CN103037945B - 具有基于声音的动作同步化的交互式装置 - Google Patents

Abstract

公开了交互式娱乐装置及其方法。装置在第一游戏迭代中播放音乐声道。检测在该学习模式中接收的一系列的用户输入动作，并且，在响应中产生输出信号。用于用户输入动作中的每一个的时间戳被存储于存储器中。另外，输出信号基于存储的时间戳在用户输入动作的至少一个间隔上产生，并且在第二游戏迭代中与第二音乐声道的播放协调。

Description

具有基于声音的动作同步化的交互式装置

（对相关申请的交叉引用）

本申请是在2009年8月6日提交的发明名称为“INTERACTIVEDEVICE WITH SOUND-BASED ACTION SYNCHRONIZATION，”的美国专利申请系列No.12/536690的部分继续，在这里加入其公开的全部内容作为参考。

声明：联邦资助研究/开发[0002]不适用

技术领域

本发明一般涉及玩具和娱乐装置，更特别地，涉及具有基于声音的动作同步化的交互式玩具。

背景技术

孩子常常受提供视觉和声音刺激的交互式娱乐装置的吸引。在识别该吸引力时，在近年的历史上开发了各种各样的品种，开始是通过弦激发的木纸膜盒产生简单的短语或通过沿侧面具有孔的重量激发的圆柱膜盒产生哭叫声的最早的“说话玩偶”。这些说话玩偶一般限于哭喊“妈妈”或“爸爸”。

进一步的改进利用通过手动缠绕时钟状机构激发的蜡质圆筒留声机记录。各种短语记录于留声机上以供通过玩偶回放以模拟对话。说话玩偶的一个在历史上重要的实施例是由Jumeau Company在19世纪晚期制作的“Bebe Phonographe”，这在当今的收集者中仍然十分流行。除了说出字词以外，音乐也被记录于留声机上，使得玩偶可唱歌曲和童谣。

然后，开发了具有十到二十个说出的短语的更多的节目的玩偶。通过激活包含预记录的短语的小型留声机盘的弦的拉动激活说话功能。“Chatty Cathy”说话玩偶包含这种拉弦激活的机构。

除了上述的说话能力以外，已努力制造具有可动的四肢和面部部件的更栩栩如生的玩偶。并且，这些部件的移动与音频输出同步化。例如，当说出短语时，玩偶的下巴可相应地移动。玩偶的部件的这种同步化活动（animation）所需要的指令被存储于记录有控制信号和音频信号的盒子中。

这些早期的说话玩偶的一个缺点是，由于用于触发说话和移动的输入限于诸如拉弦、转动曲柄或按按钮的十分机械的形态，因此，玩偶与孩子之间交互程度相当低。进一步的改善包含具有诸如压电蜂鸣器的基本传感器，该基本传感器当被触发时导致玩偶通过输出声音或移动立即响应。这种装置的例子包含来自Toys‘R’Us,Inc.of Wayne,New Jersey的“Interactive Sing & Chat BRUIN^TMBear”。但是，伴随数字数据处理和存储的明显改善，具有更大的交互性的玩偶变为可能。作为机械激活的替代，孩子向玩偶提供声音命令。接收的音频信号由声音识别引擎处理，以评价发出什么命令。基于评价的命令，从存储于存储器中的单词和短语的词汇产生响应。中央处理器控制使选择的响应有声化的语音合成器。与有声化的语音结合，可通过编曲合成器产生伴随的音乐声道。为了模拟栩栩如生的动作，中央处理器也可控制与玩偶的部件耦合的各种电动机。

这些活动玩具一般扮演在诸如电视秀和电影的其它娱乐形态中出现的受欢迎的角色，并因此有同样的外观和声音。一些具有这些交互式部件的商业可用的玩具包含来自Hasbro,Inc.of Pawtucket,RhodeIsland的和来自HiT Entertainment Limited of London,United Kingdom的

尽管这些玩偶的交互性明显增加，但是它们仍有大量的缺点。一些父母和孩子心理学家认为，这些玩偶一点也不刺激孩子的想象，原因是，他们只是对玩具被动地做出反应，非常类似于看电视。尽管词汇增加，但是，有限数量的可接受的命令和响应被证明最多是重复的交互作用。虽然可能孩子开始会着迷，但他们很快会认识到重复并兴奋慢慢消退，并因此很快失去兴趣。因此，在本领域中，需要改进的娱乐装置。并且，需要具有基于声音的动作同步化的交互式玩具。

发明内容

在本发明的一个实施例中，设想一种用于交互式娱乐的方法。该方法可从在第一游戏迭代中播放第一音乐声道开始。方法然后可包括检测在第一游戏迭代中接收的一系列的用户输入动作。并且，可存在响应对一系列的用户输入动作中的一个的检测产生输出音频信号的步骤。方法可包括将检测的一系列的用户输入动作中的每一个的时间戳存储于存储器中的步骤。时间戳可与第一音乐声道同步化。方法还可包括基于记录的时间戳在接收的一系列的用户输入动作的至少一个时间间隔上产生输出音频信号的步骤。输出音频信号可在第二游戏迭代中与第二音乐声道的播放协调。

根据本发明的另一实施例，设想一种具有至少一个可动部件的活动形体娱乐装置。装置可包括：能在播放第一声道的第一迭代中接收一系列的声音信号的第一声学传感器。该系列可与与声道相关的用户输入动作的模式对应。另外，装置可包括具有与活动形体的可动部件耦合的启动元件的机械致动器。装置还可包括具有与声学传感器连接的第一输入和与机械致动器连接的第一输出的可编程数据处理器。机械致动器可与接收的一系列的声音信号同步地被可编程数据处理器激活。

在另一实施例中，提供一种交互式娱乐的方法。方法可包括播放第一音乐声道。然后可以是在第一音乐声道的播放中检测一系列的用户输入动作的步骤。然后，方法可包括将检测的一系列的用户输入动作中的每一个的时间戳存储于存储器中。时间戳可与第一音乐声道同步。方法还可包括在接收的一系列的用户输入动作的至少一个间隔上产生输出。输出可选自包含音频信号、视觉活动系列和机械致动器激活的组。

