CN1527204A - 自动控制设备个人化的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于改善电子产品可用性的系统和方法。控制设备例如键盘、鼠标和开关经常伴有允许用户根据自己的身体情况、环境和任务配置设备的软件。该系统和方法允许实时自动配置该控制设备以匹配用户需求和允许用户实现准确的控制。该系统包括：一设备，用于监控用户活动，并且根据使用该设备的用户活动序列确定适当的设备配置；以及配置器，用于实现通过算法确定的适当配置。该方法还包括如下可选步骤：当具有不同配置需求的用户开始使用设备时进行识别；以及当检测到该改变时，复位推断算法的状态。这就允许在很多人可能使用同一设备的环境下进行快速配置。

Description

自动控制设备个人化的系统和方法
对相关申请的交叉引用
本发明基于2002年9月20日提交的美国临时专利申请序列号60/415,165，并且要求它的优先权。
技术领域
本发明一般涉及用来控制计算机系统或其他技术的输入设备。更具体地说，本发明涉及这些设备的自动、动态结构从而适应残疾人士用户的控制需要或者在影响设备控制的环境下操作设备。
背景技术
随着信息技术系统的设计和应用的发展，允许它们被配置为适合一定范围的用户偏好和要求的特性包括得越来越多。计算机控制设备如键盘、鼠标、开关和触摸板经常伴有允许用户根据自己的身体情况、环境和任务配置设备的软件。如Trewin，S和Pain，H.“Keyboard and mouseerrors due to motor disabilities(由于运动残障的键盘和鼠标错误)”，International Journal of Human-Computer Studies 50(人机学习国际期刊50)(1999)，pp.109-144所述，适当的结构对于残疾人士计算机用户而言可能是至关重要的，因为设备的缺省操作模式对于他们是不可用的。例如，在标准计算机键盘上，按住一个键超过一定的时延之后将开始产生重复字符。运动有一定残障的人士可能在到达该延迟之前松开手指是困难或不可能的。这样，他们将产生很多无用的重复字符，从而使得准确的打字不可能。适当配置该延迟值将消除无用的键重复，从而使该用户可以准确地打字。
本发明所解决的主要问题是针对配置对其至关重要的那些个人，也就是那些独立实现配置最困难的人。先前的设备配置方法是人工的，通过用户控制工具来进行操纵，或者采用预先存储的用户简档和某种形式的用户识别技术。所有这些方法都存在缺点。人工配置需要用户知道如何进行配置并且知道他们需要什么配置。但是，用户往往都不知道这些，如Trewin，S.“Configuration Agents，Control and Privacy(配置代理，控制和保密性)”，Proceedings of 1st ACM Conference on UniversalUsability(第1界ACM通用性会议录)，11月15-17日，Washington DC，USA，pp 9-16，ACM Press(ACM出版社)(2000)所示。用户不知道他们可以调整什么，不知道将设置调至什么(例如，对于键重复，采用哪个延迟值)，并且难以控制系统来进行调整。配置工具如向导程序(例如，Microsoft公司的可访问性向导程序)提供一种用于查找可用设置的机制，但是仍然需要用户选择他们自己的设置，并且使用界面来对它进行配置。这些方法导致一种两难境地，其中，用户必须配置他们的系统从而能够使用它们，但是需要使用它们来对它们进行配置。对于残疾严重的用户，这就使得独立访问不可能。如Stephanidis，C.，Paramythis，A.，Sfyrakis，M.，Stergiou，A.，Maou，N.，Leventis，A.，Paparoulis，G.和Karagiannidis，C.“Adaptable and adaptive user interfaces for disableduser in the AVANTI project(AVANTI项目中用于残疾用户的可适应和自适应用户界面)”，Intelligence in Services and Networks：Technology forUbiquitous Telecom Services(服务和网络智能：用于通用电信服务的技术).5th International Conference on Intelligence in Services andNetworks(第五界服务和网络智能国际会议)，IS&N 98 Proceedings(IS&N98会议录)(1998)，Springger-Verlag，153-166所述，基于用户简档的方法需要预先创建简档，这意味着使用手工技术或基于工具的技术中的一种，或者需要辅助手段。而且，它对于用户还需要某种标准方式来访问他们的简档，或者在机器之间对它进行传输，而这在身体或认识上可能难以访问。例如，用户可能忘记id和密码，或者忘记携带id徽章，并且可能难以使用需要身体灵活性的方案例如插卡到槽中，或者稳定地将手指放在指纹识别表面上。
