rèn)到，為了幫助描述本發(fā)明所主張的內(nèi)容，眾所周知的結(jié)構(gòu)與裝置系以方塊圖的形式顯示。如同本專利說明書中所使用，名詞“組件”、“模塊”、“系統(tǒng)”或類似名詞可代表與計(jì)算機(jī)相關(guān)的實(shí)體，無論是硬件、硬件與軟件的結(jié)合、軟件或者執(zhí)行中的軟件。舉例而言，組件可為(但并非限定為)處理器上所運(yùn)作的程序、處理器、對象、可執(zhí)行文件(executable)、執(zhí)行緒、程序、及/或計(jì)算機(jī)。通過說明的方式，運(yùn)作于控制器上的應(yīng)用程序與該控制器兩者皆可為組件。一個(gè)或多個(gè)組件可位于程序及/或執(zhí)行緒內(nèi)，且組件可局部位于一部計(jì)算機(jī)及/或分布于兩部或更多部計(jì)算機(jī)間。再者，本發(fā)明所主張的內(nèi)容可利用標(biāo)準(zhǔn)的程序化及/或工程技術(shù)實(shí)現(xiàn)為方法、設(shè)備、或者制品(articleofmanufacture),以產(chǎn)生軟件、固件、硬件或上述各者的任意結(jié)合，以控制計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所揭露的內(nèi)容。于本說明書中所使用的名詞“制品”意圖涵蓋可存取自任何計(jì)算機(jī)可讀取裝置、載體、或媒體的計(jì)算機(jī)程序。舉例而言，計(jì)算機(jī)可讀取媒體可包含但不限定于磁性儲(chǔ)存裝置(例如硬盤、軟盤、磁帶…等)、光盤(例如壓縮光盤(compactdisk;CT)、數(shù)字多功能光盤(DVD)…等)、智能卡及閃存裝置(例如快閃記憶卡、快閃記憶棒、關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)(keydrive)…等)。此外,應(yīng)體認(rèn)到,可利用載波(carrierwave)承載計(jì)算機(jī)可讀取的電子數(shù)據(jù)，如傳輸與接收電子郵件或者存取網(wǎng)絡(luò)(如網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)或局域網(wǎng)絡(luò)(LAN))所使用的載波。當(dāng)然，所屬
技術(shù)領(lǐng)域：
中的技術(shù)人員將發(fā)現(xiàn)此組構(gòu)可做出許多變更，而不背離本發(fā)明所主張內(nèi)容的范疇或精神。此外，本說明書中所使用的字詞“示范”意指作為范例、例子或說明。本說明書中所描述作為“示范”的任何態(tài)樣或設(shè)計(jì)皆無須解釋為較其它態(tài)樣或設(shè)計(jì)為佳或者具有較優(yōu)異特性。相反地，使用字詞示范意圖提出具有具體形式的概念。如同此說明書中所使用，該名詞“或者”意指交集“或”(inclusive“or”)而非互斥“或”(exclusive“or”)。因此，除非特別指出，或者于上下文中清楚定義，否則“X采用A或B”意指任何自然的交集排列(inclusivepermutaion)。也就是說,倘若X采用A;X采用B;或X采用A與B兩者,貝U于先前例子中滿足“X采用A或者B”。此外，除非特別指出，或者于上下文中清楚定義為單一形式，否則本專利說明書與附加的權(quán)利要求書中所使用的冠詞“一個(gè)(a)”與“一個(gè)(an)”一般而言應(yīng)解釋為“一個(gè)或多個(gè)”。如本說明書中所使用，名詞“推論(infer)”及“推論(inference)”一般而言代表自經(jīng)由事件及/或數(shù)據(jù)所擷取的一組觀察推論關(guān)于或推論系統(tǒng)、環(huán)境、及/或使用者的狀態(tài)。例如，可利用推論來辨別特定脈絡(luò)或活動(dòng)，或者可產(chǎn)生各種狀態(tài)的機(jī)率分布。該推論可為機(jī)率性的-也就是說，基于數(shù)據(jù)與事件的考量對各種有興趣的狀態(tài)的機(jī)率分布的計(jì)算。推論也可代表由一組事件及/或數(shù)據(jù)來構(gòu)成更高層次事件的技術(shù)。此類推論自一組觀察到的事件及/或所儲(chǔ)存的事件數(shù)據(jù)建立新的事件或活動(dòng)，無論所述事件是否與接近的暫時(shí)性相鄰有關(guān)，且無論所述事件與數(shù)據(jù)來自一個(gè)或數(shù)個(gè)事件與數(shù)據(jù)來源。以MEMS為基礎(chǔ)的動(dòng)作傳感器(motionsensor)包含加速度計(jì)與陀螺儀。