CN105353909A - 一种带有语音控制功能的触摸识别装置及方法 - Google Patents

一种带有语音控制功能的触摸识别装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有语音控制功能的触摸识别装置,包括触摸感应装置和语音处理及控制单元,还包括麦克风;其中所述语音处理及控制单元与所述麦克风及所述触摸感应装置连接,且具有一个用于连接主机的主机接口,所述语音处理及控制单元存储有菜单的语音-位置坐标的关联信息,其中语音-位置坐标的关联信息包括语音信号和相应菜单的位置坐标,所述语音处理及控制单元从麦克风接收到语音信号后,在所述关联信息中搜索匹配的语音信号,提取与匹配的语音信号相关联的触摸位置坐标并将其发送到主机。本发明的上述方案,将语音控制与触摸位置坐标相结合,能够不用解读具体的语言文字就能高效率的识别并控制。

Description

一种带有语音控制功能的触摸识别装置及方法
技术领域
本发明涉及人机交互领域,尤其涉及一种带有语音控制功能的触摸识别装置及方法。
背景技术
人机交互领域包括触摸、语音及手势等技术领域,其中触摸领域包括电阻、电容、超声波、压力传感及红外等触摸识别技术,各个领域的人机交互或多或少都会存在一定的局限性,为了让人机交互过程更加便利,各个领域的技术也在不断的进步。
电容屏一直是小显示屏的通用配置,但是其也仅仅能够提供触摸识别功能,而且受雾气的影响,在冷热交替的环境中不适合使用,例如车载终端上的使用效果很不理想。
红外触摸屏的应用从大尺寸屏逐渐应用到小尺寸屏,尤其是车载终端,红外触摸屏不受雾气的影响,在天气寒冷容易形成雾水的环境下具有很突出的优势,因此,红外触摸屏应用到车载终端上也越来越广泛,此外,红外触摸屏以发射红外线和接收红外光信号为基础手段,能够获得电阻屏、电容屏和超声波屏无法替代的优势,那就是在红外触摸屏的四周设置一两个红外发射和接收元件,就可以实现手势的识别,利于驾驶员在保证安全性的基础上进行简单的选择操作。但是这种选择操作功能非常的单一,无法做过多的交互。
目前车载终端应用语音控制的也比较多,但是这种语音控制系统非常复杂,而且也需要单独购买语音控制软件和服务,要解读出语音中的文字,是一个非常复杂的工程,尤其涉及各地方言更是如此,增加非常大的成本,而且还不能抛弃触摸控制,因为车载终端软件应用比较丰富,但是语音控制出错率较高,完全采用语音控制用于的感受非常差,不利于产品的推广。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种具有语音控制功能的触摸识别装置及方法,低成本高效率的在触摸识别装置上增加语音控制功能。
为解决上述技术问题,本发明提供一种具有语音控制功能的触摸识别装置,包括触摸感应装置和语音处理及控制单元,还包括麦克风;其中所述语音处理及控制单元与所述麦克风及所述触摸感应装置连接,且具有一个用于连接主机的主机接口,所述语音处理及控制单元存储有菜单的语音-位置坐标的关联信息,其中语音-位置坐标的关联信息包括语音信号和相应菜单的位置坐标,所述语音处理及控制单元从麦克风接收到语音信号后,在所述关联信息中搜索匹配的语音信号,提取与匹配的语音信号相关联的触摸位置坐标并将其发送到主机。
优选地,所述语音处理及控制单元在语音控制命令预设的状态下,将从触摸感应装置接收的触摸位置坐标与同时从麦克风接收的语音信号形成语音-位置坐标的关联信息一同存储。
优选地,所述语音控制命令预设的状态通过如下方式进入:所述语音处理及控制单元通过所述触摸感应装置实时发送的触摸位置坐标确定有触摸物触摸到菜单上持续一个预定的时间。
