CN104601795A - 一种便捷高效的智能手机用户左右手识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便捷高效的智能手机用户左右手识别方法，步骤包括：(1)用户原始双手手势数据录、(2)用户原始双手手势数据处理、(3)用户双手手势特征提取、(4)模型训练、(5)输入用户手势判断左右手和(6)输出判定结果。通过上述方式，本发明一种便捷高效的智能手机用户左右手识别方法，允许用户在交换手时滑动手机屏幕的任意位置，方便用户使用并且具有很高的正确识别率，而且该方法不需要在现有手机中加入其他物理按键或设备，成本低廉、适应性广。

Description

一种便捷高效的智能手机用户左右手识别方法

技术领域

本发明涉及智能手机领域，特别是涉及一种便捷高效的智能手机用户左右手识别方法。

背景技术

随着智能手机的快速发展和普及，智能手机已经成为人们生活中不可缺少的一种基本工具。智能手机除了是一种通讯工具，也是一种娱乐和休闲设备。人们已经越来越习惯于使用智能手机上网、玩游戏、使用各种新鲜有趣的应用程序等等。据调查（http://www.ithome.com/html/it/55659.htm），在智能手机的日常使用中，有49%的用户使用单手持握手机，这主要是由于在日常生活中我们不可避免地需要用一只手来做其他事情，比如购物时需要一只手提手机袋、乘地铁或公交时可能需要一只手抓住扶手等。在单手持握智能手机时，区分持握智能手机的是左手还是右手是非常重要的。一方面是因为单手持握手机的用户使用左右手的概率都较高（左手持握比例超过33%）；另一方面是因为持握手机的手不同会降低用户体验的满意度，因为目前的手机UI设计都仅能提升右手持机体验，而对于左手持机则比较容易出现误碰或者接触不到UI的问题，这一点在大屏手机的情况下甚至变的更糟。

为了解决上述问题，一个有效的办法是通过判断用户持机的左右手来自动的改变UI的位置和排列方式以提升用户体验。显然，该方法有效的前提是智能手机能够高效地判断用户的左右手，然而目前还没有一个方便有效的方法能够判断用户的哪只手持机。深圳市金立通信设备有限公司的许文提出了一种通过在手机上设置左右手切换键来提升用户体验的方法(专利名称：根据用户左右手使用习惯进行手机界面切换的系统及方法，授权号：CN201210036938)。由于左右手切换键的位置固定，因此用户使用起来很不方便。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种便捷高效的智能手机用户左右手识别方法，具有可靠性能高、定位精确、使用方便、操作简单等优点，同时在智能手机的应用及普及上有着广泛的市场前景。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：

提供一种便捷高效的智能手机用户左右手识别方法，步骤包括：

(1)用户原始双手手势数据录入：用户在第一次使用时，在手机上选择左右手选项，然后分别使用对应的手在智能手机屏幕上进行若干次的随机滑动，使得智能手机可以收集用户的左右手的手势数据；

(2)用户原始双手手势数据处理：当智能手机收集了一定数量的用户左右手的手势数据后，对这些原始的手势数据进行处理，即智能手机将用户的左右手的手势数据变换成左右手的分类手势数据，使得左右手的分类手势数据的类型满足分类算法的处理要求，在手势数据类型变换的同时去除数据中的噪声和错误数据；

(3)用户双手手势特征提取：在智能手机中设置采样点，当智能手机将用户的原始左右手的手势数据均处理成左右手的分类手势数据后，分别对左右手的分类手势数据进行特征提取，即智能手机在用户的左右手的分类手势数据中，依据采样点提取出分类手势数据中的若干特征，分别组成用户左右手的分类手势特征向量；

(4)模型训练：将提取到的用户左右手的分类手势特征向量输入到分类算法中进行模型的训练，得到分类器，分类器训练完成之后，判断分类器的识别精度，如果识别精确度低，则返回步骤(3)；

(5)输入用户手势判断左右手：当用户交换双手来持握智能手机时，自动识别用户当前持握智能手机的手是左手还是右手，即当用户交换双手后，先用持握的那只手对智能手机屏幕的任意地方进行随意的滑动，智能手机记录当前的手势数据，并将该手势数据输入到训练好的分类器中，与分类器中的手势特征进行对比和判断，如果当前的手势数据与左手的手势特征相同时，则判断当前使用的手是左手，如果当前的手势数据与右手的手势特征相同时，则判断当前使用的手是右手；

