CN106155361B - 用于基线管理的处理系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及热基线驰豫。一种用于基线管理的处理系统包括传感器模块，传感器模块包括耦合到多个传感器电极的传感器电路。该传感器模块配置成利用该多个传感器电极中的至少一部分传送发射器信号以及接收结果信号。该处理系统包括确定模块，其可操作地连接到该多个传感器电极并配置成从结果信号获得互电容性图像，基于该互电容性图像生成第一热度量，以及基于该第一热度量确定热速率。该确定模块进一步配置成根据该热速率更新接近基线以获得所更新基线。

Description

用于基线管理的处理系统和方法
技术领域
本发明大体上涉及电子装置。
背景技术
包括接近传感器装置(也称触摸板或触摸传感器装置)的输入装置广泛用在各种电子系统中。接近传感器装置典型地包括经常由表面区分的感测区域，在其中接近传感器装置确定一个或多个输入对象的出现、位置和/或运动。接近传感器装置可用于为电子系统提供接口。例如，接近传感器装置经常被用作较大型计算系统(如集成在或外接于笔记本或桌上型电脑的不透明触摸板)的输入装置。接近传感器装置也经常被用在较小型计算系统(如集成在蜂窝电话内的触摸屏)中。
发明内容
大体上，在一个方面，实施例涉及一种用于基线管理的处理系统。该处理系统包括传感器模块，其包括耦合到传感器电极的传感器电路。该传感器模块配置成利用该多个传感器电极中的至少一部分传送发射器信号以及接收结果信号。该处理系统包括确定模块，其可操作地连接到该多个传感器电极，并配置成从结果信号获得互电容性图像，基于该互电容性图像生成第一热度量，以及基于该第一热度量确定热速率。该确定模块进一步配置成根据该热速率更新接近基线以获得所更新基线。
大体上，在一个方面，实施例涉及用于基线管理的方法。该方法包括从结果信号获得互电容性图像，其中结果信号是从传感器电极接收，基于该互电容性图像生成第一热度量，以及基于该第一热度量确定热速率。该方法进一步包括根据该热速率更新接近基线以获得所更新基线。
大体上，在一个方面，实施例涉及一种输入装置，其包括配置成生成感测信号的传感器电极，以及连接到该多个传感器电极的处理系统。该处理系统配置成从该感测信号获得互电容性图像，基于该互电容性图像生成第一热度量，基于该第一热度量确定热速率，以及根据该热速率更新接近基线以获得所更新基线。
从以下的说明和随附的权利要求，本发明的其他方面将会变得显而易见。
附图说明
以下将结合附图一起描述本发明优选的示例实施例，其中类似的标号指示类似的元件，以及：
图1.1，1.2和2是包括根据本发明的实施例的输入装置的示例系统的框图。
图3和4示出根据本发明的一个或多个实施例的流程图。
具体实施方式
以下详细描述实质上仅仅是示例性的，并不意在限制本发明或本发明的应用和使用。而且，并没有通过在先的技术领域、背景技术、发明内容或以下详细描述中呈现的任何明确表述或暗示的理论进行约束的这种意图。
在以下本发明的实施例的详细描述中，阐述众多的特定细节以便提供对本发明的更加全面的理解。然而，对本领域普通技术人员显而易见的是，本发明可在没有这些特定细节的情况下实施。在其他示例中，没有详细描述公知的特征以避免不必要地复杂化本说明。
整个申请中，序数(如第一、第二、第三等)可被用作对元件(即在申请中的任何名词)的形容词。使用序数并不暗示或创建任何特定的元件的顺序，也不限制任何元件仅仅是单个元件，除非明确公开，如使用术语“在…之前”、“在…之后”、“单个”以及其他这样的专业术语。相反，使用序数是为了区分元件。作为示例，第一元件截然不同于第二元件，以及第一元件可包含多于一个元件并且在元件顺序中继承(或领先)第二元件。
本发明的各种实施例提供促进改进的可用性的输入装置以及方法。特别地，本发明的一个或多个实施例针对利用互电容性度量在电容性输入装置中检测热变化。基于热变化，更新影响输入对象是否被检测到的基线。换言之，电容性输入装置可在使用中温度增加而在不用时冷却下来。温度变化可导致不能反映输入对象的度量上的漂移。一个或多个实施例针对利用互电容性度量检测热变化，并且基于热变化修正基线，而不管输入对象是否被检测为正存在。
现在转到附图，图1.1是根据本发明的实施例的示例输入装置(100)的框图。输入装置(100)可配置成提供输入给电子系统(未示出)。如在本文档中所用，术语“电子系统”(或“电子装置”)泛指能够电子地处理信息的任何系统。电子系统的一些非限制性的示例包括所有尺寸和形状的个人电脑、如桌上型电脑、膝上型电脑、笔记本电脑、平板电脑、网页浏览器、电子书阅读器、以及个人数字助理(PDA)。其他示例的电子系统包括复合输入装置，如包括输入装置(100)和单独的操纵杆或按键开关的物理键盘。进一步的示例电子系统包括外设，如数据输入装置(包括远程控制和鼠标)，以及数据输出装置(包括显示屏和打印机)。其他示例包括远程终端、信息亭、以及视频游戏机器(如视频游戏控制台，便携式游戏装置，诸如此类)。其他示例包括通信装置(包括蜂窝电话，诸如智能电话)，以及媒体装置(包括录音机，编辑器，以及诸如电视机的播放器、机顶盒、音乐播放器、数码相框、以及数码相机)。此外，电子系统可以是输入装置的主机或从机。
