CN105051812A - 用于非接触式用户接口的混合输入设备 - Google Patents
用于非接触式用户接口的混合输入设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105051812A CN105051812A CN201480017489.1A CN201480017489A CN105051812A CN 105051812 A CN105051812 A CN 105051812A CN 201480017489 A CN201480017489 A CN 201480017489A CN 105051812 A CN105051812 A CN 105051812A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- signal
- user
- breathing
- controller
- sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 claims description 48
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 32
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 25
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 15
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 15
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 12
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 3
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 claims description 3
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 claims description 2
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000007306 functionalization reaction Methods 0.000 claims description 2
- 229910052961 molybdenite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N molybdenum disulfide Chemical compound S=[Mo]=S CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 14
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 230000005059 dormancy Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 206010038743 Restlessness Diseases 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000008451 emotion Effects 0.000 description 2
- 230000002996 emotional effect Effects 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000036651 mood Effects 0.000 description 2
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000037007 arousal Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000013479 data entry Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
- G10L15/00—Speech recognition
- G10L15/24—Speech recognition using non-acoustical features
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
- G01N27/121—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid for determining moisture content, e.g. humidity, of the fluid
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
- G01N27/125—Composition of the body, e.g. the composition of its sensitive layer
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F21/00—Security arrangements for protecting computers, components thereof, programs or data against unauthorised activity
- G06F21/30—Authentication, i.e. establishing the identity or authorisation of security principals
- G06F21/31—User authentication
- G06F21/32—User authentication using biometric data, e.g. fingerprints, iris scans or voiceprints
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/011—Arrangements for interaction with the human body, e.g. for user immersion in virtual reality