优选地,所述语音处理及控制单元接收到触摸感应装置发送的触摸位置坐标后,判断该触摸位置坐标是否持续一个预定的时间,如果是,从麦克风接收语音信号,将所述语音信号与所述触摸位置坐标形成语音-位置坐标的关联信息并存储;如果否,将触摸位置坐标发送到主机。
优选地,所述语音处理及控制单元包括如下处理流程:
S1、语音处理及控制单元接收到麦克风发送的语音信号;
S2、判断是否同时接收到触摸位置坐标,且该触摸位置坐标是否持续了一个预定的时间,如果是,进入S3;否则进入S4;
S3、将语音信号与所述触摸位置坐标形成语音-位置坐标的关联数据并存储,结束流程;
S4、在语音信号与触摸位置坐标的关联数据中进行语音信号的匹配;判断是否有匹配的语音信号,如果是,进入S5;否则进入S6;
S5、将与匹配的语音信号关联的触摸位置信息发送到主机;
S6、丢弃语音信号,不做处理。
优选地,所述语音处理及控制单元将接收时间段包含触摸动作时间的语音信号丢弃。
优选地,所述语音处理及控制单元包括微控制单元和语音处理装置;所述微控制单元连接触摸感应装置和语音处理装置,并具有一个用于连接主机的主机接口;所述语音处理装置连接麦克风;
所述语音处理装置,如果收到所述微控制单元发送的触摸位置坐标信息,则开始接收麦克风发送的语音信号,将接收到的语音信号与所述触摸位置坐标形成语音-触摸位置坐标的关联信息并储存;接收麦克风发送的语音信号,将语音信号在所述关联信息中进行匹配,查找匹配的语音信号,提取与其关联的触摸位置坐标发送到微控制单元
所述微控制单元,在语音控制命令预设的状态下,将从触摸感应装置接收的触摸位置坐标发送到所述语音处理装置;在非语音控制命令预设的状态下,将从触摸感应装置接收的触摸位置坐标发送到主机;接收到所述语音处理装置发送触摸位置坐标后直接转发到主机。
优选地,所述语音处理及控制单元包括微控制单元和语音处理装置;所述微控制单元连接触摸感应装置和语音处理装置,并具有一个用于连接主机的主机接口;所述语音处理装置连接麦克风;
所述语音处理装置,收到微控制单元发送的语音控制命令预设的命令,则接收麦克风发送的语音信号,将接收到的语音信号赋予相关联的代码形成语音-代码关联信息并存储,并将相关联的代码发送到微控制单元;
收到麦克风发送的语音信号,将语音信号在存储的语音-代码关联信息中进行匹配,查找匹配的语音信号,提取相关联的代码发送到微控制单元;
所述微控制单元,在语音控制命令预设的状态下,将语音控制命令预设的命令发送到所述语音处理装置,从所述语音处理装置接收反馈的代码,将从所述触摸感应装置接收的触摸位置坐标和所述代码相关联,形成坐标-代码关联信息并存储;
在非语音控制命令预设的状态下,将从所述触摸感应装置接收的触摸位置坐标直接转发到主机;收到所述语音处理装置发送代码后,在坐标-代码关联信息中查找相应的代码,并将与该代码相关联的坐标发送到主机。
本发明还提供一种人机交互设备,包括上述任一种具有语音控制功能的触摸识别装置。
本发明还提供一种带触摸屏终端的语音控制方法,包括如下步骤:
步骤1)将菜单的语音控制命令与菜单的坐标关联形成关联信息并存储;
步骤2)收到语音控制命令后,在所述关联信息中匹配,将匹配的语音控制命令所关联的坐标发送到主机。
优选地,所述步骤1)在语音控制命令预设状态下进行。
优选地,所述语音控制命令预设状态通过触摸菜单持续一个预定的时间进行启动。
本发明提供的上述触摸识别装置,将语音控制与触摸位置坐标相结合,能够不用解读具体的语言文字就能实现语音控制,无论使用者针对每个菜单定义成什么语音,都能高效率的识别并控制。
附图说明
图1为本发明实施例1的系统结构示意图;
图2为本发明实施例1的语音处理及控制单元3接收触摸感应装置2发送的触摸位置信息的处理流程图;