输入装置(100)可实现为电子系统的一物理部分，或者可与电子系统物理地分离。进一步地，输入装置(100)的部分可以是电子系统的部件。例如，确定模块的所有或部件可被实现在电子系统的装置驱动器中。适当时，输入装置(100)可利用以下项的任何一个或多个与电子系统的部件通信：总线、网络、以及其他有线或无线互连。示例包括I2C、SPI、PS/2、通用串行总线(USB)、蓝牙、RF、以及IRDA。
在图1.1中，输入装置(100)示出为接近传感器装置(也称“触摸板”或“触摸传感器装置”)，其配置成感测由一个或多个输入对象(140)在感测区域(120)内提供的输入。示例输入对象包括手指和触控笔，如在图1.1内所示。整个说明书中，使用输入对象的单数形式。虽然使用单数形式，多个输入对象存在于感测区域(120)内。而且，哪一个特定输入对象处于感测区域内可随一个或多个手势的过程而改变。例如，第一输入对象可处于感测区域内以执行第一手势；随后，第一输入对象和第二输入对象可处于表面上感测区域，最后，第三输入对象可执行第二手势。为了避免不必要地复杂化本说明，使用输入对象的单数形式并且指代所有上面的变形。
感测区域(120)包含输入装置(100)之上、周围、之中和/或附近的任何空间，在其中输入装置(100)能够检测用户输入(如由一个或多个输入对象(140)提供的用户输入)。特定感测区域的尺寸、形状和位置可从一个实施例到另一个实施例大幅变化。
图1.2示出在本发明的一个或多个实施例中的输入装置(100)的示例感测区域(120)。如在图1.2中所示，在一些实施例中，感测区域(120)从输入装置(100)的表面沿一个或多个方向扩展到空间中直到信噪比阻碍足够精确的对象检测。在各种实施例中，这个感测区域(120)在特定方向上延伸的距离可以大约小于一毫米、数毫米、数厘米或更多，以及可根据所使用的感测技术类型和期望精度而大幅改变。感测区域(120)包含输入装置(100)之上、周围、之中和/或附近的任何空间，在其中输入装置(100)能够检测用户输入(如由一个或多个输入对象(140)提供的用户输入)。特定感测区域的尺寸、形状和位置可从一个实施例到另一个实施例大幅变化。在这些实施例中，感测区域可包括表面感测区域(170)和表面上感测区域(180)。
在很多实施例中，表面感测区域(170)对应于感测区域的一部分，其与输入装置(100)的输入表面(如触摸表面)相接触，和/或与耦合一定量的外加力或压力的输入装置(100)的输入表面相接触。这里，接触对应于在输入对象和输入表面之间的物理触摸。在各种实施例中，输入表面可由传感器电极位于其中的壳体表面来提供，由应用在传感器电极或任何壳体之上的面板来提供，等。在这个场景中，与输入表面的接触可对应于与传感器电极的壳体、面板或任何其他外壳的表面相接触。
相对照，在很多实施例中，表面上感测区域(180)对应于感测区域的一部分，其不涉及与输入表面的接触。换言之，表面上感测区域(180)不包括物理地触摸输入装置或物理地连接到输入装置的感测区域部分。表面上感测区域(180)区别于表面感测区域(170)，并与其不重叠。而且，尽管本文使用了术语表面和表面上，表面上感测区域(180)可以与表面感测区域(170)在角度上偏移。换言之，表面上感测区域(180)可包括能够由感测电极所测量以及区别于表面感测区域(170)且与其不重叠的任何区域。例如，表面上感测区域(180)可包括接近输入装置(100)并不接触输入表面的区域。在各种实施例中，表面感测区域(170)可进一步对应于靠近输入装置的输入表面的感测区域的部分，其中靠近输入表面的感测区域的部分不包括在表面上感测区域(180)内。在很多实施例中，表面感测区域(170)对应于感测区域(120)的第一部分，而表面上感测区域(180)对应于感测区域的第二部分，其中感测区域(120)的第一部分介于输入装置(100)的表面和感测区域的第二部分之间。而且，在一个实施例中，表面感测区域(170)和表面上感测区域(180)是可配置的参数，使得包括在每一个内的感测区域的部分是可配置的参数。
返回图1.1，输入装置(100)可利用传感器组件和感测技术的任何组合来检测在感测区域(120)内的用户输入。输入装置(100)包括用于检测用户输入的一个或多个感测元件。作为若干非限制性示例，输入装置(100)可利用电容性、倒介电、电阻性、电感性、磁性、声、超声、和/或光学技术。
一些实现配置成提供跨越一维、二维、三维或更高维度空间的图像。一些实现配置成提供沿着特定轴或平面的输入投影。而且，一些实现可配置成提供一个或多个图像和一个或多个投影的组合。
在输入装置(100)的一些电阻性实现中，由一个或多个间隔元件将柔性且导电的第一层与导电的第二层分开。在操作期间，在层间创建一个或多个电压梯度。按压柔性的第一层可使其足够弯曲以创建两个层间的电接触，导致反映在层间的接触点的电压输出。这些电压输出可用于确定位置信息。
