[发明专利]一种基于电容按键的人机交互方法和交互系统

说明书

本发明公开了一种基于电容按键的人机交互方法和交互系统。该方法包括：获取用户手指触摸电容按键产生的电容充电信号；对所述电容充电信号进行处理，以提取梅尔倒谱系数特征；将所述梅尔倒谱系数特征输入经训练的隐马尔可夫模型，识别出用户触摸电容按键的手指类型，进而根据识别结果实现人机交互。本发明利用不同手指触摸电容按键产生的电容充电信号来进行按键交互，解决了电容按键交互困难的问题，并且本发明以电容充电信号的梅尔倒谱系数作为特征训练隐马尔可夫链模型，提高了识别准确性。

技术领域

本发明涉及人机交互技术领域，更具体地，涉及一种基于电容按键的人机交互方法和交互系统。

背景技术

传统的电容式感应按键(或简称电容按键)输入是利用手指触摸按键来进行输入，但是这种输入方式只能检测手指是否触摸按键，而不能检测是用户的哪一根手指触摸了按键。

目前，有些研究人员通过在用户的手指上佩戴电磁铁来检测是用户的哪一根手指触摸了按键，但是这种实现方式需要用户在手指上佩戴电磁铁，导致使用成本增加，并降低了用户的使用体验。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的缺陷，提供一种基于电容按键的人机交互方法和交互系统，能够准确识别用户触摸电容式感应按键的手指类型。

根据本发明的第一方面，提供了一种基于电容按键的人机交互方法。该方法包括以下步骤：

获取用户手指触摸电容按键产生的电容充电信号；

对所述电容充电信号进行处理，以提取梅尔倒谱系数特征；

将所述梅尔倒谱系数特征输入经训练的隐马尔可夫模型，识别出用户触摸电容按键的手指类型，进而根据识别结果实现人机交互。

根据本发明的第二方面，提供了一种基于电容按键的人机交互系统。该系统包括：

信号采集单元：用于获取用户手指触摸电容按键产生的电容充电信号；

信号处理单元：用于对所述电容充电信号进行处理，以提取梅尔倒谱系数特征；

分类识别单元：用于将所述梅尔倒谱系数特征输入经训练的隐马尔可夫模型，识别出用户触摸电容按键的手指类型，进而根据识别结果实现人机交互。

与现有技术相比，本发明的优点在于，利用不同手指触摸电容按键产生的电容充电信号来进行按键交互，解决了电容按键交互困难的问题；本发明提取了信号的梅尔倒谱系数作为特征，并利用训练的隐马尔可夫链模型，解决了同一个手指触摸按键持续时间的改变而导致电容充电信号发生改变的问题。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是根据本发明的一个实施例的基于电容按键的人机交互方法的流程图；

图2是根据本发明的一个实施例的基于电容按键的人机交互方法的过程示意；

图3是根据本发明一个实施例的电容触摸按键工作原理示意图；

图4是根据本发明一个实施例的电容按键与STM32最小系统板的硬件连接图；

图5是根据本发明一个实施例的电容充电信号图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。