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W12/00—Security arrangements; Authentication; Protecting privacy or anonymity
- H04W12/06—Authentication
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/483—Physical analysis of biological material
- G01N33/497—Physical analysis of biological material of gaseous biological material, e.g. breath
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2218/00—Aspects of pattern recognition specially adapted for signal processing
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L63/00—Network architectures or network communication protocols for network security
- H04L63/08—Network architectures or network communication protocols for network security for authentication of entities
- H04L63/0861—Network architectures or network communication protocols for network security for authentication of entities using biometrical features, e.g. fingerprint, retina-scan
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Computer Security & Cryptography (AREA)
- Computational Linguistics (AREA)
- Audiology, Speech & Language Pathology (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- User Interface Of Digital Computer (AREA)
Abstract
装置(100)包括：传感器(110)，其包括敏感膜(140)，所述敏感膜被配置为提供基于用户的呼吸的信号；以及控制器(130)，其可操作地与所述传感器(110)相关联。所述控制器(130)被配置为接收基于所述用户的呼吸的所述信号。
Description
技术领域
本文公开的示例性的非限定性实施例总体上涉及非接触式用户接口，并且更具体地涉及数据输入系统的呼吸控制式唤醒。
相关技术的简要描述
已知有各种非接触式用户接口设备。已知用于基于光学感测和三角测量的受控元件的激活的非接触式系统，例如用于通过语音控制设备操作的系统。用于通过语音控制设备操作的一类系统是具有低功率唤醒电路(低功率音频通道耦合到麦克风和第二标准音频通道二者，并具有用来在这两个音频通道之间切换的处理器)的语音识别系统。
发明内容
以下综述仅是示例性的，而不旨在限定权利要求的范围。
根据一个方面，一种装置包括：传感器，其包括敏感膜，所述敏感膜被配置为提供基于用户的呼吸的信号；以及控制器，其可操作地与所述传感器相关联。所述控制器被配置为接收基于所述用户的呼吸的所述信号。
根据另一方面，另一种装置包括：呼吸传感器，其包括氧化石墨烯膜，所述氧化石墨烯膜被配置为基于湿气梯度来感测电阻抗中的变化，并将所感测的变化作为输出信号来输出；以及控制器，其被配置为处理来自所述呼吸传感器的所述输出信号。所述装置被配置为从所述呼吸传感器接收所述输出信号并响应于所述输出信号而提供信号。
根据另一方面，一种方法包括：提供包括传感器和控制器的用户接口，所述传感器包括膜，所述膜被配置为根据湿气来提供信号，所述控制器可操作地与所述传感器相关联，所述控制器包括处理器；在所述用户接口处接收来自用户的输入，所述输入包括来自所述用户的呼吸的湿度形式的湿气；从基于所述用户的呼吸的所述输入产生所述信号；以及在所述处理器处接收从来自所述用户的呼吸的所述输入产生的所述信号，并处理所述信号。
附图说明
在以下详细说明中，结合附图来解释前述各个方面和其他特征，其中：
图1是用于非接触式用户接口(UI)的混合输入设备的一个示例性实施例的示意性电路图，所述设备采用语音识别系统的形式；
图2是图示说明针对湿度增加，图1的设备的薄氧化石墨烯(GO)膜的响应时间的图表的图形说明；
图3是用于非接触式UI的混合输入设备的另一个示例性实施例的示意性电路图，所述设备采用语音识别系统的形式；
图4是指向语音识别系统形式的非接触式UI的语音命令的声波的图形表示；
图5是图示说明针对湿度增加，滴铸GO(dropcastGO)膜的响应时间的图表的图形说明；
图6是图示说明针对湿度脉冲，喷涂GO(sprayedGO)膜的响应时间的图表的图形说明；
图7是图示说明使用语音识别系统形式的非接触式UI的示例性方法的示图；
图8是图示说明图7的方法中处理信号的示例性方法的示图。
具体实施方式
诸如手势挥动、接近度和语音识别之类的非接触式用户接口(UI)是未来电子设备的发展所考虑的一些技术。其他所考虑的技术是利用用于从功率管理模式中激活设备的呼吸感测机制的那些技术。
非接触式UI的最自然的实现方式之一是使用语音识别。示例性的语音视频系统使用麦克风来将声波转换为转换为电信号，随后由处理器使用语音识别算法对所述电信号进行解释。然而，在此类系统中，麦克风和处理器的设置通常格外地消耗功率，并且不适于在诸如移动电话之类的便携式消费电子设备中以“始终开启”模式使用。为了应对此情况，现有的麦克风/处理器通常由第二用户输入来唤醒，典型地是通过用户在说话之前按下按钮。当按按钮时，UI不再是真正的无接触式，并且由此其使用的自然性和直觉性较差。另一方面，当第二用户输入是语音输入时，麦克风需要努力区分用户语音和背景噪声，并且不能分辨出设备何时应该被语音输入，这限制了该UI在吵杂环境中的使用。此外，对于在当用户说话时用户所发出的空气速度和湿度中的细微变化的检测，麦克风通常具有有限的敏感度，所述空气速度和湿度取决于用户的情绪状态、物理条件和身份。这些额外成分的检测和辨析能够实现对用户所说出的词语的更丰富的分析。