在输入装置(100)的一些电感性实现中，一个或多个感测元件获取由谐振线圈或线圈对感应的回路电流。电流的量级、相位和频率的某个组合然后可用于确定位置信息。
在输入装置(100)的一些电容性实现中，应用电压或电流以创建电场。附近输入对象引起电场改变，并产生电容性耦合的可检测改变，其就可作为电压、电流等的改变而被检测。
一些电容性实现使用电容性感测元件的阵列或其他规则或不规则的图案来创建电场。在一些电容性实现中，独立感测元件可欧姆地短接在一起以形成更大的传感器电极。一些电容性实现利用电阻片，其可以是电阻均匀的。
一些电容性实现利用基于传感器电极与输入对象之间的电容性耦合的变化的“自电容”(或“绝对电容”)感测方法。在各种实施例中，传感器电极附近的输入对象改变传感器电极附近的电场，从而改变量得的电容性耦合。在一个实现中，绝对电容感测方法通过相对于基准电压(例如，系统地)调制传感器电极，以及通过检测传感器电极与输入对象之间的电容性耦合，来进行操作。参考电压可以是大体上恒定电压或者可变电压以及在各种实施例中；参考电压可以是系统地。利用绝对电容感测方法所获得的度量可以被称为绝对电容性度量。
一些电容性实现利用基于传感器电极之间的电容性耦合的变化的“互电容”(或“跨电容”)感测方法。在各种实施例中，传感器电极附近的输入对象改变传感器电极之间的电场，从而改变量得的电容性耦合。在一个实现中，互电容感测方法通过检测在一个或多个发射器传感器电极(也是“发射器电极”或“发射器”)和一个或多个接收器传感器电极(也是“接收器电极”或“接收器”)之间的电容性耦合，来进行操作。发射器传感器电极可相对于基准电压(例如，系统地)来调制以传送发射器信号。接收器传感器电极可相对于基准电压保持大体恒定以促进结果信号的接收。基准电压可以是大体上恒定的电压并且在各种实施例中，基准电压可以是系统地。在一些实施例中，发射器传感器电极可以都被调制。发射器电极可相对于接收器电极来调制以传送发射器信号并促进结果信号的接收。结果信号可包括对应于一个或多个发射器信号和/或对应于一个或多个环境干扰源(例如其他电磁信号)的影响。该影响可以是发射器信号，由一个或多个输入对象和/或环境干扰引起的发射器信号的变化，或其他这类影响。传感器电极可为专用的发射器或接收器，或者可配置成既传送又接收。利用互电容感测方法所获得的度量可以被称为互电容度量。
而且，传感器电极可以是各种形状和/或尺寸的。同样的形状和/或尺寸的传感器电极可以在或可以不在相同的组。例如，在一些实施例中，接收器电极可以是相同形状和/或尺寸的，而在其他实施例中，接收器电极可以是可变的形状和/或尺寸。
在图1.1中，处理系统110示出为输入装置100的部件。处理系统110配置成操作输入装置100的硬件来检测感测区域120中的输入。处理系统110包括一个或多个集成电路(IC)和/或其他电路组件的部分或全部。例如，用于互电容传感器装置的处理系统可包括配置成以发射器传感器电极来传送信号的发射器电路，和/或配置成以接收器传感器电极来接收信号的接收器电路。进一步地，用于互电容传感器装置的处理系统可以包括配置成将绝对电容信号驱动至传感器电极上的驱动器电路，和/或配置成以那些传感器电极来接收信号的接收器电路。在一个或多个实施例中，用于组合互电容和绝对电容传感器装置的处理系统可以包括上述互电容和绝对电容电路的任何组合。在一些实施例中，处理系统110还包括电子可读指令，诸如固件代码、软件代码等。在一些实施例中，组成处理系统110的组件定位在一起，诸如在输入装置100的感测元件附近。在其他实施例中，处理系统110的组件在物理上是独立的，其中一个或多个组件靠近输入装置100的感测元件，而一个或多个组件在别处。例如，输入装置100可为耦合到计算装置的外设，并且处理系统110可包括配置成在计算装置的中央处理单元上运行的软件以及与该中央处理单元分离的一个或多个IC(或许具有关联的固件)。作为另一示例，输入装置100可物理地集成在移动装置中，并且处理系统110可包括作为该移动装置的主处理器的一部分的电路和固件。在一些实施例中，处理系统110专用于实现输入装置100。在其他实施例中，处理系统110也执行其他功能，诸如操作显示屏、驱动触觉制动器等。
处理系统110可实现为处理处理系统110的不同功能的一组模块。每一模块可包括作为处理系统110的一部分的电路、固件、软件或它们的组合。在各种实施例中，可使用模块的不同组合。例如，如在图1.1中所示，处理系统110可包括确定模块150和传感器模块160。确定模块150可包括以下功能：确定何时至少一个输入对象处于感测区域中、确定信噪比、确定输入对象的位置信息、识别手势、基于手势、手势或其他信息的组合确定要执行的动作、和/或执行其他操作。