这些方法所没有解决的输入设备配置的另一方面是身体需要的动态特性。虽然一些用户需要是永久性的(例如，被截肢者将总是以一只手打字，并且需要替代方法来产生多键组合如Control-Alt-Delete)，但是其他可能在短期(例如，由于疲劳或背景噪声)或长期(例如，由于事故、康复、疾病发展或正常老化过程)内发生变化。现有配置机制不能适应用户需求的动态特性。
为支持该方法，已发现可以根据用户击键数据动态推断标准计算机键盘的配置需求。这一发现参见Trewin，S.“Towards intelligent，adaptive input devices for users with physical disabilities(用于身体残疾用户的智能自适应输入设备的发展方向)”，博士论文，University ofEdinburgh，Great Britain(1998)以及Trewin，S.和Pain，H.“A model ofkeyboard configuration requirements(键盘配置需求模型)”，Behaviourand Information Technology Special issue on Assistive Technologies forPeople with Disabilities 18(残疾人士辅助技术的行为和信息技术特刊18)，1(1999)，pp.27-35。类似的技术可以为其他输入设备如鼠标、触摸屏或头部跟踪器(head tracker)开发。在这两个参考文献中所述的键盘用户建模技术已被加入到称作“Keyboard Optimizer(键盘优化器)”的配置工具中。该工具允许用户演示他们的打字，并且向他们提供配置修改的建议。然后，用户选择是否试验这些设置，并且可以接受或拒绝它们。虽然键盘优化器”比其他配置机制更易于使用和访问，但是它没有完全解决上述问题，因为用户仍然必须知道该程序存在并且能够在他们可以受益于其建议之前启动它。类似地，语音识别程序如IBM的ViaVoice根据用户输入样本构建用户模型。然而，他们需要用户经过一系列的配置任务从而创建该用户模型，在这种情况下，用户模型为语音简档。这就需要在构建语音简档的时候使用一些替代控制技术，从而不为仅使用语音的用户提供独立访问。
简而言之，在目前系统中，配置过程完全依赖于用户。配置工具由于现有配置机制的问题而不总是被受益于它们的那些用户使用，特别是如下方面：
1)对进行配置缺乏信心；
2)不知通如何改变配置；
3)不知道可用选项。在一个键盘配置的调查中，20个带残疾的参与者中仅有35％拥有计算机教师。其余人均依赖于自己、朋友、同事和家庭成员来进行支持。
4)难以识别适当的问题解决方案。例如，对于用户或者实际上是观察者，可能难以区分两个字符副本是由于按键时间太长还是无意地按键两次而出现的。对前面问题的解决方案是增大键重复延迟-当键被按住时开始重复之前的时间。另一方面，无意的两次按键需要使用回弹键配置工具来引入回弹时间。在按一个键之后，它将不再生效直到回弹时间结束为止，从而防止无意的额外按键。在目前系统中，用户经常是通过试错过程来选择配置设置。
5)对未被配置的界面缺少控制。例如，不熟悉缺省系统语言的用户可能不能找出如何改变语言本身。具有影响使用鼠标的残疾的新用户可能难以足够好地控制鼠标来找出键盘快捷方式，或者访问其中他们可以调整鼠标灵敏度的控制面板。
因此，需要提供一种以使计算机控制设备如键盘、定点设备、开关、手势接口和其他类型的控制设备可以自动得到实时配置来匹配用户需求的方式个人化计算机输入的系统和方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于允许实时地自动配置计算机控制设备如键盘、定点设备、开关、手势接口等以匹配用户需求的系统和方法。
根据本发明的一方面，提供一种用于调整控制设备的可配置参数以根据用户需要来改善设备的性能和控制的系统和方法，该系统包括：输入监控机构，总是有效而与用户当前活动无关；分析机构，用于实时分析用户操作并且为用户推断适当的配置选项；以及配置器，设置由分析机构选择的配置选项。该系统可以可选地实现一识别机构，用于当具有不同配置需要的不同用户开始使用设备时进行识别。
当用户使用设备进行操作时，这些操作由输入监控机构进行监控，并且传到识别和分析模块。分析模块为该设备产生理想配置选项的评估，并且对于该设备上的每一个新用户操作都对它进行更新。当识别模块(如果实现)检测到用户改变时，它使分析模块重新初始化。由分析模块作出的建议输入到配置器模块，该模块在当前操作环境下尽可能接近地实现这些建议。
有利地是，该系统和方法尤其有益于在未被配置的状态下负面影响设备控制能力的残疾人士、新用户以及其配置需求频繁变化的人士。
附图说明
通过下面结合附图的详细描述，本发明的目的、特性和优点对于本领域的技术人员而言将变得清楚，其中：
图1示出本发明的支持自动设备配置的系统的总体方框图；
图2示出本发明一个实施例的软件架构以及各组件之间的信息流；
图3是详细示出作为控制信号流使用设备捕获用户操作的方法的流程图；
图4示出由键盘产生的控制信号流；
图5是示出分析用户操作并且推断适当配置值的方法的流程图；
图6是示出识别用户改变的方法的流程图；
图7是示出更新有效(active)配置的方法的流程图；
