CN105045387A - 用于个人媒体设备的基于移动的接口 - Google Patents

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CN105045387A CN201510392411.4A CN201510392411A CN105045387A CN 105045387 A CN105045387 A CN 105045387A CN 201510392411 A CN201510392411 A CN 201510392411A CN 105045387 A CN105045387 A CN 105045387A
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Abstract

本发明涉及用于个人媒体设备的基于移动的接口。提供了一种用于媒体设备的系统和方法，包括用于与媒体设备互动或控制媒体设备的一个或多个基于移动的接口。一种媒体设备，包括：传感器，用于根据所述媒体设备的位置、定向和移动中至少一个，生成传感器信号，包括多个已知移动模式的数据存储器，其中每个移动模式与所述媒体设备的操作相关联，及处理器，用于接收所述传感器信号，并至少部分地根据所述传感器信号和多个已知移动模式控制所述媒体设备的一个或多个操作。

Description

用于个人媒体设备的基于移动的接口
本申请是申请日为2008年9月27日、申请号为200810168080.6、发明名称为“用于个人媒体设备的基于移动的接口”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及个人媒体设备，更具体地，涉及用于个人媒体设备的基于移动的接口。
背景技术
小巧便携式个人媒体设备(例如，便携式MP3播放器、便携式视频播放器和媒体功能的蜂窝电话)的增加使用户能够与这种小巧便携式媒体设备互动且能够在行走、奔跑、驾驶或其他活动期间的同时与这种视频和音频(例如，声音和音乐)的多媒体互动。
诸如蜂窝电话的现有便携式媒体设备存在的一个问题是，当用户与媒体设备的视频显示器、图形用户接口(GUI)和/或小键盘交互时，会分散在其他活动中的精力。例如，奔跑者携带个人媒体设备，以在奔跑的同时倾听音乐或发送/接收蜂窝电话。在一种典型的个人媒体设备中，奔跑者必须注视着设备的显示器，以与媒体应用互动，从而选择要播放的歌曲。而且，用户很可能必须按下媒体设备小键盘上的一个或多个键，以进行选择歌曲。这些与个人媒体设备的互动可能使用户的注意力从其周围环境转移(这可能是很危险的)，迫使用户中断她的其他活动，或者致使用户干扰她周围的其他人的活动。因此，存在着在个人媒体设备中提供用户接口的需求，以将用户与个人媒体设备的物理和视觉互动中的一个或两者最小化，尤其是当用户在执行例如需要用户视觉的其他活动时更是如此。
发明内容
在各种实施例中，本发明通过提供系统、方法和设备解决了现有技术中存在的缺陷，该系统、方法和设备能够使个人媒体设备用户通过设备的用户启动的移动来控制个人媒体设备和/或允许用户从个人媒体设备接收基于移动的信息。
在各个方面，本发明利用了在媒体设备中的位置、定向或移动(POM)传感器。POM传感器可以包括加速计、陀螺仪、光传感器、红外(IR)传感器、近程传感器、电容性近程传感器、声音传感器、声学或声纳传感器、雷达传感器、图像传感器、视频传感器、全球定位系统(GPS)探测器、RF探测器、RF或声音多普勒探测器、视频传感器、指南针、磁力计等环境传感器，也不限于此。
在一个方面，媒体设备包括至少一个传感器，该传感器根据该媒体设备的位置、定向和移动中的至少一个，生成传感器信号。该媒体设备还包括处理器，该处理器接收该传感器信号，并至少部分地根据该传感器信号控制该媒体设备的一个或多个操作。在一种配置中，该媒体设备包括具有一个或多个已知移动模式的数据库或数据存储器，其中每个移动模式与该媒体设备的操作相关联。在一个特征中，该处理器将传感器信号与一个或多个已知移动模式相比较，以确定该媒体设备的相关操作。该比较动作可以包括利用模式识别算法或技术。
在一种配置中，操作包括步进通过与应用相关联的元素的列表。该步进以以增量发生，该增量与位置变化速率、定向变化速率及移动速率中至少一个的强度成比例。操作可以包括开始或发起一个或多个应用、停止或结束一个或多个应用、选择或撤销选择一个或多个元素、增加或减少一个或多个设置、移动通过元素列表、启动或结束通信会话、播放音乐或视频、暂停音乐或视频、及启动或结束音频或视频记录会话中的至少一个。元素可以包括歌曲、视频、音乐文件、音频文件、视频文件、照片、媒体文件、应用图标、激活图标、控制按钮、数据文件和联系数据中的至少一个。
在一种配置中，传感器包括加速计、回转仪、指南针、IR探测器、声波探测器、高度计、磁场探测器、RF探测器、GPS、光传感器及多普勒探测器中的一个或多个。在一个特征中，生成传感器信号是根据一个时间段上检测到该媒体设备的位置、定向和移动中的至少一个的序列。
在另一种配置中，媒体设备包括激活接口，接收用户输入，以至少部分地根据该传感器信号使能或禁止对该媒体设备的操作的控制。该媒体设备可以包括蜂窝电话、无线通信设备、媒体播放器、MP3播放器、视频播放器、PDA及便携式计算机中的至少一个。该媒体设备可以包括生成一个或多个振动模式的振动源。在一种配置中，媒体设备包括一个或多个振动模式的数据存储器，其中每个振动模式与该媒体设备的应用的至少一个元素相关联。在一种特征中，在元素被选择时生成振动模式。
在另一配置中，媒体设备包括生成一个或多个音频模式的音频源。该媒体设备可以包括一个或多个音频模式的数据存储器，其中每个音频模式与该媒体设备的应用的至少一个元素相关联。在一个特征中，在元素被选择时生成音频模式。在另一种配置中，媒体设备包括输入接口，用于接收该传感器信号，和存储与该传感器信号相关联的已知移动模式。该媒体设备还包括具有多个组合的振动与音频模式的数据存储器，其中每个组合的振动与音频模式与该媒体设备的操作和/或元素相关联。