图3为本发明实施例1的语音处理及控制单元3接收麦克风5的处理流程图;
图4为本发明实施例2的系统结构示意图。
具体实施方式
下面将结合具体实施方式及附图,对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
本发明的主要技术方案是一种具有语音控制功能的触摸识别装置,包括触摸感应装置和语音处理及控制单元,还包括麦克风;其中所述语音处理及控制单元与所述麦克风及所述触摸感应装置连接,且具有一个用于连接主机的主机接口,所述语音处理及控制单元存储有菜单的语音-位置坐标的关联信息,其中语音-位置坐标的关联信息包括语音信号和相应菜单的位置坐标,所述语音处理及控制单元从麦克风接收到语音信号后,在所述关联信息中搜索匹配的语音信号,提取与匹配的语音信号相关联的触摸位置坐标并将其发送到主机。下面例举几种实施例进行说明,便于本领域技术人员能够深入理解。
实施例1
如图1所示,本发明的具有语音控制功能的触摸识别装置1包括触摸感应装置2、语音处理及控制单元3及麦克风5;其中语音处理及控制单元3与麦克风5及触摸感应装置2连接,并且具有一个用于连接主机7的主机接口,通常采用USB接口,当然也可以采用其它接口,例如PS2、并口等。语音处理及控制单元3在语音控制命令预设的状态下,将从触摸感应装置接收的触摸位置坐标与同时从麦克风5接收的语音信号形成语音-位置坐标的关联信息一同存储;所述语音处理及控制单元3在非语音控制命令预设的状态下,从麦克风5接收到语音信号(语音控制命令)后,在所述关联信息中搜索匹配的语音信号,提取与匹配的语音信号相关联的触摸位置坐标并将其发送到主机7。
所述触摸感应装置2能实时的将识别到的触摸位置坐标发送到语音处理及控制单元3,在实际中,也可以将识别触摸位置坐标的功能放在所述语音处理及控制单元3处,触摸感应装置2只是将感应数据发送到语音处理及控制单元3,由语音处理及控制单元3进行识别。具体实施时都属于本领域技术人员灵活调整的范围,不脱离本发明的保护范围。
为了更加便于用单个坐标点去表示触摸位置坐标,触摸位置坐标可以取触摸物(手指)覆盖区域的重心。
所述语音控制命令预设的状态可以灵活设置,例如,手指触摸到菜单上持续一个预定的时间,例如2秒钟,语音处理及控制单元3检测到该种情况后,自动进入语音控制命令预设的状态。
语音处理及控制单元3接收触摸感应装置2发送的触摸位置坐标的具体工作流程如下(如图2):
S1、语音处理及控制单元3接收触摸感应装置2发送的触摸位置坐标;
S2、判断该触摸位置坐标是否持续一个预定的时间,例如2秒;如果是,同时从麦克风5接收语音信号,将语音信号与所述触摸位置坐标形成语音-位置坐标的关联信息并存储;如果否,将触摸位置坐标发送到主机。
作为关联信息的语音信号,只提取触摸位置坐标持续一个预定的时间之后的语音信号数据,这样不会出现关联信息的错误存储。其它任何情况下的语音信号,都可以认为是语音控制命令而进行处理,处理的方式就是在语音-位置坐标的关联信息中进行匹配,提取匹配的语音信号所对应的位置坐标,并将位置坐标发送到主机7。通常情况下,语音处理及控制单元3接收到麦克风5发送的语音信号,可以直接去关联信息中查找匹配的语音信号,并将相关联的触摸位置坐标提取出来发送到主机7。存储语音-位置坐标的关联信息可以是由触摸持续一段预定的时间作为启动条件。
在语音信号与触摸动作同时存在的情况下,一般是触摸动作优先,因为触摸动作识别快速,为了避免后续的语音误操作,可以将接收时间段包含触摸动作时间的语音信号丢弃。这里的包含,指的是触摸动作的时间区间位于接收语音信号的时间区间内。
本文所指的语音信号指的是一句正常语速下的连贯的语言。
