CN101506759A - 具有声音驱动文字输入的移动装置以及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种移动装置，其具有一具第一显示区及第二显示区的外壳。一麦克风阵列整合至所述外壳中且具有麦克风，所述麦克风可操作以当在一与所述外壳分离且接近所述外壳的表面上手写字母数字符号时在所述外壳上的多个位置处感测来自声音笔的声音信号。一手写笔迹至文字转换器可操作以用图形表示所述字母数字符号的仿真手写痕迹以显示于所述第一显示区上，且将所述字母数字符号转换为表示所述字母数字符号的计算机可读交换码以显示于所述第二显示区中。

Description

具有声音驱动文字输入的移动装置以及其方法

技术领域

本发明涉及移动装置，且更确切地说涉及一种具有声音驱动笔迹至文字组合件的移动装置。

背景技术

移动装置的当前制造趋势追求减小装置的尺寸以使得用户可将移动装置置放于容易达到的位置(例如钱包或口袋)中。许多移动装置与用户的手一样小或比用户的手小，且通常称作“手持型装置”。因此，对待实施在此装置的有限实际区域上的显示屏及小键盘/导航工具存在显著的尺寸约束。

举例而言，蜂窝式电话通常不提供全功能键盘，例如每一按钮具有一个字母的键盘。而是数字小键盘的每一键具备一个数字。数字键可允许输入三个或四个字母表字母。然而，此类型的小键盘通常需要多次按下单个键以输入单个字母。举例而言，数字“7”键允许用户输入四(4)个字母表字母P、Q、R及S中的一者。为了输入S，“7”键被按下四次。接着，为了输入下一字母，用户必须等待显示屏上的光标移动至紧邻的空格或按下指定导航键以将光标移动至紧邻的空格。可以理解，此文字输入过程繁重、麻烦且费时。文字输入过程是普遍使用移动通信装置(例如通用数字装置)的潜在障碍之一。

触摸敏感屏幕是解决文字输入的问题的一种尝试。然而，鉴于当前制造趋势，触摸敏感屏幕(具有或不具有触控笔)的尺寸不足以供屏幕提供准确的文字输入机制。

另一文字输入工具为数字笔。数字笔技术的优势在于其不将书写限于屏幕的表面。然而，实施数字笔需要在装置中安装复杂电路及用以在装置与数字笔之间提供通信的其它调适。

大体而言，常规移动通信装置未为用户提供输入文字的简单方法，例如通过用声音笔在任何表面上简单地手写一个或一个以上字母数字符号。

另外，常规移动通信装置并不在语音输入模式(例如在电话呼叫期间)与感测从声音笔发出的声音信号的文字输入模式两者中利用麦克风。所感测的声音信号被用在笔位置追踪过程中以用图形表示手写的字母数字符号。

此外，常规移动通信装置不使用可用于语音输入信号的降噪处理且或者可用于笔位置追踪过程以用图形表示手写的字母数字符号的麦克风阵列。

常规移动通信装置(例如蜂窝式电话)不使用两个显示区，其中一个显示区用以显示手写或描绘在任何适合的书写表面上的仿真手写的字母数字符号的图形表示。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的一目标是提供一种移动装置，其包含具有第一显示区及第二显示区的外壳及整合至外壳中的麦克风阵列(通常称作麦克风阵列)。所述麦克风阵列具有多个麦克风，所述麦克风可操作以在与外壳分离且接近外壳的表面上手写字母数字符号时在外壳上的多个位置处感测来自声音笔的声音信号。所述装置也包括笔迹至文字转换器，其可操作以用图形表示所述字母数字符号的仿真手写痕迹以显示于第一显示区上，且将所述字母数字符号转换为表示所述字母数字符号的计算机可读交换码以显示于第二显示区中。

本发明的另一目标是提供一种具有笔迹至文字转换器的移动装置，所述笔迹至文字转换器包括声音驱动位置确定单元，其用于在手写期间移动声音笔时基于由每一相应麦克风接收的声音信号的到达时间差及强度差来确定一系列笔位置。

本发明的另一目标是提供一种具有麦克风阵列的移动装置，其中所述阵列中的至少一个麦克风是多模式麦克风。在第一模式中，所述多模式麦克风以装置的语音输入模式操作。在第二模式中，所述多模式麦克风以装置的笔迹至文字输入模式操作。

本发明的另一目标是提供一种移动通信装置，其既具有在笔迹至文字输入模式中响应于由麦克风阵列接收的声音信号的笔迹至文字转换器，又具有与耦接至麦克风阵列的降噪处理器，其中所述降噪处理器在由麦克风阵列接收语音输入信号时降低来自语音输入信号的噪声。

本发明的又一目标是提供一种移动装置，其包括两个麦克风的麦克风阵列，其中至少一个麦克风充当多模式麦克风。此实施方案需要蜂窝式电话中最小程度上的额外硬件变化，同时便利于方便及准确的手写文字输入。