图8示出根据图2所示的本发明一个实施例的软件架构，用于配置键盘设备的键重复延迟；
图9是示出图3所示的本发明一个实施例的流程图，用于捕获键盘控制信号；
图10是示出图5所示的本发明一个实施例的流程图，用于为键盘用户推断适当的键重复延迟；
图11是示出图6所示的本发明一个实施例的流程图，用于识别键盘用户的改变；
图12是示出图7所示的本发明一个实施例的流程图，用于设置键盘的键重复延迟；以及
图13示出对标准键盘的一组配置建议。
具体实施方式
本发明的一个优选实施例包括对所采用方法的描述，并且现在将描述必要的装置。
图1示出本发明的概览，特别是示出用于允许用户操作控制设备从而控制目标的配置过程中所涉及的主要角色，其中，目标可以是电子设备或服务。如图1所示，示出用户(10)，他可能具有影响运动控制、语音或其他功能的残疾，或者可能处于在一定区域内影响他们能力的情况下(例如，开车影响一个人操作按钮设备的能力)。还存在用户想要操作的控制设备(11)。该设备(11)可以包括物理设备如键盘、鼠标或二元开关，或者它可以是无形的如语音输入，这将用麦克风和语音识别软件来代表。用户想要使用控制设备，从而控制目标设备(12)，它可以包括个人计算机、家用电器(输入设备可以物理内置于目标中)或者通过用户设备在因特网上提供的服务，例如通过蜂窝电话访问货币兑换服务。输入/控制设备(11)可以与目标分开或者与它集成在一起，并且可以包括集成输出机构如显示器。输入设备(11)具有多个可以内置于设备、目标等的相关配置选项(13)。用于输入/控制设备的配置选项(13)包括但不限于：键盘上的键开始重复之前的延迟、键的重复率、麦克风的音量、由语音识别包使用的语音简档、鼠标所移动的物理位置所对应的光标在计算机屏幕上移动的距离等。这些配置选项(13)采用软件来实现，并且可以进行编程控制。该控制功能在物理上可以位于设备(11)或目标(12)。最后一个角色是根据本发明优选实施例的自动配置代理(14)。该配置代理(14)连接到输入/控制设备(11)的输出以从其接收控制信号(15)，并且提供配置选项(13)的控制点(16)。具体地说，配置代理(14)读取控制设备(11)的输出信号(15)，但是不修改它们。它将输出作为信号(17)传递到目标(12)，它在目标上以正常处理的方式处理输出信号(17)。
如后面参照图4详细所述，目标接收输出信号(17)作为控制信号。如后面参照图2、5和7所述，配置代理(14)分析用户的控制信号(15)，并且进行适当的(应用程序接口)API调用以调整配置，从而为当前用户优化配置。例如，在Microsoft Windows操作系统中，键重复延迟可以通过Windows系统调用：SystemParametersInfo(SPI_SETKEYBORADDELAY，3，NULL，SPI_SENDCHANGE)设为近似1秒。定点设备和其他键盘配置选项可以通过该同一函数来控制。
图2示出图1的自动配置代理(14)组件的详图。如图2所示，自动配置代理(14)包括：输入监控机构(20)；用户改变识别器机构(21)，用于当不同用户开始使用设备时进行识别；分析器机构(22)，用于实时分析用户操作，并且为用户推断适当的配置选项；以及配置器组件(23)，设置由分析机构选择的配置选项。应该理解，配置代理所运行的方法专用于特定形式的控制设备，并且在单个设备上运行。该方法的不同实例可以用于处理多个控制设备。该方法的不同实例可以省略用户改变识别器机构(21)。
更具体地说，输入监控器组件(20)捕获使用设备的用户操作作为控制信号流(24)。图4示出由这种信号流组成的示例信息。输入监控器组件(20)将该流复制到分析器(22)和用户改变识别器(21)，并且将它传递到目标(28)。用户改变识别器机构(21)检测是否有与先前用户具有不同配置需求的新用户近来开始使用该设备，并且产生范围在0.0到1.0之间的概率值(25)来表示这种变化的概率。值0表示同一用户或者具有类似需要的用户正在使用设备。值1表示非常不同的用户正在使用设备。可选地，如图2所示，当检测到不同用户时，用户改变识别器可以将复位命令(26)直接发送到分析器(22)和配置器组件(23)。分析器(22)检查用户改变识别器的结果。如果用户改变概率(25)高于给定阈值(例如，0.75)，则分析器执行复位命令(26)。无论是否发生复位，分析器(22)都产生一组建议配置设置(27)，并且将它们传给配置器(23)。如后面参照图13详细所述，可以提供一组键盘的配置建议。其中一些建议可以为“未知”，表示没有作出任何建议。在复位操作之后，所有建议配置值均为‘未知’。配置器(23)与设备或目标进行通信，从而实现建议配置设置。
图3更详细地示出输入监控器组件(20)的操作方法。如图3所示，输入监控器首先等待来自控制设备(11)的控制信号(30)。当这种信号到达时，它捕获由控制设备报告的信号(31)，将该信号发送到控制设备或目标内的适当接收器(32)，如果实现，将信号副本提供给用户改变识别器(33)；并且将信号副本提供给分析器(34)。然后，它通过返回到捕获步骤(31)来处理下一控制信号(35)。