传感器模块160可包括驱动感测元件以传送发射器信号和接收结果信号的功能。例如，传感器模块160可包括耦合到感测元件的传感器电路。传感器模块160可包括，例如发射器模块和接收器模块。发射器模块可包括耦合到感测元件的发射部分的发射器电路。接收器模块可包括耦合到感测元件的接收部分的接收器电路以及可包括接收结果信号的功能。
虽然图1.1仅仅显示了确定模块150和传感器模块160，根据本发明的一个或多个实施例，也可能存在备选或附加模块。这些备选或附加模块可对应于截然不同的模块或子模块，而不是上面讨论模块的一个或多个。示例备选或附加模块包括用于操作如传感器电极和显示屏的硬件的硬件操作模块、用于处理如传感器信号和位置信息的数据的数据处理模块、用于报告信息的报告模块、以及配置成识别手势的识别模块。所识别的手势可包括，例如模式改变手势，以及用于改变操作模式的模式改变模块。进一步，各种模块可被组合在独立集成电路中。例如，第一模块可至少部分地包括在第一集成电路内，而独立模块可至少部分地包括在第二集成电路内。进一步地，单个模块的各个部分可跨越多个集成电路。在一些实施例中，处理系统作为整体可执行各个模块的操作。
在一些实施例中，处理系统110通过引起一个或多个动作来直接响应在感测区域120中的用户输入(或没有用户输入)。示例动作包括变更操作模式，以及诸如光标移动、选择、菜单导航和其他功能的图形用户界面(GUI)动作。在一些实施例中，处理系统110向电子系统的某个部件(例如，向与处理系统110分离的电子系统的中央处理系统，如果这样一个独立的中央处理系统存在的话)提供关于输入(或没有输入)的信息。在一些实施例中，电子系统的某个部件处理从处理系统110接收的信息以按用户输入进行动作，以致促进全范围的动作，包括模式变更动作和GUI动作。
例如，在一些实施例中，处理系统110操作输入装置100的感测元件来产生指示感测区域120中输入(或没有输入)的电信号。处理系统110在产生提供给电子系统的信息中，可对该电信号执行任何适量的处理。例如，处理系统110可对从传感器电极获得的模拟电信号进行数字化。作为另一示例，处理系统110可执行滤波或其他信号调节。作为又一示例，处理系统110可减去或以其他方式计及基线，以使得信息反映电信号和基线之间的差异。作为另一些示例，处理系统110可确定位置信息，将输入识别为命令，识别笔迹等。
本文使用的“位置信息”广义地包含绝对位置、相对位置、速度、加速度和其他类型的空间信息。示例性的“零维”位置信息包括近/远或接触/非接触信息。示例性的“一维”位置信息包括沿轴的位置。示例性的“二维”位置信息包括在平面中的运动。示例性的“三维”位置信息包括在空间中的瞬时或平均速度。进一步的示例包括空间信息的其他表示。也可确定和/或存储关于一种或多种类型位置信息的历史数据，包括，例如随时间追踪位置、运动、或瞬时速度的历史数据。
在一些实施例中，输入装置100采用由处理系统110或由某个其他处理系统操作的附加输入组件来实现。这些附加输入组件可为感测区域120中的输入提供冗余的功能性，或某个其他功能性。图1.1示出感测区域120附近的按钮130，其能够用于促进使用输入装置100的项目的选择。其他类型的附加输入组件包括滑块、球、轮、开关等。相反地，在一些实施例中，输入装置100可在没有其他输入组件的情况下实现。
一些实施例中，输入装置100包括触摸屏界面，并且感测区域120与显示装置160的显示屏的有源区的至少一部分重叠。例如，输入装置100可包括覆盖该显示屏的、大体透明的传感器电极，以及为关联的电子系统提供触摸屏界面。该显示屏可以是能向用户显示可视界面的、任何类型的动态显示器，并可包括任何类型的发光二极管(LED)、有机LED(OLED)、阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)、等离子体、电致发光(EL)，或其他显示技术。输入装置100和显示屏可共用物理元件。例如，一些实施例可将相同电组件的一些用于显示及感测。在各种实施例中，显示装置的一个或多个显示电极可配置用于显示更新及输入感测两者。作为另一示例，显示屏可部分或整个地由处理系统110操作。
应理解，尽管本技术的许多实施例在完全功能设备的上下文中描述，本发明的机理能够作为采用多种形式的程序产品(例如软件)来被分配。例如，本发明的机理可作为电子处理器可读取的信息承载介质(例如，可由处理系统110读取的、非暂时性计算机可读和/或可记录/可写的信息承载介质)之上的软件程序来实现及分配。另外，无论用于执行分配的介质的特定类型，本发明的实施例同样地适用。例如，采用执行本发明实施例的计算机可读程序代码形式的软件执行可全部或部分地、暂时或永久地储存在非暂时性计算机可读存储介质上。非暂时性、电子可读介质的示例包括各种光盘、物理存储器、存储器、存储棒、存储卡、存储模块或任何其他计算机可读存储介质。电子可读介质可基于闪速、光、磁、全息、或任何其他存储技术。
虽然图1.1未示出，处理系统、输入装置、和/或主机系统可包括一个或多个计算机处理器、关联的存储器(如随机访问存储器(RAM)、高速缓冲存储器、闪速存储器等)、一个或多个存储装置(如硬盘、诸如光盘(CD)驱动器或数字多功能光盘(DVD)驱动器的光学驱动器、闪存条等)、以及众多的其他元件和功能。计算机处理器可以是用于处理指令的集成电路。例如，计算机处理器可以是处理器的一个或多个核、或微核。而且，一个或多个实施例的一个或多个元件可位于远程位置并通过网络连接到其他元件。进一步，本发明的实施例可被实现在具有若干节点的分布式系统上，其中本发明的每一部分可位于分布式系统内的不同节点上。在本发明的一个实施例中，节点对应于截然不同的计算装置。备选地，节点可对应于具有关联物理存储器的计算机处理器。节点可备选地对应于具有共享存储器和/或资源的计算机处理器或计算机处理器的微核。
尽管图1.1示出了组件的配置，在不脱离本发明的范围的情况下也可使用其他配置。例如，可组合各种组件以创建单个组件。作为另一示例，由单个组件执行的功能可由二个或更多组件执行。
图2示出根据本发明的一个或多个实施例的系统的框图。如在图2中所示，系统包括存储器(200)和确定模块(202)。将在下面讨论这二个组件。
存储器(200)对应于用于存储数据的任何硬件和/或软件存储机制。例如，存储器可对应于硬件寄存器、数据结构或任何其他存储机制或其组合。存储器(200)包括以下功能：存储基线(204)、热状态(206)、窗口尺寸(208)、窗口长度(210)、阈值(212)、以及热速率(214)。下面将描述这些中的每一个。
在本发明的一个或多个实施例中，基线(204)是当没有输入对象被检测到时，表示感测区域的所估计背景电容的一组值。换言之，基线(204)包括调整每一个电容性度量来计及电容性输入装置的噪音和热变化的单独值。基线可与定义基线驰豫的驰豫速率相关联。在本发明的一个或多个实施例中，基线驰豫涉及从一基线到另一基线的转换。基线驰豫调整基线来计及基于热变化、环境或其他操作条件变化的、背景电容的改变。换言之，可通过根据电容性度量的函数更新当前基线来执行基线驰豫。基线驰豫速率是这样的变化率，其中基线(204)以该变化率被更新以计及根据某些实施例的变化。
在本发明的一个或多个实施例中，热状态(206)是变量，其保持表示电容性输入装置中的所检测热度量的值。在本发明的一个或多个实施例中，热状态的值是在帧窗口内的若干帧的平均。根据本发明的一个或多个实施例，热状态提供用于从先前窗口保持平均的机制。
每一帧是一时间窗口，在其中关于任何输入对象的存在执行感测区域的状态的单次捕获。在一帧期间，任何和所有的输入对象可近似于为静止的。换言之，感测帧的时间窗口如此短以至于对人类操作者而言实际上是瞬时的。在本发明的一个或多个实施例中，在帧的最后，可传送报告给处理系统的其他组件、输入装置、主机系统、或其他装置、或其组合。每一报告包括关于在感测区域内的任何输入对象的位置信息。
在本发明的一个或多个实施例中，窗口尺寸(208)是在确定是否改变基线的驰豫速率之前的帧的数量。换言之，在一些实施例中，不是经常地调整驰豫速率，而是每隔所定义的帧数量(由窗口尺寸(208)定义)来调整驰豫速率。在本发明的一个或多个实施例中，窗口尺寸(208)是可配置的。在其他实施例中，窗口尺寸(208)是静态值。在其他实施例中，驰豫速率可以经常调整。窗口长度(210)是针对在当前窗口中已获得的度量的帧的数量。
在本发明的一个或多个实施例中，阈值(212)是表示在驰豫速率被调整来计及热变化之前热变化的最小量的值。在本发明的一个或多个实施例中，阈值是可配置的。在其他实施例中，阈值是静态值。
在本发明的一个或多个实施例中，热速率(214)是要执行的调整量。换言之，热速率是定义在所定义的时间段内要执行的调整量的所计算值。
继续参考图2，确定模块(202)包括基线管理器(216)和输入对象检测器(218)。基线管理器(216)包括管理基线(204)的功能。特别地，基线管理器(216)包括以下功能：基于互电容性度量确定热变化、确定热速率(214)用于更新基线(204)以及据此更新基线(204)。下面将参考图4讨论基线的管理。
输入对象检测器(218)包括利用当前基线在感测区域内检测输入对象的功能。换言之，输入对象检测器(218)包括以下功能：获得感测区域的度量、基于当前基线调整度量、以及利用度量确定在感测区域内的任何输入对象的位置信息。下面将参考图3讨论检测输入对象。
图3和4示出根据本发明的一个或多个实施例的流程图。尽管按顺序提出并描述在这些流程图中的各个步骤，但是本领域普通技术人员将会理解这些步骤的一些或所有可以按不同顺序执行、可被组合或省略、以及这些步骤的一些或所有可并行执行。而且，可主动或被动地执行这些步骤。例如，根据本发明的一个或多个实施例，一些步骤可利用轮询执行或被中断驱动。作为示例，确定步骤可能不要求处理器处理指令，除非接收到中断来表示根据本发明的一个或多个实施例条件存在。作为另一示例，确定步骤可通过执行测试来执行，诸如检查数据值以测试该值是否与根据本发明的一个或多个实施例的所测试条件一致。
图3示出根据本发明的一个或多个实施例的用于检测输入对象的流程图。在一些实施例中，可省略在图3中描述步骤的一个或多个。在步骤301，获得对应于帧的概图。获得概图可包括确定所测量数据值，其对应于利用每一传感器电极接收的结果信号(或感测信号)。可立刻或经过一时间跨度接收结果信号(或感测信号)。例如，传感器电极可在一时刻接收结果信号以及在一时刻输出对应的所测量数据值。作为另一示例，传感器电极可逐行或逐列地接收结果信号并输出对应的数据。一旦确定了所测量数据值，所测量数据值可被分组到概图中。在本发明的一个或多个实施例中，在获得概图前，可对或可不对所测量数据值或对概图执行预处理。
术语“概图”按一般含义以及在各种实施例中在本文所用。虽然如对应于数据的模拟表示的那样来示出和讨论概图，但是这并不意在作为限制，并且它们也可以是离散值。而且，概图也可被备选地称作投影或组合度量。
在步骤303，根据本发明的一个或多个实施例，基于基线调整概图。在本发明的一个或多个实施例中，可基于在基线中的对应值调整概图中的每个值。可对概图应用空间和/或时间滤波以降低噪声。
在步骤305，获得感测区域内任何输入对象的位置信息。特别地，确定模块，例如通过利用所调整概图为概图计算信噪比，获得位置信息。如果信噪比满足检测阈值，那么可确定一个或多个输入对象存在。获得位置信息可包括当多个峰值存在时在空间上分割概图，并且针对每一个分段，识别每一个峰的位置。可执行附加动作以识别感测区域内任何输入对象的位置。
在步骤307，报告位置信息。在本发明的一个或多个实施例中，确定模块可直接或间接报告位置信息给操作系统。例如，如果确定模块在输入装置上，那么确定模块可报告位置信息给固件，其报告位置信息给操作系统。作为另一示例，如果确定模块整个或部分在固件上，那么确定模块可报告位置信息给操作系统。
在步骤309，基于所计算位置信息执行动作。动作可以改变应用和/或主机装置的状态。例如，动作可改变图形用户界面(GUI)的显示，诸如显示光标或指针已经移动、显示高亮的某个GUI组件、执行由对应于位置的GUI组件所定义的动作(如转换到另一屏幕、打电话或执行另一GUI组件定义的动作)、或执行另一动作。
图4示出根据本发明一个或多个实施例的用于基于热漂移的基线管理的流程图。在本发明的一个或多个实施例中，在执行图4中显示步骤的至少一些前，可初始化或重置状态的至少一些，诸如窗口长度、变化率以及窗口平均。另外，在一些实施例中，可省略图4中描述步骤的一个或多个。
在步骤401中，获得感测区域的互电容性图像。例如，传感器模块可触发发射器电极来传送发射器信号。可由接收器电极接收结果信号。可从结果信号获得度量。可对度量执行预处理以获得电容性图像。
在步骤403中，可从互电容性图像创建热度量。在一个或多个实施例中，将数学函数应用到互电容性图像中的度量以获得热度量的值。例如，数学函数可以为互电容性图像中的度量的平均。在不背离本发明范围的情况下可应用其他数学函数。
进一步地，在本发明的一个或多个实施例中，聚合值是与绝对度量有关的。换言之，聚合值是互电容性度量对热变化的响应度的指示。聚合值是与绝对电容性度量有关以确定热变化对绝对电容性度量的影响。这个关系可以通过相乘的一因子、加法或减法因子、或通过一个或多个数学操作。例如基于实验来确定这个关系。例如，采用特定输入装置的实验可定义在互电容性度量中反映的热变化和在绝对电容性度量中反映的热变化之间的关系。
尽管没在上面提出，但是可获得多个热度量，而不是对于感测区域的单个热度量。例如，可获得互电容性图像沿着每个轴的投影。类似于上面的，可基于在互电容性图像的投影中的对应值获得对于绝对电容性感测的热度量。换言之，对于一个或多个点的每一分组，在概图中的一个或多个点可被映射到投影中的对应点，并且对于概图中的该一个或多个点可确定热度量。对于一个或多个点的每一分组独立执行随后的处理。从而，一个或多个实施例能够计及在热变化中的空间变化，诸如当感测区域的中心或边缘快速变热或冷却而感测区域的剩余部分保持或接近均衡时。
在步骤405中，将滤波器应用到热度量以获得所过滤度量。例如，一个或多个滤波器可包括低通或带通滤波器。低通滤波器可用于移除噪声。带通滤波器可用于最小化瞬态反应。是否执行步骤405可依赖于滤波过程所引入噪声和延迟。特别地，如果环境受到更多噪声影响，可以应用更多的滤波。如果滤波引入了超过阈值量的延迟，则可以应用较少滤波。
在步骤407中，根据本发明的一个或多个实施例针对所过滤度量获得窗口平均。对于起始帧，窗口平均可以是最初获得的所过滤度量。在第一帧之后，可计算窗口平均作为在前窗口平均和当前所过滤度量的函数。例如，窗口平均可等于(((L-1)/L)*P)+(C/L)，其中L是窗口长度，P是在前窗口平均，以及C是当前所过滤度量。在不背离本发明的范围的情况下可利用用于计算窗口平均的其他技术。
在步骤409中，根据本发明的一个或多个实施例，作出关于窗口长度是否等于窗口尺寸的确定。如果窗口长度不等于窗口尺寸，则不更新驰豫速率。换言之，在步骤425中，根据当前驰豫速率调整基线，若有的话。对于以步骤401开始的下一帧可重复图4的步骤。在这阶段，当重复图4的步骤时可以不重置状态。备选地，如果窗口长度等于窗口尺寸，则流程可继续到确定是否基于窗口平均来更新基线。