结合附图阅读以下的详细的描述，可以最好地理解本发明。

附图说明

参照以下的描述和附图，将更好地理解这里公开的各种实施例的这些和其它特征和优点，其中，

图1A～1C示出各种状态下的交互式装置的示例性实施例；

图2是可实现用于交互式娱乐的方法的根据本发明的一个实施例的交互式玩具的功能框图；

图3是示出用于交互式娱乐的方法的流程图；

图4是示出由声学传感器产生的用户输入动作的示例性信号的示图；

图5是示出包括中央处理器、存储器装置、一对机械致动器和声学传感器的交互式装置的嵌入系统部件的示意图；

图6示出使用中的交互式装置的替代性的实施例；

图7是包括显示驱动器和无线收发器的交互式装置的另一示例性实施例的示意图；

图8示出包括内置显示装置的交互式装置的另一个示例性实施例；

图8A～8C表示具有各种状态中的内置显示装置的交互式装置；

图9A～9D是在内置显示装置上产生的活动系列的示图；

图10是示出根据本发明的实施例的由中央处理器执行以实现交互式装置的一个示例性软件应用的详细的流程图。

在整个附图和详细的说明中使用相同的附图标记以表示相同的要素。

具体实施方式

以下结合附图阐述的详细的描述是为了描述本发明的当前优选的实施例，不是要代表可以构建或利用本发明的仅有的形式。描述与示出的实施例关联地阐述本发明的功能。但是，应当理解，相同或同等的功能均可以由本发明的不同的实施例实现，并包含于本发明的范围内。还应理解，使用诸如第一和第二、顶部和底部以及左和右等的关系术语仅是为相互区分实体，未必需要或意味着在这些实体之间存在任何实际的这种关系或次序。

参照图1A，交互式装置10的一个示例性实施例是具有身体部分12、两条腿14、一对手臂16和头18的拟人化的兔子形体11。更详细地，头18包含两只眼睛20、嘴22和两只耳朵24。在适当的情况下，耳朵24中的每一个被个别被称为右耳24a和左耳24b，并且，统称为耳朵24。可以理解，玩偶形体11可扮演人、除了兔子以外的诸如狗、猫和鸟等的其它动物或任何其它的真实或想象的角色。还应理解，仅作为例子而不是限制给出玩偶形体11的以上的特征。

可以设想，玩偶形体11的各种部件是活动的，即，可动的，并且具有适当的下层的支撑元件和耦合它与身体部分12的结合结构以及用于移动这些部件的致动器。例如，如图1B和图1C所示，头18能够关于身体部分12旋转，并且，耳朵24能够关于头18旋转或“拍打”。更详细地，图1A表示静止位置中的耳朵24，图1B表示中间位置中的耳朵24，并且图1C表示展开位置中的耳朵24。如下面进一步详细描述的那样，静止位置、中间位置与展开位置之间的耳朵24的移动模拟由玩偶形体11执行的拍手动作。类似地，头18具有图1A所示的静止位置、图1B所示的中间位置和图1C所示的展开位置。本领域技术人员可以认识到，玩偶形体11的部件的移动不限于头18和耳朵24，并且，任何其它的部件也可移动，以模拟由玩偶形体11执行的各种动作。

图2的框图最好地示出交互式装置10的功能元件。可编程数据处理器26属于交互式装置10的最重要的部分，并被配置为执行基于提供的输入产生某些输出的一系列的预编程指令。特别地，执行的指令被理解为根据本发明的一个实施例的用于交互式娱乐的方法中的步骤。作为典型的数据处理器件，可编程数据处理器26被理解为具有运算逻辑单元、各种寄存器、指令解码器和控制单元。也可包含内部随机存取存储器。作为例子，可编程数据处理器26是16位数字信号处理（DSP）集成电路。一种商业可用的选项是来自Elan MicroelectronicsCorporation of Hsinchu,Taiwan的eSL或eAM Series IC，但是，在不背离本发明的范围的情况下，可以很容易地替代任何其它适当的IC器件。

如下面描述的那样，可编程数据处理器26具有连接大量的周边器件的多个通用输入/输出端口28。可编程数据处理器26由电源30供电，该电源30被理解为包含在本领域中公知的电池和常规的调节器电路。根据一个实施例，在输入装置之中，与可编程数据处理器26连接的是压电传感器32和控制开关34。关于输出装置，可编程数据处理器26还与扬声器36和机械致动器或电动机38连接。

根据本发明的一个实施例，压电传感器32和扬声器36被嵌入玩偶形体11中。作为扮演吸收孩子的动物和其它角色的典型的玩偶，玩偶形体11可被厚的织物材料覆盖。因此，压电传感器32和扬声器36的各隔膜被设置为与其外部明显接近，使得可以适当地检测输入的声音，并且可在没有任何消声效果的情况下适当地听到输出声音。

控制开关34类似地被嵌入玩偶形体11内，但也被设置为接近其外表面以容易被使用。如下面进一步详细描述的那样，控制开关34可以是电力开关和模式改变开关。沿这些线，电源30也被嵌入玩偶形体11中，使得电池盖被设置在其外表面上。

如以上以及图1A～1C所示，玩偶形体11的头18和耳朵24是可动的，并且，电动机38被理解为与其机械耦合。特别地，电动机38的启动元件即旋转轴与玩偶形体11的可动元件耦合。可对其使用本领域技术人员公知的常规的传动技术。在图2的框图中，一对电动机38与头18和耳朵24对应。基于由可编程数据处理器26产生的输出信号，可以选择性地移动耳朵24。还可设想，电动机38与玩偶形体11的包含腿14和手臂16的其它可动部件耦合。