图4示出由控制设备例如键盘设备产生的示例控制信号流，其中，用事件(40，41，42，43)表示各连续信号。图4具体示出四个事件，其中，每个事件包括如事件时间(44)、事件类型(45)和事件数据(46)的属性。首先，在示例时间0012750毫秒(44)，按下键盘Shift键。然后按下‘a’键(41)。下一步，在时间0012795(42)松开‘a’键，并且在稍后的时间0012810(43)松开Shift键。可以理解，控制信号的性质由控制设备的形式和形态来支配。
图5和10分别示出在图2的自动配置代理(14)的分析器组件(22)中分析用户操作并且推断适当配置值的技术的一般方法和特定实施例。如图5所示，在初始化(50)的时候，或者响应复位(51)，用户改变识别器将其控制信号历史设为空，并且对任何计数或正在进行的分析清零。它将配置建议(52)中的每一个值设为‘未知’。当控制信号(事件)从输入监控器到达(54)时，它将此加到其事件历史(55)。事件历史包括自从初始化或最后一次复位以来的所有事件的有序列表。然后，用户改变识别器将该新历史提供给用于当前考虑配置各方面的各个模块(561-563)。然后，各模块(561-563)检查新历史、分析控制信号，并且更新(571-573)它所涉及的各自配置建议或建议组(521-523)。然后，组合这些建议以形成总体建议(581)，并且判定(582)是否有效地将该建议传给配置器组件(23)(图2)。例如，只有当建议与先前建议不同或者相差预定容限时，才可以发送该建议。如果要传递建议，则将它发送到配置器(592)。然后，算法处理或等待下一事件(54)。另外，在任何时候，配置器组件可以请求当前建议信息(591)。分析器在处理完事件(592)之后处理该请求，并且通过发送当前建议全集来响应。分析器一接收到它们就立即处理复位命令(51)。上述参考文献Trewin，S.和Pain，H.“A model of keyboardconfiguration requirements(键盘配置需求模型)”，Behaviour andInformation Technology Special issue on Assistive Technologies forPeople with Disabilities 18(残疾人士辅助技术的行为和信息技术特刊18)，1(1999)，pp.27-35提供推断键盘配置值的详细描述，在此将其全文引作参考。
图6和11分别示出如在图2的用户改变识别器(21)中实现的用于识别用户改变的技术的一般方法和特定实施例。如图6所示，在初始化(60)或复位(61)时，用户改变识别器将其控制信号历史设为空，并且对任何计数或正在进行的分析清零。它将“凭据”值设为0.5。当控制信号(事件)从输入监控器到达(62)时，它将此加到其事件历史(63)。事件历史包括自从初始化或最后一次复位以来的所有事件有序列表。然后，用户改变识别器将该新历史提供给影响最终评估的输入流各特性所对应的各个模块(641-643)。然后，各模块(641-643)计算出现不同用户的独立概率(651-653)，并且组合这些概率(例如，使用公知的贝叶斯定律公式)来产生单个凭据值(66)。该值可以使得其直接用于分析器(22)。如图6所示，用户改变识别器还评估概率值(66)，并且判定是否出现新用户(67)。如果判定出现新用户，则它将复位消息发送到分析器(68)，并且自身将复位(61)，从而返回到状态60。
图7是示出用于在图2的代理14中实现配置器组件(23)的方法的流程图。如图7所示，首先，通过主动请求或者被动接收配置建议，配置器70从分析器(22)接收配置建议。配置器将它存储为当前配置建议(71)。然后，配置器向系统查询当前有效配置设置(72)。使用该信息，配置器计算可以实现建议的哪些方面(73)。该计算通过确定配置选项的优先级并且将有关选项之间的约束和依赖关系的信息包括到配置器中来实现。配置选项的优先级被确定为使设备的可访问性至关重要的配置选项比其他具有更高的优先级。这是通过评估对于特定选项具有不适当设置的蕴涵和潜在需要该选项的用户组大小来测定的。该优先级化因而用于两个选项不能同时激活的情形。例如，在Microsoft Windows操作系统中所提供的键盘配置选项中，不可能既激活非零键接受延迟又激活非零回弹时间。也就是，接受延迟是键将生效之前所必须按住的时长。通常值为零，这意味着键立即生效。经常无意碰键的人可能受益于非零键接受延迟。另一方面，回弹时间是松开一个键之后所开始的时间段。在该时间内，如果重新按同一键，该键将不生效。这对于患有迫使其多次按键的颤抖症的人士是有用的。因此，对这些选项确定优先级，从而如果同时作出回弹时间和接受延迟的建议，则可以判定实观其中哪一个。类似地，如果现有系统设置包括与建议不兼容的值，则配置器使系统上已经生效的设置优先级更高。一旦所要激活的选项已被选择，则选择那些选项的特定值。分析器(22)可以提供不对可以在底层系统上实现的可用值加以考虑的建议。例如，可能建议175毫秒的回弹时间，而底层系统可能仅识别0，300，500和700毫秒的值。建议值近似到下一最高可用设置。在本例中为300毫秒。通过这种方式，配置器将建议配置调至可以在底层系统上实现且与当前设置兼容的一种配置。如图7所示，下一步骤(75)是判定是否应更新配置。该判定是参照配置改变历史(74)来作出的，其中，配置改变历史(74)记录当前会话中对配置所作的所有改变的时间、在事件流中的位置以及性质。如果配置最近已被改变，并且如果该改变与当前改变正好相反，换句话说，所建议的改变取消最近改变，则不作改变。如果所建议的改变是新的，如果它加强先前改变或者最近没有改变，则判定更新系统配置。该机制通过禁止系统在两个设置之间来回反复切换的‘颠簸’效应来支持稳定性。在一个实施例中，构成“最近”变化的阈值可以是5分钟或100个键事件(即50次按键)。最后，在图7中，如果作出更新配置的判定，则配置器调用适当的系统函数来设置建议参数(76)。这可能涉及一个或多个函数，如后面参照图12进一步详细所述。