本文公开了由混合用户输入设备所限定的语音识别系统形式的非接触式UI的示例性实施例。所述混合用户输入设备包括传感器和相关联的控制器，所述传感器具有由氧化石墨烯(以下称为“GO“)的层所限定的薄膜。所述控制器包括处理器，其能够由GO薄膜上的湿气梯度所激活。混合用户输入设备的一些示例性实施例还可以包括麦克风。与处理器相关联的软件代码被配置为解释传感器的响应，并可以将所述响应与来自麦克风的响应(如果存在的话)进行合并。在替换实施例中，传感器可以包括不同于GO的其他材料，诸如石墨烯、功能化石墨烯(functionalizedgraphene)、氟化石墨烯、辉钼矿、氮化硼、上述材料的组合等等。
具有GO的薄膜的传感器可以用于将混合用户输入设备从低功率操作(或“休眠“模式，在该模式中，混合用户输入设备的功率被降低以节能)中唤醒，并且可以在低延迟的湿度中工作。另外或可替换地，所述传感器可用于背景噪声降低、情绪状态识别和/或用户识别。
在一个实施例中，当用户开始向混合用户输入设备说话时，基于GO膜的传感器基于用户释放到环境中的湿气而提供响应。传感器所提供的响应通常是在一个相对较短的时间段内所检测到的阻抗变化。例如，这种响应的检测通常被认为是“超快的“，并且在大约10-12毫秒(ms)量级上，如本文所述的。该响应激活控制器，并发起系统的非接触式交互。随着用户开始说话，与处理器相关联的语音识别功能能够基本上同时地由传感器的响应所激活，即使是该设备处于休眠模式。
在一些实施例中，传感器的响应时间可以允许对在用户说话时由用户导入GO膜中的空气的分析(例如由处理器执行)。在所述分析过程中，可以发现与用户情绪状态中的变化相关的所选择词语中的变化。具体而言，当以不同的语调来说出类似的词语时，所述词语具有不同的频率和幅度，这提供了不同的速度特征以及不同的热量和湿气特征。传感器可以被配置为基于速度、热量和湿气特征来相应地“学习“词语，从而区分用户的不同情绪(语气识别)。使用所述传感器的系统还可以通过对用户所发出的声音的频率和幅度的连续分析以及在温度和湿气含量中的梯度的分析，来持续地改进所学习的词语。所述系统和传感器还可以被配置为补偿与背景湿气级别(例如，环境湿度)相关的温度和湿气梯度。
在一些实施例中，对所学习的所说词语的湿气分析可以用于用户识别。该方面允许传感器(单独地或与麦克风一起)用作安全措施来锁定或解锁诸如手机之类的设备。当将湿气分析用作安全措施来锁定或解锁手机时，避免了诸如密码或代码之类的安全措施的人工输入，并且用户的呼吸就可以足以解锁手机来接电话。如果未被系统所识别的用户企图使用该手机时，所检测到的在湿气特征(可以结合热度和速度特征以及使用频率和/或幅度分许的语音识别)中的差异能够阻止该手机被解锁。这是额外的安全特征。
此外，传感器响应与对音频信号的滤波处理的组合可以实现降噪。例如，传感器的响应可以结合信号处理一起用来过滤出与用户的语音无关的音频信号(例如，与湿气信号不相关的音频信号)。
在一些实施例中，传感器的响应还可以结合信号处理一起用来处理信号以便识别用户的语气。在一个这样的示例性实施例中，经处理的信号可以与用户呼吸的湿度特征相关。例如，一些经处理的信号可以与低速的深度呼吸相关，以指示用户是轻松的，而其他经处理的信号可以与快速的不规则呼吸相关，以指示用户是紧张的。在单个设备中的所述传感器与麦克风的组合还可以实现提供辅助信息的测量值，从而与单独使用传感器相比提供了改进的结果。例如，传感器与麦克风的组合可以允许以以下方式来处理音频信号：与单独使用传感器的实施例相比，能够以更多的细节和准确度来识别用户的语气。
因此，语音识别系统形式的非接触式UI包括具有针对用户说话期间用户所释放湿气的超快响应时间、低功耗和高灵敏度的湿度传感器。
现在参考图1，用于限定语音识别系统形式的UI的电路的一个实施例总体上由参考数字100指示，并以下称为“系统100“。系统100可以包括传感器110、麦克风模块120以及控制器130。传感器110包括膜140，向膜140应用干线电压(VDD)(例如，从电源应用)。膜140能够通过检测与湿气梯度相对应的阻抗中的变化来感测湿度。膜140可以包括GO或能够通过检测阻抗中的变化来感测湿度的任何其他材料。在一个示例性实施例中，膜140包括可变电阻和固定电阻，所述固定电阻一般提供大约10兆欧的参考阻值，并且不限于限定GO的层的部分，还可以包括表明安装的金属膜。
如果存在麦克风模块120，则麦克风模块120具有变换器，其将音频信号150转换为电子信号160。在一些实施例中，在麦克风模块120的变换器周围可以设置有保护屏，并且膜140可以被包含于该保护屏中。
控制器130可以包括处理器180、至少一种类型的存储器以及软件。控制器130还可以包括模数转换器(ADC)170，其从麦克风模块120的变换器和膜140接收一个或多个电子信号160，并将此信号作为数据输入提供给处理器180以进行采用语音识别算法的数字信号处理(DSP)。控制器130还可以包括中断端口190，在该中断端口190处，在膜140上感测的湿度可以用来将控制器130从“休眠“状态“唤醒“。处理器180还可以包括一个或多个开关以及用于接收功率的装置。
除了提供采用语音识别算法的DSP之外，处理器180还能够在低功率模式中“休眠“，该低功率模式仅消耗纳瓦的功率。处理器180可以被配置为在中断端口190上的直流(DC)电压升高到高于预先选择的阈值时被唤醒。该DC电压的升高发起了唤醒功能，并激发传感器110。
传感器110的激发是通过减小膜140的电阻实现的，减小膜140的电阻对应地增加了电压。现在参考图2，当用户向传感器110发出音频信号150或至少在传感器110上呼吸(并向膜140引入湿度)时，膜140的电阻减小，从而允许中断端口190上的电压相应地增加，从而激活处理器180。这使能了包括传感器110、麦克风模块120(如果包含的话)以及处理器180的语音视频算法的系统100的操作。使用该湿度感测方面(替代声音或作为声音的补充)可以提供一种方式来避免可能由于环境噪声或其他环境状况造成的误唤醒触发器，并且其还可以有助于在语音识别处理操作期间减少噪声。因此，可以将语音识别算法的数据输入链接到由呼吸控制的控制器130激活。
现在参考图3，另一语音识别系统形式的UI的实施例总体上由参考数字200指示，并以下称为“系统200“。在系统200的电路中，使用DC电压对传感器110的激发可以用来分析用户的呼吸信号。在进行所述分析时，获得传感器值的读数。然而，不同于系统100的电路，使用DC电压对中断端口190的激发可能是不适用的，因为传感器或测量电子器件会引入偏置电压(Voff)。这些偏置电压(Voff)通常是由传感器(例如，由于电荷俘获、电化学效应、湿度和/或温度的改变)、测量电子器件(例如，ADC中的不准确、影响参考电阻器的值的热量变化)、或电源引入的小电压(例如，随着连接到同一电源的另一组件开启和闭合)。此外，干线电压(VDD)(例如，来自电源)可以造成电子噪声，其会危害系统200的操作。因此，在系统200的电路中，在系统被唤醒时，来自中断端口190的DC激发电压被传递至控制机构220，其将DC激发电压转换为方波230。该电压被设置为参考电压(Vref)，低电压是地电位。ADC170测量的电压差是：