加速度計(jì)可用以測量線性加速度?；谝訫EMS為基礎(chǔ)的加速度計(jì)的物理機(jī)制包含電容性、壓阻性(piezoresistive)、電磁性、壓電性(piezoelectric)、鐵電性(ferroelectric)、光學(xué)及穿隧(tunneling)。以MEMS為基礎(chǔ)的加速度計(jì)可為由具有經(jīng)預(yù)定的測試質(zhì)量(testmass)(也就是習(xí)知的保證質(zhì)量震動(dòng)質(zhì)量)的懸臂梁(cantileverbeam)所構(gòu)成的簡單裝置。在外部加速度的影響下，該質(zhì)量偏斜(massdeflect)于其中立方位(neutralposition)。此偏斜以模擬或數(shù)字方式進(jìn)行測量。通常，一組固定的梁與一組附接至保證質(zhì)量的梁間的電容經(jīng)測量。以MEMS為基礎(chǔ)的其它類型加速度計(jì)可于非常小的圓蓋(dome)的底部具有小型加熱器，該加熱器加熱該圓蓋內(nèi)部的空氣使空氣上升。該圓蓋上決定經(jīng)加熱的空氣于何處到達(dá)該圓蓋的熱偶(thermocouple)與對該中心的偏斜測量施加于該傳感器的加速度。以MEMS為基礎(chǔ)的加速度計(jì)一般而言操作于平面上，也就是說，該加速度計(jì)經(jīng)設(shè)計(jì)成僅對于該晶粒的平面方向敏感。通過將兩個(gè)裝置垂直地整合于單一晶粒上，可制成雙軸(two-axis)加速度計(jì)。通過添加額外的平面外裝置(out-of-planedevice),可測量三個(gè)軸。具有整合電子設(shè)備的加速度計(jì)供應(yīng)有讀出電子設(shè)備與自我測試能力。羅盤用于判斷地球磁極方向的儀器。該羅盤由經(jīng)磁化的指針?biāo)鶚?gòu)成，該指針本身自由地對準(zhǔn)地球的磁場。微型化羅盤通常內(nèi)建有超過兩個(gè)或三個(gè)磁場傳感器，例如提供數(shù)據(jù)予微處理器的霍爾傳感器(Hallsensor)。關(guān)于該羅盤的正確指向利用三角函數(shù)(trigonometry)進(jìn)行計(jì)算。通常，微型化羅盤為離散組件，其輸出與其定向(orientation)成比例的數(shù)字或模擬信號。此信號經(jīng)控制器或微處理器所解譯。該羅盤可使用經(jīng)高度校準(zhǔn)的內(nèi)部電子設(shè)備以測量該羅盤對地球磁場的回應(yīng)。市面上可取得的微型化羅盤的范例包含由HoneywellInternationalInc.所售的HMC1051Z單軸與HMC1052雙軸磁阻式傳感器(magneto-resistivesensor)、由AsahiKaseiMicrodevicesCorporation所售的AK8973三軸電子羅盤以及由AichiMicroIntelligentCorporationofJapan所售的AMI201(雙軸)與AMI302(三軸)電子羅盤模塊。陀螺儀基于角動(dòng)量(angularmomentum)守恒原理用于測量或維持定向的裝置。以MEMS為基礎(chǔ)的陀螺儀使用振動(dòng)保證質(zhì)量。這些質(zhì)量典型上以高頻振動(dòng)。當(dāng)該傳感器外殼于慣性空間中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，于該保證質(zhì)量上引起科氏力(Coriolisforce)。該科氏力于正交平面(orthogonalplane)造成振動(dòng)，并且可測量得到該正交動(dòng)作的幅度。此類型的裝置也為習(xí)知的科氏振動(dòng)陀螺儀(Coriolisvibratorygyro),因?yàn)楫?dāng)該震蕩平面經(jīng)轉(zhuǎn)動(dòng)，由該傳感器(transducer)所偵測到的回應(yīng)來自其動(dòng)作公式的科氏項(xiàng)(“Coriolis力”)。振動(dòng)結(jié)構(gòu)陀螺儀可利用微機(jī)電技術(shù)實(shí)現(xiàn)為音叉諧振器(tuningforkresonator)、振動(dòng)輪(vibratingwheel)或者酒杯諧振器(wineglassresonator)。所屬
技術(shù)領(lǐng)域：
中的技術(shù)人員將體認(rèn)到，本發(fā)明并非限定于以MEMS為基礎(chǔ)的裝置，本說明書所揭露以MEMS為基礎(chǔ)的實(shí)施例作為范例，且本發(fā)明可利用任何可并入手持裝置的加速度計(jì)、羅盤與陀螺儀進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。所屬