在一个特征中，移动模式识别应用可以由用户通过手持媒体设备、触摸显示器、按压显示器上的图标、按压媒体设备接口上的按钮和/或单独或与特定移动模式组合触摸屏幕(bezel)来激活。在另一个特征中，媒体设备的一个或多个操作可以由用户通过手持媒体设备、触摸显示器、按压显示器上的图标、和/或单独或与特定移动模式组合触摸屏幕来激活。在某些配置中，通过需要用户在执行移动模式的同时明显地与媒体设备的部分互动(例如，触摸显示器、按钮、图标和/或屏幕)，将意外启动媒体设备操作的可能性最小化或消除。媒体设备应用还可以由在媒体设备上运行的另一个应用调用或激活。
媒体设备还可以利用当电话在用户手中时进行检测的手柄传感器或近程传感器，使得媒体设备能够忽略不是根据用户手的移动和/或定位的位置、定向或移动的变化，或者能够使能运动检测应用。在一个特征中，手柄探测器可以包括一个或多个开关和/或按钮，以探测存在的至少一个、两个、三个或四个手指。
在另一个方面，媒体设备包括发送和接收用户通信的收发器。该媒体设备可以包括移动模式传感器，其根据该媒体设备的位置、定向和移动中至少一个的变化序列，检测移动模式。该媒体设备还可以包括接收和认出该移动模式的模式识别单元。在一种配置中，该认出是至少部分地基于统计模型的。
在进一步方面，媒体设备包括移动模式传感器，用于根据该媒体设备的位置、定向和移动中至少一个，检测移动模式。该媒体设备可以包括模式识别单元，用于接收和认出该移动模式。该媒体设备还可以包括通信应用，该通信应用提供到该媒体设备和来自该媒体设备的基于用户的通信，以及响应于所认出的移动模式，在与用户相关联的实体的联系列表中导航。在一个特征中，该实体是另一个人。
下面将详细说明根据本发明的原理的用于媒体设备的基于移动的接口的各种优点和应用。
附图说明
结合附图，考虑到下面的详细说明，本发明的上述和其他的特征、其特性和各种优点将变得更加清楚，其中相同的参考符号在所有附图中代表相同的部件，其中：
图1A是根据本发明的示例性实施例的具有暴露框架组件的媒体设备的透视图；
图1B是根据本发明的示例性实施例的媒体设备的另一透视图；
图2示出了根据本发明的示例性实施例的带有连线耳机的和可替换的无线耳机的图1A和图1B的媒体设备；
图3示出了根据本发明的示例性实施例的媒体设备的简化的功能方块图；
图4示出了根据本发明的示例性实施例的包含振动源和POM传感器的媒体设备的横截面视图；
图5是根据本发明的示例性实施例的位于媒体设备中的三维加速计的透视透明视图；
图6是根据本发明的示例性实施例的位于媒体设备中的一对二维加速计的透视透明视图；
图7是根据本发明的示例性实施例的位于媒体设备中的一对三维加速计的透视透明视图；
图8示出了根据本发明的示例性实施例的位于媒体设备中的多个POM传感器的透视透明视图；
图9是根据本发明的示例性实施例的位于媒体设备中的包括各种应用或运行程序的计算机处理环境900的概念图；
图10是根据本发明的示例性实施例的将移动模式与位于媒体设备中的应用的数据元素相关联的数据库或列表的图；
图11示出了根据本发明的示例性实施例的示例性过程，通过旋转和/或摆动用户的手或手腕，由此用户步进通过由应用在媒体设备上显示的项目列表或在其中导航；
图12示出了根据本发明的示例性实施例的能够探测、认出和/或记录各种移动维度；
图13是根据本发明的示例性实施例的用于媒体设备控制的示例性的移动次序或模式；
图14是根据本发明的示例性实施例的用于与媒体设备上运行的应用交互和/或控制的过程的流程图；
图15是根据本发明的示例性实施例的将振动模式与位于媒体设备中的应用的数据元素相关联的数据库或列表的图；
图16是根据本发明的示例性实施例的将音频模式与位于媒体设备中的应用的数据元素相关联的数据库或列表的图；
图17是根据本发明的示例性实施例的用于输入并根据一个或多个模式识别算法识别移动模式的过程的流程图。
具体实施方式
图1A是根据本发明的示例性实施例媒体设备100的透视图。该媒体设备100包括壳体102、第一壳体部104、第二壳体部106、显示器108、小键盘110、扬声器壳体开口112、麦克风壳体开口114、耳机插孔116和框架侧壁122。虽然并未示出，但是在一些实施例中，框架侧壁122是位于壳体102内部或与其相邻的框架的暴露部分，以为媒体设备100和各种内部部件提供结构支撑。壳体102还包括各种间隙118，该间隙可以包括开口、间隔、通风孔或位于壳体102的元件之间的其他通道，使空气或声音能够通过壳体102。
在一个实施例中，壳体102包括第一壳体部104和第二壳体部106，其紧固在一起以包围媒体设备100的各种部件。在一些实施例中，壳体102还包括暴露框架120，该暴露框架为媒体设备100提供结构支撑。壳体102及其壳体部104和壳体部106可以包括基于聚合物的材料，例如通过浇注成型而形成，以限定媒体设备100的形状因素。在一个实施例中，壳体102包围和/或支撑内部部件，例如一个或多个具有集成电路部件的电路板、内部射频(RF)电路、内部天线、扬声器、麦克风、硬盘、处理器和其他部件。随后将参考图3说明关于某些内部部件的进一步细节。壳体102提供用于显示器108、小键盘110、外部插孔116、数据连接器或其他外部接口元件的安装。壳体102可以包括一个或多个壳体开口112，以便于将声音(包括话音和音乐)从壳体102中的扬声器传输至用户。壳体102可以包括一个或多个壳体开口114，以便于内部麦克风从媒体设备用户接收诸如话音的声音。
在一些实施例中，壳体102包括与壳体102相关联的一个或多个间隙118。这些间隙118可以由媒体设备100的制造和/或装配过程产生。例如，在一些环境中，第一壳体部104与第二壳体部106或侧壁122的机械连接产生了在第一壳体部104与第二壳体部106之间的接缝120或接合。在某些媒体设备100中，接缝120不是气密性的，致使沿着接缝形成间隙118。可能在装配期间形成其他的间隙，例如形成在小键盘110的一个或多个键与壳体102之间或显示器108和壳体102之间，致使产生额外的间隙118。在其他的实施例中，壳体102可以包括附加部，该附加部被集成，以形成媒体设备100的壳体102。