(Vref+Voff)Rmeas/(Rsense+Rmeas)–VoffRmeas/(Rsense+Rmeas)
＝VrefRmeas/(Rsense+Rmeas)
其是与偏置电压无关的(其中，Rsense是传感器110的电阻，Rmeas是串联测量电阻器的电阻)。选择方波230的频率，以使得膜140的并联电容(Csense)不会导致ADC170所测量电压的不准确。更具体而言，1/RsenseCsense或1/RmeasCsense比测量频率大很多，从而在获取读数之前给电容器放电时间。
现在参考图4，在300处总体上示出了具有一秒持续时间的语音命令的语音波形。语音波形300的扩展部分在310处示出。如扩展部分310所示，用户的说话开始于时间0(t0)，并能够在ts(滞后大约10ms)处检测到传感器110的响应。处理器从休眠中唤醒所花费的时间对应于tM，其是处理器的振荡器从开始到稳定所花费的时间，该时间通常是大约1000个时钟周期，或针对1MHz时钟速度是1ms。这意味着在用户开始说话之后大约11ms内处理器能够进行记录并运行语音识别算法，这对于语音控制的用户接口而言是相当快的，并且相当快得足以记录语音波形300的主要部分.
一旦处理器180唤醒，与传感器110和麦克风模块120通信的ADC170对相应输出的信号进行采样。语音识别算法随后(通过DSP)解释来自ADC170的信号。可以将来自传感器110的额外信息与来自麦克风模块120的电子信号160相关联，以便在用户谈话时从音频信号150中区分出背景噪声。
在任何实施例中，都能够通过例如在容易地集成在设备表面上的基底上的印刷电极顶部喷涂或喷射印刷GO薄膜140(作为屏或阵列)，来制作传感器110。当集成到传感器110中时，膜140一般是透明的。
发现了具有GO膜140的传感器110的响应时间取决于GO膜的厚度：随着膜厚度的减少，响应时间减少。例如，参考图5，厚度大约为1微米(um)的滴铸GO(dropcastGO)膜的响应时间能够是大约600ms，而参考图6，厚度大约为15纳米(nm)的喷涂GO(sprayedGO)膜的响应时间能够是40ms。由于GO薄片(flake)的二维特性，能够实现厚度等于一个原子平面(其能够是大约1nm)的GO膜，例如，通过Langmuir-Blodgett技术。因此，能够用超薄GO膜来实现远小于40ms的响应时间(例如，低到10ms或更小)。
现在参考图7，使用包括混合用户输入设备的语音识别系统形式的UI的一个示例性方法总体上由参考数字400指示，并在以下称为“方法400”。方法400由软件限定并实现在非瞬态计算机存储介质上，包括：接收步骤410，其中，接收来自用户的输入。在接收步骤410中，所述输入可以是不接触式(非接触式)的，并且至少采用来自用户的呼吸的形式。呼吸可以具有或者可以不具有音频成分。从接收步骤410，将信号420传递到转换步骤430。
在转换步骤430中，将来自用户的呼吸输入的湿度引入膜140中，以产生用以激活处理器180的信号。同时地或近似同时地，ADC170将呼吸输入转换为数字信号。可选地，用以激活处理器180的信号可以作为方波230反馈回接收步骤410，以补偿由偏置电压和干线电压造成的噪声。
在440处所示的数字信号随后传递至处理器180的语音识别算法，以便在处理步骤450中进行处理。在处理步骤450中，可以分析从用户输入的各种信号的波形中的变化，例如，用来确定用户识别、用户的情绪识别等等。
现在参考图8，用于处理UI的信号的一个示例性方法总体上由参考数字500指示，，并在以下称为“方法500”。在方法500中，在语速分析步骤520、热量特征分析步骤530和湿气特征分析步骤520中的一个或多个步骤中分析来自接收步骤410的输入。在学习步骤545中使用来自语速分析步骤520、热量特征分析步骤530和湿气特征分析步骤520中的一个或多个步骤的输出分析，在该学习步骤545中，传感器110学习词语以便分辨用户的不同情绪。
在一个实例中，一种装置包括：传感器，其包括敏感膜，所述敏感膜被配置为提供基于用户的呼吸的信号；以及控制器，其可操作地与所述传感器相关联。所述控制器被配置为接收基于所述用户的呼吸的所述信号。
在另一实例中，一种装置包括：呼吸传感器，其包括氧化石墨烯膜，所述氧化石墨烯膜被配置为基于湿气梯度来感测电阻抗中的变化，并将所感测的变化作为输出信号来输出；以及控制器，其被配置为处理来自所述呼吸传感器的所述输出信号。所述装置被配置为从所述呼吸传感器接收所述输出信号并响应于所述输出信号而提供信号。
在另一实例中，一种方法包括：提供包括传感器和控制器的用户接口，所述传感器包括膜，所述膜被配置为根据湿气来提供信号，所述控制器可操作地与所述传感器相关联，所述控制器包括处理器；在所述用户接口处接收来自用户的输入，所述输入包括来自所述用户的呼吸的湿度形式的湿气；从基于所述用户的呼吸的所述输入产生所述信号；以及在所述处理器处接收从来自所述用户的呼吸的所述输入产生的所述信号，并处理所述信号。
在另一实例中，一种非瞬态计算机可读存储介质，包括一个或多个指令的一个或多个序列，所述指令当由装置的一个或多个处理器执行时，使得所述装置至少执行以下操作：接收来自用户的输入，所述输入包括基于来自所述用户的呼吸的湿度形式的湿气；从基于所述用户的呼吸的所述输入产生信号；以及在处理器处接收基于所述用户的呼吸的所述输入所产生的所述信号并处理所述信号。
应该理解，以上详细说明仅仅是示意性的。本领域技术人员能够设计各种替换和修改。例如，在各个从属权利要求中所给出的特征可以以任何合适的组合方式来彼此组合。另外，来自上述不同实施例的特征可以选择性地合并到新的实施例中。因此，本说明书旨在涵盖落入所附权利要求的范围内的所有此类替换、修改和变体。
Claims (20)
1.一种装置，包括：
传感器，其包括敏感膜，所述敏感膜被配置为提供基于用户的呼吸的信号；以及
控制器，其可操作地与所述传感器相关联，其中，所述控制器被配置为接收基于所述用户的呼吸的所述信号。
2.如权利要求1所述的装置，还包括：
麦克风，其可操作地与所述控制器相关联。
3.如权利要求1所述的装置，其中，所述敏感膜是从以下构成的组中选择的：氧化石墨烯、石墨烯、功能化石墨烯、氟化石墨烯、辉钼矿、氮化硼、以及上述材料的组合。
4.如权利要求1所述的装置，其中，基于所述用户的呼吸的所述信号是在所述敏感膜上接收的电阻抗中的变化。