作为一个优选实施方式,可以每次接收到语音信号后做如下处理(参见图3):
S1、语音处理及控制单元3接收到麦克风5发送的语音信号;
S2、判断是否同时接收到触摸位置坐标,且该触摸位置信息是否持续了一个预定的时间,例如2秒;如果是,说明是语音控制命令预设的状态,进入S3;否则进入S4;
S3、将语音信号与所述触摸位置坐标形成关联数据并存储,结束流程;
S4、在语音信号与触摸位置坐标的关联数据中进行语音信号的匹配;判断是否有匹配的语音信号,如果是,进入S5;否则进入S6;
S5、将与匹配的语音信号关联的触摸位置信息发送到主机;
S6、丢弃语音信号,不做处理。
上面实施例1的方案主要采用一个带有存储功能的语音处理及控制单元3来完成。上述从麦克风5接收的语音信号,可以是模拟信号,由语音处理及控制单元3接收后转为数字信号,便于存储和比较;也可以由麦克风5直接进行模数转换,转换成为数字语音信号后发送到所述语音处理及控制单元3。语音处理及控制单元3在匹配语音信号时,可以进行波形的比较,考虑同一句话说两次也不会完全相同,因此波形相似度达到预定值,就可以认为是相同的语音信号,该预定值例如可以是60%,具体的值可以根据实际情况而定。由于是比较波形,并非识别出语音中的真正的文字,因此识别难度大大降低,只需要说同一个语音就行,不用必须说的与菜单完全一致。用方言也能达到相同的效果。
上述实施例中,所述语音处理及控制单元3通过所述触摸感应装置2实时发送的触摸位置坐标确定有触摸物触摸到菜单上持续一个预定的时间,则进入语音控制命令预设的状态。以持续触摸菜单超过预定时间(2秒)作为进入该菜单的语音控制命令的预设状态,还可以有其它替代方式,例如用一个手指触摸该触摸屏一角,然后用另一个手指去触摸菜单,以此进入对该菜单的语音控制命令的预设状态;还有快速点击菜单2次以上;或者采用一个独立的按键用于进入语音控制命令预设状态及退出该状态等,类似的其它方式在这里就不再一一例举。
语音控制命令的预设还可以是出厂前统一设置,存储统一的语音控制命令和菜单坐标的关联信息,而且不需要用户自行预设就可以使用。
实施例2
实施例1在实现上将语音处理及触摸处理集中在一个控制单元(语音处理及控制单元3)上完成,下面例举一种语音处理采用独立装置完成实施例,如图4所示,语音处理及控制单元3包括微控制单元4和语音处理装置6;所述微控制单元4连接触摸感应装置2和语音处理装置6,并具有一个用于连接主机的主机接口,实施例中是USB接口;所述语音处理装置6连接麦克风5;
所述语音处理装置6,在非语音控制命令预设的状态下,接收麦克风5发送的语音信号,将语音信号在存储的语音-触摸位置坐标数据库中进行匹配,查找匹配的语音信号,所述数据库中存储的是语音-触摸位置坐标的关联信息,找到匹配的语音信号后,提取相关联的触摸位置坐标发送到微控制单元4;
所述语音处理装置6,如果收到微控制单元4发送的触摸位置坐标信息,则开始接收麦克风5发送的语音信号,将接收到的语音信号与所述触摸位置坐标形成语音-触摸位置坐标的关联信息并储存在所述数据库中。由于存储的数据是数字信号,而且数字信号也便于比较和匹配,因此这里的语音信号指的是数字信号,而不是模拟信号,本领域技术人员应该不会混淆,麦克风5可以直接发送数字的语音信号,也可以通过语音处理装置6接收时直接进行模数转换,转换成数字信号。
所述微控制单元4,接收到所述触摸感应装置2发送的触摸位置坐标后,检测该触摸位置坐标是否持续一个预定的时间,例如两秒,如果是(语音控制命令预设的状态),将触摸位置坐标发送到所述语音处理装置6,否则直接转发到主机7;所述微控制单元4接收到所述语音处理装置6发送触摸位置坐标后直接转发到主机。
作为该实施例2的其中一种替代方式,所述语音处理装置6和微控制单元4的功能做如下改变:
所述语音处理装置6,所述语音处理装置6如果收到微控制单元4发送的语音控制命令预设命令,则接收麦克风5发送的语音信号,将接收到的语音信号赋予相关联的代码获得语音-代码关联信息并存储,并将相关联的代码发送到微控制单元4;
接收麦克风5发送的语音信号,将语音信号在存储的语音-代码关联信息中进行匹配,查找匹配的语音信号,找到匹配的语音数据后,提取相关联的代码发送到微控制单元4;
所述微控制单元4,接收到所述触摸感应装置2发送的触摸位置坐标后,检测该触摸位置坐标是否持续一个预定的时间,例如两秒,如果是(语音控制命令预设的状态),将语音控制命令预设命令发送到所述语音处理装置6,从所述语音处理装置6接收反馈的代码,将所述触摸位置坐标和代码相关联形成坐标-代码关联信息并存储;否则(非语音控制命令预设的状态)直接转发到主机7;在非语音控制命令预设的状态下,所述微控制单元4接收到所述语音处理装置6发送代码后,在坐标-代码关联信息中查找相应的代码,并将与该代码关联的坐标(触摸位置坐标)发到主机7。
从上述的实施例可以看出,本发明的具有语音控制功能的触摸感应装置,用户在首次使用时,只需要用手指按住菜单预定时间,然后说出菜单名,松开手指即可,而且菜单名可根据自己的爱好取名,不用去识别真实的菜单名也可以实现语音控制,而且对于同一个菜单,可以用上述方式,一个人或多个人输入多次菜单名,这样还能提高语音控制的准确率,方便、实用,而且低成本。
从上述可知,本发明技术的核心实质上是给对应菜单的坐标赋予一个语音控制命令,用户使用语音控制时,本发明的触摸感应装置通过解读语音命令调出相信的坐标,将该坐标作为触摸点的坐标反馈给主机,相当于实现了一个触摸动作。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (12)

1.一种具有语音控制功能的触摸识别装置,包括触摸感应装置(2)和语音处理及控制单元(3),其特征在于,还包括麦克风(5);其中所述语音处理及控制单元(3)与所述麦克风(5)及所述触摸感应装置(2)连接,且具有一个用于连接主机(7)的主机接口,所述语音处理及控制单元(3)存储有菜单的语音-位置坐标的关联信息,其中语音-位置坐标的关联信息包括语音信号和相应菜单的位置坐标,所述语音处理及控制单元(3)从麦克风(5)接收到语音信号后,在所述关联信息中搜索匹配的语音信号,提取与匹配的语音信号相关联的触摸位置坐标并将其发送到主机(7)。
2.根据权利要求1所述的一种具有语音控制功能的触摸识别装置,其特征在于,所述语音处理及控制单元(3)在语音控制命令预设的状态下,将从触摸感应装置(2)接收的触摸位置坐标与同时从麦克风(5)接收的语音信号形成语音-位置坐标的关联信息一同存储。
3.根据权利要求2所述的一种具有语音控制功能的触摸识别装置,其特征在于,所述语音控制命令预设的状态通过如下方式进入:所述语音处理及控制单元(3)通过所述触摸感应装置(2)实时发送的触摸位置坐标确定有触摸物触摸到菜单上持续一个预定的时间。
4.根据权利要求3所述的一种具有语音控制功能的触摸识别装置,其特征在于,所述语音处理及控制单元(3)接收到触摸感应装置(2)发送的触摸位置坐标后,判断该触摸位置坐标是否持续一个预定的时间,如果是,从麦克风(5)接收语音信号,将所述语音信号与所述触摸位置坐标形成语音-位置坐标的关联信息并存储;如果否,将触摸位置坐标发送到主机。
5.根据权利要求2所述的一种具有语音控制功能的触摸识别装置,其特征在于,所述语音处理及控制单元(3)包括如下处理流程:
S1、语音处理及控制单元(3)接收到麦克风(5)发送的语音信号;