本发明的以上及其它目标及特征将通过图式、本文中给出的描述及随附权利要求书而变得显而易见。

附图说明

当结合附图阅读时，将更好地理解前述发明内容及以下本发明的具体实施方式。为了说明本发明，图中展示了目前优选的实施例。

然而应了解，本发明不限于所展示的精确布置。图中：

图1说明具有声音笔的移动装置的透视图；

图2说明具有以假想图展示的声音驱动手写至文字组合件及在表面上进行书写的声音笔的移动装置的透视图；

图3说明图1的移动装置的方框图；

图4说明供与图1的移动装置一起使用的声音笔的方框图；

图5说明包括手写至文字转换及降噪的移动装置的方框图的替代实施例；

图6说明具有两个麦克风的麦克风阵列的声音驱动手写至文字组合件的替代实施例；

图7说明用于声音驱动手写至文字输入的方法的流程图；

图8说明源位置确定算法的图形曲线；及

图9说明用于图5的实施例中的双重功能操作的麦克风阵列的替代实施例。

具体实施方式

尽管本发明容许具有许多不同形式的实施例，但此说明书及随附图式仅揭示一些形式作为使用本发明的实例。本发明不意图限于如此描述的实施例，且本发明的范围将在随附权利要求书中指出。

下文以对蜂窝式电话的具体应用来描述根据本发明的移动装置的优选实施例。然而，所述领域的技术人员应了解本发明也完全适合于其它类型的具有文字输入的装置。举例而言，所述移动装置可为无线电话、卫星电话、移动电话、蜂窝式电话、个人数字助理(PDA)、膝上型计算机、笔记型计算机，或任何其它个人通信或计算装置。由于不容许描述每一及全部装置类型，所以本文中所述的示范性实施例是针对蜂窝式电话。

现在详细参看各图，其中在全文中相同数字用以指示相同元件，在图1-3中展示根据本发明的移动装置(整体指定为10)的实施例。

移动装置10包括外壳12，用于容纳及整合处理器20、小键盘/导航工具28及显示屏34A及34B，其用于导航通过操作功能且执行装置10的各种计算功能。处理器20与存储器36通信以存取所存储的数据或其它软件应用程序以便进行移动装置10的预先编程的功能。在示范性实施例中，显示屏34A及34B被展示及描述为单独的显示屏。因此，每一显示屏提供不同及单独的显示区。然而，必要时显示屏34A及34B可为一个具有两个单独显示区的显示单元。

可以常规方式(例如经由小键盘/导航工具28)滚动显示区。此外，显示屏34A充当常规显示屏且显示其它项目。所显示的项目可包括图标，例如(但不限于)日期、时间、电池充电情况及音量的图标或表示。显示屏34A也可显示具有数据输入栏的图形用户接口以输入基于文字的信息，例如用于存储于电话簿中或用于发送电子邮件。因此，字母数字符号16可输入至由显示屏34A显示的图形用户接口的数据输入栏中。

移动装置10进一步包括耦接至天线26的传输器22及接收器24以用于传输及接收无线通信信号。传输器22及接收器24(收发器)耦接至处理器20，例如(但不限于)数字信号处理器(DPS)或高级RISC机器(ARM)。处理器20耦接至扬声器32及麦克风30以用于进行电话通话及/或接受语音输入且提供其它音响报警。

小键盘/导航工具28允许用户输入字母数字信息及导航通过装置10的功能。装置10的功能包括(但不限于)发送及接收呼叫、将电话号码及电子邮件地址存储于存储器36中、在万维网或因特网中浏览，及发送电子邮件。除小键盘/导航工具28之外，移动装置10还包括声音驱动笔迹至文字组合件38，其在声音笔60的尖端62按在表面5上时接收听不见的频率范围(>20kHz)中的声音信号70。表面5可为允许用户以其自身笔迹来书写或描绘字母数字符号的任何类型的表面。

声音驱动笔迹至文字组合件38包括具有经调适以接收声音信号70的两个或两个以上麦克风的麦克风阵列40(下文中称作“麦克风阵列”)。麦克风阵列40中的每一麦克风的输出发送至滤波器单元42，用于在声音信号70的频率范围中滤波。在示范性实施例中，声音信号70是模拟的且由A/D转换器44转换为数字信号以用于输入至笔迹至文字转换器50中。

在蜂窝式电话的实例中，麦克风30可为仅用于语音输入的专用麦克风。在图6的实施例中，麦克风阵列240包括两个麦克风，其中所述麦克风中的一者(用参考数字230指定)充当多模式麦克风。在第一模式中，多模式麦克风230可以装置10的语音输入模式操作。另一方面，在第二模式中，多模式麦克风230可以装置10的笔迹至文字输入模式操作。

在操作中，可经由模式切换器232自动地切换多模式麦克风230的输出以使得在装置处于语音输入模式时所接收的信号不被滤波器单元242滤波。另一方面，在笔迹至文字输入模式期间，自动地切换(在必要时)多模式麦克风230以使得所接收的信号被滤波器单元242滤波。

图6的包括两个麦克风的麦克风阵列240(其中一个麦克风用作多模式麦克风230)的实施例在蜂窝式电话中需要最少的额外硬件，同时便利于在移动装置10上进行方便及准确的文字输入。