5.如权利要求1所述的装置，其中，所述控制器包括语音识别系统。
6.如权利要求1所述的装置，其中，所述控制器包括：用于分析所述用户的语音的选定部分的速度的装置。
7.如权利要求1所述的装置，其中，所述控制器包括：用于分析所述用户的呼吸的选定部分的热量特征的装置。
8.如权利要求1所述的装置，其中，从所述用户的呼吸中释放的湿气用于对所述用户的识别。
9.如权利要求1所述的装置，其中，所述控制器包括用于信号处理的装置，所述用于信号处理的装置将来自所述传感器的所述信号的至少一部分过滤出来。
10.如权利要求1所述的装置，其中，所述传感器感测在所述用户的呼吸中的湿度。
11.如权利要求1所述的装置，其中，所接收的基于所述用户的呼吸的所述信号将所述装置的组件从休眠模式中唤醒。
12.一种装置，包括：
呼吸传感器，其包括膜，所述膜被配置为基于湿气梯度来感测电阻抗中的变化，并将所感测的变化作为输出信号来输出；以及
控制器，其被配置为处理来自所述呼吸传感器的所述输出信号；
其中，所述装置被配置为从所述呼吸传感器接收所述输出信号并响应于所述输出信号而提供信号。
13.如权利要求12所述的装置，其中，所述控制器包括语音识别系统。
14.如权利要求12所述的装置，其中，响应于所述用户的呼吸而提供的所述信号将所述控制器从休眠状态唤醒。
15.如权利要求12所述的装置，还包括：
与所述控制器相关联的控制机制，所述控制机制被配置为将来自所述呼吸传感器的所述信号转换为方波。
16.如权利要求12所述的装置，还包括：
麦克风，其可操作地与所述控制器相关联，所述麦克风被配置为从所述用户接收音频信号，所述音频信号被转换为电信号，所述电信号能够用于用户识别和所述用户的语气识别中的至少一个。
17.一种方法，包括：
提供包括传感器和控制器的用户接口，所述传感器包括膜，所述膜被配置为根据湿气来提供信号，所述控制器可操作地与所述传感器相关联，所述控制器包括处理器；
在所述用户接口处接收来自用户的输入，所述输入包括来自所述用户的呼吸的湿度形式的湿气；
从基于所述用户的呼吸的所述输入产生所述信号；以及
在所述处理器处接收从来自所述用户的呼吸的所述输入产生的所述信号，并处理所述信号。
18.如权利要求17所述的方法，其中，在所述处理器处处理所述信号包括：分析来自基于所述用户的呼吸的所述输入的所述信号，以确定以下至少一项：语速、热量特征和湿气特征。
19.如权利要求18所述的方法，其中，对语速、热量特征和湿气特征中至少一项的所述确定用来将所述控制器从休眠模式中唤醒。
20.一种非瞬态计算机可读存储介质，包括一个或多个指令的一个或多个序列，所述指令当由装置的一个或多个处理器执行时，使得所述装置至少执行以下操作：
接收来自用户的输入，所述输入包括基于来自所述用户的呼吸的湿度形式的湿气；
从基于所述用户的呼吸的所述输入产生信号；以及
在所述处理器处接收基于所述用户的呼吸的所述输入所产生的所述信号并处理所述信号。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US13/747,729 | 2013-01-23 | ||
| US13/747,729 US9147398B2 (en) | 2013-01-23 | 2013-01-23 | Hybrid input device for touchless user interface |
| PCT/FI2014/050009 WO2014114847A1 (en) | 2013-01-23 | 2014-01-07 | Hybrid input device for touchless user interface |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105051812A true CN105051812A (zh) | 2015-11-11 |
| CN105051812B CN105051812B (zh) | 2019-08-20 |
Family
ID=51208398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201480017489.1A Active CN105051812B (zh) | 2013-01-23 | 2014-01-07 | 用于非接触式用户接口的混合输入设备 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9147398B2 (zh) |
| EP (1) | EP2948945A4 (zh) |
| JP (1) | JP5963975B2 (zh) |
| CN (1) | CN105051812B (zh) |
| WO (1) | WO2014114847A1 (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106653060A (zh) * | 2017-01-11 | 2017-05-10 | 瑞声声学科技(深圳)有限公司 | 吹气声识别系统及采用该系统的吹气识别方法 |
| CN109793520A (zh) * | 2019-02-01 | 2019-05-24 | 电子科技大学 | 湿度和应变协同敏感的柔性织物呼吸传感器及其制备方法 |
| CN117451795A (zh) * | 2023-12-26 | 2024-01-26 | 江苏帝奥微电子股份有限公司 | 一种端口对地和对总电源的湿气检测电路及其检测方法 |
Families Citing this family (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9785706B2 (en) * | 2013-08-28 | 2017-10-10 | Texas Instruments Incorporated | Acoustic sound signature detection based on sparse features |
| GB2521832A (en) * | 2014-01-02 | 2015-07-08 | Nokia Corp | An apparatus and/or method for sensing touch input |
| US9646607B2 (en) * | 2014-03-10 | 2017-05-09 | Dell Products, L.P. | Managing wake-on-voice buffer quality based on system boot profiling |