技術(shù)領(lǐng)域：
中的技術(shù)人員將體認(rèn)到，可包含于手持裝置中的其它類型的慣性傳感器(例如石英傳感器)也可為本發(fā)明所使用。包含微米或毫米尺寸的機(jī)械組件并且可結(jié)合電子電路系統(tǒng)的其它類型的慣性傳感器也可為本發(fā)明所使用。圖I說明本發(fā)明的方法的示范流程圖100。該流程圖100包含兩個(gè)部分訓(xùn)練模式部分Iio與識別模式部分130。于該訓(xùn)練模式110中，該使用者開始使該手持裝置于空氣中進(jìn)行有目的的移動(dòng)(步驟112)。該使用者的有目的的移動(dòng)對應(yīng)于命令或字符。于一個(gè)實(shí)施例中，該手持裝置可包含以MEMS為基礎(chǔ)的陀螺儀與加速度計(jì)。于另一個(gè)實(shí)施例中，所述手持裝置可包含以MEMS為基礎(chǔ)的陀螺儀與加速度計(jì)以及微型化羅盤。于步驟114，利用經(jīng)嵌入于該手持裝置中的陀螺儀、加速度計(jì)及羅盤萃取出關(guān)于步驟112中所作出的手勢的軌道的數(shù)據(jù)。當(dāng)人類活動(dòng)大部分為角度變化時(shí)，以手于空氣中所畫出的軌道可利用陀螺儀主要以角移動(dòng)來表示。原始的陀螺儀數(shù)據(jù)與角速度(angularvelocity)成比例，所以此數(shù)據(jù)可經(jīng)預(yù)先處理以移除任何偏移(offset)，并且經(jīng)整合以提供估計(jì)的角移動(dòng)。該陀螺儀偏壓偏移(biasoffset)(也就是習(xí)知的零位電壓(nullvoltage))為當(dāng)該陀螺儀未繞著其敏感軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所測量的電壓。陀螺儀輸出電壓測量結(jié)果高于該偏壓偏移指出于一個(gè)方向中的轉(zhuǎn)動(dòng)(例如順時(shí)鐘方向)，同時(shí)電壓測量結(jié)果低于該偏壓偏移指出于相反方向中的轉(zhuǎn)動(dòng)(例如逆時(shí)鐘方向)。用以清理該信號的額外過濾可移除非自主的手抖動(dòng)(handjitter)與其它非所欲的高頻成分。抖動(dòng)為人類手部所固有的細(xì)微且快速的振動(dòng)。死區(qū)(deadzone)或類似機(jī)制可用以移除緩慢的、無目的的移動(dòng)。傳感器的死區(qū)為該傳感器無法作用的點(diǎn)、周期、區(qū)域(area)或區(qū)(zone)。InvenSenseInc.(本發(fā)明申請案的受讓人)已經(jīng)開發(fā)出具有專利性的方法、軟件與架構(gòu)，用于校準(zhǔn)并更正具有以MEMS為基礎(chǔ)的陀螺儀與加速度計(jì)及/或微型化羅盤的手持裝置的錯(cuò)誤。即便當(dāng)手勢所代表的不同命令與字符彼此僅有些微的差異時(shí)，這些創(chuàng)新仍然允許手勢識別系統(tǒng)去解譯并且區(qū)別該使用者所意欲的各種命令與字符?；氐讲襟E114，該加速度計(jì)數(shù)據(jù)也可用以幫助穩(wěn)定陀螺儀偏壓，并且?guī)椭袛嘀亓Ψ较?directionofgravity)。該加速度計(jì)數(shù)據(jù)也可與該陀螺儀數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，以區(qū)分利用高度線性組件的轉(zhuǎn)動(dòng)(或者力矩臂(momentarm),表示透過該空氣有目的的移動(dòng)以及利用旋轉(zhuǎn)組件的轉(zhuǎn)動(dòng)，表示該使用者手中裝置無目的的轉(zhuǎn)動(dòng)。羅盤也可并入該手持裝置中，以穩(wěn)定該擺動(dòng)(yaw)方向中的陀螺儀偏壓。此預(yù)先處理的結(jié)果含有對應(yīng)于擺動(dòng)與間距(pitch)角位移的X與Y數(shù)據(jù)點(diǎn)的軌道。間距、滾動(dòng)及擺動(dòng)關(guān)于對象移動(dòng)，該對象移動(dòng)經(jīng)測量為角度。間距起伏變化如同盒蓋(boxlid)。擺動(dòng)左右變換如同樞紐上的門，而滾動(dòng)為轉(zhuǎn)動(dòng)。為了幫助隔離該軌道，于一個(gè)實(shí)施例中，該手持裝置上的按鈕可用以區(qū)分有目的的手勢移動(dòng)與無目的的移動(dòng)或者結(jié)束的移動(dòng)(wind-upmovement)0于該手勢過程期間，可持續(xù)按下該按鈕，或者可于該手勢開始時(shí)按一次該按鈕并且于該手勢結(jié)束時(shí)再按一次該按鈕。