TWI518560B - Multi - finger gesture coding method and coding system - Google Patents

Description

多手指手勢編碼方法及編碼系統

本發明是有關於一種編碼方法與編碼系統，特別是指一種多手指手勢編碼方法與編碼系統。

現有的觸控模組，例如一觸控面板(Touch Panel)及一觸控板(Touch Pad)，常使用於各種資訊裝置，例如個人數位助理(Personal Digital Assistant，PDA)及蘋果公司的數位音樂隨身聽「iPod」等。觸控模組初期發展時只可感應到一手勢(Gesture)所劃出的單一軌跡(又稱單手指手勢)，然而，現有的觸控模組已進步到可供使用者以一多手指手勢(Multi－Finger Gesture)的方式操作，該種觸控模組如電容式、電感式及其他技術的觸控面板。所謂的多手指手勢，就是觸控模組可以同時感應一個以上之感應物(手指、觸控筆，或二者混合使用)所劃上的軌跡。

觸控模組11以下述運作方式分析上述手勢：參閱圖1，資訊裝置(如電腦、行動電話、個人數位助理、數位隨身聽等)包含上述觸控模組11及一運算單元(如中央處理單元(Central Processing Unit，CPU)、微計算機單元(Microcomputer Unit，MCU)、數位信號處理器(Digital Signal Processor，DSP)、專用積體電路(Application－Specific Integrated Circuit，ASIC)等)12。當使用者以單手指或多手指手勢觸碰觸控模組11時，觸碰模組11產生一手勢訊號並運算成軌跡訊號，軌跡訊號傳送至資訊裝置的運算單元12，由運算單元12自行計算其軌跡的組合以取得一手勢並產生對應之動作。特別說明的是，手勢訊號依據不同觸碰模組11的技術，可能是電壓值變化或其他訊號。

採用上述運作方式者，如美國專利公告號US6002946“HANDHELD DEVICE HANING AN OPTICAL DATA READER”及美國專利公告號US6639584“METHODS AND APPARATUS FOR CONTROLLING A PORTABLE ELECTRONIC DEVICE USING A TOUCHPAD”所示，屬於利用資訊裝置本身的運算單元12計算軌跡訊號後取得操作指令。然而，第一種運作方式的缺點在於，由運算單元12自行計算軌跡訊號以取得手勢，導致系統資源耗費甚多，尤其是為滿足省電效率而運算速度較慢的可攜式行動裝置，其系統資源耗費情況更為明顯。

參閱圖2，為改善由運算單元12自行計算手勢導致效能降低(尤其是辨識多手指手勢時)的缺點，現有觸控模組11已改良為：當使用者以感應物以一多手指手勢觸碰觸控模組11時，觸碰模組11產生一對應該多手指手勢的多手指手勢代碼。

而運算單元12執行一預先設定之多手指手勢資料表121，依據上述多手指手勢代碼查詢多手指手勢資料表121後執行相對應的操作指令。舉例來說，運算單元12正執行一播放圖片軟體，而使用者以二隻手指於觸控模組11上做出一使該二手指相互遠離的動作，則觸碰模組11傳送其中一指定的多手指手勢代碼，運算單元12查詢多手指手勢資料表121後確認該多手指手勢代碼為畫面放大的動作，於是播放圖片軟體放大播放中的圖片。其中如美國專利公開號US20070177804“MULTI－TOUCH GESTURE DICTIONARY ”所示，就是可應用我方多手指手勢的手勢字典(如同上述之多手指手勢資料表121)，產生多重觸碰的功能。

然而，觸控模組11所輸出的單一多手指手勢代碼限於供專用的手勢字典判斷，導致系統整體設計上的彈性減低，較難以滿足客制化的需求。

如上所述，目前應用於資訊裝置的多手指手勢判斷機制難以兼具彈性修改及減低系統負擔，因此，有必要尋求解決之道。

因此，本發明之首要目的，即在提供一種多手指手勢編碼系統。

於是，本發明多手指手勢編碼系統，適用於分析複數操作於一觸控模組上之感應物為一多手指手勢，並包含：一偵測模組、一分析模組及一輸出模組。偵測模組電連接觸控模組用以偵測之多手指手勢。分析模組用以解構多手指手勢為複數手勢元素，並產生複數分別對應手勢元素之軌跡碼。輸出模組用以輸出軌跡碼。

另外，本發明之次一目的，即在提供一種多手指手勢編碼方法。

於是，本發明多手指手勢編碼方法，包含下列步驟：首先，偵測複數操作於一觸控模組上之感應物為一多手指手勢。接著，解構多手指手勢為複數手勢元素。然後，產生複數分別對應手勢元素之軌跡碼。接著，輸出軌跡碼。

本發明的功效在於偵測多手指手勢並判斷為基本的軌跡碼，有效減少主控單元判斷多手指手勢時的資源耗費。另外，軌跡碼可供主控單元自行定義其組合後的意義，因此增加多手指手勢操作的設計彈性，減少客制化設計的成本花費。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