(6)输出判定结果：分类器输出对用户当前持握智能手机的手的判断结果。

在本发明一个较佳实施例中，所述采样点的样本数据包括X轴位置、Y轴位置和时间戳。

在本发明一个较佳实施例中，在采样时，先识别出所有采样点中的起始点和终结点。

在本发明一个较佳实施例中，所述判定结果输出至软件、程序或UI接口。

本发明的有益效果是：允许用户在交换手时滑动手机屏幕的任意位置，方便用户使用并且具有很高的正确识别率，而且该方法不需要在现有手机中加入其他物理按键或设备，成本低廉、适应性广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明的一种便捷高效的智能手机用户左右手识别方法的流程图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例包括：

一种便捷高效的智能手机用户左右手识别方法，步骤包括：

(1)用户原始双手手势数据录入：用户在第一次使用时，在手机上选择左右手选项，然后分别使用对应的手在智能手机屏幕上进行若干次的随机滑动(每一个手势动作不需要重复，但是需要每只手分别随机滑动若干次)，使得智能手机可以收集用户的左右手的手势数据；

(2)用户原始双手手势数据处理：当智能手机收集了一定数量的用户左右手的手势数据后，对这些原始的手势数据进行处理，即智能手机将用户的左右手的手势数据变换成左右手的分类手势数据，使得左右手的分类手势数据的类型满足分类算法的处理要求，在手势数据类型变换的同时去除数据中的噪声和错误数据；

(3)用户双手手势特征提取：在智能手机中设置采样点，当智能手机将用户的原始左右手的手势数据均处理成左右手的分类手势数据后，分别对左右手的分类手势数据进行特征提取，即智能手机在用户的左右手的分类手势数据中，依据采样点提取出分类手势数据中的若干特征，分别组成用户左右手的分类手势特征向量；

(4)模型训练：将提取到的用户左右手的分类手势特征向量输入到分类算法中进行模型的训练，比如输入这些特征向量到神经网络算法中，得到分类器，分类器训练完成之后，判断分类器的识别精度，如果识别精确度低，则返回步骤(3)；

(5)输入用户手势判断左右手：当用户交换双手来持握智能手机时，自动识别用户当前持握智能手机的手是左手还是右手，即当用户交换双手后，先用持握的那只手对智能手机屏幕的任意地方进行随意的滑动，智能手机记录当前的手势数据，并将该手势数据输入到训练好的分类器中，与分类器中的手势特征进行对比和判断，如果当前的手势数据与左手的手势特征相同时，则判断当前使用的手是左手，如果当前的手势数据与右手的手势特征相同时，则判断当前使用的手是右手；

(6)输出判定结果：分类器将对用户当前持握智能手机的手的判断结果输出至手机相应的软件或程序。

具体实施例：

通过用户左右手的不同手势弧线特征对用户的左右手进行区分。由于用户左右手滑动的弧线特征比较明显且判断左右手的弧线特征比较简单，因此我们的方法准确度及效率都很高。具体地，实验包括以下步骤：

（1）手势数据录入：我们首先通过编写一个运行在智能手机上的手势数据收集软件来收集用户的手势数据。然后，我们收集了一个用户的左右手数据，这些数据对用户的左右手分别包含四种常见的手指划屏姿势（即四种左手姿势和四种右手姿势），对每种姿势的划屏数据取样20次左右，其中每个姿势设置10个左右的采样点，每个采样点的样本数据包括X轴和Y轴位置以及时间戳。

（2）手势数据处理：为了处理用户左右手划屏时的倒序情况，我们需要对基于弧线特征的左右手判别算法进行归一化操作，令每种姿势的采样起始点为A、终结点为C、某一中间节点为B，则归一化操作就是计算起始点和终结点的Y轴之差：A.y-C.y。

（3）手势特征提取和判定：通过观察左右手弧线特征的区别，我们利用下面算法判断左右手：

令划屏起始点为A，终结点为C，任意中间节点为B，其对应的X、Y轴坐标值形如A.x和A.y；

分别计算B点到A点和C点的向量w和v。显然，我们知道w=（A.x-B.x,A.y-B.y），v=（C.x-B.x,C.y-B.y）；

计算res=（A.y-C.y）[（A.x-B.x）（C.y-B.y）-（A.y-B.y）（C.x-B.x）]，如果res>0，则为右手，否则为左手。

（4）实验结果：我们通过对输入数据用上述判别算法进行检验，发现该算法能够以大于98%的概率正确区分用户的右手，以大于95%的概率正确区分用户的左手，正确率相当高。同时由于判定算法非常简单，所以判定的速度也非常快。

判别结果可以应用于手机的很多方面，一般地，这个判断左右手的方法可以作为手机内置软件或者APP的一个子程序调用，当调用该程序，判别出左右手操作手机后，可以将结果交给APP程序，使其做出相应的调整。例如，智能手机都有内置浏览器软件或者读书类APP程序，这些软件或者程序一般都默认用户使用右手操作手机，所以其对应的UI接口，如返回键、关闭键等都是提前设定好以方便用户右手操作的，然而，对于左手用户或者当用户使用一些原因使用左手操作手机时，这些UI接口的设置显然会给用户造成很多麻烦，不便于操作，为此，通过使用我们的左右手判别方法，将判别结果传递给这些软件或者程序，然后这些软件或程序对其UI接口布局进行相应的改变，方便用户操作，提升用户体验。

本发明一种便捷高效的智能手机用户左右手识别方法的有益效果是：允许用户在交换手时滑动手机屏幕的任意位置，方便用户使用并且具有很高的正确识别率，而且该方法不需要在现有手机中加入其他物理按键或设备，成本低廉、适应性广。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种便捷高效的智能手机用户左右手识别方法，其特征在于，步骤包括：

(1)用户原始双手手势数据录入：用户在第一次使用时，在手机上选择左右手选项，然后分别使用对应的手在智能手机屏幕上进行若干次的随机滑动，使得智能手机可以收集用户的左右手的手势数据；

(2)用户原始双手手势数据处理：当智能手机收集了一定数量的用户左右手的手势数据后，对这些原始的手势数据进行处理，即智能手机将用户的左右手的手势数据变换成左右手的分类手势数据，使得左右手的分类手势数据的类型满足分类算法的处理要求，在手势数据类型变换的同时去除数据中的噪声和错误数据；

(3)用户双手手势特征提取：在智能手机中设置采样点，当智能手机将用户的原始左右手的手势数据均处理成左右手的分类手势数据后，分别对左右手的分类手势数据进行特征提取，即智能手机在用户的左右手的分类手势数据中，依据采样点提取出分类手势数据中的若干特征，分别组成用户左右手的分类手势特征向量；

(4)模型训练：将提取到的用户左右手的分类手势特征向量输入到分类算法中进行模型的训练，最终得到一个分类器，分类器训练完成之后，设置分类器的识别精度的对照值；判断分类器的识别精度，如果识别精确度小于对照值时，则返回步骤(3)；

(5)输入用户手势判断左右手：当用户交换双手来持握智能手机时，自动识别用户当前持握智能手机的手是左手还是右手，即当用户交换双手后，先用持握的那只手对智能手机屏幕的任意地方进行随意的滑动，智能手机记录当前的手势数据，并将该手势数据输入到训练好的分类器中，与分类器中的手势特征进行对比和判断，如果当前的手势数据与左手的手势特征相同时，则判断当前使用的手是左手，如果当前的手势数据与右手的手势特征相同时，则判断当前使用的手是右手；

(6)输出判定结果：分类器输出对用户当前持握智能手机的手的判断结果。

2.根据权利要求1所述的一种便捷高效的智能手机用户左右手识别方法，其特征在于，所述采样点的样本数据包括X轴位置、Y轴位置和时间戳。

3.根据权利要求1所述的一种便捷高效的智能手机用户左右手识别方法，其特征在于，在采样时，先识别出所有采样点中的起始点和终结点。

4.根据权利要求1所述的一种便捷高效的智能手机用户左右手识别方法，其特征在于，所述判定结果输出至软件、程序或UI接口。