于另一個(gè)實(shí)施例中，該軌道的速度可用以決定手勢的起始與結(jié)束。舉例而言，當(dāng)該使用者開始大幅度、快速的移動(dòng)時(shí)，假設(shè)手勢已經(jīng)開始。當(dāng)經(jīng)過一段時(shí)間且移動(dòng)的總量或速度降低至低于一些臨限數(shù)值時(shí)，假設(shè)手勢已經(jīng)結(jié)束。于又另一個(gè)實(shí)施例中，任何移動(dòng)皆經(jīng)假設(shè)為潛在的手勢移動(dòng)，且數(shù)據(jù)的移動(dòng)窗口用以擷取手勢。當(dāng)使用者可能不熟練于使用手部移動(dòng)于空氣中畫出經(jīng)預(yù)定的軌道時(shí)，可使用回饋(feedback)以幫助該使用者學(xué)習(xí)控制該軌道。于此情況下，可于例如計(jì)算機(jī)顯示器上顯示對應(yīng)于該軌道的X與Y路徑的影像，以通知該使用者該手勢識別算法將使用的軌道。所屬
技術(shù)領(lǐng)域：
中的技術(shù)人員將體認(rèn)到，將有助于在空間中與時(shí)間中對該軌道進(jìn)行規(guī)范化，使得其適合于數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)中進(jìn)行儲(chǔ)存、詢問與比較。為了于空間中對該軌道進(jìn)行規(guī)范化，可通過總體X與Y跨距的最大值所決定的數(shù)量或比例來對該軌道進(jìn)行縮小。為了于時(shí)間中對該軌道進(jìn)行規(guī)范化，可利用平均化以降低數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)量。在規(guī)范化之后，所有軌道將具有相同尺寸與相同數(shù)量的數(shù)據(jù)點(diǎn)，借此使所述軌道更容易通過形狀進(jìn)行比較。于步驟116，現(xiàn)在可將該軌道數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為對應(yīng)于一組經(jīng)選定之離散特征的一組數(shù)值。一組特征的一個(gè)范例為該軌道于任何給定的時(shí)間點(diǎn)上的角度。利用由擺動(dòng)的變化所分隔的間距的變化的反正切(inversetangent)可計(jì)算出該軌道角度。一組特征的另一個(gè)范例為徑向平方成分(radialsquaredcomponent),包括X平方加上Y平方。一組特征的另一個(gè)范例為間距成分，僅包括該間距或者Y數(shù)據(jù)點(diǎn)。一組特征的另一個(gè)范例為擺動(dòng)成分，僅包括該擺動(dòng)或者X數(shù)據(jù)點(diǎn)。一組特征的另一個(gè)范例為該軌道的變化率，有助于區(qū)分例如字母“U”與字母“V”。一組特征的另一個(gè)范例為交叉點(diǎn)(crossingpoint)的位置，有助于區(qū)分例如數(shù)字“8”與數(shù)字“O”。一組特征的另一個(gè)范例為于該軌道內(nèi)該軌道改變方向的次數(shù)，其中，具有于方向中角度改變大于臨限數(shù)值的限制。所屬
技術(shù)領(lǐng)域：
中的技術(shù)人員將體認(rèn)到，其它組的類似類型的特征也可用于本發(fā)明系統(tǒng)的前提與目的。于步驟118，在已經(jīng)產(chǎn)生對應(yīng)于經(jīng)預(yù)定的一組離散特征的一組數(shù)值之后，該組數(shù)值與對應(yīng)的識別符(例如指示所欲手勢的ID編號)可儲(chǔ)存于數(shù)據(jù)庫中。于步驟120，該數(shù)據(jù)庫可填入有對應(yīng)于所欲的特征以及與各種識別符及所欲的手勢相關(guān)聯(lián)的許多組數(shù)值。以下為步驟120中可產(chǎn)生的示范數(shù)據(jù)庫。下列表格包含一組N個(gè)特征與對應(yīng)于該N個(gè)特征的M組數(shù)值。命令或字符與各組數(shù)值相關(guān)聯(lián)。權(quán)利要求1.