笔迹至文字转换器50包括声音驱动位置确定单元52、图形绘制表示单元54、笔迹辨识引擎56及笔迹至文字转换单元58。在操作中，图形绘制表示单元54将把通过处理声音信号70及针对显示确定位置坐标x及y而导出的在表面5上的笔迹或痕迹的图形表示发送至显示屏34B的显示区。在示范性实施例中，声音笔60不在表面5上形成基于“墨水”的图像。然而，在图2中可最清楚地看出，图形绘制表示单元54使用一系列位置坐标x及y来仿真用户在显示屏34B上的手写的手写痕迹14。

参看图6，一系列手写痕迹214在显示屏234B中被展示为手迹字母“ha”。另一方面，显示屏234A显示经由笔迹至文字转换单元258表示所述痕迹或笔迹的计算机可读交换码的一系列标准符号或字符216。手写痕迹214及符号或字符216的显示位置用以允许理解而不用以限制。

再次参看图2，笔迹辨识引擎56使用已知笔迹辨识软件，例如(但不限于)隐马尔科夫模型(HMM)技术，来解译手写痕迹14的图形表示。笔迹辨识技术也揭示于Z·刘(Z.Liu)、J·蔡(J.Cai)及R布斯(R.Buse)的“笔迹辨识”(“Handwriting recognition”，柏林施普林格出版社(Springer)，版权2003)中。应当用用户的笔迹来训练一些笔迹辨识软件，以确保准确辨识手写痕迹14。笔迹至文字转换单元58由笔迹辨识引擎56驱动以将经辨识的手写痕迹14转换为计算机可读交换码，例如美国信息交换标准码(ASCII)、扩充二进制编码十进制交换码(EBCDIC)等，以供装置10使用。图6实施例中的笔迹至文字转换单元258也使用辨识结果以在显示屏234A中以印刷体字母数字符号的形式显示字母数字字符或符号216。

如图4中所示，声音笔60包括具有前端或尖端62的笔状外壳64。尖端62当压在表面5上时促使从声音源68发出声音信号70。声音源68耦接至电池或电源69。电池69、声音源68及切换器66定位于外壳64内部。在示范性实施例中，在尖端62不处于被按状态时，通常断开(关)切换器66。然而，在尖端62按在表面上时，切换器66闭合且电力传递至声音源68，从而发出声音信号70。当在表面5上手写一字母数字输入时，尖端62应保持被按以完成至少一个字符的形成。

图2的声音驱动笔迹至文字组合件38与图6的声音驱动笔迹至文字组合件238的不同之处在于图6的麦克风阵列仅具有两个麦克风，而图2的麦克风阵列具有两个以上麦克风。

大体而言，将通过由麦克风阵列40或240接收的信号之间的到达时间差及强度差来追踪声音笔60的位置。痕迹14或214将显示于显示屏34B或234B上且通过使用当前笔迹辨识技术而辨识为字母数字符号。经辨识的字母数字符号16或216显示于显示屏34A或234A上。

现在将关于图6至图8描述文字输入的声音方法，其中图6包括两个麦克风的麦克风阵列240。在字母数字输入(下文中称作“文字输入”)期间，将移动装置10放置在平坦表面5上，其中麦克风阵列240不受阻碍地拾取声音信号70。换言之，面朝上地放置麦克风阵列240及/或装置的前表面。然而，麦克风阵列240可根据装置的功能性及显示屏的位置而放置于装置外壳上的其它位置处。

在步骤S100处，用户经由声音笔60在紧密接近于麦克风阵列240的位置处在表面5上手写所要的字母数字符号，所述位置允许声音信号70由麦克风阵列240俘获。为便于理解所述方法，图6的声音信号70展示为在笔尖端62处开始、扩展而形成“V”且在麦克风阵列240处终止的成假想图的两条线。当被按下时，声音笔60发出在听不见的频率范围(>20kHz)中的声音。

特定参看图8中所示的图形曲线，两个较大黑点表示麦克风阵列240的两个麦克风。标注为s的点(黑点)为源位置。值t₁、t₂表示信号从源行进至两个麦克风所需的时间。时间t₁′、t₂′及点s′与点t₁、t₂及s相同但处于不同位置及时间。

参看图7的流程图，现在将描述移动装置10的操作。在步骤S100中，声音笔60产生信号，出于示范性目的，所述信号为窄带信号。步骤S100之后是步骤S102，其中由麦克风阵列240接收的信号被滤波器单元242滤波。步骤S102之后是步骤S104，其中经由A/D转换器244将经滤波的信号转换为数字信号以用于输入至笔迹至文字转换器250。麦克风阵列240接收如等式“等式(1)”中所陈述的信号：

y₁(l)＝α₁s(l-t₁)+η₁(l)

                                等式(1)

y₂(l)＝α₂s(l-t₂)+η₂(l)

其中l为离散时间指数；t₁及t₂分别为信号从源笔60行进至两个麦克风所需的时间；α_i(其中i＝1，2)为所接收的声音信号70的振幅；且η_i(其中i＝1，2)为无关于或独立于信号s(l)且彼此无关或独立的背景噪声。应注意，因为组合件238为时间不变的，所以两个信号的关联性仅取决于相对到达时间延迟(TODA)，τ＝|t₁-t₂|，而非t₁及t₂的绝对值。

