CN109407961A - 基于特征识别的输入方法及输入系统 - Google Patents

Abstract

一种基于特征识别的输入方法，可用于对触控感测设备输入指令，其包含以下步骤：接触单元以组合式触控样态接触感测设备；触控感测设备辨识接触单元的部位特征以及组合式触控样态；以及，将部位特征及组合式触控样态比对触控感测设备中的一逻辑编码表，并根据比对结果产生指令。透过辨识接触单元的部位特征，配合组合式的触控样态可达到同时多人透过多维度编码逻辑输入多个指令的目的。

Description

基于特征识别的输入方法及输入系统

技术领域

本发明涉及一种基于特征识别的输入方法及输入系统；特别涉及一种可识别用户接触部位的特征，并以此特征配合组合式触控样态以产生指令的输入方法及输入系统。

背景技术

于机械或电子装置的控制领域中，人机交互设备乃是最基本的设备之一，用来对机械或电子装置输入指令并交换信息，常见的人机交互设备包含输入设备与输出装置。目前常见的输入设备其操作方式与介质包含击键、手写、触控、手势/姿势辨识、声音识别或OCR扫描等，其中又以通过手指敲击或触控的方式最为常见。通过手指敲击或触控的方式，通常是以按键或触控装置来实现。由于触控技术日益成熟，透过触控装置完成输入指令的动作已成为生活中随处可见的场景。

前述以手指敲击或触控的输入方式，通常是以一套输入设备来进行，例如一个输入键盘或一个提供触控按键的触控装置可控制一个机械或电子装置。然而，此种输入方式具有以下的缺点：一、单维度逻辑编码；二、于固定位置输入；以及三、一套输入设备无法实现多人同时以不同逻辑内容输入。

前述的一个键盘或一个触控装置通常只代表了一种逻辑输入，例如，键盘上的按键或触控装置上的虚拟按键提供了单一指令，此为单维度逻辑编码，故无法让多人同时使用同一个键盘或同一个触控装置进行不同逻辑输入。同时，按键及虚拟按键的位置需限定在键盘及触控装置上，用户仅能在固定位置上输入，例如，电梯的楼层输入与ATM的密码或功能输入等。因此，现有技术中的输入设备在使用上并不灵活。举例来说，若有一手部肢障或双手拿持大量物品的人进入电梯中，仅能请旁人帮忙输入电梯楼层，将造成使用者的不便。而于另一个例子中，现有技术中的ATM机受限于固定按键(或虚拟按键)及单维度逻辑编码，其他人只要知道卡片密码即可使用该卡片的功能，对用户身份辨识的强度不足。

因此，有必要发展一种能更灵活地进行输入的系统或方法，以解决现有技术的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的一个目的在于提供一种基于特征识别的输入方法，可用来对触控感测设备输入指令，其包含下列步骤：接触单元以组合式触控样态接触触控感测设备；触控感测设备辨识接触单元的部位特征与组合式触控样态；以及，将部位特征及组合式触控样态比对逻辑编码表，且根据比对结果产生指令。

其中，本发明的输入方法进一步包含下列步骤：接触单元以组合式触控样态接触触控感测设备的触控位置；触控感测设备辨识接触单元的部位特征、组合式触控样态及触控位置；以及，将部位特征、触控位置及组合式触控样态比对逻辑编码表，且根据比对结果产生指令。

其中，本发明的输入方法进一步包含下列步骤：接触单元以触控启动样态接触触控感测设备；触控感测设备辨识接触单元的部位特征及触控启动样态；以及，根据部位特征及触控启动样态启动输入指令功能，而输入指令功能可使触控感测设备能辨识组合式触控样态。

本发明的另一目的在于提供一种基于特征识别的输入系统，可通过组合式的触控操作样态输入指令，其包含触控感测设备及讯号处理装置，其中讯号处理装置电耦接触控感测设备。触控感测设备进一步具有触控面板及处理器，触控面板系用以供接触单元以组合式触控样态接触触控面板以产生触控讯号，处理器则用以根据触控讯号辨识接触单元的部位特征及组合式触控样态，且根据部位特征及组合式触控样态产生比对讯号。讯号处理装置将比对讯号与储存于处理装置中的逻辑编码表进行比对，并根据比对的结果产生指令。

其中，触控面板所产生的触控讯号包含接触单元接触该触控面板的触控位置的信息。

其中，触控面板是由压力感测材料形成。

其中，输入系统进一步包含一耦接讯号处理装置的控制装置以及一外部装置，控制装置可从处理装置接收指令，并根据该指令控制外部装置执行对应该指令的动作。

其中，接触单元为用户所穿着的鞋子，而部位特征为鞋子的鞋底纹理。

其中，接触单元为用户的手指，而部位特征为手指的指纹。

其中，接触单元为用户的手掌，而部位特征为手掌的掌纹。

由此可见，本发明之基于特征识别的输入方法及输入系统可达到多维度编码逻辑、任意位置输入以及于一套输入设备中实现多人不同逻辑内容输入的目的。

附图说明

图1A为根据本发明的一具体实施例的输入系统的功能方块图。

图1B为应用图1A的输入系统的输入方法的步骤流程图。

图2为根据本发明的另一具体实施例的输入方法的步骤流程图。

图3为根据本发明的另一具体实施例的输入方法的步骤流程图。

图4为根据本发明的另一具体实施例的电梯楼层输入方法的步骤流程图。

图5为根据本发明的另一具体实施例的ATM输入方法的步骤流程图。

其中，

1：输入系统 10：触控感测设备

12：讯号处理装置 100：触控面板

102：处理器 14：控制装置

D：外部装置

S20～S24、S200～S204、S30～S34、S40～S44、S50～S54：流程步骤

具体实施方式

为了让本发明的优点，精神与特征可以更容易且明确地了解，后续将以具体实施例并参照附图进行详述与讨论。值得注意的是，这些具体实施例仅为本发明代表性的具体实施例，其中所举例的特定方法、装置、条件、材质等并非用以限定本发明或对应的具体实施例。并且，图中各装置仅用于表达其相对位置且未按其实际比例绘述。

请一并参照图1A以及图1B，图1A为根据本发明的一具体实施例的输入系统1的功能方块图，图1B为应用图1A的输入系统1的输入方法的步骤流程图。如图1A所示，本具体实施例的输入系统1可包含触控感测设备10以及讯号处理装置12，其中讯号处理装置12可电耦接触控感测设备10，此外，触控感测设备10进一步包含触控面板100以及与触控面板100耦接的处理器102。于本具体实施例中，触控感测设备10的触控面板100是供一接触单元接触，并且触控面板100可据此产生对应的触控讯号。

如图1A及图1B所示，本具体实施例的输入方法包含下列步骤：步骤S20，接触单元透过组合式触控样态接触触控感测设备10；步骤S22，触控感测设备10辨识接触单元的部位特征及组合式触控样态；以及，步骤S24，将部位特征及组合式触控样态与逻辑编码表比对，并根据比对结果产生指令。

于步骤S20中，接触单元可为一用户的身体部位或者是所穿戴的对象，举例来说，接触单元可为用户的鞋子、手指、手掌或脚掌等，甚至可包含非人类的身体部位或者是所穿戴的对象；另一方面，组合式触控样态则可包含接触单元接触触控感测设备的方向、次数与接触强度分布等。触控面板100可根据上述的触控样态产生对应的触控讯号。

于步骤S22中，触控感测设备10的处理器102可从触控面板100接收触控讯号，并根据触控讯号辨识接触单元的部位特征与组合式触控样态。如前所述，接触单元可为人类或非人类的身体部位或所穿戴的对象，因此接触单元的部位特征也可为这些身体部位或所穿戴对象的外部特征。举例来说，接触单元的部位特征可为用户的鞋印、鞋子底部纹理、脚印、指纹、掌纹、掌印，甚至可为动物的脚印等各类印痕。另一方面，触控面板100可由一般常见的触控面板材料形成，也可由如量子穿隧复合物(quantum tunneling composites，QTC)等压力感测材料所形成。QTC压力感测材料制成的触控面板可感测接触单元接触触控面板的接触面大小及强度或压力分布信息，而由强度或压力分布信息可得到强度或压力分布图，由此可得到鞋子底部纹理或脚印等部位特征。

于步骤S24中，讯号处理装置12可从触控感测设备10处接收处理器102所辨识出的部位特征及组合式触控样态，接着将两者与逻辑编码表比对，并根据比对结果输出对应的指令。逻辑编码表可储存于讯号处理装置12中，例如储存于讯号处理装置12的数据库或内存中。此外，对应逻辑对照表的各种指令也可储存于数据库中，而讯号处理装置12则根据比对结果找到数据库中的对应指令并将其输出。所输出的指令可以用来控制外部装置，使外部装置根据指令进行对应的动作。

于本具体实施例中，输入系统1还可包含耦接讯号处理装置12的一控制装置14与一外部装置D，而控制装置14可接收讯号处理装置12所输出的指令并据以控制外部装置D的动作。实际应用中，控制装置14也可与讯号处理装置12整合为同一装置，例如透过一个处理芯片来达成，甚至，触控感测设备之处理器也可整合于此处理芯片中。此外，于另一具体实施例中，输入系统也可不包含控制装置，相反地，其讯号处理装置直接耦接至外部装置，而外部装置本身具有控制装置以接受指令并依据指令进行动作。

于本具体实施例的输入系统及输入方法中，使用者可在触控感测设备上的任意位置进行前述输入，以产生对应指令。然而，本发明的输入系统或输入方式也可同时将接触单元所接触的位置一并进行考虑，以作为输出指令的依据。

请一并参照图1A以及图2，图2为根据本发明的另一具体实施例的输入方法的步骤流程图，值得注意的是，图2的输入方法也可利用图1A的输入系统1来达成，其中输入系统1的触控感测设备10的触控面板100可进一步区分出多个不同区域，而这些区域均可用来作为接触单元接触触控面板100的位置。

如图2所示，本具体实施例的输入方法包含以下步骤：步骤S30，接触单元透过组合式触控样态接触触控感测设备10的触控面板100上的一触控位置；步骤S32，触控感测设备10辨识接触单元的部位特征、组合式触控样态及触控位置；以及，步骤S34，将部位特征、触控位置及组合式触控样态与逻辑编码表比对，并根据比对结果产生指令。

本具体实施例与前一具体实施例的不同之处，在于本具体实施例的输入方法进一步辨识了接触单元进行触控的位置，并将此位置连同组合式触控样态与接触单元的部位特征一并比对逻辑编码表而产生指令。在实际应用中，由于前述触控面板100的不同区域可分别储存相同或不同的逻辑编码表，故用户可以使接触单元在不同的位置进行触控而产生指令。当不同区域的逻辑编码表相同时，输入相同的组合式触控样态可得到相同的指令；相对地，当不同区域的逻辑编码表不同时，用户可能需要输入完全不相同的触控操作样态来产生指令，或者是输入相同的组合式触控样态但产生不同的指令。甚至，一个逻辑编码表可对应多个区域的组合，用户须同时在此多个区域以组合式触控样态进行触控以产生指令，换言之，以多个区域与组合式触控样态互相配合来产生指令。由此，本发明的输入系统可供一个或多个使用者进行单维度或多维度的逻辑输入。

于前述的具体实施例中，输入系统或输入方法可供用户利用接触单元对输入系统进行输入而产生指令，而本发明进一步提供了前述输入方法的启动步骤，换言之，用户可以其接触单元先启动输入系统，令输入系统可开启输入功能以接受前述具体实施例的输入步骤而产生指令。

请参照图3，图3为根据本发明的另一具体实施例的输入方法的步骤流程图，请注意，图3的输入方法的步骤可利用图1A的输入系统1来执行，并且在图1B的输入方法前执行，也就是说，本发明的基于特征识别的输入方法可包含图3的步骤及图1B的步骤。如图3所示，输入方法包含以下步骤：步骤S200，接触单元以触控启动样态接触触控感测设备10；步骤S202，触控感测设备10辨识接触单元的部位特征及触控启动样态；以及，步骤S204，根据部位特征及触控启动样态控制触控感测设备10启动输入指令功能，其中输入指令功能可使触控感测设备能辨识组合式触控样态。在步骤S204之后，触控感测设备10已开启输入指令功能，因此可接续执行图1B的步骤S20至S24的步骤以产生指令。

于步骤S200中，触控启动样态可为与组合式触控样态不同的触控输入方式，从而区分启动输入与实际触控输入的功能。于步骤S202中，触控感测设备10同样可辨识接触单元的部位特征，以及辨识触控启动样态。在实际应用中，触控感测设备10可于步骤S202辨识部位特征后将其储存于讯号处理装置12的数据库中，故于后续的步骤(如步骤S202及S204)中可将触控感测设备10辨识出的部位特征比对储存于数据库中的部位特征，以确认是同一接触单元对触控感测设备10进行组合式触控样态的触控输入。于步骤S204中，触控感测设备10的处理器102可辨识触控启动样态，并直接控制触控感测设备10启动输入指令功能，此外，讯号处理装置12也可根据触控启动样态启动讯号处理装置12接收组合式触控样态并据以产生指令的功能。于另一具体实施例中，根据触控启动样态控制触控感测设备10启动输入指令功能且启动讯号处理装置12接收组合式触控样态并据以产生指令的功能，皆可由讯号处理装置12来进行。

如前所述，用户透过其接触单元的部位特征及触控启动样态，可开启该用户对输入系统1的触控感测设备10输入指令功能。因此，透过具有不同部位特征的不同接触单元，可在同一个输入系统1的触控感测设备10上开启多人同时输入指令的功能，甚至，透过输入不同类型的触控启动样态，多个使用者也可以同时在同一个输入系统1的触控感测设备10开启不同类型的输入指令功能，换言之，可同时进行多用户多维度的逻辑输入。

请参照图4，图4为根据本发明的另一具体实施例的电梯楼层输入方法的步骤流程图。图4的输入方法可使用于电梯，其中用以输入指令的触控感测设备可建立于电梯内部的地板上，换言之，电梯内的地板可透过前述的QTC材料形成一个压力感测触控面板，令使用者进入电梯时可踩于触控面板上并以脚输入所欲前往的楼层，对于双手均持物品而不便于按压楼层按钮或者手部肢障的使用者而言具有极高的便利性。此外，此电梯仍可同时配备传统的楼层输入设备。

如图4所示，本具体实施例的电梯楼层输入方法可包含下列步骤：步骤S40，电梯的触控感测设备感测使用者的踩踏触控面板的鞋印或脚印(接触单元部位特征)及接触位置；步骤S41，电梯的触控感测设备感测使用者踩踏触控面板的启动动作或启动脚型，进而开启对应此启动动作或启动脚型的输入指令功能；步骤S42，于输入指令功能开启的状态下，触控面板感测使用者踩踏触控面板的组合式动作或脚型；步骤S43，电梯的触控感测设备根据组合式动作或脚型比对此输入指令功能的逻辑编码表，并根据比对结果产生指令；以及，步骤S44，电梯的触控感测设备将指令传送给电梯中控系统以控制电梯前往对应楼层。在实际应用中，本具体实施例的电梯楼层输入方法还可包含电梯中控系统将对应楼层显示于其显示屏幕的步骤。

于本具体实施例之步骤S40，由于使用者以脚踩踏QTC压力触控面板，因此电梯的触控感测设备可由此得到使用者鞋底的纹理(鞋印)或脚印，此即接触单元的部位特征，而触控感测设备或其处理芯片可将此鞋印或脚印储存于数据库或内存中，同时也可将使用者踩踏触控面板的接触位置记录于数据库或内存中。

当使用者利用特别的踩踏动作或脚型踩踏电梯的触控面板时，表示使用者将要进行楼层输入。于步骤S41中，电梯的触控感测设备可感测使用者踩踏动作或脚型，作为判断是否开启输入指令功能或开启何种输入指令功能的依据。在实际应用中，电梯的触控感测设备中可储存多种具不同的输入逻辑编码的输入指令功能，由不同的踩踏动作或脚型可开启不同的输入指令功能，使得用户可于后续的楼层输入操作中利用不同的组合式动作或脚型进行不同种类的电梯操作。此外，如前所述，由于电梯的触控感测设备感测且已辨识使用者的鞋印及接触位置并将其储存，因此电梯的触控感测设备可于步骤S41开启输入指令功能的同时，根据用户的鞋印及/或接触位置来判断后续的操作动作均是否为该使用者所进行。

在实际应用中，用户用以启动输入指令功能的踩踏动作或脚型，可为其左右脚呈一特定角度、或左右脚分别以特殊接触方式踩踏电梯之触控面板，举例来说，左右脚并拢并且角度呈90度或左脚以前脚掌踩踏而右脚以后脚掌踩踏等。用以启动输入指令功能的踩踏动作或脚型，其设计原则可为与使用者在电梯内走动或自然站立时之动作或脚型有区别，进而令电梯的触控感测设备不会将使用者走动或自然站立误判为输入楼层的启动动作。

当开启了电梯的触控感测设备的输入指令功能后，用户即可进行后续的输入，亦即以组合式动作或脚型踩踏触控面板。于步骤S42及步骤S43中，电梯的触控感测设备可于输入指令功能开启的状态下感测前述的组合式动作或脚型，并将其比对数据库中储存的逻辑编码表。请注意，于本具体实施例中触控感测设备可包含前述的讯号处理装置，或者，触控感测设备的处理器与讯号处理装置整合于一处理芯片，因此触控感测设备可进行比对。当前述的组合式动作或脚型符合逻辑编码表中的一项时，触控感测设备产生对应的指令，并于步骤S44中将指令传送给电梯中控系统来控制电梯。在实际应用中，若用户所输入的组合式动作或脚型不符合逻辑编码表中的任一项，触控感测设备也可产生一拒绝指令使程序回到输入组合式动作或脚型之前，并可令中控系统控制电梯屏幕提示用户输入错误。

于步骤S43中逻辑编码表包含了组合式动作与指令间的对应关系，举例来说，使用者可以其脚掌在电梯触控面板上踩踏划出数字，而逻辑编码表上则记载数字所直接对应的前往楼层指令；于另一个例子中，逻辑编码表可记录右脚与触控面板接触形式所对应的数字，例如用户以右脚前脚掌接触一次代表5、以后脚掌接触一次代表1、以整个脚掌接触一次代表10等，接着触控感测设备计算前后脚掌及整个脚掌触控次数并加总，即可产生前往楼层指令，另一方面，逻辑编码表也可记录左脚与触控面板接触形式所对应的指令，例如左脚前脚掌接触一次取消、以后脚掌接触一次代表确认、以整个脚掌接触一次代表负数或减号等，故可达到由使用者的双脚来达到控制电梯的目的。

请参照图5，图5为根据本发明的另一具体实施例的ATM输入方法的步骤流程图。图5的输入方法可用于ATM机并达到强化身份鉴别的目的，其中，ATM机具有触控感测设备可供用户利用其指纹进行身份鉴别。如图5所示，本具体实施例的输入方法包含以下步骤：步骤S50，ATM机的触控感测设备感测使用者接触触控面板的至少一个指纹(接触单元的部位特征)及组合式触控样态；步骤S52，ATM机的触控感测设备将指纹(接触单元的部位特征)及组合式触控样态比对逻辑编码表，并根据比对结果产生指令；以及，步骤S54，ATM机根据指令承认/不承认用户身份。

由于ATM机的隐密性要求，一般的ATM机通常不允许多人同时输入。于本具体实施例中，步骤S50中单一使用者可以自己的单指或多指接触触控面板使ATM机能感测其指纹，而组合式触控样态则可为单指或多指以不同组合形式接触触控面板，举例来说，使用者可先以单指按压触控面板供触控感测设备感测指纹，接着使用者于持续接触的状态下在触控面板上滑行出一特别的图样；于另一个例子，使用者可同时使用多根手指以特别的动作或角度接触触控面板，例如利用拇指及食指互相垂直地按压触控面板。

前述的组合式触控样态可由使用者事先自行定义，并且此组合式触控样态于定义后可与使用者的指纹一同储存于ATM机的云端数据库中，以作为步骤S52所引用比对的逻辑编码表，换言之，本具体实施例中的逻辑编码表为用户所预先定义的。因此，步骤S52除了比对使用者的指纹之外，还同时比对了仅有用户知道的组合式触控样态，故可进一步强化身份识别的强度。

综上所述，本发明的输入系统及输入方法，可透过基于特征识别的触控启动样态及组合式触控样态，达到多维度编码逻辑、任意位置输入以及于一套输入设备中实现多人不同逻辑内容输入的目的，因此可使人机交互设备输入更为灵活且便利。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于特征识别的输入方法，用于对一触控感测设备输入一指令，其特征在于，所述输入方法包括以下步骤：

一接触单元以一组合式触控样态接触所述触控感测设备，所述组合式触控样态包括所述接触单元接触所述触控感测设备的方向、次数及强度分布；

所述触控感测设备辨识所述接触单元的一部位特征及所述组合式触控样态；以及

将所述部位特征及所述组合式触控样态比对一逻辑编码表，并根据比对结果产生所述指令。

2.根据权利要求1所述的输入方法，其特征在于，进一步包含下列步骤：

所述接触单元以所述组合式触控样态接触所述触控感测设备的一触控位置；

所述触控感测设备辨识所述触控位置；以及

所述触控感测设备还结合所述触控位置比对所述逻辑编码表，并根据比对结果产生所述指令。

3.根据权利要求1所述的输入方法，其特征在于，进一步包含下列步骤：

所述接触单元以一触控启动样态接触所述触控感测设备；

所述触控感测设备辨识所述接触单元的所述部位特征及所述触控启动样态；以及

根据所述部位特征及所述触控启动样态控制所述触控感测设备启动一输入指令功能，其中所述输入指令功能使所述触控感测设备能辨识所述组合式触控样态。

4.一种基于特征识别的输入系统，用以通过一组合式触控样态输入一指令，其特征在于，所述输入系统包含：

一触控感测设备，具有一触控面板及耦接所述触控面板的一处理器，所述触控面板用于供一接触单元以所述组合式触控样态接触所述触控面板以产生一触控讯号，所述处理器用于根据所述触控讯号辨识所述接触单元的一部位特征及所述组合式触控样态，并根据所述部位特征及所述组合式触控样态产生一比对讯号；以及

一讯号处理装置，电耦接所述触控感测设备，所述讯号处理装置从所述触控感测设备接收所述比对讯号，并比对所述比对讯号与储存于所述讯号处理装置中的一逻辑编码表，且根据比对结果产生所述指令。

5.根据权利要求4所述输入系统，其特征在于，所述触控面板所产生的触控讯号包含所述接触单元接触所述触控面板的一触控位置的信息。

6.根据权利要求4所述的输入系统，其特征在于，所述触控面板是由一压力感测材料所形成。

7.根据权利要求4所述的输入系统，其特征在于，进一步包含一耦接所述讯号处理装置的控制装置及一外部装置，其中所述控制装置从所述讯号处理装置接收所述指令，并根据所述指令控制所述外部装置执行对应所述指令的一动作。

8.根据权利要求4所述的输入系统，其特征在于，所述接触单元为一用户所穿着的一鞋子，且所述部位特征为该鞋子鞋印或鞋底纹理。

9.根据权利要求4所述的输入系统，其特征在于，所述接触单元为一用户的手掌，且所述部位特征为所述手掌的掌纹。

10.根据权利要求4所述的输入系统，其特征在于，所述接触单元为一用户的手指，且所述部位特征为所述手指的指纹。