一種手持裝置，包括慣性傳感器，包含陀螺儀與加速度計(jì)；所述傳感器用于提供關(guān)于該手持裝置的移動(dòng)軌道的數(shù)據(jù)；處理器，耦接至該手持裝置；該處理器用于接收該軌道數(shù)據(jù)并且將該軌道數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為對應(yīng)于多個(gè)離散特征的一組數(shù)值；該處理器用于將該組數(shù)值儲(chǔ)存于數(shù)據(jù)庫中；以及該處理器用于將字符或命令與該組數(shù)值相關(guān)聯(lián)；其中，該軌道數(shù)據(jù)包含關(guān)于該手持裝置的旋轉(zhuǎn)軌道的數(shù)據(jù)；以及該處理器用于通過執(zhí)行用于融合自多個(gè)傳感器接收的數(shù)據(jù)的算法而將該軌道數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為一組數(shù)值。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的手持裝置，進(jìn)一步包括羅盤。3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的手持裝置，進(jìn)一步包括以與對應(yīng)于該多個(gè)離散特征的多組數(shù)值相關(guān)聯(lián)的多個(gè)字符或命令填入該數(shù)據(jù)庫。4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的手持裝置，進(jìn)一步包括顯示器，用于在該顯示器上實(shí)時(shí)地顯示該移動(dòng)軌道。5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的手持裝置，其中，該處理器位于遠(yuǎn)程，且該處理器用于通過利用云計(jì)算技術(shù)于網(wǎng)絡(luò)上與該手持裝置進(jìn)行通訊。6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的手持裝置，其中，該多個(gè)離散特征的其中一個(gè)離散特征選自由以下各者所構(gòu)成的群組(i)及時(shí)點(diǎn)的該軌道的角度；(ii)由擺動(dòng)的變化所分隔的間距的變化的反正切；(iii)間距組件；(iv)擺動(dòng)組件；(V)該軌道的變化率；(vi)交叉點(diǎn)的位置；以及(vii)在軌道內(nèi)該軌道改變方向的次數(shù)。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的手持裝置，進(jìn)一步包括所述慣性傳感器用于提供關(guān)于該手持裝置的移動(dòng)軌道的數(shù)據(jù)；該處理器用于接收該軌道數(shù)據(jù)并且將該軌道數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為對應(yīng)于多個(gè)離散特征的一組數(shù)值；該處理器用于對該經(jīng)轉(zhuǎn)換的一組數(shù)值與對應(yīng)于該數(shù)據(jù)庫中所儲(chǔ)存的該多個(gè)離散特征的多組數(shù)值進(jìn)行比較；該處理器用于自該數(shù)據(jù)庫選定一組數(shù)值；以及該處理器用于顯示與該經(jīng)選定的一組數(shù)值相關(guān)聯(lián)的字符或者執(zhí)行與該經(jīng)選定的一組數(shù)值相關(guān)聯(lián)的命令。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的手持裝置，其中，該字符可選自由英文字母、羅馬數(shù)字、使用者的簽名及認(rèn)證信號所構(gòu)成的群組。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的手持裝置，其中，該命令可觸發(fā)該手持裝置的應(yīng)用程序或操作系統(tǒng)中的模式變化或事件。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的手持裝置，其中，該命令可觸發(fā)視訊游戲中的模式變化或事件。11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的手持裝置，其中，該命令可開啟或關(guān)閉應(yīng)用程序或者控制運(yùn)作于操作系統(tǒng)內(nèi)的一組應(yīng)用程序。12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的手持裝置，其中，該處理器用于通過利用選自由查表法、隱藏式馬可夫模型、類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及支持向量機(jī)所構(gòu)成群組的算法裝置而實(shí)施該選定步驟。