声音驱动位置确定单元252进行的源位置确定首先使用时间不变系统的关联性质而在连续(逐窗)的基础上估计TDOA。每一窗为在5至20毫秒的范围中的所接收信号的短区段。为了估计τ，如由等式“等式(2)”所定义，在步骤S106处计算在长度为L的指定时间窗中所接收的信号的离散傅里叶变换(DFT)

Y₁(k)＝α₁S(k)+N₁(k)

                              等式(2)

Y₂(k)＝α₂S(k)e^-jωkτ+N₂(k)

其中S(k)为源信号s(l)(k＝0，1，，，，L/2)的L点DFT，ω_k＝2πk/L。DFT的交叉关联性可在等式“等式(3)”中计算为

Y₁₂＝Y₁(k)Y₂*(k)          等式(3)

其中*表示共轭算子。TDOA、τ现在表现为复相项的部分且因此不限于整数值。因此，在步骤S108中使用等式“等式(4)”中的估计来计算TDOA

$\mathrm{\τ}={\max }_{\mathrm{\τ}}\mathrm{IDFT}\left(\frac{Y_{12}}{\left|Y_1\left(k\right)\right|\left|Y_2\left(k\right)\right|}\right)$               等式(4)

假定噪声的强度比所接收信号的强度小得多。使用麦克风阵列进行源定位的实例揭示于D·诺宾金(D.Rabinkin)、R·瑞诺曼仑(R.Renomeron)、A·达赫(A.Dah1)、J·弗伦奇(J.French)、J·弗拉纳根(J.Flanagan)及M·班奇(M.Bianchi)的“使用麦克风阵列的源定位的DSP实施方案”(“A DSP Implementation of Source Location UsingMicrophone Arrays”，《美国声学协会期刊》(J.Acoust.Soc.Am.)，第99卷，第2503页，四月版权1996)中。

TDOA、τ仅定义信号到达时间差，且因此定义如图8中所示的二维平面上的双曲线。因为双曲线上的任何点均将产生相同τ，所以需要另一约束条件来唯一地指定源笔60的位置。此可由所接收信号的强度信息来完成。

根据声音传输的理论，声音信号的振幅(等式“等式(5)”)与声音源(声音笔60)与接收器(麦克风阵列240中的每一麦克风)之间的距离的平方成反比，因此

${\mathrm{\α}}_i\∝\frac{1}{r_i^2}i=\mathrm{1,2}$

                 等式(5)

$\frac{{\mathrm{\α}}_1}{{\mathrm{\α}}_2}=\frac{r_2^2}{r_1^2}$

其中r_i，i＝1，2为声音源60与麦克风阵列40中的麦克风中的一者之间的欧几里德(Euclidean)距离。因为在等式“等式(6)”中定义的振幅比率(在步骤S110处计算)

$R=\frac{{\mathrm{\α}}_1}{{\mathrm{\α}}_2}$              等式(6)

在短时间窗内为常数且可根据在麦克风处所接收的信号得以估计，所以等式“等式(7)”

$\frac{r_2^2}{r_1^2}=\frac{{(x-x_2)}^2+{(y-y_2)}^2}{{(x-x_1)}^2+{(y-y_1)}^2}=R$     等式(7)

将产生另一二次曲线(圆)，其中x_i、y_i，i＝1，2为麦克风的已知固定坐标。此曲线与来自TDOA的双曲线的相交将确定源位置坐标x及y(在步骤S112处计算)，从而完成给定时间窗内的源位置估计。

当在步骤S112处确定了坐标x及y时，图形绘制表示单元254将瞬时源x及y坐标映射至显示屏234B的显示区以在步骤S114处在显示区上显示。确定一系列笔位置或x及y坐标以形成手写痕迹。手写痕迹的集合可表示一个或一个以上字母数字符号。

在步骤S116处，进行痕迹(笔迹)是否完成的确定。如果决定为“否”，则过程返回至步骤S106，直至声音笔60被短暂或完全举起以结束痕迹。图形绘制表示单元254确定所显示的一系列笔位置点。如果痕迹完成，则在辨识手写痕迹214的步骤S118处将数据发送至笔迹辨识引擎256。步骤S118之后是步骤S120，其中通过笔迹至文字转换单元258将经辨识的笔迹转换为计算机可读交换码，例如ASCII、EBCDIC等。经转换的字母数字字符或符号216在步骤S122处显示于显示屏234A上且可被存储，用作用于输入名称、数据及消息的文字输入，或用以唤起装置10中的导航功能。

在图5中展示移动装置100的替代实施例。移动装置100除使用声音驱动笔迹至文字组合件138之外，还使用降噪组合件160。降噪组合件160与具有两个或两个以上麦克风的麦克风阵列140介接，且从所述麦克风阵列140接收信号。当经由麦克风30输入语音时，所接收的信号将能够提取环境中的背景噪声以便可在电话呼叫期间消除背景噪声。在操作中，在降噪组合件160操作时，声音驱动笔迹至文字组合件138的其它组件被停用。同样，当声音驱动笔迹至文字组合件138操作时，降噪组合件160被停用。降噪组合件160的操作使用时间空间自适应滤波器(例如盲源分离算法)以分离语音信号与干扰噪声。盲源分离的实例由卢卡斯·帕拉(Lucas Para)及克雷·斯宾赛(ClaySpence)于“非固定源的卷积盲分离”(“Convolutive Blind Separation of Non-StationarySources”，《IEEE语音及音频处理通讯》，(IEEE Transactions on Speech and AudioProcessing)，第8卷，第3期，第1063-6676页，版权2000)中揭示。另外，空间时间语音增强揭示于E·维赛(E.Visser)、M·大冢(M.Otsuka)及T·李(T.Lee)的“用于噪声环境中的稳固语音辨识的空间时间语音增强”(“A Spatio-temporal SpeechEnhancement for Robust Speech Recognition in Noisy Environments”，《语音通信》，(Speech Communication)，第41卷，第393-407页，版权2003)中。

在图9中所示的替代实施例中，麦克风阵列340包括多个(两个或两个以上)宽带声音传感器330，其具有100Hz至22kHz范围中的频率响应。麦克风阵列340用以同时接收来自用户的语音(例如在电话呼叫期间)、及声音信号70。传感器330的频率响应的范围将随语音输入及用于文字输入的声音信号70的频率而变。在所述实施例中，可不需要在图1、2、3及5中所示的实施例的单独麦克风30。

麦克风阵列340耦接至模式切换器332以在用于文字输入模式的声音驱动笔迹至文字组合件338与用于语音输入模式的降噪组合件360之间同时切换麦克风阵列340的多个宽带声音传感器330的路径。在图9的实施例中，声音驱动笔迹至文字组合件338与声音驱动笔迹至文字组合件38、138或238基本上相同，除了与降噪组合件360共享麦克风阵列340之外。

在文字输入模式中，将麦克风阵列340的路径发送至声音驱动笔迹至文字组合件338的带通滤波器单元342。将经滤波的信号发送至A/D转换器344，所述信号被传递至笔迹至文字转换器350。笔迹至文字转换器350的功能与笔迹至文字转换器50及250相同。

在语音输入模式中，降噪组合件360与麦克风阵列340介接以从用户接收语音。然而，麦克风阵列340时常也会感测或拾取到噪声。从麦克风阵列340接收的信号由低通滤波器单元362滤波。随后，经滤波的信号由A/D转换器364转换为数字信号且由降噪处理器366处理。当经由麦克风阵列340输入语音时，降噪处理器366提取环境中的背景噪声或其它噪声以便可在电话呼叫期间消除噪声。降噪处理器366使用时间空间自适应滤波器(例如盲源分离算法)以分离语音信号与干扰噪声。

出于说明及描述的目的，已提供对本发明的实施例的以上描述。其不意图为详尽的或将本发明限于所揭示的精确形式，且根据以上教示可进行修改及变化，或可通过实践本发明而获得所述修改或变化。选择及描述实施例以阐释本发明的原理及其实际应用以使所属领域的技术人员能够在各种实施例中且加以适于所涵盖的特定用途的修改而利用本发明。本发明的范围意图由附属于其的权利要求书及其等效物界定。

Claims (43)

1.一种移动装置，其包含：

具有第一显示区及第二显示区的外壳；

整合至所述外壳中的麦克风阵列，所述麦克风阵列具有多个麦克风，所述麦克风可操作以在与所述外壳分离且接近所述外壳的表面上手写字母数字符号时在所述外壳上的多个位置处感测来自声音笔的声音信号；及

笔迹至文字转换器，其在所述第一显示区上用图形表示所述字母数字符号的仿真手写痕迹，且将所述字母数字符号转换为表示所述字母数字符号的计算机可读交换码以显示于所述第二显示区上。

2.根据权利要求1所述的移动装置；其中所述笔迹至文字转换器包含声音驱动位置确定单元，其在所述手写期间移动所述声音笔时基于由每一相应麦克风感测到的所述声音信号的到达时间差及强度差来确定一系列笔位置。

3.根据权利要求1所述的移动装置；其中所述声音信号处于听不见的频率范围中。

4.根据权利要求3所述的移动装置；其中所述多个麦克风中的至少一个麦克风为多模式麦克风，其中在第一模式中，所述多模式麦克风以所述装置的语音输入模式操作，且在第二模式中，所述多模式麦克风以所述装置的笔迹至文字输入模式操作。

5.根据权利要求4所述的移动装置；其进一步包含耦接至所述麦克风阵列的降噪组合件；其中在所述至少一个麦克风处于所述语音输入模式时，所述降噪组合件响应于从所述麦克风阵列接收的语音信号以降低来自所述语音信号的噪声。

6.根据权利要求1所述的移动装置；其中所述装置包含蜂窝式电话、移动电话、无线电话、个人数字助理(PDA)及膝上型计算机中的一者。

7.根据权利要求1所述的移动装置；其中所述多个麦克风沿所述外壳的一侧连续布置。

8.根据权利要求1所述的移动装置；其中所述麦克风阵列包含第一麦克风及第二麦克风。

9.根据权利要求8所述的移动装置；其中从所述声音笔发出的每一声音信号由所述第一麦克风及所述第二麦克风感测，所述每一所发出的声音信号形成由以下等式定义的两个所接收的声音信号y₁(l)及y₂(l)

y₁(l)＝α₁s(l-t₁)+η₁(l)

y₂(l)＝α₂s(l-t₂)+η₂(l)

