[发明专利]使用身体作为天线来感测用户输入

说明书

技术领域

本发明涉及使用身体作为天线来感测用户输入。

背景技术

随着计算机变得更加移动化和无处不在，人们越来越期望用他们随身携带的设备或使用嵌入环境的设备来进行始终可用的计算。对以下交互模态的需求日益增长：该交互模态超越键盘和鼠标，并且此外不再需要使用诸如指示笔之类的专用设备的居间交互。

研究者已通过各种输入通道来解决该需求。语音识别允许用于各种桌面和移动应用的脱手交互。类似地，计算机视觉使机器能够识别脸部、跟踪移动、识别姿势、以及重构三维(3d)场景。各种技术(最值得注意的是电容感测)已用于装备诸如桌子、墙壁和移动设备之类的表面以提供触摸感测。另外，允许用户使用全身姿势与其计算机交互的专用深度相机最近已变得可由消费者在市场上买到(例如，MICROSOFT TM KINECT TM)。

语音输入变成相对较低成本地装备，但是在输入带宽上受到限制，并且在许多情形中可能不适合。基于视觉和触摸的技术提供了大量细微、自然的交互技术，但是由于其相关联的安装负担和成本，可能的部署规模受到限制。因此，可能会没有家庭或工作场所允许在不久的将来使用这些模态的真正无处不在的输入。

认识到这些限制的其他研究者已探索了利用人体本身的特性以将其变成固有的便携式交互设备的传感器。一些人已使用生物声学传感器来确定在身体上敲打的位置，并且由此将其变成触摸屏。其他人使用上臂肌肉的电记录来感测肌肉活动并且推断手指姿势。然而，这些身上输入系统迄今限于少量的离散输入，并且不提供由触敏表面提供的大规模交互。

在键盘、鼠标或其他手持式实现不可用或不合乎需要的环境中，触摸感测和计算机视觉已使人机交互成为可能。然而，高成本的装备环境限制了这些技术的普遍性，特别是在成本约束主导安装决定的家庭情形中。

发明内容

在本文中描述了提供使用人体作为天线来接收在各种环境中存在的电磁(EM)噪声的交互模态的人类输入系统。通过观察身体所拾取的噪声的特性，该系统可推断现有表面和物体(特别是家庭中的墙壁和电器)上方和周围的人类输入。已经证明家庭电力线是创建显著的噪声环境的相对良好的发射天线。人类输入系统利用身体作为接收天线和EM噪声调制以供姿势交互。在不使用专用传感器的情况下稳健地识别未经装备(uninstrumented)的家庭墙壁上的触摸位置是可能的。该系统执行对人类输入的稳健分类，诸如在电灯开关周围的离散触摸的位置、正触摸的特定电灯开关、触摸哪些电器、手之间的差异、以及手与开关的连续接近度、以及其他。将人体作为天线的接收设备可被置于常见的、广泛可用的电子设备中，诸如用户可能通常携带的移动电话或其他设备。由此，人类输入系统允许人们以使用其身体作为输入的新的方式来与接收设备交互。

提供本发明内容以便以简化形式介绍在以下具体实施方式中进一步描述的一些概念。本发明内容既不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。

附图说明

图1是示出一个实施例中的人类输入系统的组件的框图。

图2是示出一个实施例中的人类输入系统学习描述环境以及一个或多个人类输入的信息的处理的流程图。

图3是示出一个实施例中的人类输入系统识别该系统的用户执行的一个或多个预分类人类输入的处理的流程图。

图4是示出一个实施例中的来自人类输入系统的时域信号的图表。

具体实施方式

在本文中描述了提供使用人体作为天线来接收在各种环境中存在的电磁(EM)噪声的交互模态的人类输入系统。幸运的是，家庭环境通常提供对家庭中的位置和物体可标识的信号：电磁噪声。尽管该噪声对几乎每一个其他EM感测应用而言是讨厌的，但人类输入系统将其当作有用信号。通过观察身体所拾取的噪声的特性，该系统可推断现有表面和物体(特别是家庭中的墙壁和电器)上方和周围的人类输入。已经证明家庭电力线是创建显著的噪声(即，信号丰富的)环境的相对良好的发射天线。人类输入系统利用身体作为接收天线和EM噪声调制以供姿势交互。在不使用专用传感器的情况下稳健地识别未经装备的家庭墙壁上的触摸位置是可能的。该系统执行对人类输入的稳健分类，诸如在电灯开关周围的离散触摸的位置、正触摸的特定电灯开关、触摸哪些电器、手之间的差异、以及手与开关的连续接近度、以及其他。