13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的手持裝置，其中，該處理器用于將該軌道數(shù)據(jù)分割為多個(gè)片段；該處理器用于將與片段相關(guān)聯(lián)的該軌道數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為對應(yīng)于多個(gè)離散特征的一組數(shù)值；該處理器用于對該經(jīng)轉(zhuǎn)換用于該片段的一組數(shù)值與對應(yīng)于該數(shù)據(jù)庫中所儲(chǔ)存的該多個(gè)離散特征的多組數(shù)值進(jìn)行比較；該處理器用于自該數(shù)據(jù)庫選定一組數(shù)值；以及該處理器用于顯示與該經(jīng)選定的一組數(shù)值相關(guān)聯(lián)的字符。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的手持裝置，其中，該片段代表字母且該多個(gè)片段代表粗略ο15.一種手勢識別方法，包括通過利用陀螺儀得到關(guān)于手持裝置的移動(dòng)軌道的數(shù)據(jù)；將該軌道數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為對應(yīng)于多個(gè)離散特征的數(shù)值；對該經(jīng)轉(zhuǎn)換的一組數(shù)值與對應(yīng)于數(shù)據(jù)庫中所儲(chǔ)存的該多個(gè)離散特征的多組數(shù)值進(jìn)行比較；基于該比較而自該數(shù)據(jù)庫選定一組數(shù)值；以及顯示字符或者執(zhí)行與該經(jīng)選定的一組數(shù)值相關(guān)聯(lián)的命令，其中，該軌道數(shù)據(jù)關(guān)于該手持裝置的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)與線性移動(dòng)。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括通過利用該陀螺儀與傳感器得到關(guān)于該軌道的數(shù)據(jù)，該傳感器選自由加速度計(jì)與羅盤所構(gòu)成的群組。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，將通過該加速度計(jì)所得到的線性移動(dòng)數(shù)據(jù)與通過該陀螺儀所得到的角移動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)聯(lián)。18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，該離散特征關(guān)于該手持裝置的角移動(dòng)。19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，通過將使用者的各種手勢與字符或命令相關(guān)聯(lián)而填入該數(shù)據(jù)庫。20.一種手持裝置，包括陀螺儀；加速度計(jì)；羅盤；處理器，耦接至該陀螺儀、該加速度計(jì)及該羅盤；可編程模塊，耦接至該處理器；存儲(chǔ)器，耦接至該處理器，該存儲(chǔ)器包含對應(yīng)于多個(gè)離散特征的多組數(shù)值以及與該多組數(shù)值相關(guān)聯(lián)的字符或命令；其中，該陀螺儀、加速度計(jì)及羅盤用于提供關(guān)于該手持裝置的移動(dòng)軌道的數(shù)據(jù)；該可編程模塊用于提供該處理器處理該軌道數(shù)據(jù)的指令；該處理器用于通過利用由該可編程模塊所提供的該指令將該軌道數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為對應(yīng)于該多個(gè)離散特征的一組數(shù)值；該處理器用于對該經(jīng)轉(zhuǎn)換的一組數(shù)值與該數(shù)據(jù)庫中所儲(chǔ)存的該多組數(shù)值進(jìn)行比較，并且選定最接近的匹配；該處理器用于顯示與該經(jīng)選定的一組數(shù)值相關(guān)聯(lián)的字符或者執(zhí)行與該經(jīng)選定的一組數(shù)值相關(guān)聯(lián)的命令；以及該處理器利用該軌道數(shù)據(jù)以決定該手持裝置的傾斜；其中，該軌道數(shù)據(jù)包含關(guān)于該手持裝置的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)的數(shù)據(jù)。