| CN105469786A (zh) * | 2014-08-22 | 2016-04-06 | 中兴通讯股份有限公司 | 语音识别的控制方法和装置 |
| CN106662517B (zh) | 2014-08-29 | 2020-04-28 | 株式会社而摩比特 | 嗅觉系统、气味识别装置、气味识别方法 |
| US9501810B2 (en) * | 2014-09-12 | 2016-11-22 | General Electric Company | Creating a virtual environment for touchless interaction |
| US11262354B2 (en) | 2014-10-20 | 2022-03-01 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Disposable sensor elements, systems, and related methods |
| EP3012626B1 (en) * | 2014-10-24 | 2020-02-19 | Nokia Technologies Oy | Method and apparatus for analysis of gases |
| EP3037806A1 (en) | 2014-12-23 | 2016-06-29 | Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. | Gas and vapor sensing devices based on 2D nanosheet material |
| US10284957B2 (en) | 2015-07-22 | 2019-05-07 | Google Llc | Devices and methods for a high performance electromagnetic speaker based on monolayers |
| GB2544257A (en) * | 2015-09-19 | 2017-05-17 | Philip Pisani Justin | Greeting gesture device |
| US10014137B2 (en) | 2015-10-03 | 2018-07-03 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Acoustical electrical switch |
| US9704489B2 (en) * | 2015-11-20 | 2017-07-11 | At&T Intellectual Property I, L.P. | Portable acoustical unit for voice recognition |
| CN105700363B (zh) * | 2016-01-19 | 2018-10-26 | 深圳创维－Rgb电子有限公司 | 一种智能家居设备语音控制装置的唤醒方法及系统 |
| CN109310326B (zh) | 2016-06-15 | 2022-03-01 | 波士顿科学国际有限公司 | 气体采样导管 |
| CN106231038A (zh) * | 2016-07-22 | 2016-12-14 | 柳州正高科技有限公司 | 一种通过语音识别监测环境温度的nfc手机壳 |
| JP2019536013A (ja) | 2016-10-21 | 2019-12-12 | ボストン サイエンティフィック サイムド，インコーポレイテッドＢｏｓｔｏｎ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｓｃｉｍｅｄ，Ｉｎｃ． | ガス採取用装置 |
| US10575775B2 (en) | 2016-10-31 | 2020-03-03 | Motorola Solutions, Inc. | Method and apparatus for monitoring hydration using a portable communication device |
| US10770182B2 (en) * | 2017-05-19 | 2020-09-08 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Systems and methods for assessing the health status of a patient |
| US10852264B2 (en) | 2017-07-18 | 2020-12-01 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Systems and methods for analyte sensing in physiological gas samples |
| GB2569810A (en) * | 2017-12-27 | 2019-07-03 | Nokia Technologies Oy | An apparatus for sensing comprising a microphone arrangement |
| US11835435B2 (en) | 2018-11-27 | 2023-12-05 | Regents Of The University Of Minnesota | Systems and methods for detecting a health condition |
| US11662325B2 (en) | 2018-12-18 | 2023-05-30 | Regents Of The University Of Minnesota | Systems and methods for measuring kinetic response of chemical sensor elements |
| JP7291842B2 (ja) * | 2019-03-25 | 2023-06-15 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | 情報通信装置および情報通信方法 |
| JP7193392B2 (ja) * | 2019-03-25 | 2022-12-20 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | 情報通信装置および情報通信方法 |
| JPWO2021153214A1 (zh) * | 2020-01-31 | 2021-08-05 | ||