媒体设备100可以包括无线通信设备，例如蜂窝电话、卫星电话、无绳电话、个人数字助理(PDA)、便携式计算机或任何能够进行无线通信的其他设备。实际上，图1示出了广泛类别的媒体设备100的一个示例性蜂窝电话的形式。
媒体设备100还可以集成在其他设备或结构的包装中，例如汽车、视频游戏系统、器具、衣服、钢盔、眼镜、耐磨的装饰、立体声系统、娱乐系统或其他便携式设备中。在某些实施例中，设备100可以对接(dock)或连接至无线使能附属系统(例如，wi-fi对接系统)，该系统为媒体设备100提供近程通信功能。媒体设备100的替换类型可以包括例如由加利福尼亚州库比提诺苹果公司制造的可以买到的诸如或的媒体播放器，加利福尼亚州帕洛阿尔托的HewlettPackard公司制造可以买到的口袋PC以及其他能够进行无线通信的设备(具有或不具有无线使能附属系统的支持)。
在某些实施例中，媒体设备100可以与例如远程计算系统或服务器同步，以接收媒体(利用无线或有线通信信道)。无线同步功能使媒体设备100能够传输和接收数据而不需要有线连接。媒体可以包括流和/或离散格式(例如，文件和包)的声音或音频文件、音乐、视频、多媒体和数字数据，也不限于此。
在同步期间，主机系统可以将媒体提供至嵌入在媒体设备100中的客户系统或软件应用。在某些实施例中，媒体和/或数据被“下载”至媒体设备100。在其他实施例中，媒体设备100能够将媒体上传至远程主机或其他客户系统。在2003年4月25日提交的美国专利申请号10/423,490中提供了关于媒体设备的某些实施例的功能的进一步细节，其全部内容通过引用并入其中。
图1B是根据本发明的示例性实施例的媒体设备100的另一透视图。在该实施例中，与图1A中的实施例相反，媒体设备的框架和/或框架的侧壁没有暴露到设备的外部表面。但是，在一些实施例中，框架内部与第一壳体部104或第二壳体部106中的一个的至少一部分连接。
图2示出了根据本发明的示例性实施例的带有连线耳机200和可替换的无线耳机206的图1的媒体设备100。连线耳机200包括缆线212，该缆线212通过外部插孔116连接至媒体设备100。在一个实施例中，缆线提供用于将音频信号从媒体设备100传输至耳机200。在另一实施例中，耳机200包括分别对应于人的左耳和右耳的左壳体202和右壳体204。每个壳体202和204可以包括扬声器和/或声音组件，如随后结合图4所描述的。耳机200可选地包括麦克风，以便于将声音从用户发送至媒体设备100。用户可以使用无线耳机206代替耳机200，该无线耳机包括壳体208。在一个实施例中，耳机206利用无线信道210从设备100接收音频信号或将音频信号传输至设备100。壳体208可以包括扬声器、麦克风和/或声音组件，如随后结合图4所描述的。
图3示出了根据本发明的示例性实施例的媒体设备100的简化的功能方块图。媒体设备或播放器300可以包括处理器302、存储设备304、用户接口308、显示器310、CODEC312、总线318、存储器320、通信电路322、扬声器或换能器324、麦克风326、振动源驱动器328和POM传感器330。处理器302可以控制很多功能的操作和包含在媒体播放器300中的其他电路。处理器302可以驱动显示器310，并可以从用户接口308接收用户输入。
存储设备304可以存储媒体(例如，音乐和视频文件)、软件(例如，用于植入在设备300上的功能)、偏好信息(例如，媒体回放偏好)、生活方式信息(例如，食品偏好)、锻炼信息(例如，由锻炼监测仪器获得的信息)、交易信息(例如，诸如信用卡信息的信息)、无线连接信息(例如，可以使媒体设备能够与其他设备建立无线通信的信息)、订阅信息(例如，跟踪用户订阅的播客或电视节目或其他媒体的信息)和任何其他合适的数据。存储设备304可以包括一个或多个存储媒介，例如包括硬盘、诸如ROM的永久性存储器、诸如RAM的半永久性存储器，或高速缓冲存储器。
存储器320可以包括一个或多个不同类型的存储器，该存储器可以用于执行设备功能。例如，存储器320可以包括高速缓冲存储器、ROM和/或RAM。总线318提供数据转移通道，用于将数据转移至至少一个存储设备304、存储器320和处理器302、从其转移或在其之间转移。可以包括编码/解码器(CODEC)112，用于将数字音频信号转换为模拟信号，用于驱动扬声器324，以产生包括声音、音乐等音频的声音。CODEC112可以包括视频CODEC，用于处理数字和/或模拟视频信号。
用户接口308允许用户与媒体设备300互动。例如，用户输入设备308可以采用多种形式，例如按钮、小键盘、拨盘、点拨轮或触摸屏。通信电路322可以包括用于无线通信的电路(例如，近程通信和/或远程通信)。例如，无线通信电路可以是wi-fi使能电路，其允许根据802.11标准中的一种的无线通信。替换认出的协议或者除其之外，还可以使用其他无线网络协议标准。其他的网络标准可以包括蓝牙、用于移动通信的全球系统(GSM)和基于码分多址(CDMA)的无线协议。通信电路322还包括能够使设备300电耦合至其他设备(例如，计算机和附属设备)的电路，并与该其他设备通信。
在一个实施例中，媒体设备300可以是专用于处理诸如视频和音频媒体的便携式计算设备。例如，媒体设备300可以是媒体播放器(例如，MP3播放器)、游戏播放器、远程控制器、便携式通信设备、远程订购接口、音频旅行播放器或其它合适的个人设备。媒体设备300可以是电池操作和高度可便携的，从而允许用户倾听音乐、播放游戏或视频、记录视频或照相，与其他设备通信和/或控制其他设备。另外，媒体设备300的大小可以设置为使其相对容易适合放在用户的口袋或手中。通过手持，媒体设备300(或图1中示出的媒体设备100)相对较小，并易于被用户手持和使用，由此实际上可以带到用户旅行的任何地方。
如前所述，媒体设备300的相对小的形状因素使用户能够容易操控设备位置、定向和移动。因此，本发明的实施例提供了检测位置、定向和移动的这些变化的改进的技术，使用户能够通过影响这些变化来与媒体设备300交互或控制媒体设备。进一步，媒体设备300可以包括振动源328，例如在处理器302的控制下，便于将运动、振动和/或移动信息发送至与媒体设备的操作相关的用户。