在步骤411中，根据本发明的一个或多个实施例作出关于是否初始化热状态的确定。换言之，作出关于值是否已针对热状态来设置的确定。在本发明的一个或多个实施例中，对于初始窗口，诸如当基线管理器最初被启动时，启动热基线管理，或在基线管理器的重置之后，或其他时间，热状态不进行初始化并且流程前进到步骤413。
如果热状态尚未被初始化，则在步骤413中热状态可被初始化到窗口平均。换言之，热状态的初始值可以是当前窗口的窗口平均。进一步地，在步骤415中设置热速率等于零。从而，当在步骤417中计算驰豫速率时，不执行驰豫并且在步骤425中不调整基线。
备选地，如果在步骤411中，对热状态进行初始化，诸如在初始窗口后，流程可前进到步骤419中以获得变化率。在步骤419中，计算变化率为窗口平均减去热状态。换言之，变化率反映了热值从在前窗口的改变。
在步骤421中，作出关于变化率的绝对值是否满足阈值的确定。当变化率的绝对值严格大于或大于等于阈值时，变化率的绝对值可满足阈值。通过利用绝对值，一个或多个实施例可触发基线调整而不管温度是增加还是降低。
如果变化率的绝对值不满足阈值，则可确定没有热变化存在。在这种场景中，可在步骤415中设置热速率为零。从而，当在步骤417中计算驰豫速率时，不执行驰豫并且在步骤425中不调整基线。
备选地，如果变化率的绝对值满足阈值，则流程前进到步骤423以触发对驰豫速率的更新。在步骤423，设置热速率等于变化率，以及设置热状态等于窗口平均。换言之，变化率可用于定义对基线的调整量。进一步地，更新热状态以便根据本发明的一个或多个实施例跟踪在前窗口平均用于下一窗口。
在步骤417中，可设置驰豫速率为热速率除以窗口尺寸。进一步地，在步骤425中，根据本发明的一个或多个实施例，根据驰豫速率调整基线。当在若干帧的过程期间调整基线时，可重复图4的步骤。
调整基线可如下执行。设置驰豫量等于增量(delta)乘以驰豫速率和增量的绝对值中的最小值，其中增量表示在基线调整“增量”概图中的值。通过将当前基线加到驰豫量来调整基线以获得新的基线。从而，利用所调整基线，输入对象可以被检测到而不管度量中是否存在热漂移以及输入对象是否在感测区域内。
尽管图4示出用于基线管理的一个示例流程，但是在不背离本发明的范围的情况下各种变形可以存在并被使用。例如，可在步骤417中使用不同的等式来计算驰豫速率。作为更加具体的示例，可另外地基于与热度量无关联的其他因子来计算驰豫速率。作为另一个示例，设置热状态到窗口平均而不管变化率的绝对值是否满足阈值。从而，图4仅仅示出用于基于热变化的基线管理的示例实施例。在不背离权利要求的范围的情况下，未显示的其他实施例也存在并且可被使用。
以下示例仅仅用于说明性目的，并不意在限制本发明的范围。以下表格示出用户使用输入装置、引起触摸屏温度增加以及进行由基线驰豫所产生的动作的示例时间线。在以下示例中，考虑在其中设置阈值为二以及设置窗口尺寸等于六十的场景。阈值和窗口尺寸的值仅仅是用于示例目的。
表1：示例
Figure GDA0003028939560000191
如在示例表中所示，在时间0，用户开启用户的输入装置。当用户启动装置时，窗口平均、变化率、热速率、热状态、以及驰豫速率都等于0。在时间1，用户使用装置来开始玩悬停游戏。换言之，手指存在于感测区域内。悬停游戏的使用仅仅用于示例目的。可能存在可引起装置变热的任何动作。进一步地，装置开始变热，因此需要驰豫来补偿温度改变。
对于时间1，在变热的过程之中，考虑在其中计算窗口平均为3的场景。变化率，或窗口平均减去时间0的热状态为3。因为3比作为阈值的2更大，更新驰豫速率。从而，驰豫速率被设为热速率(即示例中的3)除以窗口尺寸(即示例中的60)。换言之，基线驰豫速率被设置为3/60。
继续示例，在时间2，用户停止玩游戏并且输入装置开始冷却。在时间2的示例中，考虑在其中确定窗口平均为0.5的场景。从而，变化率是-2.5。因为2.5大于2，热速率是-2.5并且结果驰豫速率是-2.5/60。换言之，在下个60帧的过程期间，以-2.5/60每帧的速率来更新基线。
在时间3，用户已经停止玩游戏有一会了，以及装置进入均衡状态。确定窗口平均为0.1以及从时间2的变化率为-0.4。因为0.4小于2，不执行驰豫。换言之，驰豫速率被设置为0。
如在示例中所示，一个或多个实施例提供基于互电容性度量而不管输入对象是否存在来确定热变化的机制。然后使用热变化来确定驰豫速率以更新基线用于绝对电容性度量。
上面的示例仅仅是举例。在示例中的数字仅仅用于示例目的，并不意在限制本发明的范围。特别地，所用的实际值可能与示例中示出的那些很大程度不同。
从而，提出本文阐述的实施例和示例以便最好地解释本发明以及其特定应用，从而使得本领域技术人员能够实现和使用本发明。然而，本领域技术人员将会认识到前述描述和示例仅仅为了说明和示例的目的而提出。所阐述的描述并不意在是穷尽性的或将本发明限定到所公开的精确形式。