除了由玩偶形体11的各种部件的活动提供的视觉刺激以外，还设想交互式装置10提供听觉刺激。可编程数据处理器26被理解为具有声音合成功能，即，基于声音信号的离散时间表现产生声音频率范围中的模拟信号的功能。这些声音信号可代表说出的对话或音乐声道。

已阐述了交互式装置10的基本元件，现在考虑功能相互关系。本发明的一个实施例设想可通过交互式装置10实现的用于交互式娱乐的方法。参照图3的流程图，方法从在移动或不移动玩偶形体11的可动的部件中的任一个的情况下播放第一音乐声道的步骤200开始。可以设想，在一些实施例中与学习模式对应的第一游戏迭代中出现步骤200。

如图2的框图所示，交互式装置10包含其中可存储声道的数字表示以及输出声音的外部存储器模块40。虽然可以使用任何适当的存储器模块，但是，本发明的一个实施例中的外部存储器模块40是可读写闪速存储器件。一个商业可用的外部存储器模块40是来自MacronixInternational Co.,Ltd.of Hsinchu,Taiwan的MX25L3205D。特定的外部存储器模块40被理解为具有4兆字节、8兆字节、16兆字节或32兆字节容量。在一些实施例中，设想声道和输出声音可被存储于可编程数据处理器26内部的存储器中。上面提到的eSL或eAM IC例如被理解为具有1兆字节的内部存储器。

在回放存储于外部存储器模块40中的第一声道时，首先通过可编程数据处理器26从其检索数据，并然后通过声音合成器产生模拟音频信号。然后通过扬声器36输出该音频信号。

但是，在播放第一音乐声道之前，可存在可选的产生可听的指令命令的前导步骤199。该指令命令可以以用户友好的方式描述优选的输入系列的一般格式。关于交互式娱乐的方法的其它细节将在随后被描述，但一般可在以下的示例性的指令命令中被描述：“你好！我感觉喜欢唱歌！这非常棒！当我唱歌时你可以通过拍手帮助我！现在开始！”另一示例性的指令命令如下：“我保证在你的帮助下跳舞！在我拍耳朵时拍手！现在开始！”可以理解，指令命令的短语的大量的变化是可能的，因此，以上的示例性不是为了限制。也可改变并且可通过音乐分数实现指令命令的发声。指令命令的音频信号以数字的方式被存储于存储器模块40中并且被检索回放。

当第一音乐声道在第一游戏迭代中播放时，根据步骤202接收和检测一系列的用户输入动作。更特别地，用户提供相对于被同时播放的声道或与其同步地标记时间瞬时的音频输入的一些形式。在一些实施例中，音频输入由交互式装置10外面的用户产生，或者，例如在不触摸交互式装置10的情况下由交互式装置10的物理边界/限制外面的用户产生。因此，本发明设想能够通过压电传感器32接收声音输入、同时通过扬声器36产生声音输出的娱乐装置。如下面进一步描述的那样，也设想来自麦克风的附加的同时的输入。

仅作为例子，用户拍手以产生作为这种拍手的特性的短的高频率的声音。也可提供诸如由打击乐器、铃锤和鼓等产生的任何其它类型的声音输入。该声音被理解为具有足以触发向可编程数据处理器26的输入产生相应的模拟电信号的压电传感器32的水平。在本领域中作为压电蜂鸣器或压电陶瓷盘或板已知的压电传感器32有效地排除音乐声道的任何低频率声音。为了更可靠地区分声道和用户输入动作，压电传感器32可与扬声器36分开地被隔离即容纳于单独的隔室内。作为替代方案，压电传感器32可被设置在期望比扬声器更接近用户输入源的位置上。在启动学习模式中的音乐声道的播放时或之前，压电传感器32被激活。当音乐声道完成播放时，可编程数据处理器26可停止接收来自压电传感器32的其它输入或者一起去激活它。

可以理解，仅作为例子给出压电传感器32，并且，可很容易地替代用于检测用户输入动作的任何其它的形态。例如，可与高通滤波器电路结合使用常规的宽动态范围麦克风，使得只有高频率拍手声音被检测。但是，作为加入附加的电路的替代，由这种常规的麦克风记录的原始模块信号可被输入到可编程数据处理器26。模拟信号可通过可编程数据处理器26的模拟数字转换器被转换成离散时间表示，并且，可以应用在本领域中公知的各种信号处理算法以提取拍手声音的信号。虽然本公开关于压电传感器32的功能描述了交互式装置10的各种部件，但应理解，这些部件可适于用于检测用户输入动作的替代性形态。

参照图4的示图，表示与拍手声音输入对应的用户输入信号41的压缩表现。信号41由音乐声道开始播放并且压电传感器32被激活的开始点42限定。各小标记44代表音乐声道的等时间间隔，并且，大标记46代表检测拍手声音的时间瞬时。信号41也由音乐声道结束播放并且压电传感器32被去激活的终点48限定。

小标记44被理解为具有与其相关的相应的时间戳。考虑大标记46中的每一个与小标记44中的一个重叠，时间戳也与检测拍手声音的各时刻相关，并且，各拍手与音乐声道的特定的播放位置链接。重新参照图3的流程图，步骤204包含将检测到用户输入动作的这些时间戳存储于存储器中，并且，步骤207包含记录检测的用户输入动作的数量。为了确保实时写入速度，时间戳可被存储于可编程数据处理器26的内部随机存取存储器中。

可编程数据处理器26包含利用在预定频率下振荡的外部时钟信号的定时器模块。定时器模块被理解为在被询问时产生时间值。定时器可在开始点42被复位为零，并且，可以以秒、毫秒或其它的标准时间度量提供时间值，该时间值然后被存储为时间戳。

作为替代方案，当可编程数据处理器26不包含定时器时，可以利用指令循环计数值以导出时间戳。给定可编程数据处理器26的一致的操作频率，可以理解，各循环之间的时间间隔是类似地一致的。可由此从多个指令循环导出时间的单位度量，因此，指令循环计数值适于作为可靠的时间戳。为了查明用户输入动作中的每一个之间的经过时间，可在各指令循环上增加指令循环计数值，使得检测用户输入动作的时间上的特定值被存储为时间戳。