图4示出了根据本发明的示例性实施例的包括振动源414和/或POM传感器416的媒体设备400的横截面视图。媒体设备400包括上壳体402。主结构框架404紧固至壳体402，该壳体可以利用压铸工艺由可压铸材料制造而成。框架404包括包围侧壁406和网或底板408。该网408在侧壁406之间延伸，并在壳体402和网408之间形成印刷电路板隔间。印刷电路板隔间顶部以壳体402为界，底部以网408为界。印刷电路板隔间包括印刷电路板410和相关联的电子部件412。网408支撑或容纳电池414，该电池反过来形成蜂窝电话400的后部。
媒体设备400可以使用可利用的框架构件404，该构件由单个可压铸材料构成，典型为镁或锌，其中侧壁406和网408通过压铸制造技术由相同或不同材料构造。在一个实施例中，媒体设备400包括至少一个振动源414。在另一实施例中，媒体设备400包括至少一个POM传感器416。在某些实施例中，振动源414和POM传感器416中的至少一个或者两者都与网408、电路板410和/或侧壁406的部分连通。
在图4中示出的实施例中，POM传感器416和振动源414与网408和/或框架404连通。在某些实施例中，POM传感器416和振动源414中的至少一个安装至网408、框架404、电路板410、壳体402和媒体设备400的任何其他部件或元件中的一个或多个，和/或与这些设备中的一个或多个连通。
在一个实施例中，印刷电路板410的部分、存储器320、存储设备304、处理器302、电池和驱动器电路328或418操作，从而形成振动源414的振动生成电路。在某些实施例中，振动源414包括生成电机。在其他实施例中，振动源包括螺线管或其他元件，用于响应于在处理器302上运行的应用生成振动、振动模式和/或振动次序。
通过示例的方式，由日本东京LTD的东京零件工业公司制造的“FM16、FM23、FM25或FM29”或“CM-5”中的一个振动生成电机可以用作振动源414。通过进一步示例，“FM”电机使用了偏心构件，该偏心构件连接至结合在圆柱箱中的旋转轴。根据旋转轴的旋转，偏心构件旋转，由此从振动源414生成振动，该振动源耦合至网408、框架404、电路板410、壳体402和媒体设备400的任何其他部件或元件中的至少一个。通过另一示例，“CM”电机使用以偏心方式安装的电枢线圈。通过旋转电枢，生成振动。进一步，如果振动源414使用螺线管，位于螺线管内的芯往复移动，则由此生成振动。
与使用的物理元件无关，响应于处理器302，振动源414可以通过驱动器电路328和/或418来驱动。振动源414所消耗的电功率可能很大。因此，根据媒体设备400的功率需求，可以利用应用来提供振动源414的激活或去激活(deactivation)。在某些实施例中，振动源驱动器电路328和/或418被构造为以一个或多个预选定或限定次序和/或模式的方式来调节振动频率、振动强度和/或振动时间中的至少一个。
图5是根据本发明的示例性实施例的位于媒体设备500中的三维加速度传感器或加速计502的透视透明视图。在某些实施例中，POM传感器416包括加速度传感器和/或加速计502，用于测量媒体设备500在三个轴线方向的加速度，即，上-下方向(Y-轴)，左-右方向(X-轴)和前-后方向(Z-轴)。加速度传感器允许确定媒体设备500在X-轴、Y-轴、Z-轴方向倾斜和移动。在一个实施例中，加速度传感器502检测的加速度数据被传输至处理器302进行处理，以能够确定媒体设备500的位置、定向和/或移动。
在一个实施例中，媒体设备500包括三轴或三维、线性加速度传感器502，该传感器检测在图5中示出的三-轴线方向中的每个方向的线性加速度。在可替换的实施例中，使用两-轴线性加速计，用于检测沿着X-轴、Y-轴(或其他轴线对)中的每个轴的线性加速度。根据期望检测和/或用于控制媒体设备500的位置、定向和移动的类型，两-轴传感器可能已足够。通过示例的方式，三-轴或两-轴线性加速计502可以是从模拟设备公司或买到的类型。加速度传感器502可以是静电电容或电容耦合型，该类型的传感器是根据硅微型机加工MEMS(microelectromechanicalsystem，微型电子机械系统)技术。在某些实施例中，可以使用其他形式的加速计技术来提供三-轴或两-轴加速度探测，例如根据压电或压电电阻的传感器，也不限于此。
由于线性加速度传感器502可能只能沿着对应于加速度传感器的每个轴线的直线探测加速度，因此，加速度传感器502可能不能够直接探测以非线性路径(例如圆形)、旋转、旋转移动、角位移、倾斜、方位、姿态或其他物理特征形式的移动。因此，在一些实施例中，通过对从加速度传感器502输出的新型加速度信号的附加处理，通过在处理器302上运行的应用，可以推导或计算出媒体设备500与位置、定向或移动相关的附加信息。
例如，通过探测静态、线性加速度(例如，重力)，通过将倾斜角与探测的线性加速度相关联，加速度传感器502的线性加速度输出可以用于推导或计算媒体设备相对于重力矢量的倾斜或斜度。通过这种方式，加速度传感器502可以与处理器302(或另一传感器)结合使用，从而确定媒体设备502的倾斜、姿态或位置。类似地，当媒体设备500受到例如用户的手的动态加速度时，通过对由加速度传感器502所生成的线性加速度信号的处理，可以计算或推导出媒体设备的各种移动、移动模式和/或位置。在一个实施例中，加速度传感器502可以包括嵌入式信号处理器或其他类型的专用处理器，用于在将信号输出值302之前，对从加速度传感器和/或媒体设备500中的其他加速计输出的加速度信号的执行任何期望的处理。在某些实施例中，当加速度传感器502想要探测静态加速度(例如重力)时，嵌入或专用的处理器(或多个)可以将探测的加速度信号转换成对应的倾斜角。
图6是根据本发明的示例性实施例的位于媒体设备600中的一对两维加速计602和604的透视透明视图。在某些实施例中，代替所使用的单个三维加速计，可以将两个两维加速计602和604彼此相关地布置，以能够实现媒体设备600的位置、定向和移动的三维检测。
图7是根据本发明的示例性实施例的位于媒体设备700中的一对三维加速计702和704的透视透明视图。在某些实施例中，媒体设备700可以使用两个或多个三维加速计，用于增强检测性能。在其他实施例中，可以将多个加速计702和704定位在媒体设备700的多个位置中的任何一个。
图8示出了根据本发明的示例性实施例的位于媒体设备800中或连接至媒体设备800的多个POM传感器802、804和806的透视透明视图。在一个实施例中，代替加速计804或除其之外，可以使用陀螺传感器或陀螺仪802。在某些实施例中，陀螺传感器802可以包括旋转或振动元件。用于本实施例的示例性陀螺传感器可以从模拟设备公司中购买到。与线性加速度传感器804不同，陀螺传感器802能够直接探测由陀螺传感器802的该陀螺仪元件(或多个陀螺仪元件元件)限定的轴线周围的旋转(或角速度)。由于在陀螺传感器802和线性加速度传感器804之间存在着重大的差别(即，根据角度的输出相对于根据矢量的输出)，因此对于从这些不同的传感器设备输出的信号执行不同的处理操作。
例如，当代替加速度传感器利用陀螺传感器802计算倾斜或斜度时，处理器302可以使用不同的算法和/或应用，来确定媒体设备800的位置、定向和/或移动。在一个实施例中，当使用陀螺传感器802时，在探测开始时初始化斜度值。接着，将从陀螺仪802输出的角速度上的数据积分。另外，计算来自之前初始化的斜度值的斜度量的变化。在这种情况下，计算的倾斜对应于角度。与此不同，当使用加速度传感器804时，通过将每个轴向分量的重力加速度值与预定的参考相比较，来计算斜度。因此，计算出的斜度可以表示为矢量，且不需要初始化，利用加速计可以确定绝对方向。在某些实施例中，可以使用一个或多个POM传感器来确定绝对位置和相对位置、定向和移动信息中的至少一个。
在陀螺仪802和加速计804之间，被计算为斜度的值的类型也可能不同。例如，当使用陀螺仪802时，值可能是角度，但是当使用加速度传感器804时，值是矢量。因此，当代替加速度传感器804使用陀螺仪802时，或者反之，斜度上的传感器数据可以通过预定的转换进行处理，该预定的转换考虑到了陀螺传感器802和加速计804之间的主要差异。由于陀螺仪的特性，以及线性加速计和陀螺仪之间的主要差异，是本领域的普通技术人员所公知的，因此在这里不对进一步的细节进行说明。然而由于陀螺传感器能够直接探测旋转，因此陀螺传感器提供了某些优点，但是当与便携式媒体设备800一起使用时，线性传感器可能成本更有效。
在某些实施例中，除了加速计804和陀螺仪传感器802中的至少一个之外，媒体设备800还可以包括环境传感器或POM传感器806。该附加传感器806可以是光传感器、红外(IR)传感器、近程传感器、电容性近程传感器、声音传感器、麦克风、声学或声纳传感器、雷达传感器、图像传感器、视频传感器、全球定位系统(GPS)探测器、RF探测器、RF三角探测器、RF或声音多普勒探测器等环境探测器。在一个实施例中，媒体设备800利用多个POM和环境传感器802、804和806，以确定媒体设备800的位置、定向和/或移动。
如前所述，存在着在个人媒体设备中提供用户接口的需求，以将用户与个人媒体设备的物理和视觉互动中的任何一个或两者最小化，尤其是当用户在执行例如需要用户视觉的其他活动中更是如此。在一个实施例中，该需求通过提供一种媒体设备来实现，该媒体设备包括环境传感器或POM传感器，该传感器根据媒体设备的位置、定向和移动中的至少一个生成传感器信号。该媒体设备还包括处理器，该处理器接收环境传感器或POM传感器信号，并至少部分根据传感器信号控制媒体设备的一个或多个操作。例如，通过执行媒体设备的一个或多个限定的或预选定的移动，用户可以控制媒体设备各种操作。
一个操作可以包括步进通过与应用相关联的元素列表。该步进以任意增量发生，其中该增量与来自媒体设备的环境传感器的位置变化速率、定向变化速率及移动速率中至少一个的强度成比例。操作可以包括开始或发起一个或多个应用、停止或结束一个或多个应用、选择或撤销选择一个或多个元素、增加或减少一个或多个设置、移动通过元素列表、启动或结束通信会话、播放音乐或视频、暂停音乐或视频、及启动或结束音频或视频记录会话中的至少一个。元素可以包括歌曲、视频、音乐文件、音频文件、视频文件、照片、媒体文件、应用图标、激活图标、控制按钮、数据文件和联系数据中的至少一个。
图9是根据本发明的示例性实施例的位于媒体设备中的包括各种应用或程序运行的计算机处理环境900的概念图。该处理环境900包括移动模式识别应用902、移动模式训练应用904、振动控制应用906和音频控制应用908。处理环境900还包括移动模式数据库910、振动模式数据库912和音频模式数据库914。在某些实施例中，处理环境900在处理器302上运行和/或在位于媒体设备(例如媒体设备100)中的另一处理器上运行。
在操作中，移动模式识别应用902从至少一个环境传感器(例如，图8的加速度传感器804)接收传感器信号输入，并将接收到的传感器信号与数据库910中的已知传感器信号列表相比较，以确定要执行的媒体设备的操作。在一个实施例中，传感器信号包括与在一个时间段上的媒体设备的移动、位置和/或定向的序列或模式相关联的传感器信号。因此，在某些实施例中，应用902利用数据库910中的模式列表和/或POM指纹信息识别位置、定向和/或移动模式。
移动模式识别应用902可以由用户通过手持显示器、按压显示器上的图标、按压媒体设备接口上的按钮和/或单独或与特定移动模式组合触摸屏幕来激活。在一些实施例中，用户通过手持显示器、按压显示器上的图标、按压媒体设备接口上的图标和/或单独或与特定移动模式组合触摸屏幕来启动媒体设备的一个或多个操作。通过要求用户在执行移动模式的同时明确地与媒体设备的部分交互(例如，触摸显示器、按钮、图标和/或屏幕)，将意外启动媒体设备操作的可能性最小化或消除。在一个实施例中，应用902可以由在媒体设备上运行的另一应用调用或者激活。
媒体设备可以利用当电话在用户手中时进行检测的手柄探测器或近程传感器，以忽略不是根据用户手的移动和/或定位的位置、定向或移动的变化，或者使能运动检测应用。在一个实施例中，手柄探测器可以包括一个或多个开关和/或按钮，以探测存在的至少一个、两个、三个和四个手指。
图10是根据本发明的示例性实施例的包括一个或多个列表的数据库1000的图，其中的列表将移动模式与位于媒体设备中的一个或多个应用的数据元素相关联。在一个实施例中，如上所述，元素可以包括歌曲、视频、音乐文件、音频文件、视频文件、照片、媒体文件、应用图标、激活图标、控制按钮、数据文件和联系数据中的至少一个。数据库1000，对应于在某些实施例中的数据库910，可以包括元素1008的多个列表1002、1004和1006，其中每个列表与媒体设备100的特定应用相关联。在某些实施例中，元素可以包括应用要执行的操作。
在操作中，在一个实施例中，元素1至N分别与移动模式1至N相关联。因此，当应用1002正在运行且移动模式识别应用或程序902在运行时，应用902可以将接收到的传感器信号与应用1002相关联的移动模式列表连续进行比较，以确定何时将选定其中的一个元素。例如，当运行媒体设备的电话应用时，用户以已知次序或模式移动媒体设备，以启动到特定联系的蜂窝电话调用。通过监测从环境传感器或POM传感器输入的传感器信号，应用902将接收到的传感器信号识别为例如与移动模式1相关联，该移动模式1与元素1相关联。元素1例如可以包括特定联系的电话号码。通过在电话应用正在运行的同时选择元素1，电话应用启动到特定联系的调用。本文将随后结合图17详细说明已知移动模式的输入、训练和/或存储。
图11示出了根据本发明的示例性实施例的示例性过程，通过旋转和/或摆动用户的手或手腕，由此用户步进通过由应用在媒体设备1100上显示的项目的列表1102。
在操作中，随着用户旋转手1104，媒体设备1100以方向1106旋转。这触发了传感器信号，该传感器信号被应用接收到，然后启动显示的列表或项目的显示窗口在显示器1110上以方向1108移动或变动。由于每个项目1112可以是元素，通过反复地倾斜或旋转用户的手1104，然后将其返回到初始位置，因此用户步进通过由应用显示的元素的列表。在一个实施例中，该步进以与如由媒体设备1100的至少一个环境传感器检测到的用户的摆动(flick)动作的位置变化速率、定向变化速率及移动速率中至少一个的强度成比例的增量的方式发生。因此，在某些实施例中，移动模式识别应用902将不同速率的位置、定向和移动的变化识别为不同的移动模式，该不同的移动模式与不同的元素和/或操作相关联。因此，通过更快速地摆动他的手或手腕，用户可以增大移动通过列表的速率。
图12示出了根据本发明的示例性实施例的能够探测、认出和/或记录的媒体设备1200的位置、定向和移动的各种维度。如图12中示出，由于媒体设备1200的一个或多个环境传感器能够检测任何方向的位置、定向和移动，因此媒体设备100的用户可以生成不受限的设定移动模式，该移动模式可由媒体设备1200的移动模式识别应用902检测、记录和认出。
图13示出了根据本发明的示例性实施例的用于控制媒体设备1300的示例性的移动次序或模式。在该示例性移动中，用户以由路径1302指示的圆形方向移动媒体设备1300。然而，这只是用户可以在手持媒体设备1300的同时执行的不限数量的移动模式中的一个示例。例如，媒体设备1300可以由用户在三维空间内进行前后、上下、左右摆动，以各种环模式移动、倾斜、扭转、旋转、翻转、挥动、摇摆、转圈、和/或的任何次序的移动，也不限于此。用户可以期望使用仿效一些其他活动或动作的移动模式，例如棒球挥动、高尔夫球挥动、曲棍球拍击射门或任何其他已知动作或表示。根据用户的选择和/或应用选择，可以调节和/或改变用于检测和/或输入移动模式的时间长度。进一步，根据运行的哪个子程序或特征，应用可以调节它的模式识别时间。例如，联系列表应用可以具有相对短的模式识别时间，使得用户通过摆动手腕，能够快速步进通过联系列表。这种动作可能只需要大约1-2秒。但是，为了启动到朋友的调用，模式识别时间可以调节至3-5秒，以允许用户例如仿效高尔夫球挥动，以启动到特定电话号码的调用。
在某些实施例中，通过利用至少一个POM传感器在用户执行移动模式之前或之后，采样周围环境，应用902物理地或者算法地考虑位置、定向和移动的背景变化。例如，如果用户在列车上，则该应用可以探测到列车的速度，并当探测移动模式时考虑该背景速度。在其他实施例中，移动模式包括与环境条件相关联的信息，例如全球位置、重力、磁场、导航信息、角动量和速度。通过包含位置、定向和移动信息的垂直矢量，有利地增强了模式识别的选择性。在一个实施例中，媒体设备包括摄像头，该摄像头提供了媒体设备周围环境的视觉和/或图形测量。在一些实施例中，媒体设备利用了水平设定方法，以分析空间中的对象，该方法可以结合其他POM传感器使用，以提高媒体设备的位置、定向和/或移动的确定。
图14是根据本发明的示例性实施例的用于与媒体设备上的运行的应用交互和/或控制的过程1400的流程图。在某些实施例中，媒体设备(例如媒体设备100)的用户接口，使用户能够激活或者禁止一个或多个移动控制或接口应用，该移动控制或接口应用例如为图9的应用902、904、906、908中的至少一个。在其他实施例中，一个或多个应用可以包括选项或特征，该选项和特征允许用户激活用于该应用或用于该应用的特征的应用902-908中的任何一个[步骤1402]。例如，一旦应用902被激活，则用户执行移动模式(例如，上下摇动媒体设备)，以激活期望的应用(例如，蜂窝电话应用)[步骤1404]。接着，用户查看显示器和/或感觉已知振动模式或倾听已知音频模式，以确认电话应用已被激活或发起[步骤1406]。一旦被激活，电话应用出现用户可以调用的联系列表和/或预编程的电话号码。然后，用户执行另一移动模式(例如，上下翻动媒体设备)，以滚动通过联系列表[步骤1408]。当期望的联系突出显示和/或在列表中被指定时，用户可以查看显示器，感觉与该联系相关联的已知振动模式，和/或倾听与该联系相关联的已知音频模式，或者上面的任意组合[步骤1410]。一旦联系被突出显示和/或认出，则用户可以接着执行进一步移动模式(例如，左右摇动)，以启动到联系人的调用[步骤1412]。利用媒体设备的用户接口操作和导航的某些方面还在2005年12月5日提交的美国专利申请No.11/295,694中公开，其全部内容通过引用的方式并入其中。如图14所示，在某些实施例中，用户可以使用移动模式在由媒体设备的用户接口所呈现的菜单和应用特征中导航，并通过接收运动和/或根据声音的反馈，而不需要查看接口。
图15是将振动模式与位于媒体设备中的一个或多个应用的数据元素相关联的数据库1500或列表的图。在一个实施例中，如上所述，元素可以包括歌曲、视频、音乐文件、音频文件、视频文件、照片、媒体文件、应用图标、激活图标、控制按钮、数据文件和联系数据中的至少一个。数据库1500，对应于一些实施例中的数据库912，可以包括元素1508的多个列表1502、1504和1506，其中每个列表与媒体设备(例如图1的媒体设备100)的特定应用相关联。在某些实施例中，元素可以包括应用要执行的操作。因此，当用户选择列表中的特定联系时，例如对应于列表1502的元素1，振动控制应用906从数据库1500中检索到振动模式1，并利用振动模式1来控制振动源驱动器328，接着该振动源驱动器驱动振动源，例如振动源414，致使媒体设备1以已知振动模式1振动。接着,已知振动模式1被媒体设备的用户感觉到，并识别为与期望的联系或元素相关联。
在一个实施例中，元素1至N分别与振动模式1至N相关联。因此，当应用1502正在运行且振动模式识别应用或程序906在运行时，当选择特定元素时，应用906控制振动源414以启动振动模式。
图16是根据本发明的示例性实施例的将音频模式与位于媒体设备中的应用的数据元素相关联的数据库1600或列表的图。在一个实施例中，如上所述，元素可以包括歌曲、视频、音乐文件、音频文件、视频文件、照片、媒体文件、应用图标、激活图标、控制按钮、数据文件和联系数据中的至少一个。数据库1600，对应于一些实施例中的数据库914，可以包括元素1608的多个列表1602、1604和1606，其中每个列表与媒体设备(例如图1的媒体设备100)的特定应用相关联。在一些实施例中，元素可以包括应用要执行的操作。因此，当用户选择列表中的特定联系时，例如对应于列表1602的元素1，音频控制应用908从数据库1600中检索到音频模式1，并利用音频模式1来控制扬声器，例如扬声器324，致使音频序列以已知音频模式1的方式从媒体设备中发出。接着,已知音频模式被媒体设备的用户听到，并识别为与期望的联系相关联。
在一个实施例中，元素1至N分别与音频模式1至N相关联。因此，当应用1602正在运行且音频控制应用或程序908在运行时，当选择特定元素时，应用908控制扬声器324输出，以启动音频模式。音频模式可以包括歌曲部分、记录部分、音频文件部分、音调次序、响铃次序和或前述音频输出的组合，也不限于此。
图17是根据本发明的示例性实施例的用于输入并根据一个或多个模式识别算法识别移动模式的过程1700的流程图。在某些实施例中，移动模式识别应用902和移动模式训练应用904利用一个或多个模式识别算法和/或技术，以认出媒体设备各种移动模式。首先，媒体设备100受到周围物理三维环境的影响，其中设备经历位置、定向和移动的各种变化[步骤1702]。媒体设备100利用一个或多个POM传感器测量位置、定向和移动的变化。在一些实施例中，应用902和904考虑到带宽、分辨率、灵敏度、扭曲和信号噪音比、潜在因素、和与利用一个或多个POM传感器获取数据相关联的其他主题[步骤1704]。
应用902和904可以执行传感器信号的预处理，以去除噪声和/或从背景信息中分离感兴趣的模式[步骤1706和1720]。然后，通过发现传感器信号的认出的特征方面的新表征，应用902和904可以执行特征提取[步骤1708和1722]。传感器信号的特殊特征可以被认出为与模式识别更相关[步骤1712和1724]。特征选择可以包括认出传感器信号的区别特征，例如类似模式的相似值或不同模式的不同值。特征选择可以包括认出恒定特征，例如关于平移、旋转和/或传感器信号的刻度。特征选择可以包括认出关于堵塞、扭曲、变形和环境变化的稳健特征。
训练应用904可以获取来自用户输入形式的训练数据[步骤1718]。在一个实施例中，应用可以提供选项，该选项与使用户将移动模式输入与元素相关联的数据库910和/或1000中的元素相关联。在另一实施例中，提示用户执行移动一次、两次、三次或更多次，作为用于移动模式训练应用904的训练过程的部分。在其他实施例中，可以在特定移动之后对用户给予选项，以指示其与特定元素相关。这当媒体设备选择错误的元素时是很有利的，因为用户有机会认出随后被用作进一步训练数据的预期的元素。
在预处理、特征提取和选择之后，应用904然后可以执行模型学习和评估，由此应用904学习到在特征和模式组和传感器信号之间的对应关系[步骤1726]。应用904可以选择带参数或不带参数的模式识别模型。应用904可以选择模型的类型，包括模板、理论决策或统计决策的、分析的或结构的、神经和混合形式的模式识别分析中的至少一个[步骤1728]。
一旦选择了特定的模型，则移动模式识别应用902使用移动模式训练应用904中的特征和学习的模型执行接收到的传感器信号的分类和/或匹配，从而将接收到的移动模式分配给模式种类。然后，应用902将接收到的传感器信号与数据库1000中的移动模式组相比较，以找到接收到的传感器信号和存储的已知移动模式阵列之间最接近的匹配[步骤1712]。通过评估其在判定中的置信度，应用902可以执行后处理[步骤1714]。应用902接着可以确定数据库1000的哪个已知模式对应于接收到的传感器信号。
在某些实施例中，可以限定已知移动模式的特征，以将处理功率和存储的成本最小化。因此，根据存储的或用于每个已知移动模式的点或特征的数量，认出特定模式的选择可以变化。在另一实施例中，已知移动模式可以由制造商或另一实体预生成并存储在媒体设备中。
根据贝叶斯判定理论、生成方法、判别方法、非度量方法、算法独立机器学习、无监督学习和分类归并等技术中的至少一个，移动模式识别应用902可以执行模式识别。贝叶斯判定技术可以包括贝叶斯判定定理、最小误差率分类、正常密度和判别函数、误差积分和边界、贝叶斯网络和组合判定理论中的至少一个，也不限于此。生成方法可以包括最大似然性和贝叶斯参数评估、充分的统计数据、各种公共统计分布、维度和计算复杂性、主分量分析、费氏线性判别、期望最大化、次序数据、隐藏马尔可夫模型和包括密度评估的非参数技术中的至少一个，也不限于此。判别方法可以包括根据距离的方法、最近邻居分类、距离度量和切线距离、模糊分类、线性判别函数(超平面几何学、梯度下降和感知器、最小方差方法和支持矢量机器)和人工神经网络，也不限于此。非度量方法可以包括利用字符串和字符串匹配识别。算法独立机器学习技术可以包括无免费午餐定理、偏差和变动、用于评估的再采样、打包和推进、错分类评估和分类器组合，也不限于此。
在一些实施例中，与媒体设备通信的远程设备可以包括一个或多个POM传感器。该远程设备可以将POM信息转发至媒体设备，以便于控制媒体设备。例如，远程设备可以是无线听筒或耳机。媒体设备可以包括应用，该应用需要来自用户的是或否的输入。通过上下点头(表示“是”)，用户致使耳机的位置改变。在POM中的这种改变接着从耳机无线转发至媒体设备，然后将传感器信号与其运动模式的已知数据库相比较，以确定用户点头是“是”。如果用户左右摇头(表示“否”)，媒体设备将探测他的头的摇动。与媒体设备互动的任何合适的无线设备可以包括该性能。该设备可以支持任何合适的无线标准，例如CDMA、GSM、蓝牙、wi-fi、802.x、TDMA等公共或私有无线协议，也不限于此。
媒体设备可以支持用于种应用的基于移动的控制和互动，包括e-mail、文本、文档处理、接口导航、数据搜索、上网冲浪、数据库管理、远程控制系统、多媒体应用、或利用媒体设备操作的任何应用，也不限于此。
对于本领域的普通技术人员清楚的是，本发明中涉及的方法可以在计算机程序产品中实现，该计算机程序产品包括计算机可用和/或可读取的介质。例如，这种计算机可用的介质可以包括只读存储器设备(例如CDROM盘或传统的ROMA设备)、或随机访问存储器(例如硬盘设备或计算机磁盘)、或者其上存储有计算机可读取程序码的闪存设备。
应该理解的是，前面附图和说明书中的各种特征、元素或过程可以互换或组合，以实现或实施其中描述的本发明。本领域的普通技术人员应该理解的是，本发明可以通过除了描述的实施例之外的实施例来实施，所描述的实施例用于示例的目的，而非限制性，并且本发明只由随附的权利要求限定。

Claims (16)

1.一种媒体设备，包括：
近程传感器，用于基于所述媒体设备位于用户手中而生成第一传感器信号；
第二传感器，用于根据所述媒体设备的位置、定向和移动，生成第二传感器信号；
包括多个已知移动模式的数据存储器，其中每个移动模式与所述媒体设备的操作相关联；和
处理器，用于控制所述媒体设备的一个或多个操作，
其中所述处理器接收所述第一传感器信号和所述第二传感器信号，并且根据所述第一传感器信号选择性地忽略由所述第二传感器信号指示的所述媒体设备的位置、定向或移动的变化，其中所述处理器还至少部分地根据所述第一传感器信号和所述第二传感器信号以及所述多个已知移动模式来控制所述媒体设备的一个或多个操作。
2.如权利要求1所述的媒体设备，其中所述处理器通过访问所述多个已知移动模式并且通过将所述第二传感器信号与一个或多个所述已知移动模式相比较以确定所述媒体设备的相关操作，来控制所述媒体设备的操作。
3.如权利要求2所述的媒体设备，其中比较动作包括采用模式识别算法。
4.如权利要求3所述的媒体设备，其中模式识别算法包括统计模型。
5.如权利要求1所述的媒体设备，其中所述要控制的操作包括步进通过与应用相关联的元素的列表。
6.如权利要求5所述的媒体设备，其中步进以增量发生，所述增量与位置变化速率、定向变化速率及移动速率中至少一个的强度成比例。
7.如权利要求1所述的媒体设备，其中要控制的操作包括开始或发起一个或多个应用、停止或结束一个或多个应用、选择或撤销选择一个或多个元素、增加或减少一个或多个设置、移动通过元素列表、启动或结束通信会话、播放音乐或视频、暂停音乐或视频、及启动或结束音频或视频记录会话中的至少一个。
8.如权利要求1所述的媒体设备，还包括用于生成一个或多个振动模式的振动源和一个或多个振动模式的振动数据存储器，每个振动模式与所述媒体设备的应用的至少一个元素相关联，以及其中生成振动模式在与该振动模式相关联的元素被选择时发生。
9.如权利要求1所述的媒体设备，还包括用于生成一个或多个音频模式的音频源和一个或多个音频模式的音频数据存储器，其中每个音频模式与所述媒体设备的应用的一个或多个元素相关联，其中生成音频模式在与该音频模式相关联的元素被选择时发生。
10.如权利要求5至9中的任何一个所述的媒体设备，其中所述元素包括歌曲、视频、音乐文件、音频文件、视频文件、照片、媒体文件、应用图标、激活图标、控制按钮、数据文件和联系数据中的至少一个。
11.如权利要求1所述的媒体设备，其中所述第二传感器包括至少一个加速计。
12.如权利要求1所述的媒体设备，其中所述第二传感器包括加速计、回转仪、指南针、IR探测器、声波探测器、高度计、磁场探测器、RF探测器、GPS、光传感器及多普勒探测器中的一个或多个。
13.如权利要求1所述的媒体设备，其中所述第二传感器基于一个时间段上检测到所述媒体设备的位置、定向和移动的序列，来生成所述第二传感器信号。
14.如权利要求1所述的媒体设备，还包括激活接口，用于接收用户输入，以至少部分地根据所述第二传感器信号使能或禁止对所述媒体设备的操作的控制。
15.如权利要求1所述的媒体设备，还包括输入接口，用于接收所述第二传感器信号，并且存储与所述第二传感器信号相关联的已知移动模式。
16.如权利要求1所述的媒体设备，其中所述媒体设备包括蜂窝电话、无线通信设备、媒体播放器、MP3播放器、视频播放器、PDA及便携式计算机中的至少一个。
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