S2、判断是否同时接收到触摸位置坐标,且该触摸位置坐标是否持续了一个预定的时间,如果是,进入S3;否则进入S4;
S3、将语音信号与所述触摸位置坐标形成语音-位置坐标的关联数据并存储,结束流程;
S4、在语音信号与触摸位置坐标的关联数据中进行语音信号的匹配;判断是否有匹配的语音信号,如果是,进入S5;否则进入S6;
S5、将与匹配的语音信号关联的触摸位置信息发送到主机;
S6、丢弃语音信号,不做处理。
6.根据权利要求2所述的一种具有语音控制功能的触摸识别装置,其特征在于,所述语音处理及控制单元(3)将接收时间段包含触摸动作时间的语音信号丢弃。
7.根据权利要求2所述的一种具有语音控制功能的触摸识别装置,其特征在于,所述语音处理及控制单元(3)包括微控制单元(4)和语音处理装置(6);所述微控制单元(4)连接触摸感应装置(2)和语音处理装置(6),并具有一个用于连接主机的主机接口;所述语音处理装置(6)连接麦克风(5);
所述语音处理装置(6),如果收到所述微控制单元(4)发送的触摸位置坐标信息,则开始接收麦克风(5)发送的语音信号,将接收到的语音信号与所述触摸位置坐标形成语音-触摸位置坐标的关联信息并储存;接收麦克风(5)发送的语音信号,将语音信号在所述关联信息中进行匹配,查找匹配的语音信号,提取与其关联的触摸位置坐标发送到微控制单元(4);
所述微控制单元(4),在语音控制命令预设的状态下,将从触摸感应装置接收的触摸位置坐标发送到所述语音处理装置(6);在非语音控制命令预设的状态下,将从触摸感应装置接收的触摸位置坐标发送到主机;接收到所述语音处理装置(6)发送触摸位置坐标后直接转发到主机。
8.根据权利要求2所述的一种具有语音控制功能的触摸识别装置,其特征在于,所述语音处理及控制单元(3)包括微控制单元(4)和语音处理装置(6);所述微控制单元(4)连接触摸感应装置(2)和语音处理装置(6),并具有一个用于连接主机的主机接口;所述语音处理装置(6)连接麦克风(5);
所述语音处理装置(6),收到微控制单元(4)发送的语音控制命令预设的命令,则接收麦克风(5)发送的语音信号,将接收到的语音信号赋予相关联的代码形成语音-代码关联信息并存储,并将相关联的代码发送到微控制单元(4);
收到麦克风(5)发送的语音信号,将语音信号在存储的语音-代码关联信息中进行匹配,查找匹配的语音信号,提取相关联的代码发送到微控制单元(4);
所述微控制单元(4),在语音控制命令预设的状态下,将语音控制命令预设的命令发送到所述语音处理装置(6),从所述语音处理装置(6)接收反馈的代码,将从所述触摸感应装置(2)接收的触摸位置坐标和所述代码相关联,形成坐标-代码关联信息并存储;
在非语音控制命令预设的状态下,将从所述触摸感应装置(2)接收的触摸位置坐标直接转发到主机(7);收到所述语音处理装置(6)发送代码后,在坐标-代码关联信息中查找相应的代码,并将与该代码相关联的坐标发送到主机(7)。
9.一种人机交互设备,包括如权利要求1-8中任一项所述的一种具有语音控制功能的触摸识别装置。
10.一种带触摸屏终端的语音控制方法,包括如下步骤:
步骤1)将菜单的语音控制命令与菜单的坐标关联形成关联信息并存储;
步骤2)收到语音控制命令后,在所述关联信息中匹配,将匹配的语音控制命令所关联的坐标发送到主机。
11.根据权利要求9所述的一种语音控制方法,其特征在于,
所述步骤1)在语音控制命令预设状态下进行。
12.根据权利要求10所述的一种语音控制方法,其特征在于,
所述语音控制命令预设状态通过触摸菜单持续一个预定的时间进行启动。
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