出于以下更详细地阐述的原因，除了存储检测的用户输入动作中的每一个的时间戳以外，方法还可包含从接收的声音信号导出用户输入动作类型并且存储它的步骤205。关于这一点，来自麦克风33的模拟信号可被输入到可编程数据处理器26，在该可编程数据处理器26中，通过上述的信号处理算法，上述信号被分析用于某些特性。如上所述，一个基本的实施例设想单独地通过压电传感器32接收用户输入动作，并且，可以理解，麦克风33的添加代表允许来自不同的用户输入的更多的执行替代的进一步的改良。在从模拟信号导出的特性中，包含各声音信号的幅度、频率和持续时间，它们的不同的组合可以以各种方式被归入用户输入动作类型。

也设想在基本幅度、频率、量和持续时间特性上构建的用户输入动作类型的更复杂的分析，诸如韵律、节奏、音调、节拍和数量。例如，拍手可与口哨、击鼓和任何其它类型的声音区分开。另外，还可设想，一系列的用户输入动作可与代表特性的预定的模式匹配。作为例子，这种预定的模式可包含一系列的一个或更多个逐渐轻声的拍手或者一系列的以各种方式从轻声到大声交替的拍手。可以理解，可以对于接收识别预定以上述的特性变化的用户输入动作的任何模式。

除了导出用户输入动作类型以外，如后面解释的那样，声音信号也可被记录下来以便将来播放。并且，来自麦克风33的模拟信号被输入到可编程数据处理器26，在该可编程数据处理器26中它被转换成数字表示，并且被存储于存储器中。由于用户输入动作的各检测的实例可具有不同的声音，因此，单独地记录和存储所有的声音信号。

在对于最后的检测的用户输入动作存储时间戳之后，学习模式结束。在一些实施例中与播放模式对应的随后的第二迭代中，方法可继续任选的播放提示的步骤208和播放第二音乐声道的步骤209。如上所述，这包括从存储器模块40检索其数字表示并产生被输出到扬声器36的模拟信号。在一些实施例中，在第一迭代中播放的第一音乐声道与在第二迭代中播放的第二音乐声道相同。但是，还设想第一音乐声道可与第二音乐声道不同。在这些情况下，第一音乐声道和第二音乐声道被理解为具有类似的节奏和其它的这种特性，使得根据检测的用户输入动作产生的输出保持同步化。

在播放第二音乐声道的同时，并且与其协调，方法继续基于诸如检测的用户输入动作的数量和/或模式的存储的时间戳和/或用户输入动作产生输出音频信号的步骤216。更特别地，在检测到用户输入动作或拍手的各时间间隔上，产生输出音频信号。可以设想，这种输出音频信号与音乐声道的播放同步化，即，在相对于音乐声道具有相同的模式和定时的播放模式中，同样地重复在学习模式中执行的一系列的拍手。换句话说，输出音频信号与用户输入信号41同步。还设想产生的输出音频信号也可根据检测的用户输入动作的数量和/或模式改变。

如上所述，保持每个步骤207检测的用户输入动作的总数量的记录。在产生输出音频信号的步骤216中，可以产生诸如与记录值有关的说出或唱出的提示的特定的输出。例如，在检测到50次拍手的情况下，输出可表示存在50次拍手，并且已基于这50次拍手燃烧了一定量的热量。产生的机械移动和活动也可基于该记录。虽然给出了特定类型的输出，但是，它仅是例子，并且，可基于该数据产生任何其它适当的输出。

还设想，当检测到用户输入动作时，可在第一游戏迭代中出现产生输出音频信号的相关步骤210。因此，可在即时响应模式中与用户输入动作同时地产生输出音频信号。即时响应模式由此被理解为与第一游戏迭代或学习模式同时。因此，对于即时响应模式的进一步参照被理解为包含于对于第一迭代的任何参照中。在一些该即时响应模式被激活的实施例中，方法未必需要继续播放模式，但是可以。如果不激活即时响应模式的情况下激活学习模式，方法可继续播放模式。

还设想，在一些激活播放模式的实施例中（或者在第二游戏迭代中），还能够与播放模式同时地激活即时响应模式。

在一个实施例中，输出音频信号是预记录的声音。可对于时间戳/用户输入动作中的每一个随机产生不同的预记录的声音。可对于时间戳/用户输入动作中的每一个产生相同的预记录的声音。还应理解，可以利用任何类型的预记录声音。因此，可与在学习模式中检测的不同的用户输入动作系列对应地播放不同的预记录的声音。如上所述，可对于特定的拍手的数量和拍手的模式等，作出指定的输出类型。

在不同的实施例中，输出音频信号是在步骤206中记录的用户输入动作的声音信号。与时间戳或用户输入动作中的每一个对应的声音信号被单独地记录，因此，输出音频信号被理解为是从这种单独的记录依次产生的。

伴随产生输出音频信号，在步骤218中，基于存储的时间戳和/或检测的用户输入动作激活机械致动器或电动机38。在检测到用户输入动作的各时间间隔上，激活电动机38。这对于例如以明显的拍手动作使玩偶形体11的耳朵24作出移动是有效的。电动机38的激活可与输出音频信号同步化，因此，在视觉和听觉上玩偶形体11在音乐声道播放模式中可确切地重复用户在学习模式中音乐声道播放时执行的拍手节奏效果。但是，很显然，可以设想，不需要对于每个时间戳或检测的用户输入动作的实例激活电动机38。根据检测的用户输入动作的数量和/或模式，可产生不同的相应的移动，即，可产生不同的一系列的电动机激活。并且，虽然一般与玩偶形体11的移动组合地播放输出音频信号，但是，还设想这些输出可以是单独的，即，耳朵的移动可以在没有输出音频信号的情况下出现，反之亦然。

与上面描述的产生输出音频信号的步骤同样，在第二迭代中激活机械致动器的步骤218具有可在第一迭代或即时响应模式中出现的相应的步骤212。关于这一点，可类似响应检测的用户输入动作出现激活。在结束学习模式和/或即时响应模式时，方法可继续播放模式或第二迭代。

图5的示意图提供在交互式装置10的一个实施例中利用的示例性电路的更具体的示图。如上所述，可编程数据处理器26包含标为PA0～PA15、PB0～PB15和PC0～PC7的通用输入/输出端口28。虽然特定的可编程数据处理器26包含两个16位宽端口（端口A和端口B）和8位宽端口（端口C），但不是所有的针都被利用，因此不被示出。可编程数据处理器26的时钟频率由与OSC0和OSC1端口连接的振荡器晶体50提供。各种正负电源针与电源30连接，并且，根据在本领域中公知的常规的实际连接芯片控制针。

针PA2和PA3与第一电动机38a连接，而针PA6和PA7与第二电动机38b连接。第一电动机38a可与耳朵24机械耦合，并且，第二电动机38b可与头18机械耦合。可以理解，可编程数据处理器26一般不输出足够的电力以驱动电动机38，也不被充分地隔离。因此，驱动器电路52用作电动机38与可编程数据处理器26之间的界面，以放大信号功率并拒绝相反电压尖峰。本领域技术人员可以认识到驱动电动机38所需要的特定的信号。在这些线中，可存在监视电动机38的操作的传感器，该电动机38的输出可反馈到可编程数据处理器26以供精确的控制。这里描述的电动机38的特定的实现不是限制性的，并且，可以替代任何其它的配置。

针PA0和PA1与扬声器36连接，并且，针PC4和PC7分别与压电传感器32和麦克风33连接。并且，针PA12～PA15与存储器模块40连接。在该配置中，串行执行数据传送和寻址，但可以理解，对于在本领域中已知的替代性的配置，并行数据传送和寻址是可能的。

参照图6的示出，本发明的另一实施例设想与玩偶形体11无关的娱乐装置。如更详细地描述的那样，这种替代性实施例的各种元件找到与以上描述的娱乐装置10的部件的对应关系。可以认识到，可类似地在其上面实现用于交互式娱乐的方法。用户58观看能够如上面描述的那样显示角色61的活动并产生适当的输出声音的图形显示装置60并与其交互作用。与玩偶形体11类似，角色61可模仿人和诸如兔子、狗、猫和鸟等的动物，并且包含可活动的包含腿14、头18、眼睛20、嘴22和耳朵24的部件。一般地，这种活动的部件被理解为与玩偶形体11的可动的物理部件对应。关于这一点，用于交互式娱乐的方法包含基于时间戳和/或用户输入动作激活动画的步骤220。根据检测的用户输入动作的数量和/或模式，可产生不同的相应的活动，即，可以产生不同的系列的活动。并且，虽然一般与娱乐装置10的活动组合地播放输出音频信号，但是，可以设想，这些输出可以是单独的，即，可以在没有输出音频信号的情况下出现活动，反之亦然。

并且，与前面描述的产生输出音频信号并激活机械致动器的步骤同样，在第二迭代中激活动画的步骤220具有可在第一迭代或即时响应模式中出现的相应的步骤214。激活被理解为响应检测的用户输入动作出现。在激活即时响应模式的情况下，可以结束该方法，但是，作为替代方案，方法可继续播放模式或第二游戏迭代。在以上设想和讨论的其它的实施例中，能够与播放模式或第二游戏迭代同时地激活即时响应模式。

图形显示装置60可以是具有已知的接口以连接产生音频和图形输出的控制台装置62的常规的电视机。根据一个实施例，控制台装置62是可加载有各种第三方游戏软件的商业可用的视频游戏系统，诸如来自Sony Computer Entertainment,Inc.of Tokyo,Japan的PlayStation或来自Microsoft Corp.of Redmond Washington的Xbox。作为替代方案，控制台装置62可以是具有适当的专用软件以产生被预加载于其上面的音频和图形输出的专用视频游戏控制台。在本领域中，这些专用视频游戏控制台也被称为“插头及播放”装置。

根据本发明的一个实施例，控制台装置62与远程控制器64通信，以执行娱乐装置的一些功能。参照图7的示意图，远程控制器64可包含具有可编程数据处理器26、压电传感器32、麦克风33和存储器模块40的装置电路66。与第一实施例同样，娱乐装置从播放缺省活动系列和音乐声道并通过包含于远程控制器64中的压电传感器32和麦克风33检测一系列的用户输入动作开始。与接收的用户输入动作协调，可在显示装置60上产生伴随的动画和/或图像。嵌入的可编程数据处理器26然后存储用户输入动作中的每一个的时间戳并且导出用户输入动作类型。

在学习模式中，通过与显示装置60相关的扬声器输出音乐声道和其它的指令命令。在本实施例中，远程控制器64不需要包含扬声器。可以认识到，远程控制器64中的压电传感器32和麦克风33以这种方式与任何声音输出源的隔离对于减少在学习模式或即时响应模式中来自音乐声道的干涉是有益的。通过可编程数据处理器26上的数字信号处理算法，记录的声音信号的其它的过滤是可能的。作为替代方案，可在远程控制器64中包含用于播放音乐声道和/或输出声音信号的扬声器以及与显示装置60相关的扬声器。

在一个实现中，时间戳和相关的用户输入动作类型被发送到控制台装置62。并且，如上所述，可对于用于进一步的使用而计算检测的用户输入动作的总数的记录。通过该输入，控制台装置62上的软件产生用于动画和声音输出的图形。可在显示装置60上显示、说出、唱出或另外输出检测的用户输入动作的记录。电路66包含通过其用于接收和发射数据的通用输入/输出端口28与可编程数据处理器26连接的射频（RF）收发器集成电路68。可以理解，可以利用任何适当的无线收发器标准或谱，诸如2.4GHz带、无线USB、蓝牙或ZigBee。在该无线通信链接上，传送时间戳、用户输入动作类型并且在适用时传送用户输入动作的记录的声音信号。控制台装置62可包含另一RF收发器集成电路和另一可编程数据处理装置，以实现与其在远程控制器64中的对应物的数据通信。但是，本领域技术人员可以理解，可以利用有线链接。当利用有线链接时，可能只需要在控制台装置62与远程控制器64之间共享的一个单个可编程数据处理装置。

作为电视机的替代或与其结合，可以在可以是常规的液晶显示器（LCD）装置的板上显示装置70上显示动画。基于时间戳和用户输入动作类型，由可编程数据处理器26产生动画。内置显示装置70可以是灰度级装置、彩色装置或可开或关各单个显示元件的单色装置。

如上所述，设想在显示装置60和/或内置显示装置70上产生各种动画。在学习模式或即时响应模式中，可与接收的用户输入动作同步地播放动画的帧，或者可以在各检测的用户输入动作上显示一个动画的系列。在动画以这些方式与用户输入动作链接的情况下，显示装置60和/或内置显示装置70可在重新播放声道时输出与与用户输入动作相关的特定的动画不同的缺省活动。例如，在当检测到用户输入动作或者时间戳这样表示时描绘的角色61表现明显的移动的情况下，待机状态的动画可包含角色61的微小的移动。并且，设想在播放模式中在显示装置60和/或内置显示装置70上产生这种动画，这些活动可能与在时间戳中记录的接收的用户输入动作协调。

内置显示装置上的动画的显示不限于具有控制台装置62的实施例。如在图8中最好地示出的那样，玩偶形体11的另一例子包括包含沿列和行配置的多个可单独寻址发光二极管（LED）元件的LED阵列显示器84。通过选择性地激活LED元件86的组合，可以表示各种图像。并且，通过依次激活LED元件86的组合，可以产生动画。与电动机的致动并由此与玩偶形体11的可动附属物的结合，图8A～图8C进一步以不同的模式示出的LED元件86亮着时的组合。

图9A～9D示出利用LED阵列显示器84的一个可能的动画系列，但可以很容易地替代诸如移动均衡器和击鼓等的任何其它的图案系列。动画速度即一个帧到另一帧的变化之间的延迟可改变。如上所述，一个设想的实施例在播放模式中输出LED阵列显示器84上的动画。在这种情况下，各帧或段的显示基于记录的时间戳，这非常类似于输出音频信号和通过电动机的玩偶形体11的各种部件的移动。另一设想的实施例在用户输入动作被接收时在学习模式或即时响应模式中输出LED阵列显示器84上的动画。当利用麦克风33和用户输入动作类型的变化可辨别（例如，上述的逐渐大声的拍手等）时，那么动画可以不同以与这种变化对应。

在示出的示例性实施例中，LED阵列显示器84被安装于玩偶形体11的身体部分12上。但是，可以设想，LED阵列显示器可以具有任意的尺寸或配置，并且可被安装于玩偶形体11的其它位置中。作为替代方案，可存在具有单色或多色输出能力的单个LED，该LED根据用户输入动作类型以不同的颜色和模式闪烁。如上所述，玩偶形体11可采取各种不同的形式，诸如机器人、车辆等。

伴随方向控制板72和按钮74，内置显示装置70可包含输入能力，即，可覆盖以触敏面板。在使用这种触敏面板时，可以免除方向控制板72和按钮74。本领域技术人员可以理解，大量的类型的触敏面板是可用的。其中最普及的是通过测量传感器的各踪迹之间的电容变化检测触敏区域的手指的位置的电容触摸板。触摸输入被转换成手指位置/移动数据，以代表光标移动和/或按钮压力。对于在播放模式中选择附加的选项，设想附加的输入。重新参照图6的示图，在图形显示装置60上显示的界面包含分别包含图标80、82的左栏76和右栏78。图标80、82被定位为与触敏的内置显示装置70上的相对隔离区域对应。因此，内置显示装置70也可输出图标80、82的小尺寸表示。但是，也能够免除内置显示装置70，并且，可以只在远程控制器64上包含触敏面板。因此，将不在远程控制器64上产生图形输出。

仅作为例子而不是限制，选择左栏76中的图标80中的一个被理解为选择根据时间戳被激活的角色61的部件的特定的动画。例如，选择第一左栏图标80a激活嘴22的动画，而选择第二左栏图标80b激活耳朵24的动画。选择第三左栏图标80c激活腿14的动画，选择第四左栏图标80d激活尾巴的动画。在选择图标80中的任一个时，通过诸如通过例如突出显示在其上面设置强调，提供视觉反馈。

另一方面，选择右栏78中的图标82中的一个被理解为选择根据时间戳产生的特定的输出声音信号。选择第一右栏图标82a被理解为产生喇叭声音，选择第二右栏图标82b产生“泉水”或“啵嘤声”型声音。并且，选择第三右栏图标82c产生自行车喇叭声音，而选择第四右栏图标82d产生鼓声音。在一些实施例中，可向特定的声音分配不同的输出通道，使得输出通道中的每一个与扬声器连接。因此，可以混合由可编程数据处理器26产生的各种模拟声音信号。但是，可以设想，各种输出声音信号，连同音乐声道，可根据公知的DSP算法在数字模拟转换器（DAC）的转换之前被数字混合，并且被输出到扬声器。

很显然，可以设想，可以提供其它类型的动画和声音，并且，可通过导航与例如方向控制板72和输入按钮74的界面实现用户的选择。可使得在学习模式中进行的一个选择适用于播放模式中的所有用户输入动作。例如，当在学习模式的开始选择第二左栏图标80b和第一右栏图标82a时，在播放模式中，只有耳朵24活动，并且，对于各用户输入动作产生喇叭声音。但是，也能够通过学习模式接收不同的图标选择，使得通过图标80、82选择的特定的动画或声音根据一系列的选择在播放模式中改变。

除了在用于交互式娱乐的方法中实现上述的步骤以外，如进一步详细描述的那样，交互式装置10的一个实施例被设想为具有周边执行流程。仅作为例子而不是限制给出这些行为，并且，在不背离本发明的情况下，可以加入任何其它的适当的行为。参照图10的流程图，典型的序列从在步骤300中将交互式装置10通电开始。紧接着，在步骤302中进入睡眠模式，直到提供进一步的输入。在决定分支304中，检测按钮压力。如图5的示意图所示，可编程数据处理器26的针PB2与开关54连接，并且，被理解为在决定分支304中按压的按钮。但是，在开关54被激活之前，交互式装置10保持处于睡眠模式。在决定分支304之后，在步骤306中进入演示模式。这里，可以播放打开的对话连同音乐声道。打开的对话可向用户介绍描绘的角色，并且描述正在演示什么。可以理解，可以在存储器模块40中预记录和存储并且随机选择打开的对话的不同的版本。然后，在步骤308中进入学习模式，并且遍历上述的在图3的流程图中表示的步骤。

在完成学习模式中的音乐声道的播放之后，压电传感器32在步骤310中被去激活。在决定分支312中，确定是否检测到任何用户输入动作，即，是否任何时间戳被存储于存储器中。如果什么也没有检测到，那么，第一寄存器（通常指定为Register_0）递增。然后，在决定分支316中，确定是否第一寄存器具有大于2的值。如果不是，那么在步骤308中重新进入学习模式，从而重复与其相关的步骤。否则，第一寄存器在步骤318中被清零，并且在步骤302中返回睡眠模式。一般地，以上的逻辑表示，如果学习模式在没有任何用户输入动作的情况下被尝试两次，那么交互式装置10被去激活到睡眠模式中。

返回图10的流程图，如果存在每个决定分支312检测的任何用户输入动作，那么方法继续将第一寄存器清零的步骤320。如上所述，第一寄存器跟踪进入学习模式的次数，并且，如果不存在活动性，那么将交互式装置10去激活到睡眠模式302。在检测到活动性时，方法继续在步骤322中进入播回模式，并且遍历上述的在图3的流程图中表示的步骤。然后，在完成音乐声道的播放之后，第二寄存器（通常指定为Register_1）在步骤324中递增。在决定分支326中，如果决定第二寄存器具有大于1的值，那么执行继续将第一和第二寄存器复位的步骤328，并且在步骤302中返回睡眠模式。因此，如果交互式装置10已多于一次地遍历学习和播放模式，那么它被置于睡眠模式。但是，在第一次遍历之后，执行返回以对于每个步骤308进入学习模式。

上述的实施例中的每一个一般分开在学习模式中执行的功能和在播放模式中执行的功能。但是，本发明还设想在不特别与学习模式或播放模式相关的情况下实时出现用户输入动作的接收、音乐声道的播放和输出音频信号的播放的实施例。通过这些实施例，可以类似地设想基本上在产生对于扬声器的各种声音输出的同时接收来自压电传感器32的声音输入。本领域技术人员可以理解，会在声音输入的接收、其分析、适当的输出的选择和该输出的产生之间产生小的延迟。

在一个示例性实施例中，讲故事的圣诞老人可背诵圣诞节故事。当由扬声器产生说出的故事时，压电传感器32和麦克风33被激活并且可接收用户输入动作。在讲故事时，用户能够通过提供上述的根据模式、幅度和频率等改变的用户输入动作改变故事情节。从此刻，在讲述中检测的用户输入动作继续可选的故事情节。作为例子，当讲述故事中与圣诞老人在圣诞前夜聚拢驯鹿有关的部分并且用户输入三次拍手时，讲述将表示正在聚拢三只驯鹿。作为另一例子，当讲到故事中与圣诞老人驾雪橇并准备开始其旅行有关的部分时，用户可输入声音逐渐变大的拍手，以模拟雪橇获得飞行速度。伴随讲述，可以输出一般与起飞相关的声音效果。以上的例子仅作为例子被给出，并且，本领域技术人员能够设想替代性的游戏播放方案，其中，用户输入动作的接收与输出音频信号的播放同时进行。

这里表示的细节是作为例子并且仅出于解释性地讨论本发明的实施例的目的，并且给出的原因是，提供被认为对于本发明的原理和概念方面最有用和最容易理解的描述。关于这一点，不尝试表示比本发明的基本理解所需要的更详细的本发明的结构细节，结合附图给出的描述使得本领域技术人员清楚实际上可如何体现本发明的几种形式。

Claims (35)

1.一种用于交互式娱乐的方法，包括：

在第一游戏迭代中持续且不间断地播放第一音乐声道；

检测在第一游戏迭代中在沿着第一声道的播放的点处接收的一系列的用户输入动作；

响应对一系列的用户输入动作中的至少一个用户输入动作的检测，产生输出音频信号；

将与检测的一系列的用户输入动作中的每一个的点对应的时间戳标记存储于存储器中，时间戳标记中的每一个指定相应的用户输入动作被检测的相对于第一音乐声道的时刻、并且与在第一声道的整个长度上均匀分段的多个时间间隔中的一个对应；

在接收的一系列的用户输入动作的由存储的时间戳标记对应地指定的至少一个间隔上产生输出音频信号，输出音频信号在第二游戏迭代中以相对于第二音乐声道的播放的基本相同的时刻产生，在第二游戏迭代中，输出音频信号在由时间戳标记对应地指定的、沿着第二声道的播放的与在第一声道的播放中用户输入动作中的相应一个被检测的时间等同的点处产生。

2.根据权利要求1的方法，还包括：

在接收的一系列的用户输入动作的至少一个间隔上激活与可动元件耦合的机械致动器。

3.根据权利要求2的方法，还包括：

响应对一系列的用户输入动作中的一个的检测，激活机械致动器。

4.根据权利要求2的方法，还包括：

将检测的用户输入动作的数量记录为计数值；

其中，机械致动器的激活至少部分地基于计数值。

5.根据权利要求1的方法，还包括：

在显示装置上产生与接收的一系列的用户输入动作协调的动画。

6.根据权利要求5的方法，还包括：

响应对一系列的用户输入动作中的一个的检测，在显示装置上产生动画。

7.根据权利要求5的方法，还包括：

将检测的用户输入动作的数量记录为计数值；

其中，动画至少部分地基于计数值。

8.根据权利要求1的方法，其中，播放第一和第二音乐声道中的相应的一个包含：

从存储器检索第一和第二音乐声道中的相应的一个的数字表示；和

从数字表示产生第一和第二音乐声道中的相应的一个的音频信号。

9.根据权利要求1的方法，其中，第一声道与第二声道不同。

10.根据权利要求1的方法，其中，第一声道与第二声道相同。

11.根据权利要求1的方法，还包括：

将检测的用户输入动作的数量记录为计数值，

其中，输出的音频信号至少部分地基于计数值。

12.一种具有至少一个可动部件的活动形体娱乐装置，该活动形体娱乐装置包括：

能在持续播放第一声道且没有间断的第一游戏迭代中接收一系列的声音信号的第一声学传感器，该系列与在沿着第一声道的播放的点处接收的用户输入动作的模式对应；

具有与活动形体的可动部件耦合的启动元件的机械致动器；和

具有与声学传感器连接的第一输入和与机械致动器连接的第一输出的可编程数据处理器，机械致动器根据指定相应的用户输入动作被检测的相对于第一声道的时刻、并且与在第一声道的整个长度上均匀分段的多个时间间隔中的一个对应的时间戳标记而被可编程数据处理器激活。

13.根据权利要求12的娱乐装置，还包括，

包含多个可单独寻址的发光二极管LED元件的LED阵列显示装置，与接收的一系列的声音信号同步地由可编程数据处理器向显示装置产生动画序列。

14.根据权利要求13的娱乐装置，其中，动画序列是在播放第一声道的第一游戏迭代中产生的。

15.根据权利要求13的娱乐装置，其中，动画序列是在回放第二声道的第二游戏迭代中产生的。

16.根据权利要求15的娱乐装置，其中，第一声道与第二声道相同。

17.根据权利要求15的娱乐装置，其中，第一声道与第二声道不同。

18.根据权利要求12的娱乐装置，其中，机械致动器在播放第一声道的第一游戏迭代中被激活。

19.根据权利要求12的娱乐装置，其中，机械致动器在回放第二声道的第二游戏迭代中被激活。

20.根据权利要求19的娱乐装置，其中，第一声道与第二声道相同。

21.根据权利要求19的娱乐装置，其中，第一声道与第二声道不同。

22.一种交互式娱乐的方法，包括：

持续且不间断地播放第一音乐声道；

在第一音乐声道的播放中的点处检测一系列的用户输入动作；

将与检测的一系列的用户输入动作中的每一个的点对应的时间戳标记存储于存储器中，时间戳标记中的每一个指定相应的用户输入动作被检测的相对于第一音乐声道的时刻、并且与在第一声道的整个长度上均匀分段的多个时间间隔中的一个对应；和

在接收的一系列的用户输入动作的至少一个间隔上产生输出，输出相对于由时间戳标记对应地生成的沿着第一声道的播放的点在时间上一致；

其中，输出选自包含音频信号、视觉动画系列和机械致动器激活以及它们的组合的组。

23.根据权利要求22的方法，其中，响应对一系列的用户输入动作中的一个的检测产生输出。

24.根据权利要求22的方法，其中，基于存储的时间戳标记并在与播放第一音乐声道不同的时间上回放第二音乐声道的同时产生输出。

25.根据权利要求24的方法，其中，第一音乐声道与第二音乐声道相同。

26.根据权利要求24的方法，其中，第一音乐声道与第二音乐声道不同。

27.一种娱乐装置，包括：

能在连续播放第一声道且没有间断的第一游戏迭代中接收一系列的声音信号的第一声学传感器，该系列与沿着第一声道的播放的点处接收的用户输入动作的模式对应；

包含多个可单独寻址的发光二极管LED元件的LED阵列显示装置；和

具有与声学传感器连接的第一输入和与显示装置连接的第一输出的可编程数据处理器，根据指定相应的用户输入动作被检测的相对于第一声道的时刻、并且与在第一声道的整个长度上均匀分段的多个时间间隔中的一个对应的时间戳标记而由可编程数据处理器向显示装置产生动画序列。

28.根据权利要求27的娱乐装置，其中，动画序列是在播放第一声道的第一游戏迭代中产生的。

29.根据权利要求27的娱乐装置，其中，动画序列是在回放第二声道的第二游戏迭代中产生的。

30.根据权利要求27的娱乐装置，其中，第一声道与第二声道相同。

31.根据权利要求27的娱乐装置，其中，第一声道与第二声道不同。

32.根据权利要求27的娱乐装置，其中，响应在播放第一声道的第一游戏迭代中接收的一系列的声音信号产生的动画序列与在回放第二声道的第二游戏迭代中产生的动画序列相同。

33.根据权利要求27的娱乐装置，其中，响应在播放第一声道的第一游戏迭代中接收的一系列的声音信号产生的动画序列与在回放第二声道的第二游戏迭代中产生的动画序列不同。

34.一种用于交互式娱乐的方法，包括：

持续且不间断地播放声道；

检测在声道的播放中的点处由用户从外部产生的一系列的音频输入信号；和

在接收的一系列的音频输入信号的至少一个间隔上产生输出，输出相对于沿着第一声道的播放的点在时间上一致、并且与在第一声道的整个长度上均匀分段的多个时间间隔中的一个对应，其中所述点是一系列的音频输入信号中的相应音频输入信号被检测的相对于第一声道的时间；

其中，输出选自包含音频信号、视觉动画系列和机械致动器激活以及它们的组合的组。

35.根据权利要求34的方法，其中，响应对一系列音频输入信号中的一个的检测产生输出。