其中l为离散时间指数；t₁及t₂分别为所述两个声音信号从所述声音笔行进至所述第一麦克风及所述第二麦克风所需的时间；α_i，i＝1，2为所述所接收的声音信号的振幅；η_i，i＝1，2为无关于或独立于所述所发出的声音信号s(l)且彼此无关或独立的背景噪声；且

其中所述两个所接收的声音信号的关联性取决于相对到达时间延迟(TODA)，τ＝|t₁-t₂|，其中所述时间t₁为到达所述第一麦克风的时间且所述时间t₂为到达所述第二麦克风的时间。

10.根据权利要求9所述的移动装置；其中所述TDOA计算为

$\mathrm{\τ}={\max }_{\mathrm{\τ}}\mathrm{IDFT}\left(\frac{Y_{12}}{\left|Y_1\left(k\right)\right|\left|Y_2\left(k\right)\right|}\right)$

其中Y₁(k)为y₁(l)的离散傅里叶变换(DFT)且Y₂ ^*(k)为y₂(l)的所述DFT且*表示复共轭且其可定义为

Y₁(k)＝α₁S(k)+N₁(k)

$Y_2\left(k\right)={\mathrm{\α}}_{2}S\left(k\right)e^{{-\mathrm{j\ω}}_k\mathrm{\τ}}+N_2\left(k\right)$

其中S(k)为所述所发出的源信号s(1)(k＝0，1，，，，，L/2)的N点DFT，ω_k＝2πk/L；

且其中Y₁₂为所述DFT的交叉关联性，其计算为

Y₁₂＝Y₁(k)Y₂ ^*(k)。

11.根据权利要求10所述的移动装置；其中每一所接收的声音信号的所述振幅与所述声音笔与每一麦克风之间的距离的平方成反比例且由以下等式表示

${\mathrm{\α}}_i\∝\frac{1}{r_i^2}i=\mathrm{1,2}$

及

$\frac{{\mathrm{\α}}_1}{{\mathrm{\α}}_2}=\frac{r_2^2}{r_1^2}$

其中r_i，i＝1，2为所述声音笔与所述第一麦克风及所述第二麦克风中的一者之间的欧几里德距离，其中如下定义的振幅比率

$R=\frac{{\mathrm{\α}}_1}{{\mathrm{\α}}_2}$

在短时间窗内为常数且在所述第一麦克风及所述第二麦克风处估计为

$\frac{r_2^2}{r_1^2}=\frac{{(x-x_2)}^2+{(y-y_2)}^2}{{(x-x_1)}^2+{(y-y_1)}^2}=R$

其中x_i、y_i，i＝1，2为所述第一麦克风及所述第二麦克风的已知固定坐标且用以确定源位置坐标x及y以在所述第一显示区上用图形表示所述仿真手写痕迹。

12.根据权利要求1所述的移动装置；其中所述麦克风阵列包括具有100Hz至22kHz范围中的频率响应的宽带声音传感器，且用以同时从用户接收语音且从所述声音笔接收所述声音信号以输入文字。

13.根据权利要求1所述的移动装置；其进一步包含用于传送无线通信信号的天线；及可操作以传输及接收所述无线通信信号的收发器。

14.一种移动装置，其包含：

外壳；

显示装置，其整合于所述外壳中以用于在第一显示区及第二显示区上进行显示；

感测装置，其整合于所述外壳中以在与所述外壳分离且接近所述外壳的表面上手写字母数字符号时在所述外壳上的多个位置处感测来自声音笔的声音信号；及

表示及转换装置，其用于用图形表示所述字母数字符号的仿真手写痕迹以显示于所述第一显示区上，且用于将所述字母数字符号转换为表示所述字母数字符号的计算机可读交换码以显示于所述第二显示区中。

15.根据权利要求14所述的移动装置；其中所述表示及转换装置包括用于在移动所述声音笔时基于所述声音信号的到达时间差及强度差来定位一系列笔位置的装置。

16.根据权利要求14所述的移动装置；其中所述声音信号处于听不见的频率范围中。

17.根据权利要求16所述的移动装置；其中所述感测装置包括至少一个多模式传感器，其中在第一模式中，所述至少一个多模式传感器以所述装置的语音输入模式操作以感测来自用户的语音输入信号，且在第二模式中，所述至少一个多模式传感器以所述装置的笔迹至文字输入模式操作以感测所述声音信号。

18.根据权利要求17所述的移动装置；其进一步包含降噪装置，所述降噪装置耦接至所述感测装置以响应于来自所述感测装置的信号而降低来自所述语音输入信号的噪声。

19.根据权利要求14所述的移动装置；其中所述装置包含蜂窝式电话、移动电话、无线电话、个人数字助理(PDA)及膝上型计算机中的一者。

20.根据权利要求14所述的移动装置；其中所述多个位置沿所述外壳装置的周边侧连续布置。

21.根据权利要求14所述的移动装置；其中所述感测装置包括第一麦克风及第二麦克风。

22.根据权利要求21所述的移动装置；其中从所述声音笔发出的每一声音信号由所述第一麦克风及所述第二麦克风感测，所述每一所发出的声音信号形成由以下等式定义的两个所接收的声音信号y₁(l)及y₂(l)

y₁(l)＝α₁s(l-t₁)+η₁(l)

y₂(l)＝α₂s(l-t₂)+η₂(l)

其中l为离散时间指数；t₁及t₂分别为所述两个声音信号从所述声音笔行进至所述第一麦克风及所述第二麦克风所需的时间；α_i，i＝1，2为所述所接收的声音信号的振幅；η_i，i＝1，2为无关于或独立于所述所发出的声音信号s(l)且彼此无关或独立的背景噪声；且

其中所述两个所接收的声音信号的关联性取决于相对到达时间延迟(TODA)，τ＝|t₁-t₂|，其中所述时间t₁为到达所述第一麦克风的时间且所述时间t₂为到达所述第二麦克风的时间。

23.根据权利要求22所述的移动装置；其中所述TDOA计算为

$\mathrm{\τ}={\max }_{\mathrm{\τ}}\mathrm{IDFT}\left(\frac{Y_{12}}{\left|Y_1\left(k\right)\right|\left|Y_2\left(k\right)\right|}\right)$

其中Y₁(k)为y₁(l)的离散傅里叶变换(DFT)且Y₂ ^*(k)为y₂(l)的所述DFT且*表示复共轭且其可定义为

Y₁(k)＝α₁S(k)+N₁(k)

$Y_2\left(k\right)={\mathrm{\α}}_{2}S\left(k\right)e^{{-\mathrm{j\ω}}_k\mathrm{\τ}}+N_2\left(k\right)$

其中S(k)为所述所发出的源信号s(1)(k＝0，1，，，，L/2)的N点DFT，ω_k＝2πk/L；

且其中Y₁₂为所述DFT的交叉关联性，其计算为

Y₁₂＝Y₁(k)Y₂*(k)。

24.根据权利要求23所述的移动装置；其中每一所接收的声音信号的所述振幅与所述声音笔与每一麦克风之间的距离的平方成反比例且由以下等式表示

${\mathrm{\α}}_i\∝\frac{1}{r_i^2}i=\mathrm{1,2}$

及

$\frac{{\mathrm{\α}}_1}{{\mathrm{\α}}_2}=\frac{r_2^2}{r_1^2}$

其中r_i，i＝1，2为所述声音笔与所述第一麦克风及所述第二麦克风中的一者之间的欧几里德距离，其中如下定义的振幅比率

$R=\frac{{\mathrm{\α}}_1}{{\mathrm{\α}}_2}$

在短时间窗内为常数且在所述第一麦克风及所述第二麦克风处估计为

$\frac{r_2^2}{r_1^2}=\frac{{(x-x_2)}^2+{(y-y_2)}^2}{{(x-x_1)}^2+{(y-y_1)}^2}=R$

其中x_i、y_i，i＝1，2为所述第一麦克风及所述第二麦克风的已知固定坐标且用以确定源位置坐标x及y以在所述第一显示区上用图形表示所述仿真手写痕迹。

25.根据权利要求14所述的移动装置；其中所述感测装置包括具有100Hz至22kHz范围中的频率响应的宽带声音传感器，且用以同时从用户接收语音且从所述声音笔接收所述声音信号以输入文字。

26.根据权利要求14所述的移动装置；其进一步包含用于传输及接收无线通信信号的装置。

27.一种移动通信装置，其包含：

用于传输及接收无线通信信号的无线收发器；

具有第一显示区及第二显示区的外壳；

整合至所述外壳中的麦克风阵列，所述麦克风阵列具有多个麦克风，所述麦克风可操作以在与所述外壳分离且接近所述外壳的表面上手写字母数字符号时在所述外壳上的多个位置处感测来自声音笔的声音信号；及

笔迹至文字转换器，其可操作以用图形表示所述字母数字符号的仿真手写痕迹以显示于所述第一显示区上，且将所述字母数字符号转换为表示所述字母数字符号的计算机可读交换码以显示于所述第二显示区中。

28.根据权利要求27所述的移动通信装置；其中所述笔迹至文字转换器包含声音驱动位置确定单元，其用于在所述手写期间移动所述声音笔时基于由每一相应麦克风感测到的所述声音信号的到达时间差及强度差来确定一系列笔位置。

29.根据权利要求27所述的移动通信装置；其中所述声音信号处于听不见的频率范围中。

30.根据权利要求27所述的移动通信装置；其中所述多个麦克风中的至少一个麦克风为多模式麦克风，其中在第一模式中，所述多模式麦克风以所述装置的语音输入模式操作，且在第二模式中，所述多模式麦克风以所述装置的笔迹至文字输入模式操作。

31.根据权利要求30所述的移动通信装置；其进一步包含耦接至所述麦克风阵列的降噪组合件；其中在所述至少一个麦克风处于所述语音输入模式时，所述降噪组合件响应于从所述麦克风阵列接收的语音信号以降低来自所述语音信号的噪声。

32.根据权利要求27所述的移动通信装置；其中所述无线通信信号包含蜂窝式电话呼叫、移动呼叫、无线电话呼叫及卫星电话呼叫中的一者。

33.根据权利要求27所述的移动通信装置；其中所述麦克风阵列包括具有100Hz至22kHz范围中的频率响应的宽带声音传感器，且用以同时从用户接收语音且从所述声音笔接收所述声音信号以输入文字。