图8是示出为配置键盘的键重复延迟功能的一个示例实施例实现参照图2所述的配置代理方法的软件架构的图。如图8所示，用户(80)使用键盘(81)作为以个人计算机系统(82)作为控制目标的控制设备。键开始重复之前的延迟(键重复延迟-KRD)可以通过由个人计算机的操作系统提供的软件(83)来配置。当用户按键盘上的键时，这些操作将产生传给个人计算机操作系统的键按下(keydown)和键松开(keyup)事件(84)。在本实施例中，自动配置代理是驻留在个人计算机上的软件程序(85)。输入事件(84，86)在目标内对它们进行处理的过程中由自动配置代理进行查看，并且不被自动配置代理改变。在代理内，这些事件由输入监控器(850)进行处理，后面将参照图9对其操作进行更详细的描述。监控器(850)将这些事件传给分析器(851)和用户改变识别器(852)。分析器使用这些事件为键盘计算适当的键重复延迟(KRD)，并且后面将参照图10对其进行更详细的描述。用户改变识别器(852)使用这些事件来识别不同用户开始操作计算机的输入流位置，后面将参照图11对此进行更详细的描述。当用户改变识别器识别用户改变时，它将复位命令(853)发送到分析器。分析器通过重启其计算来响应。每当建议改变时，分析器将建议KRD(855)的详细信息传给配置器(854)。配置器(854)调整建议以匹配个人计算机上可用的键重复延迟选项，然后将建议KRD与当前有效KRD进行比较。如果建议KRD不同，则更新个人计算机上的当前KRD以匹配建议(86)。下面将参照图12更详细地描述有关配置器功能的详细信息。
图9是示出用于实现参照图3所述的输入监控器(90)方法以捕获键盘控制信号的软件架构的图。在本示例实施例中，目标是运行Microsoft Windows操作系统的个人计算机。具体地说，MS Windows操作系统通过安装当在操作系统(93)内报告来自键盘的键盘事件时允许访问所有这些键盘事件(即键盘控制信号)(92)的系统挂钩(hook)(91)(调用应用编程接口(API)函数SetWindowsHookEx)来允许通过键盘事件激活一个程序。系统挂钩捕获事件信息(94)，读取事件，并且将它们传到下一挂钩函数(95)。系统挂钩另外将信息复制到由分析器(97)和用户改变识别器(98)读取的存储器地址或缓冲区(96)。该信息包括事件时间、事件性质(例如，键松开、键按下)以及其他信息如所按的是什么键，如图4的控制信号示例实施例(键盘事件)所示。
图10是示出用于实现参照图5所述的分析器方法以为键盘用户推断适当键重复延迟的软件架构的图。当初始化(1000)时，创建空历史，并且创建按键长度的存储区(store)。过长击键的计数和正常击键的计数设为零。初始键重复延迟建议为‘未知’。当输入事件(1001)可用时，步骤(1002)通过从图9的键盘事件缓冲区(96)提取它来访问该事件。在步骤1003，将它加到历史。此后，在步骤1004，使用新历史来评估键重复延迟，然后，在步骤1005，产生新的重复延迟建议。在步骤1006，判定是否将该建议转发给配置器。作为示例，只有当键重复延迟建议与先前发送的建议相差50毫秒以上时，分析器才可以判定转发键重复延迟建议。如果要发送建议，则处理传到步骤1007，否则处理返回到步骤1002，以提取下一事件。在步骤1007，建议发送到配置器，其中，配置器的组件也可以随时请求建议(1008)。当接收到该请求时，分析器完成对当前击键的处理，然后通过在步骤1007发送建议来响应请求。在发送建议之后，分析器返回到步骤1002以提取下一事件(1009)。如图10所示，分析器可以随时接收复位事件(1010)。当接收到复位事件时，立即对该事件进行处理，并且分析器返回到步骤1000以重新初始化。
现在将参照图10对用于评估接收键重复延迟事件的步骤1004进行更具体的描述。在第一步骤10041，确定最近事件的性质。例如，如果最新接收的事件是键松开事件(键被释放)并且所释放的键是不大可能故意按住的键，则处理进入步骤10042。否则，处理继续到步骤1005。判定一个键是否可能被故意按住将在后面参照图11作更详细的描述。在步骤10042，进行比较以判定最近击键的长度是否超过阈值。如果超过阈值，则处理传到步骤10043，其中，增加并保持过长击键计数器。否则，如果最近击键的长度不超过阈值，则处理传到步骤10044，其中，增加正常击键计数，并且将按键长度加到存储区。
