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Diese
Erfindung betrifft eine akustisch bediente Vorrichtung, insbesondere
eine Vorrichtung, die durch eine Eingabe einer Reihenfolge von Zeichen
bedient wird, die ein Mittel für
eine akustische Eingabe und ein Mittel für eine haptische Eingabe umfasst,
und ein Verfahren zum Bedienen einer entsprechenden Vorrichtung.
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Mehr
und mehr Einrichtungen des täglichen
Lebens bieten die Möglichkeit
einer Sprachbedienung an. In anderen Worten können diese Einrichtungen durch
das Sprechen geeigneter Befehle bedient werden, die von der Einrichtung
verarbeitet werden, woraufhin die Einrichtung eine entsprechende
Aktion ausführt.
In durch Sprache bediente Einrichtungen können nicht nur Befehle im engen
Sinne, sondern ebenso Parameter, die für den Betrieb der Einrichtung
erforderlich sind, auf diese Weise eingegeben werden.
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Der
Eingabebefehl oder -parameter hat die Form einer Reihenfolge von
Zeichen, wobei der Ausdruck „Zeichen" Buchstaben, Zahlen
(Ziffern) und Sonderzeichen umfasst. Zum Beispiel kann ein sprachbedienter Fernseher
durch Sprechen der Wörter „An" oder „Aus" ein- oder ausgeschaltet
werden. Es kann ein gewünschter
Fernsehkanal durch Sprechen seiner Kanalnummer, des Namens des Fernsehsenders
oder durch Umschalten des Kanals über den Befehl „Aufwärts" oder „Der Nächste", „Der Vorherige" ausgewählt werden.
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Sprachbediente
Einrichtungen sind in einer Umgebung besonders nützlich, in der der Nutzer seine Hände für andere
Tätigkeiten
benötigt.
Somit sind sprachbediente Einrichtungen in einer Fahrzeugkabine
besonders nützlich.
In einem Auto benötigt
der Fahrer seine Hände
zum Schalten und Fahren. Um die Gefahr von Unfällen zu verringern, stellen
mehr und mehr Fahrzeughersteller sprachbediente Komponenten, wie
Autonavigationssysteme, Mobiltelefone, Autoradios oder CD-Spieler
zur Verfügung.
Standardmäßig werden
diese Einrichtungen des Stands der Technik jedoch immer noch per
Hand, d. h. durch Drücken
entsprechender Tasten bedient. Wenn es ein Nutzer wünscht, eine
Einrichtung durch Sprache zu bedienen, betätigt er eine so genannte „Push-to-Talk"(PTT)-Taste (oder
einen Hebel), woraufhin er einen Befehl per Sprache eingeben kann.
Nach dem Drücken
der PTT-Taste schaltet
das System in den Sprachmodus und wartet auf einen Sprachbefehl.
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EP 1041362 offenbart ein
Eingabesystem für
ein Fahrerinformationssystem, in das Buchstaben und/oder Zahlen über Spracheingabe
oder über
Tasten eingegeben werden können.
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Es
ist ein Mangel dieser Systeme des Stands der Technik, dass ihre
Steuerung und Handhabung immer noch kompliziert und nicht hinreichend
komfortabel ist. Insbesondere, wenn sich das System in dem Sprachmodus
befindet, jedoch einen Befehl nicht versteht, was an verschiedenen
Gründen
liegen mag (z. B. einem unzureichenden Vokabular des Systems, einem
hohen Störpegel),
muss der Nutzer abbrechen, auf die entsprechende Kommandoebene in
dem Standardmodus zurückkehren
und den Befehl über
eine Tasteneingabe wiederholen. Insbesondere in dem Fall komplizierterer
Befehle, die aus einer längeren
Reihenfolge von Zeichen bestehen, stellt dieses einen schwerwiegenden
Nachteil dar.
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Es
ist die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, eine
Vorrichtung zur Verfügung
zu stellen, die durch eine Eingabe einer Reihenfolge von Zeichen
bedient wird, die eine höhere
Flexibilität
und eine vereinfachte bequemere Bedienung zur Verfügung stellt.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren
zum Bedienen einer Vorrichtung gemäß Anspruch 9 gelöst. Dem
gemäß wird eine
Vorrichtung, die durch eine Eingabe einer Reihenfolge von Zeichen
bedient wird, zur Verfügung
gestellt, die ein Mittel für
eine akustische Eingabe und ein Mittel für eine haptische Eingabe umfasst,
in der das Mittel für
eine akustische Eingabe und das Mittel für eine haptische Eingabe parallel
aktivierbar sind, so dass jedes Zeichen akustisch oder haptisch
eingegeben werden kann.
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Da
sowohl das Mittel für
eine akustische Eingabe als auch das Mittel für eine haptische Eingabe parallel
aktivierbar sind, kann der Nutzer während der Eingabe eines Befehls
den Eingabekanal (sprachlich oder haptisch) ändern. Unabhängig von
der Art der Eingabe eines Zeichens kann das folgende Zeichen akustisch oder
haptisch eingegeben werden. Auf diese Weise wird der Dialog mit
der Vorrichtung sehr flexibel gehalten. Dieses ist zum Beispiel
besonders nützlich,
wenn während
einer Spracheingabe eines Befehls oder einer Reihenfolge von Zeichen
die Eingabe, z. B. aufgrund eines erhöhten Störpegels, erschwert wird; dann
kann der Nutzer einfach mit einer haptischen Eingabe des Rests der
Reihenfolge von Zeichen fortfahren. Auf der anderen Seite kann der
Nutzer, wenn er eine Reihenfolge von Zeichen haptisch eingibt, Teile
der Reihenfolge, wenn z. B. bestimmte Wörter Teil des Vokabulars der
Vorrichtung sind, sprechen, um die Eingabe, zu beschleunigen.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
kann das Mittel für
eine akustische Eingabe ein Mikrofon umfassen, und das Mittel für eine haptische
Eingabe kann eine Tasteneinrichtung umfassen. Vorzugsweise kann
das Mikrofon ein Richtmikrofon und/oder Teil einer ganzen Mikrofonanordnung
sein. Dieses verbessert die Verständlichkeit oder Hörbarkeit
und ebenso das Signal-zu-Rausch-Verhältnis.
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Das
Tastenmittel kann eine Standardtastatur sein, wie sie zum Beispiel
bei Standardcomputern oder Mobiltelefonen verwendet wird. Der Ausdruck „Taste" soll nicht im engen
Sinne verstanden werden, sondern kann zum Beispiel ebenso einen
Hebel oder ein Touchpad umfassen.
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Vorzugsweise
kann die Vorrichtung ein Mittel zum Umwandeln einer akustischen
Eingabe und einer haptischen Eingabe in ein gemeinsames Format umfassen.
Dann können
die verschiedenen Teile der Eingabe (akustisch und haptisch) direkt
zusammengesetzt werden, um die gesamte Reihenfolge von Zeichen und
somit den vollständigen
Befehl und/oder Parametersatz, der für die Bedienung der Vorrichtung
erforderlich ist, zu erhalten. Das Umwandlungsmittel kann die Form
eines Smart-Interface aufweisen.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
umfasst die Vorrichtung weiterhin ein Entscheidungsmittel zum Entscheiden
darüber,
ob ein Zeichen akustisch oder haptisch eingegeben worden ist. Dieses
ist besonders in dem Fall nützlich,
in dem ein Zeichen gleichzeitig oder beinahe gleichzeitig über das
akustische Mittel und das haptische Mittel eingegeben wird. In diesem
Fall muss das Entscheidungsmittel entscheiden, ob das Zeichen tatsächlich einmal
oder zweimal eingegeben wurde. Dieses trifft auch auf den Fall zu,
in dem gleichzeitig oder beinahe gleichzeitig zwei unterschiedliche
Zeichen eingegeben werden, von denen eines haptisch und das andere
akustisch eingegeben wird. Wenn zum Beispiel eine akustische Eingabe
und eine haptische Eingabe gleichzeitig sind (d. h., dass der Zeitunterschied
zwischen beiden Eingaben kleiner als ein vorbestimmter Wert ist),
kann das Entscheidungsmittel auf der einen Seite bestimmen, welcher
Eingabekanal eine höhere
Priorität
hat, und auf der anderen Seite, ob der Nutzer aufgefordert wird,
die Eingabe zu wiederholen.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform
sämtlicher
zuvor beschriebenen Vorrichtungen kann die Vorrichtung weiterhin
ein Mittel zum Ausgeben eines akustischen und/oder visuellen Signals
umfassen, das insbesondere eine Reihenfolge von Zeichen umfasst.
Eine solche Ausgabe kann z. B. eine Bestätigung, Informationen oder
eine Frage an einen Nutzer umfassen. In dem einfachsten Fall kann
die Ausgabe ein Signalton oder ein Signallicht sein, die anzeigen,
dass beide Mittel für
eine akustische und haptische Eingabe aktiviert sind, oder dass
eine Aktion ausgeführt
worden ist. Dem Nutzer kann ebenso eine Liste von mög lichen
Befehlen zur Verfügung
gestellt werden, oder er kann gefragt werden, die letzte Reihenfolge
oder Teilreihenfolge von Zeichen zu wiederholen.
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Vorzugsweise
kann diese Vorrichtung weiterhin ein Mittel zum akustischen und/oder
visuellen Wiedergeben einer zuvor eingegebenen Reihenfolge von Zeichen
umfassen. Dieses dient dazu, dem Nutzer das, was zuvor eingegeben
worden war, z. B. durch Wiederholen einer eingegebenen Telefonnummer
vor dem Wählen, zu
bestätigen.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
sämtlicher
zuvor beschriebenen Vorrichtungen kann die Vorrichtung ein Spracherkennungsmittel
umfassen. Das Spracherkennungsmittel kann ein Mittel zum weiteren Verstärken des
Sprachsignals, z. B. ein Rauschunterdrückungsmittel oder Echounterdrückungsmittel,
umfassen.
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Vorzugsweise
kann die Vorrichtung eine elektronische Einrichtung oder eine Steuereinheit
zum Steuern einer Mehrzahl von elektronischen Einrichtungen sein.
Somit kann in einer Fahrzeugumgebung die Vorrichtung z. B. ein Autoradio,
ein Mobiltelefon, ein Autonavigationssystem oder eine Lüftungseinheit
oder ein Teil davon sein. Die Vorrichtung kann ebenso ein Teil einer
Steuereinheit sein, die einige oder sämtliche der zuvor erwähnten Beispiele
von elektronischen Einrichtungen steuert, sein.
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Die
Erfindung stellt weiterhin ein Fahrzeug zur Verfügung, insbesondere ein Auto,
das eine der zuvor beschriebenen Vorrichtungen umfasst.
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Des
weiteren wird ein Verfahren zum Bedienen einer Vorrichtung zur Verfügung gestellt,
wobei die Vorrichtung ein Mittel für eine akustische Eingabe und
ein Mittel für
eine haptische Eingabe umfasst, das die Schritte umfasst:
- – paralleles
Aktivieren des Mittels für
eine akustische Eingabe und des Mittels für eine haptische Eingabe, und
- – Eingeben
einer Reihenfolge von Zeichen, wobei jedes Zeichen akustisch oder
haptisch eingegeben wird.
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Wie
bereits oben erläutert,
erlaubt dieses Verfahren eine größere Flexibilität und eine
Erhöhung
der Bedienbequemlichkeit, da jedes Zeichen über beide Eingabekanäle unabhängig von
dem Eingabekanal des anderen Zeichens eingegeben werden kann, da
beide Eingabemittel parallel aktiv sind.
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Vorteilhafter
Weise kann das Verfahren weiterhin den Schritt des Entscheidens
darüber,
ob ein Zeichen akustisch oder haptisch eingegeben wurde, umfassen.
Dieses verringert die Fehleranfälligkeit
in Fallen, in denen zwei Zeichen gleichzeitig oder beinahe gleichzeitig
eingegeben werden.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
kann das Verfahren weiterhin den Schritt des Umwandelns der akustischen
Eingabe und der haptischen Eingabe in ein gemeinsames Format umfassen.
Auf diese Weise wird eine weitere Verarbeitung der Eingabereihenfolge
von Zeichen vereinfacht.
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Vorzugsweise
können
die zuvor beschriebenen Verfahren weiterhin den Schritt des Ausgebens
eines akustischen und/oder visuellen Signals, das insbesondere eine
Reihenfolge von Zeichen umfasst, umfassen. Auf diese Weise wird
ein „Dialog" zwischen der Vorrichtung
und dem Nutzer ermöglicht.
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Die
Erfindung stellt ebenso ein Computerprogammprodukt zur Verfügung, das
direkt in den internen Speicher eines digitalen Computers ladbar
ist, welches Code-Teile zum Ausführen
der Schritte eines der zuvor beschriebenen Verfahren umfasst.
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Des
weiteren stellt die Erfindung ein Computerprogammprodukt zur Verfügung, das
auf einem Medium gespeichert ist, das von einem digitalen Computer
lesbar ist, wobei das computerlesbare Programm Mittel dafür umfasst,
den Computer dazu zu veranlassen, die Schritte eines der zuvor beschriebenen
Verfahren auszuführen.
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Es
versteht sich, dass sowohl in der zuvor beschriebenen Vorrichtung
als auch in dem zuvor beschriebenen Verfahren das akustische und
haptische Eingabemittel nicht immer parallel aktiviert werden müssen, wenn
eine Reihenfolge von Zeichen einzugeben ist. Es kann zum Beispiel
standardmäßig das
haptische Eingabemittel aktiviert werden; das akustische Eingabemittel
kann zusätzlich
parallel aktiviert werden (z. B. durch Drücken einer PTT-Taste), wenn
es explizit erforderlich ist.
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Im
weiteren werden die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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1 stellt
eine Ausführungsform
der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung dar;
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2 ist
ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung veranschaulicht; und
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3 ist
ein Flussdiagramm, das die Verarbeitung einer Reihenfolge von Zeichen
gemäß der vorliegenden
Erfindung veranschaulicht.
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1 zeigt
eine Ausführungsform
einer Vorrichtung 1 in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung 1 wird
durch eine gestrichelte Linie gezeigt. Diese gestrichelte Linie
impliziert jedoch keine spezielle Form oder Anordnung der Vorrichtung.
Insbesondere impliziert diese Darstellung auch nicht, dass die verschiedenen
Elemente der Vorrichtung fest miteinander verbunden sind, noch dass
sie in einer speziellen Weise angeordnet sind.
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Die
Vorrichtung 1 umfasst ein Mikrofon 2, das ein
Mittel für
eine akustische Eingabe darstellt. Ein Signal, das von diesem Mikrofon
aufgenommen wird, wird durch ein optionales Signalverstärkungsmittel 3 geschickt.
Dieses Mittel kann verschiedene Arten von Filtern, einen adaptiven
Geräuschunterdrücker (ANC) und/oder
einen adaptiven Echounterdrücker
(AEC) umfassen. Auf diese Weise kann die Qualität des Signals verbessert und
das Signal-zu-Rausch-Verhältnis erhöht werden.
Dieses ist für
eine Fahrzeugumgebung mit einem relativ starken Umgebungsgeräusch, z.
B. Motorgeräusch,
Außengeräusch und/oder
Geräusch,
das aus dem Autoradio stammt, besonders nützlich.
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Dem
Signalverstärkungsmittel
folgt ein Spracherkennungsmittel 4. Es dient der Erkennung
eines einzelnen Zeichens und/oder ganzer Wörter. Das Spracherkennungsmittel
kann z. B. auf einem Hidden-Markov-Modell oder einem neuronalen
Netzwerk basieren.
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Ein
haptisches Eingabemittel ist durch die Tastatur 5 gegeben.
In der Figur wird sie als eine Telefontastatur dargestellt. Es versteht
sich, dass jegliche Art einer Tastatur, die eine oder mehrere Tasten
umfasst, verwendet werden kann.
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Die
Vorrichtung 1 umfasst weiterhin ein Smart-Interface 6,
in dem beide Kanäle
(von dem Mikrofon und der Tastatur) zusammengeführt werden. An diesem Interface
kann eine kohärente
Reihenfolge von Zeichen ausgebildet werden. In Abhängigkeit
von der Art des Formats, in dem die Zeichen, die von der Tastatur
und dem Spracherkennungsmittel kommen, dem Interface 6 zugeführt werden,
kann das Interface ebenso ein Umwandlungsmittel zum Umwandeln der
Signale in ein gemeinsames Format, z. B. in das ASCII-Format, umfassen.
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Die
Reihenfolge von Zeichen wird dann einem Prozessor 7, vorzugsweise
einem DSP, zugeführt.
Der Prozessor 7 überprüft dann,
ob die Reihenfolge von Zeichen akzeptabel ist, z. B. ob sie einen
bekannten Befehl darstellt. Der Prozessor kann ebenso dafür verantwortlich
sein, dass in einen Dialog mit dem Nutzer eingetreten wird. Ein
solcher Dialog kann visuell und/oder akustisch ausgeführt werden.
Hierfür
umfasst die Vorrichtung weiterhin einen Lautsprecher 8 und
eine Anzeige 9. Ein typischer Dialog wird unten vorgestellt.
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Der
Prozessor 7 ist in Wechselwirkung mit einer Steuereinheit 10 eingerichtet
Die Steuereinheit dient dazu, verschiedene elektronische Einrichtungen
gemäß der Reihenfolge
von Zeichen, die akustisch oder haptisch eingegeben werden, zu steuern. Über diese
Reihenfolge von Zeichen kann eine bestimmte elektronische Einrichtung
ausgewählt
werden, können
Parameter geändert
oder angepasst werden und können
andere Aktionen ausgeführt
werden.
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Die
verschiedenen elektronischen Einrichtungen sind mit dem Bezugszeichen 11 bezeichnet,
und sie stellen z. B. ein Autoradio, einen CD-Spieler, ein Mobiltelefon,
ein Autonavigationssystem, ein Lüftungssystem und
so weiter dar.
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Ein
typischer Dialog zwischen dem System und einem Nutzer könnte wie
folgt aussehen. Als erstes aktiviert der Nutzer die Vorrichtung
derart, dass sowohl das Mittel für
eine akustische Eingabe als auch das Mittel für eine haptische Eingabe aktiv
sind. Es kann z. B. die Tastatur bereits aktiviert sein, und es
wird das akustische Eingabemittel parallel durch Pressen der PTT-Taste
oder durch Sprechen eines vorbestimmten Startbefehls, der von der
Vorrichtung erkannt wird, aktiviert.
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Ein
entsprechendes Flussdiagramm ist in 2 gezeigt.
Zu Beginn befindet sich die Vorrichtung in einem Standardmodus 12,
in dem lediglich die Tastatur aktiviert ist. Natürlich kann der Standardmodus
auch so gewählt
werden, dass der Spracherkennungskanal anstelle der Tastatur aktiviert
ist. In einer lauten Umgebung, wie in einem Auto, wird jedoch die
erste Alternative vorgezogen. In einem Fall, in dem ein entsprechender
Befehl (akustisch oder haptisch) eingegeben wird, wird der andere
Eingangskanal, d. h. in der bevorzugten Alternative für eine Autoumgebung
das Spracherkennungsmittel und die entsprechenden Elemente, wie
das Mikrofon, die Filter und das Sprachverstärkungsmittel, ebenso aktiviert. Sodann
gibt der Nutzer haptisch oder akustisch eine Reihenfolge von Zeichen
ein. In letzterem Fall kann der Nutzer möglicherweise jedes Zeichen
explizit buchstabieren, oder er kann Wörter (eine Reihenfolge von
Zeichenketten) als ganzes eingeben. Danach wird die Reihenfolge
von Zeichen verarbeitet, was in einem Dialog mit dem Nutzer und/oder
der Steuerung einer elektronischen Einrichtung resultiert. Zum Schluss
kann der akustische Eingabekanal wieder deaktiviert werden.
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Das
Flussdiagramm in 3 stellt ein Beispiel für die Schritte
dar, die während
eines Dialogs zwischen der Vorrichtung und einem Nutzer durchgeführt werden.
Zu Beginn fordert die Vorrichtung den Nutzer auf, einen Befehl einzugeben.
Nach der Eingabe überprüft die Vorrichtung,
ob die Eingabe erkannt wird und/oder ob sie akzeptabel ist. Der
Ausdruck „erkennen" bezieht sich auf
den akustischen Eingabekanal, d. h. das System bestimmt, ob die
Eingabe (einzelne Zeichen oder Wörter)
identifiziert werden könnte.
Eine Eingabe ist akzeptabel, wenn sie einen Befehl oder einen Parameter
darstellt, der von der Vorrichtung auf der gegenwärtigen Ebene
benutzt oder verarbeitet werden kann. Es kann z. B. auf einer Ebene,
auf der der Nutzer lediglich zwischen dem Autoradio, dem Navigationssystem
oder dem Mobiltelefon wählen
kann, der Befehl „Wählen" unakzeptabel sein.
Wenn eine unakzeptable Reihenfolge von Zeichen identifiziert wird,
kann die Vorrichtung den Nutzer dazu auffordern, einen anderen Befehl
einzugeben. Sie kann auch sämtliche
mögliche
Befehle für
die gegenwärtige
Ebene auflisten oder auf einen andere Ebene springen, von der von
der Vorrichtung erkannt wird, dass sie zu dem Befehl gehört, der
von dem Nutzer eingegeben worden ist.
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Wenn
jedoch die Reihenfolge von Zeichen erkannt worden ist und akzeptabel
ist, kann die Vorrichtung die Reihenfolge von Zeichen visuell und/oder
akustisch wiederholen und möglicherweise
den Nutzer zur Bestätigung
auffordern. Die Bestätigung
des Nutzers kann ein expliziter Befehl oder Schweigen (was ein Fehlen eines
Protests bedeutet) sein.
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Wenn
der Nutzer bestätigt
oder nicht protestiert, fährt
die Vorrichtung mit dem nächsten
Schritt fort, in dem sie bestimmt, ob zusätzliche Parameter erforderlich
sind, um eine Aktion entsprechend der Reihenfolge von Zeichen, die
von dem Nutzer eingegeben worden sind, auszuführen. Wenn zusätzliche
Parameter erforderlich sind, fordert die Vorrichtung den Nutzer
dazu auf, diese zusätzlichen
Parameter einzugeben. Andernfalls wird die gewünschte Aktion ausgeführt.
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Ein
Beispiel für
einen Dialog zwischen der Vorrichtung und dem Nutzer könnte wie
folgt aussehen. Es wird angenommen, dass sowohl das akustische als
auch das haptische Eingabemittel bereits aktiviert sind.
| Vorrichtung: | „Willkommen.
Wie kann ich Ihnen helfen?" |
| Nutzer
(akustisch): | „Radio" |
| Vorrichtung
(akustisch und visuell): | „Welcher
Radiosender?" |
| Nutzer
(akustisch): | „Bayern
4." |
| System
(akustisch und visuell): | „Suche
Bayern 4." |
| System
(akustisch und visuell): | „Sie hören Bayern
4." |
| Nutzer
(akustisch): | „Telefonanruf." |
| System
(akustisch und visuell): | „Bitte
geben Sie Ihre PIN-Nummer ein." |
| Nutzer
(haptisch): | „1234" |
| System
(nach Überprüfung der
PIN-Nummer) | |
| (akustisch
und visuell): | „Die PIN-Nummer
ist korrekt. Bitte geben Sie eine Telefonnummer ein." |
| Nutzer
(akustisch): | „0173" |
| Nutzer
(haptisch): | „1234" |
| Nutzer
(akustisch): | „6789" |
| System
(visuell und akustisch): | „Die Telefonnummer
lautet 017312346789. Ist das korrekt?" |
| Nutzer: | Drückt eine
Ruftaste. |
| Vorrichtung: | Wählt die
Telefonnummer. |
| Nutzer: | Deaktiviert
das akustische Eingabemittel. |
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Dieser
Dialog und ebenso die Ausführungsformen
und Beispiele, die mit Bezug auf die Figuren beschrieben worden
sind, stellen lediglich Veranschaulichungen der Erfindung dar. Es
versteht sich, dass die oben beschriebenen Merkmale ebenso auf unterschiedliche
Weisen kombiniert werden können.