參閱圖3，本發明多手指手勢編碼系統3之較佳實施例，適用於一如圖7所示之採用手勢操作的資訊裝置，其中資訊裝置包含一觸控模組2、一主控單元4及多手指手勢編碼系統3。在本較佳實施例中，觸控模組2包括一電容式且支援多手指手勢的觸控面板(圖未示)，及一專用之控制積體電路晶片(圖未示)，另外，觸控模組2也可以是一電感式且支援多手指手勢的觸控面板或一觸控板。觸控模組2可供使用者以至少一種感應物(如一隻以上的手指或觸控筆等)操作多手指手勢以劃出複數軌跡；主控單元4為資訊裝置的一中央處理單元；而本發明之多手指手勢編碼系統3係以硬體方式實作為一積體電路晶片，但並不限於此，多手指手勢編碼系統3也可以整合於觸控模組2的控制積體電路晶片中。

參閱圖3，多手指手勢編碼系統3包含：一偵測模組31、一分析模組32及一輸出模組33。

偵測模組31連接觸控模組2，當使用者操作感應物於觸控模組2上劃出多手指手勢時，偵測模組31可因為觸控模組2的電壓等條件改變而偵測到多手指手勢，並轉換為訊號形式。參閱圖3、4，例如一多手指手勢X是一軌跡A及一軌跡B所組成，而軌跡A及軌跡B可同時地利用食指及中指觸碰以完成多手指手勢X。

參閱圖3，分析模組32接收由偵測模組31所提供以訊號形式傳送的多手指手勢，並解構多手指手勢為複數手勢元素及分析複數對應手勢元素的相關資訊，在本較佳實施例中，分析模組32係依據如表1所示之手勢元素將多手指手勢的構造拆解，但手勢元素並不限於此，也可以依據實際應用情況增加必要的手勢元素。參閱圖3、5及表1，例如使用者利用觸控模組2輸入一多手指手勢Y後，分析模組32將多手指手勢Y的軌跡拆解為三個手勢元素C、D、E(分別是表1所註解之Line_E、Line_SE及Line_SW)。分析模組32拆解出手勢元素C、D、E後，依據表1查表產生分別對應手勢元素C、D、E的軌跡碼。例如，手勢元素C(Line_E)的軌跡碼為13、手勢元素D(Line_SE)的軌跡碼為12，而手勢元素E(Line_SW)的軌跡碼為10。

另外，多手指手勢Y的每一手勢元素C、D、E是使用者在觸控模組2的不同位置以不同壓力和不同速度操作而產生，上述位置、壓力及速度的資訊都會由偵測模組31所偵測到，用以做為對應每一手勢元素C、D、E的相關資訊。

輸出模組33由分析模組32接收每一手勢元素C、D、E的軌跡碼及對應的相關資訊，並輸出至如圖7所示之資訊裝置的主控單元4。

參閱圖5、6、7，本發明之手勢編碼方法，適用於上述之手勢編碼系統，包含下列步驟：首先，如步驟51所示，偵測模組31偵測操作於觸控模組2上之多手指手勢Y。

接著，如步驟52所示，分析模組32解構多手指手勢Y為手勢元素C、D、E。

然後，如步驟53所示，分析模組32依據如表1所示之判斷規則產生分別對應手勢元素C、D、E的軌跡碼及相關資訊。

接著，如步驟54所示，輸出軌跡碼及相關資訊至主控單元4。

為更清楚地呈現本發明之優點，以下以一說明例揭示本發明之應用性。參閱圖7，上述之資訊裝置包括觸控模組2、本發明之多手指手勢編碼系統3及主控單元4。其中多手指手勢編碼系統3係製作為一硬體的手勢編碼晶片。

主控單元4包括一轉換模組41並執行一應用程式42，其中，轉換模組41為一由主控單元4所執行的程式，而應用程式42為一音樂播放程式。

當使用者於觸控模組2利用感應物輸入其中一如圖5所示之多手指手勢Y後，多手指手勢編碼系統3即如本發明之較佳實施例所述，開始分析多手指手勢Y的程序。經過多手指手勢編碼系統3處理後，輸出手勢元素C、D、E的軌跡碼：13、12及10。

主控單元4的轉換模組41具有一如表2所示之軌跡動作轉換表。在軌跡動作轉換表中紀錄有複數動作代碼，及複數對應該等動作代碼且由該等軌跡碼所組成的軌跡碼組合，另外為方便說明，表2中附有軌跡碼組合的示意圖。舉例來說，當轉換模組41收到軌跡碼13、12、10及上述對應軌跡碼的相關資訊後，轉換模組41由軌跡動作轉換表中確認出軌跡碼組合後為其中一動作代碼PLAY。

此時，主控單元4的應用程式42於接收動作代碼後，對應動作代碼執行一相對應之指定動作。如表2所示，由於應用程式42為音樂播放程式，因此當應用程式42接收的動作代碼為PLAY時，則控制音樂播放；動作代碼為STOP時，則控制音樂停止；動作代碼為NEXT時，則播放下一首音樂；動作代碼為PREV時，則播放上一首音樂。

主控單元4所執行的應用程式42亦可以改變轉換模組41的軌跡動作轉換表，配合本發明之多手指手勢編碼系統3後，將能獲得非常有彈性的多手指手勢控制方式。要特別說明的是，雖然在本較佳實施例中採用轉換模組41將軌跡碼轉換為動作代碼再用以控制應用程式42，但並不限於此，應用程式42也可以不透過轉換模組41自行組合軌跡碼以執行指定的動作。

綜上所述，本發明具有以下的優點：一、將多手指手勢轉變為多個軌跡碼，代表將複雜的多手指手勢拆解為多個最簡化的手勢元素，因此就算是以軟體方式於主控單元4中實作多手指手勢編碼系統，也不會因為多手指手勢過於複雜而耗費大量主控單元4的系統資源。

二、若將多手指手勢編碼系統3製作為獨立的硬體晶片，則主控單元4所執行的應用程式42只需要接收動作代碼(由轉換模組41提供)或軌跡碼以執行指定的動作，不需要花費額外的系統資源辨識多手指手勢，能大幅減少主控單元4的運算負擔。

三、資訊裝置的主控單元4的轉換模組41的軌跡動作轉換表可以應用多手指手勢編碼系統3所輸出的軌跡碼，配合應用程式42的需要設計出專屬的軌跡動作轉換表，以使每一應用程式42都能依據軌跡碼組合出獨特的多手指手勢控制方式，有效提昇設計彈性並滿足客制化的需求。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

11‧‧‧觸控模組

12‧‧‧運算單元

121‧‧‧多手指手勢資料表

2‧‧‧觸控模組

3‧‧‧多手指手勢編碼系統

31‧‧‧偵測模組

32‧‧‧分析模組

33‧‧‧輸出模組

4‧‧‧主控單元

41‧‧‧轉換模組

42‧‧‧應用程式

A‧‧‧軌跡

B‧‧‧軌跡

C‧‧‧手勢元素

D‧‧‧手勢元素

E‧‧‧手勢元素

X‧‧‧多手指手勢

Y‧‧‧多手指手勢

51~54‧‧‧步驟

圖1是一系統方塊圖，說明一具有一觸控模組且習知的資訊裝置；圖2是一系統方塊圖，說明另一具有觸控模組且習知的資訊裝置；圖3是一系統方塊圖，說明本發明之多手指手勢編碼系統的較佳實施例；圖4是一示意圖，說明在較佳實施例之一觸控模組上操作一多手指手勢；圖5是一示意圖，說明在較佳實施例之觸控模組上操作另一多手指手勢；圖6是一流程圖，說明本發明之多手指手勢編碼方法的較佳實施例；及圖7是一系統方塊圖，說明一應用本發明之多手指手勢編碼系統的資訊裝置。

51~54‧‧‧步驟

Claims (8)

1. 一種多手指手勢編碼系統，適用於分析複數操作於一觸控模組上之感應物為一多手指手勢，並包含：一偵測模組，電連接該觸控模組用以偵測該多手指手勢；一分析模組，用以解構該多手指手勢為代表點軌跡及/或直線軌跡之複數手勢元素，並根據解構出之該等手勢元素查表產生相對應之複數軌跡碼；及一輸出模組，用以輸出該等軌跡碼。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之多手指手勢編碼系統，其中該分析模組係根據該多手指手勢之位置、壓力及速度解構該多手指手勢為代表點軌跡及/或直線軌跡之該等手勢元素。
3. 一種多手指手勢編碼方法，包含下列步驟：(a)偵測複數操作於一觸控模組上之感應物為一多手指手勢；(b)解構該多手指手勢為代表點軌跡及/或直線軌跡之複數手勢元素；(c)根據解構出之該等手勢元素查表產生相對應之複數軌跡碼；及(d)輸出該等軌跡碼。
4. 依據申請專利範圍第3項所述之多手指手勢編碼方法，其中在該(b)步驟中係根據該多手指手勢之位置、壓力及速度解構該多手指手勢為代表點軌跡及/或直線軌跡之該 等手勢元素。
5. 依據申請專利範圍第3項所述之多手指手勢編碼方法，更包含步驟(e)根據該等軌跡碼之組合執行一相對應操作。
6. 一種觸控式資訊裝置，包含：一觸控模組，用以接收觸控手勢；一多手指手勢編碼系統，包含：一偵測模組，電連接該觸控模組，用以偵測複數操作於該觸控模組上之感應物為一多手指手勢；一分析模組，用以解構該多手指手勢為代表點軌跡及/或直線軌跡之複數手勢元素，並根據解構出之該等手勢元素查表產生相對應之複數軌跡碼；及一輸出模組，用以輸出該等軌跡碼；及一主控單元，電連接該多手指手勢編碼系統，用以根據該等軌跡碼之組合執行一相對應操作。
7. 依據申請專利範圍第6項所述之觸控式資訊裝置，其中該主控單元包含：一轉換模組，根據該等軌跡碼之組合產生一動作代碼；及一應用程式，用以根據該動作代碼執行該相對應操作。
8. 依據申請專利範圍第6項所述之觸控式資訊裝置，其中在該分析模組係根據該多手指手勢之位置、壓力及速度解構該多手指手勢為代表點軌跡及/或直線軌跡之該等手勢元素。