虽然已相对于有限数量的实施例描述了本发明，本领域技术人员，在受益于本公开的情况下，将会认识到能够设计出其他实施例，其不会背离本文所公开的本发明的范围。据此，本发明的范围应该仅仅由所附的权利要求来限定。

Claims (20)

1.一种用于基线管理的处理系统，包括：
传感器模块，包括耦合到多个传感器电极的传感器电路，所述传感器模块配置成利用所述多个传感器电极中的至少一部分传送发射器信号以及接收结果信号；以及
确定模块，可操作地连接到所述多个传感器电极并配置成：
从所述结果信号获得互电容性图像，
基于所述互电容性图像生成第一热度量，
基于所述第一热度量确定热速率，其中所述热速率是在定义的时间段内对所述基线要执行的调整量，以及
根据所述热速率更新接近基线以获得所更新基线。
2.如权利要求1所述的处理系统，其中所述确定模块进一步配置成：利用所述所更新基线在感测区域内执行输入对象检测。
3.如权利要求1所述的处理系统，其中所述确定模块进一步配置成：至少从所述第一热度量确定第一聚合值，其中确定所述热速率是基于所述第一聚合值来执行。
4.如权利要求3所述的处理系统，其中确定所述第一聚合值包括：
将滤波器应用到所述第一热度量以获得所过滤度量，其中所述热速率是基于所述所过滤度量。
5.如权利要求3所述的处理系统，其中确定所述第一聚合值包括：
执行多个热度量的窗口平均化以获得窗口平均，
其中所述多个热度量是从多个互电容性图像获得。
6.如权利要求5所述的处理系统，其中所述确定模块进一步配置成：
基于所述热速率和窗口尺寸确定驰豫速率，以及其中所述接近基线是根据所述驰豫速率来更新。
7.如权利要求3所述的处理系统，其中所述确定模块进一步配置成：
获得在所述第一聚合值和第二聚合值之间的变化率，其中所述第二聚合值是基于先于所述第一热度量获得的第二热度量，
确定所述变化率满足阈值，
其中确定所述热速率包括基于满足所述阈值的所述变化率设置所述热速率等于所述变化率。
8.一种用于基线管理的方法，包括：
从结果信号获得互电容性图像，其中所述结果信号是从传感器电极接收；
基于所述互电容性图像生成第一热度量；
基于所述第一热度量确定热速率，其中所述热速率是在定义的时间段内对所述基线要执行的调整量；以及
根据所述热速率更新接近基线以获得所更新基线。
9.如权利要求8所述的方法，进一步包括：
利用所述所更新基线在感测区域内执行输入对象检测。
10.如权利要求8所述的方法，进一步包括：
至少从所述第一热度量确定第一聚合值，其中确定所述热速率是基于所述第一聚合值来执行。
11.如权利要求10所述的方法，其中确定所述第一聚合值包括：
将滤波器应用到所述第一热度量以获得所过滤度量，
其中所述热速率是基于所述所过滤度量。
12.如权利要求10所述的方法，其中确定所述第一聚合值包括：
执行多个热度量的窗口平均化以获得窗口平均，
其中所述多个热度量是从多个互电容性图像获得。
13.如权利要求12所述的方法，其中更新所述接近基线包括：
基于所述热速率和窗口尺寸确定驰豫速率，并且其中所述接近基线是根据所述驰豫速率来更新。
14.如权利要求10所述的方法，进一步包括：
获得在所述第一聚合值和第二聚合值之间的变化率，其中所述第二聚合值是基于先于所述第一热度量获得的第二热度量，
确定所述变化率满足阈值，
其中确定所述热速率包括基于满足所述阈值的所述变化率设置所述热速率等于所述变化率。
15.一种输入装置，包括：
多个传感器电极，配置成生成感测信号；以及
处理系统，连接到所述多个传感器电极并且配置成：
从所述感测信号获得互电容性图像，
基于所述互电容性图像生成第一热度量，
基于所述第一热度量确定热速率，其中所述热速率是在定义的时间段内对基线要执行的调整量，以及
根据所述热速率更新接近基线以获得所更新基线。
16.如权利要求15所述的输入装置，其中所述处理系统进一步配置成：
至少从所述第一热度量确定第一聚合值，其中确定所述热速率是基于所述第一聚合值来执行。
17.如权利要求16所述的输入装置，其中确定所述第一聚合值包括：
将滤波器应用到所述热度量以获得所过滤度量，
其中所述热速率是基于所述所过滤度量。
18.如权利要求16所述的输入装置，其中确定所述第一聚合值包括：
执行多个热度量的窗口平均化以获得窗口平均，
其中所述多个热度量是从多个互电容性图像获得。
19.如权利要求18所述的输入装置，其中所述处理系统进一步配置成：
基于所述热速率和窗口尺寸确定驰豫速率，以及其中所述接近基线是根据所述驰豫速率来更新。
20.如权利要求16所述的输入装置，其中所述处理系统进一步配置成：
获得在所述第一聚合值和第二聚合值之间的变化率，其中所述第二聚合值是基于先于所述第一热度量获得的第二热度量，
确定所述变化率满足阈值，
其中确定所述热速率包括基于满足所述阈值的所述变化率设置所述热速率等于所述变化率。
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