现在将参照图10对用于产生新键重复延迟建议的图10的步骤1005进行更具体的描述。在第一步骤10051，将过长击键计数与正常击键计数进行比较。如果过长击键多于正常击键，则处理传到步骤10052，其中，作出‘关’的建议(即，没有键重复)。否则，如果过长击键计数不超过正常击键计数，则处理传到步骤10053，其中，根据存储区中的数据计算键重复延迟。作为示例，该计算可以返回按键的平均长度加上某常量。作为第二例子，它也可以返回最长按键的长度。应该理解，很多其他算法也可以用来实现产生新键重复延迟建议的步骤。另外的例子包括仅基于最近击键的算法、选择大于记录击键长度特定百分比的值的算法以及使用贝叶斯网络或模糊逻辑的算法来计算最可能的理想设置。
图11是示出用于实现参照图6所述的用户改变识别器方法以根据键盘用户的按键长度来识别用户改变的软件架构的图。更具体地说，图11示出用于识别键盘用户改变情形的图6的方框(641-643)中所示方法的一个实施例。在图11所示的示例实施例中所述的方法(1100)基于输入流的特定特性：按键长度。在初始化时，对当前凭据值(1105)进行初始化。例如，可以使用0.5的值，表示对于用户是否近来发生改变，没有足够的凭据。如图6所示，将近来键盘事件历史(1101)传给方法(1100)。首先，在步骤1102，识别器模块检查历史中的最近事件。如果这是键松开事件(键被释放)并且正被释放的键是不大可能故意按住的键，则处理进入步骤1103。否则，处理停止(1104)，并且出现不同用户的概率(1105)保持不变。键被故意按住的可能性可以通过考虑键的目的来获得。字母数字键典型地不被按住，而修饰键、箭头键和编辑键如删除键和退格键经常被按住。为安全起见，处理限于数字和字母键。标点符号有时可能重复(例如，按住破折号来创建文档中的分隔线)，从而对该算法来说，以与导航和编辑键相同的方式来处理标点符号。在步骤1103，考虑最近击键的按键长度(键松开时间减去键按下时间)来计算迄今为止所检查的所有击键的平均按键长度。继续到步骤1106，对一定数目的最近击键执行相同的计算。在图11所示的实施例中，该数目可以是最近二十个击键(20)。在步骤1107，比较在步骤1103和1106所获得的两个值，并且这些值之间的差值形成更新凭据值(1105)的计算基础。例如，凭据值可以通过下面算法来更新：
如果(差值(最近平均值，长期平均值）＞阈值)，则凭据＝1；否则凭据＝0。
在参考文献Trewin，S.和Pain，H.”A model of keyboardconfiguration requirements(键盘配置需求模型)”，Behaviour andInformation Technology Special issue on Assistive Technologies forPeople with Disabilities 18(残疾人士辅助技术的行为和信息技术特刊18)，1(1999)，pp.27-35中，得出50毫秒的阈值是有效的。如上所述，当凭据值(1105)超过阈值(例如，0.75)时，将复位命令发送到分析器(851)和配置器(854)。
图12是示出用于实现参照图7所述的配置器组件方法以为键盘用户更新有效键重复延迟的软件架构的图。更具体地说，图12示出用于设置键盘的键重复延迟的图7所示方法的一个实施例。配置器在步骤1203从配置代理的分析器组件接收键重复延迟建议，并且将它存储为当前KRD建议(1201)。这可以例如是正毫秒值或者表示禁止键重复的负值‘关’。然后，配置器得到当前有效键盘配置(1202)。在MS Windows操作系统上，这可以通过调用windows API函数SystemParametersInfo三次，请求键盘延迟、键盘速度和筛选键结构值信息来实现，其中，筛选键结构包括面向运动残疾者的其他键盘配置选项，如参照图13所述。在步骤1204，配置器检查当前键盘设置(1202)。如果任何有效设置与所建议的KRD值不兼容，则现有设置优先，并且不改变有效配置(1205)。更具体地说，如果特殊键盘可访问性特性，具体是回弹时间和键接受延迟均不为零，则不能调整键重复延迟，因为它与这些设置不兼容。类似地，如果作出若干建议，则配置器将确定它们的优先级，从而处理可能存在的不兼容性。如果可以调整KRD，则配置器进入步骤1206，其中，它将建议值转换为可以在当前系统中实现的相差最小的更大值。合法值集合构建在配置器中，该集合特定于配置器在其上运行的个人计算机操作系统。下一步，在步骤1207，配置器检查最近的KRD变化历史(1208)。该历史表示自从最后一次复位或者会话开始以来的以毫秒为单位的时间、输入事件计数和KRD设定值。历史用于步骤1207中来判定是否应调整KRD。记录调整从而避免设置在两个值之间来回切换的情形。如果KRD的建议调整是增大并且先前调整也是增大，或者两者均是减小，则进行改变。如果先前改变与当前建议相反，则检查变化的时间和事件计数。只有先前改变是在很久以前，才对系统进行更新。‘很久以前’由一个阈值时间来限定，这样可以根据情况来对其进行调整。如果要对系统进行更新，则配置器进入步骤1209。它调用在目标系统上更新KRD所需的函数。在Windows操作系统上有两个控制键重复延迟的函数。它们均通过调用SystemParametersInfo系统函数来调整。一个调用引用SPI_SETKEYBOARDSPEED选项，而另一个引用SPI_SETFILTERKEYS选项。 所要调用的适当函数依赖于FilterKeys Windows数据结构的当前状态。如果FilterKeys结构表示它是有效的，则必须使用SPI_SETFILTERKEYS选项来控制KRD。如果FilterKeys无效，则由于这两个函数具有不同范围的值，因此适当的函数调用依赖于所实现的值。如果选择SPI_SETFILTERKEYS选项，则必须设置结构中的其他值，从而不激活任何额外的FilterKeys特性。在步骤1209，如果这些调用成功，则将值、时间和事件计数存储在历史(1208)中。配置器然后返回(1210)到步骤1203，并且等待来自分析器的新建议。
图13示出标准键盘的配置建议(1302，1303，1304，1305，1306)的示例集。图中示出各自居于一行的五个配置参数，其中，每个参数均具有如名称(1300)和值(1301)的属性。配置值1302、1303、1304和1305因此均包括表示例如毫秒值的整数。其中一个参数，粘滞键参数(1306)也是整数类型，例如负整数-5。这是包括‘开’、‘关’和‘未知’且均为负值的特殊值集合的其中之一。参数的正值表示特定设置，然而，对于某些参数，只有负值才有效。对于其他参数，既允许正值，又允许负值。图13所示的示例实施例中的参数是：
-键重复延迟(1302)：从键按下事件之后到将要产生第一重复字符为止的时长。在Windows操作系统上，值250、300、500、700、750、1000、1500、2000和‘关’有效。‘关’意味着键不重复；
-键重复率(1303)：从产生重复字符之后到将要产生下一重复字符为止的时长。Windows操作系统提供31个合法值的集合；
-键接受延迟(1304)：从按下键之后到将要产生字符之前的时长。如果在该期间松开键，则不产生任何字符。正常情况下，键接受延迟为零，并且在与键按下事件相同的时间产生字符。
-键回弹时间(1305)：在松开键之后如果再次按同一键将不产生字符的时长。在正常情况下，回弹时间为0，并且键在松开之后可以立即再按。
-粘滞键(1306)：是可以处于‘开’或‘关’的设施。当它处于‘开’时，修饰键(shift，control和alt)变得‘粘滞’。也就是，当按下和释放这些键中的一个时，它保持激活直到释放下一键为止。从而，大写字母可以通过按放shift然后按所要大写化的字母来产生。正常情况下，粘滞键处于‘关’。并且大写字母必须通过在按所要大写化的字母的同时按住Shift键来产生。
虽然前述发明是为了清晰和理解起见而以一定的细节来描述的，但是显然可以在所附权利要求的范围内进行某些变更和修改。例如，本发明适用于可通过软件配置并且不一定是由物理按钮组成的任何控制设备，另外，受控目标可以采用多种形式，并且包括各种各样的目的包括家用电器、个人计算机、移动信息设备以及基于因特网的服务。因此，所述实施例应是说明性的而不是限制性的，并且本发明不限于在此给定的细节，并且应由所附权利要求及其等价物的全部范围限定。

Claims (30)

1.一种用于根据用户需要调整控制设备的可配置参数以改善所述设备的性能和控制的系统，所述系统包括：
一装置，用于监控通过所述用户使用控制设备所产生的控制信号；
一装置，用于分析用户控制信号，以为产生所述控制信号的用户产生配置参数的建议最优集；以及
一装置，用于调整控制设备的当前配置以匹配配置参数的建议最优集。
2.如权利要求1所述的系统，其中，能够由控制设备产生的所述控制信号表示用户通过使用所述控制设备可以在目标设备上从事的可能活动，所述监控装置包括一装置，用于实时捕获由控制设备报告的控制信号，并且以打算由所述目标设备接收的形式将它们转发到所述目标设备。
3.如权利要求2所述的系统，其中，所述控制信号包括事件流，所述事件流以保存每个事件时刻的方式来捕获，其中，所述监控对于所述控制设备的用户是感觉不到的。
4.如权利要求3所述的系统，还包括一装置，用于当具有不同配置需要的所述控制设备用户开始使用所述设备产生控制信号时进行识别，所述装置接收由所述控制设备报告的所述事件流，处理所述事件，并且产生一个值来表示近来控制信号由与前一用户具有不同配置需求的用户产生的概率。
5.如权利要求3所述的系统，其中，分析所述控制信号的所述装置包括一装置，用于处理从由所述控制设备报告的所述事件流接收的所述事件，并且产生一个或多个表示可用于所述控制设备的潜在配置选项的建议值。
6.如权利要求5所述的系统，还包括一装置，用于可选地在控制信号流的各点接收生效控制设备配置值作为另一输入。
7.如权利要求5所述的系统，还包括一装置，用于识别表示特定配置需求的捕获事件流模式。
8.如权利要求7所述的系统，还包括一装置，用于利用表示特定配置需求的捕获事件流识别模式，并且产生针对识别需求的特定配置建议。
9.如权利要求5所述的系统，其中，所述控制设备是键盘，并且所述事件流包括表示松开/按下击键事件的信号，所述系统对可用于所述键盘设备的配置选项产生一个或多个建议值，用来最大化用户使用所述设备可以实现的准确性和/或吞吐量。
10.如权利要求5所述的系统，其中，分析用户控制信号以产生配置参数建议最优集的所述装置实时工作以根据由所述控制设备报告的所述控制信号流的当前分析动态更新其输出。
11.如权利要求4所述的系统，还包括一装置，用于复位所述系统，从而使表示潜在配置选项的所有先前建议值和来自存储所述建议值的数据结构的累积数据复位，以允许开始新分析。
12.如权利要求1所述的系统，其中，调整所述控制设备配置的所述装置接收所述控制设备的配置选项值的部分或完全集合作为输入，并且操纵所述控制设备的配置，从而使所述控制设备的有效配置尽可能接近地匹配作为输入而提供的配置值。
13.一种用于根据用户需要调整控制设备的可配置参数以改善所述设备的性能和控制的方法，所述方法包括如下步骤：
a)监控通过所述用户使用控制设备所产生的控制信号；
b)分析用户控制信号，以为产生所述控制信号的用户产生配置参数的建议最优集；以及
c)调整控制设备的当前配置以匹配配置参数的建议最优集。
14.如权利要求13所述的方法，其中，能够由控制设备产生的所述控制信号表示用户通过使用所述控制设备可以在目标设备上从事的可能活动，所述监控步骤包括一步骤，实时捕获由控制设备报告的控制信号，并且以打算由所述目标设备接收的形式将它们转发到所述目标设备。
15.如权利要求14所述的方法，其中，所述控制信号包括事件流，所述事件流以保存每个事件时刻的方式来捕获，其中，所述监控步骤对于所述控制设备的用户是感觉不到的。
16.如权利要求15所述的方法，还包括如下步骤：
当具有不同配置需要的用户开始使用所述设备产生控制信号时进行识别，所述识别步骤还包括：
处理从由所述控制设备报告的所述事件流接收的所述事件；以及
产生一个值来表示近来控制信号由与前一用户具有不同配置需求的用户产生的概率。
17.如权利要求15所述的方法，其中，所述分析步骤还包括如下步骤：
处理从由所述控制设备报告的所述事件流接收的所述事件；以及
产生一个或多个表示可用于所述控制设备的潜在配置选项的建议值。
18.如权利要求17所述的方法，还包括一步骤，可选地在控制信号流的各点接收生效控制设备配置值作为另一输入。
19.如权利要求17所述的方法，还包括一步骤，识别表示特定配置需求的捕获事件流模式。
20.如权利要求19所述的方法，还包括如下步骤：
利用表示特定配置需求的捕获事件流识别模式；以及
产生针对识别需求的特定配置建议。
21.如权利要求17所述的方法，其中，所述控制设备是键盘，并且所述事件流包括表示松开/按下击键事件的信号，所述方法对可用于所述键盘设备的配置选项产生一个或多个建议值，用来最大化用户使用所述设备可以实现的准确性和/或吞吐量。
22.如权利要求16所述的方法，其中，当识别到具有不同配置需要的新用户时，对表示潜在配置选项的所有先前建议值和来自存储所述建议值的数据结构的累积数据复位，以允许开始新分析。
23.如权利要求17所述的方法，其中，分析用户控制信号以产生配置参数建议最优集的所述步骤实时工作，所述分析包括根据由所述控制设备报告的所述控制信号流的当前分析动态更新其输出。
24.如权利要求13所述的方法，其中，所述调整步骤包括如下步骤：
提供所述控制设备的配置选项值的部分或完全集合作为对控制设备的输入；以及
操纵所述控制设备的配置，从而使所述控制设备的有效配置尽可能接近地匹配所提供的配置值。
25.一种可由机器读取的计算机程序设备，有形地实施可由机器执行的指令程序以执行用于根据用户需要调整控制设备的可配置参数以改善所述设备的性能和控制的方法步骤，所述方法包括如下步骤：
a)监控通过所述用户使用控制设备所产生的控制信号；
b)分析用户控制信号，以为产生所述控制信号的用户产生配置参数的建议最优集；以及
c)调整控制设备的当前配置以匹配配置参数的建议最优集。
26.如权利要求25所述的可由机器读取的计算机程序设备，其中，能够由控制设备产生的所述控制信号表示用户通过使用所述控制设备可以在目标设备上从事的可能活动，所述监控步骤包括一步骤，实时捕获由控制设备报告的控制信号，并且以打算由所述目标设备接收的形式将它们转发到所述目标设备。
27.如权利要求26所述的可由机器读取的计算机程序设备，其中，所述控制信号包括事件流，所述事件流以保存每个事件时刻的方式来捕获，其中，所述监控步骤对于所述控制设备的用户是感觉不到的。
28.如权利要求27所述的可由机器读取的计算机程序设备，其中，所述方法还包括如下步骤：
当具有不同配置需要的用户开始使用所述设备产生控制信号时进行识别，所述识别步骤还包括：
处理从由所述控制设备报告的所述事件流接收的所述事件；以及
产生一个值来表示近来控制信号由与前一用户具有不同配置需求的用户产生的概率。
29.如权利要求27所述的可由机器读取的计算机程序设备，其中，所述分析步骤还包括如下步骤：
处理从由所述控制设备报告的所述事件流接收的所述事件；以及
产生一个或多个表示可用于所述控制设备的潜在配置选项的建议值。
30.如权利要求28所述的可由机器读取的计算机程序设备，其中，当识别到具有不同配置需要的新用户时，对表示潜在配置选项的所有先前建议值和来自存储所述建议值的数据结构的累积数据复位，以允许开始新分析。
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