21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的手持裝置，進(jìn)一步包括顯示器，用于實(shí)時(shí)地顯示該軌道并且顯示與該經(jīng)選定的一組數(shù)值相關(guān)聯(lián)的該字符。22.一種用于認(rèn)證使用者的方法，包括于空氣中造成手持裝置的移動(dòng)；使用陀螺儀得到關(guān)于該移動(dòng)軌道的信息；對該信息與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比較；以及基于該比較認(rèn)證該使用者。23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中，該移動(dòng)代表該使用者的簽名。24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，進(jìn)一步包括在該移動(dòng)發(fā)生之前或之后于經(jīng)預(yù)定的時(shí)間期間內(nèi)造成聲音；通過利用嵌入于該手持裝置中的麥克風(fēng)而偵測該聲音；以及將該經(jīng)偵測到的聲音與該軌道信息用于認(rèn)證該使用者。25.一種手持裝置，包括第一處理器；第一組件，耦接至該第一處理器；陀螺儀，用于提供關(guān)于該手持裝置的第一移動(dòng)的信息；以及回應(yīng)該第一移動(dòng)，該第一處理器用于使該第一組件進(jìn)入主動(dòng)模式操作。26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的手持裝置，進(jìn)一步包括可編程模塊，耦接至該第一處理器；以及該可編程模塊包含第一命令，該第一命令關(guān)于該手持裝置的該第一移動(dòng)；其中，該第一命令包含使該第一組件進(jìn)入該主動(dòng)模式操作的命令。27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的手持裝置，其中該第一處理器包含微處理器；以及第二處理器，耦接至該陀螺儀，用于處理通過該陀螺儀所提供的信息。28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的手持裝置，進(jìn)一步包括回應(yīng)自該陀螺儀接收的信息，該第二處理器用于使該第一處理器進(jìn)入主動(dòng)模式操作；以及該第二處理器用于提供該第一處理器自該陀螺儀接收的該信息。29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的手持裝置，進(jìn)一步包括加速度計(jì)，用于提供關(guān)于該手持裝置的該第一移動(dòng)的信息；以及該第一處理器用于基于通過該陀螺儀與該加速度計(jì)所提供的該信息使該第一組件進(jìn)入主動(dòng)模式操作。30.根據(jù)權(quán)利要求25所述的手持裝置，其中，該手持裝置包含智能型手機(jī)。31.根據(jù)權(quán)利要求25所述的手持裝置，進(jìn)一步包括該第一組件包含相機(jī)；第二組件包含顯示器；以及回應(yīng)該第一移動(dòng)，該第一處理器用于使該相機(jī)自睡眠模式切換至該主動(dòng)模式；其中，當(dāng)相機(jī)于該主動(dòng)模式期間較于該睡眠模式期間使用更多電力時(shí)；以及回應(yīng)該第一移動(dòng)，該顯示器并未自睡眠模式切換至主動(dòng)模式。32.根據(jù)權(quán)利要求25所述的手持裝置，回應(yīng)該第一移動(dòng)，第二處理器耦接至該陀螺儀，用于使該第一處理器進(jìn)入主動(dòng)模式操作。33.根據(jù)權(quán)利要求25所述的手持裝置，進(jìn)一步包括該第一處理器包含微處理器；該第一組件包含相機(jī)；該微處理器耦接至多個(gè)組件，該多個(gè)組件包含該相機(jī)、顯示器、麥克風(fēng)、網(wǎng)絡(luò)瀏覽器應(yīng)用程序以及鍵盤；該微處理器與該多個(gè)組件經(jīng)設(shè)定為睡眠模式操作；第二處理器，耦接至該陀螺儀，用于處理通過該陀螺儀所提供的該信息；回應(yīng)該第一移動(dòng)，該第二處理器用于使該微處理器自該睡眠模式切換至該主動(dòng)模式操作；以及回應(yīng)該第一移動(dòng)，該微處理器用于使該相機(jī)自該睡眠模式切換至該主動(dòng)模式操作；其中，回應(yīng)該第一移動(dòng)，該微處理器并非用于使該顯示器自該睡眠模式切換至該主動(dòng)模式操作；回應(yīng)第二移動(dòng)，該微處理器用于使該顯示器自該睡眠模式切換至該主動(dòng)模式操作；以及該主動(dòng)模式操作較該睡眠模式操作需要更多電力。