| US11411750B2 (en) | 2020-03-30 | 2022-08-09 | Seagate Technology Llc | Personal unclonnable function |
Family Cites Families (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6130663A (en) | 1997-07-31 | 2000-10-10 | Null; Nathan D. | Touchless input method and apparatus |
| US20110178613A9 (en) | 2000-02-14 | 2011-07-21 | Pierre Bonnat | Method And System For Processing Signals For A MEMS Detector That Enables Control Of A Device Using Human Breath |
| US6675027B1 (en) | 1999-11-22 | 2004-01-06 | Microsoft Corp | Personal mobile computing device having antenna microphone for improved speech recognition |
| JP3424652B2 (ja) | 2000-04-18 | 2003-07-07 | 日本電気株式会社 | 移動電話機 |
| JP2001309439A (ja) * | 2000-04-24 | 2001-11-02 | Nec Software Kyushu Ltd | Ｗａｐアプリケーション搭載携帯電話機の受信データ通知システム |
| US6650322B2 (en) | 2000-12-27 | 2003-11-18 | Intel Corporation | Computer screen power management through detection of user presence |
| GB0127989D0 (en) | 2001-11-22 | 2002-01-16 | Glaxo Group Ltd | Medicament dispensing system |
| JP4168754B2 (ja) * | 2003-01-08 | 2008-10-22 | ソニー株式会社 | 生体情報連動システム |
| US7418392B1 (en) | 2003-09-25 | 2008-08-26 | Sensory, Inc. | System and method for controlling the operation of a device by voice commands |
| JP2005214713A (ja) | 2004-01-28 | 2005-08-11 | Sony Corp | 湿度状態検出システム |
| US7620316B2 (en) | 2005-11-28 | 2009-11-17 | Navisense | Method and device for touchless control of a camera |
| US7978091B2 (en) | 2006-08-24 | 2011-07-12 | Navisense | Method and device for a touchless interface |
| US20090060287A1 (en) | 2007-09-05 | 2009-03-05 | Hyde Roderick A | Physiological condition measuring device |
| US8160311B1 (en) * | 2008-09-26 | 2012-04-17 | Philip Raymond Schaefer | System and method for detecting facial gestures for control of an electronic device |
| WO2010106898A1 (ja) * | 2009-03-16 | 2010-09-23 | シャープ株式会社 | 化学物質センシング装置およびそれを備える化学物質センシングシステム |
| CN102405463B (zh) | 2009-04-30 | 2015-07-29 | 三星电子株式会社 | 利用多模态信息的用户意图推理装置及方法 |
| BR112012006952A2 (pt) | 2009-09-29 | 2016-12-06 | Edigma Com Sa | método de dispositivo de detecção multi-ponto de elevada sensibilidade e seu uso na interação através de massas de ar, vapores ou sopros |
| JP5826999B2 (ja) * | 2010-10-15 | 2015-12-02 | 京セラ株式会社 | 電子機器及び制御方法 |
| EP2479963A1 (en) | 2011-01-19 | 2012-07-25 | Sensirion AG | Input device |
| EP2479892B1 (en) * | 2011-01-19 | 2013-08-28 | Sensirion AG | Input device |
| EP2704024B1 (en) * | 2011-04-26 | 2017-09-06 | NEC Corporation | Input assistance device, input asssistance method, and program |
| WO2012178071A2 (en) | 2011-06-23 | 2012-12-27 | Brown University | Device and methods for temperature and humidity measurements using a nanocomposite film sensor |
| US20120331566A1 (en) * | 2011-06-23 | 2012-12-27 | International Business Machines Corporation | Capturing and manipulating content using biometric data |