34.一种用于移动装置的声音驱动文字输入的方法，所述移动装置具有一具第一显示区及第二显示区的外壳及麦克风阵列，所述方法包含以下步骤：

在与所述外壳分离且接近所述外壳的表面上手写字母数字符号时通过所述麦克风阵列在所述移动装置的所述外壳上的多个位置处感测来自声音笔的声音信号；

在所述第一显示区上用图形表示所述字母数字符号的仿真手写痕迹；

将所述手写痕迹转换为表示所述字母数字符号的计算机可读交换码；及

将所述经转换的字母数字符号显示于所述第二显示区中。

35.根据权利要求34所述的方法；其中所述用图形表示步骤包括以下步骤：在移动所述声音笔时基于所述声音信号的到达时间差及强度差来定位一系列笔位置。

36.根据权利要求34所述的方法；其中所述声音信号处于听不见的频率范围中。

37.根据权利要求34所述的方法；其进一步包含以下步骤：切换所述麦克风阵列以用于进入所述移动装置的语音输入及由所述麦克风阵列感测所述语音输入。

38.根据权利要求37所述的方法；其进一步包含降低来自所述经感测的语音输入的噪声的步骤。

39.一种移动通信装置，其包含：

无线通信收发器，其可操作以传送无线通信信号；

外壳，其具有第一显示区及第二显示区；

声音笔，其用于在与所述外壳分离且接近所述外壳的表面上手写至少一个字母数字符号时发出声音信号；及

声音驱动笔迹至文字组合件，其用于接收由所述声音笔发出的声音信号、在所述第一显示区上用图形表示所述至少一个字母数字符号的仿真手写痕迹，及将所述至少一个字母数字符号转换为表示所述至少一个字母数字符号的至少一个计算机可读交换码以显示于所述第二显示区中。

40.根据权利要求39所述的移动通信装置；其中所述声音驱动笔迹至文字组合件包括第一麦克风及第二麦克风。

41.根据权利要求40所述的移动通信装置；其中每一所发出的声音信号由所述第一麦克风及所述第二麦克风接收，所述每一所发出的声音信号形成由以下等式定义的两个所接收的声音信号y₁(l)及y₂(l)

y₁(l)＝α₁s(l-t₁)+η₁(l)

y₂(l)＝α₂s(l-t₂)+η₂(l)

其中l为离散时间指数；t₁及t₂分别为所述两个声音信号从所述声音笔行进至所述第一麦克风及所述第二麦克风所需的时间；α_i，i＝1，2为所述所接收的声音信号的振幅；η_i，i＝1，2为无关于或独立于所述所发出的声音信号s(l)且彼此无关或独立的背景噪声；且

其中所述两个所接收的声音信号的关联性取决于相对到达时间延迟(TODA)，τ＝|t₁-t₂|，其中所述时间t₁为到达所述第一麦克风的时间且所述时间t₂为到达所述第二麦克风的时间。

42.根据权利要求41所述的移动通信装置；其中所述TDOA计算为

$\mathrm{\τ}={\max }_{\mathrm{\τ}}\mathrm{IDFT}\left(\frac{Y_{12}}{\left|Y_1\left(k\right)\right|\left|Y_2\left(k\right)\right|}\right)$

其中Y₁(k)为y₁(l)的离散傅里叶变换(DFT)且Y₂ ^*(k)为y₂(l)的所述DFT且*表示复共轭且其可由以下等式定义

Y₁(k)＝α₁S(k)+N₁(k)

$Y_2\left(k\right)={\mathrm{\α}}_{2}S\left(k\right)e^{{-\mathrm{j\ω}}_k\mathrm{\τ}}+N_2\left(k\right)$

其中S(k)为所述所发出的源信号s(1)(k＝0，1,,,,L/2)的N点DFT，ω_k＝2πk/L；

且其中Y₁₂为所述DFT的交叉关联性，其计算为

Y₁₂＝Y₁(k)Y₂*(k)。

43.根据权利要求42所述的移动通信装置；其中每一所接收的声音信号的所述振幅与所述声音笔与每一麦克风之间的距离的平方成反比例且由以下等式表示

${\mathrm{\α}}_i\∝\frac{1}{r_i^2}i=\mathrm{1,2}$

及

$\frac{{\mathrm{\α}}_1}{{\mathrm{\α}}_2}=\frac{r_2^2}{r_1^2}$

其中r_i，i＝1，2为所述声音笔与所述第一麦克风及所述第二麦克风中的一者之间的欧几里德距离，其中如下定义的振幅比率

$R=\frac{{\mathrm{\α}}_1}{{\mathrm{\α}}_2}$

在短时间窗内为常数且在所述第一麦克风及所述第二麦克风处估计为

$\frac{r_2^2}{r_1^2}=\frac{{(x-x_2)}^2+{(y-y_2)}^2}{{(x-x_1)}^2+{(y-y_1)}^2}=R$

其中x_i、y_i，i＝1，2为所述第一麦克风及所述第二麦克风的已知固定坐标且用以确定源位置坐标x及y以在所述第一显示区上用图形表示所述仿真手写痕迹。

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