34.一種用于管理手持裝置電源的方法，包括使第一組件進(jìn)入睡眠模式操作；使第一處理器進(jìn)入睡眠模式操作；使該手持裝置移動(dòng)；利用陀螺儀偵測該移動(dòng)；以及回應(yīng)該移動(dòng)，使該第一處理器與該第一組件切換至主動(dòng)模式操作；其中，使用該移動(dòng)作為切換所述模式的觸發(fā)。35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，進(jìn)一步包括利用加速度計(jì)偵測該移動(dòng)。36.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，進(jìn)一步包括辨別與通過該陀螺儀所偵測到的該移動(dòng)相關(guān)聯(lián)的命令。37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其中，該命令包含使該手持裝置中所包含的相機(jī)自睡眠模式切換至主動(dòng)模式操作的命令。38.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其中，該命令包含使顯示器自睡眠模式切換至主動(dòng)模式操作的命令。39.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其中，該命令包含使麥克風(fēng)自睡眠模式切換至主動(dòng)模式操作的命令。40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其中，該移動(dòng)通過使用者輕敲該手持裝置所造成。41.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，進(jìn)一步包括回應(yīng)該移動(dòng)，并非使第二組件切換至主動(dòng)模式操作。42.一種用于管理移動(dòng)電話電源的方法，包括將該移動(dòng)電話放置于第一方位；通過利用陀螺儀偵測該移動(dòng)電話的該第一方位；以及回應(yīng)偵測到該第一方位，使得該移動(dòng)電話的組件進(jìn)入睡眠模式操作。43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法，進(jìn)一步包括通過利用加速度計(jì)偵測該移動(dòng)電話的該第一方位。44.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法，進(jìn)一步包括改變該移動(dòng)電話的該方位至第二方位；以及通過利用該陀螺儀偵測該移動(dòng)電話的該第二方位；以及回應(yīng)偵測到該第二方位，使得該移動(dòng)電話的該組件進(jìn)入主動(dòng)模式操作。全文摘要本發(fā)明揭露一種手持計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及用于人類手勢識別的方法。數(shù)據(jù)館數(shù)據(jù)庫填入有數(shù)據(jù)與相關(guān)聯(lián)的命令或者對應(yīng)于各種手勢的字符。數(shù)據(jù)通過于意欲代表特定字符或特定命令的軌道中移動(dòng)手持裝置所得到。該手持裝置包含一個(gè)或多個(gè)以MEMS為基礎(chǔ)的慣性傳感器以及微型化羅盤，該慣性傳感器包含陀螺儀與加速度計(jì)。當(dāng)使用者握持該手持裝置的同時(shí)，使用者做出有目的的手勢。該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)比較對應(yīng)于自該使用者的手勢提取的該組離散特征的該組數(shù)值與該數(shù)據(jù)庫中所儲(chǔ)存的多組數(shù)值，并且選定最接近的匹配。與該經(jīng)選定的一組數(shù)值相關(guān)聯(lián)的字符經(jīng)顯示于該手持裝置的顯示器上，或者與該經(jīng)選定的一組數(shù)值相關(guān)聯(lián)的命令經(jīng)執(zhí)行。文檔編號G06F3/033GK102725712SQ201080050631公開日2012年10月10日申請日期2010年11月9日優(yōu)先權(quán)日2009年11月9日發(fā)明者A·卡斯特羅,D·薩克斯,S·納斯里,中山隆,安齊亞·顧,林尚鴻,理查德·李申請人:因文森斯公司