| US20130006068A1 (en) | 2011-07-01 | 2013-01-03 | 3M Innovative Properties Company | Method and apparatus for screening drug offenders |
| US9288840B2 (en) | 2012-06-27 | 2016-03-15 | Lg Electronics Inc. | Mobile terminal and controlling method thereof using a blowing action |
-
2013
- 2013-01-23 US US13/747,729 patent/US9147398B2/en active Active
-
2014
- 2014-01-07 CN CN201480017489.1A patent/CN105051812B/zh active Active
- 2014-01-07 WO PCT/FI2014/050009 patent/WO2014114847A1/en active Application Filing
- 2014-01-07 JP JP2015553143A patent/JP5963975B2/ja active Active
- 2014-01-07 EP EP14742954.2A patent/EP2948945A4/en not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106653060A (zh) * | 2017-01-11 | 2017-05-10 | 瑞声声学科技(深圳)有限公司 | 吹气声识别系统及采用该系统的吹气识别方法 |
| CN106653060B (zh) * | 2017-01-11 | 2020-05-12 | 瑞声声学科技(深圳)有限公司 | 吹气声识别系统及采用该系统的吹气识别方法 |
| CN109793520A (zh) * | 2019-02-01 | 2019-05-24 | 电子科技大学 | 湿度和应变协同敏感的柔性织物呼吸传感器及其制备方法 |
| CN117451795A (zh) * | 2023-12-26 | 2024-01-26 | 江苏帝奥微电子股份有限公司 | 一种端口对地和对总电源的湿气检测电路及其检测方法 |
| CN117451795B (zh) * | 2023-12-26 | 2024-03-08 | 江苏帝奥微电子股份有限公司 | 一种端口对地和对总电源的湿气检测电路及其检测方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105051812B (zh) | 2019-08-20 |
| US20140207467A1 (en) | 2014-07-24 |
| WO2014114847A1 (en) | 2014-07-31 |
| EP2948945A1 (en) | 2015-12-02 |
| EP2948945A4 (en) | 2016-12-14 |
| US9147398B2 (en) | 2015-09-29 |
| JP2016511456A (ja) | 2016-04-14 |
| JP5963975B2 (ja) | 2016-08-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105051812A (zh) | 用于非接触式用户接口的混合输入设备 | |
| US11676581B2 (en) | Method and apparatus for evaluating trigger phrase enrollment | |
| CN107481718B (zh) | 语音识别方法、装置、存储介质及电子设备 | |
| CN111210021B (zh) | 一种音频信号处理方法、模型训练方法以及相关装置 | |
| US9779725B2 (en) | Voice wakeup detecting device and method | |
| EP2849041B1 (en) | Wakeup method and system for touch terminal and touch terminal | |
| US9838810B2 (en) | Low power audio detection | |
| CN109979438A (zh) | 语音唤醒方法及电子设备 | |
| CN104254884B (zh) | 用于分析数字化音频流的低功率集成电路 | |
| US20120071149A1 (en) | Prevention of accidental device activation | |
| CN104216677A (zh) | 用于设备唤醒的低功率语音门 | |
| TW201403590A (zh) | 訊號處理裝置以及訊號處理方法 | |
| DE112015004522T5 (de) | Akustische Vorrichtung mit niedrigem Leistungsverbrauch und Verfahren für den Betrieb | |
| CN108351715B (zh) | 应用于人体触摸的常驻传感器设备 | |
| CN108108683A (zh) | 触控响应方法、移动终端及存储介质 | |
| CN110825446A (zh) | 参数配置方法、装置、存储介质及电子设备 | |
| CN109753777A (zh) | 一种身份识别方法、装置、存储介质及移动终端 | |
| CN105893982A (zh) | 基于超声波进行指纹识别的方法及系统 | |
| CN103543814A (zh) | 信号处理装置以及信号处理方法 | |
| CN110223687A (zh) | 指令执行方法、装置、存储介质及电子设备 | |
| CN203167075U (zh) | 移动终端 | |
| CA2792140A1 (en) | System and method for changing an activation state of an electronic device using acoustic signals | |
| CN107148117A (zh) | 照明控制系统、装置以及方法 | |
| CN206977750U (zh) | 照明控制系统以及装置 | |
| CN108475179B (zh) | 指纹采集方法、指纹采集器件和终端 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |