用于非接觸式用戶接口的混合輸入設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文公開的示例性的非限定性實施例總體上涉及非接觸式用戶接口，并且更具體地涉及數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)的呼吸控制式喚醒。
[0002]相關(guān)技術(shù)的簡要描述
[0003]已知有各種非接觸式用戶接口設(shè)備。已知用于基于光學(xué)感測和三角測量的受控元件的激活的非接觸式系統(tǒng)，例如用于通過語音控制設(shè)備操作的系統(tǒng)。用于通過語音控制設(shè)備操作的一類系統(tǒng)是具有低功率喚醒電路(低功率音頻通道耦合到麥克風(fēng)和第二標(biāo)準(zhǔn)音頻通道二者，并具有用來在這兩個音頻通道之間切換的處理器)的語音識別系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]以下綜述僅是示例性的，而不旨在限定權(quán)利要求的范圍。
[0005]根據(jù)一個方面，一種裝置包括:傳感器，其包括敏感膜，所述敏感膜被配置為提供基于用戶的呼吸的信號；以及控制器，其可操作地與所述傳感器相關(guān)聯(lián)。所述控制器被配置為接收基于所述用戶的呼吸的所述信號。
[0006]根據(jù)另一方面，另一種裝置包括:呼吸傳感器，其包括氧化石墨烯膜，所述氧化石墨烯膜被配置為基于濕氣梯度來感測電阻抗中的變化，并將所感測的變化作為輸出信號來輸出；以及控制器，其被配置為處理來自所述呼吸傳感器的所述輸出信號。所述裝置被配置為從所述呼吸傳感器接收所述輸出信號并響應(yīng)于所述輸出信號而提供信號。
[0007]根據(jù)另一方面，一種方法包括:提供包括傳感器和控制器的用戶接口，所述傳感器包括膜，所述膜被配置為根據(jù)濕氣來提供信號，所述控制器可操作地與所述傳感器相關(guān)聯(lián)，所述控制器包括處理器；在所述用戶接口處接收來自用戶的輸入，所述輸入包括來自所述用戶的呼吸的濕度形式的濕氣；從基于所述用戶的呼吸的所述輸入產(chǎn)生所述信號；以及在所述處理器處接收從來自所述用戶的呼吸的所述輸入產(chǎn)生的所述信號，并處理所述信號。
【附圖說明】
[0008]在以下詳細(xì)說明中，結(jié)合附圖來解釋前述各個方面和其他特征，其中:
[0009]圖1是用于非接觸式用戶接口(UI)的混合輸入設(shè)備的一個示例性實施例的示意性電路圖，所述設(shè)備采用語音識別系統(tǒng)的形式；
[0010]圖2是圖示說明針對濕度增加，圖1的設(shè)備的薄氧化石墨烯(GO)膜的響應(yīng)時間的圖表的圖形說明；
[0011]圖3是用于非接觸式UI的混合輸入設(shè)備的另一個示例性實施例的示意性電路圖，所述設(shè)備采用語音識別系統(tǒng)的形式；
[0012]圖4是指向語音識別系統(tǒng)形式的非接觸式UI的語音命令的聲波的圖形表示；
[0013]圖5是圖示說明針對濕度增加，滴鑄GO (drop cast GO)膜的響應(yīng)時間的圖表的圖形說明；
[0014]圖6是圖示說明針對濕度脈沖，噴涂GO (sprayed GO)膜的響應(yīng)時間的圖表的圖形說明；
[0015]圖7是圖示說明使用語音識別系統(tǒng)形式的非接觸式UI的示例性方法的示圖；
[0016]圖8是圖示說明圖7的方法中處理信號的示例性方法的示圖。
【具體實施方式】
[0017]諸如手勢揮動、接近度和語音識別之類的非接觸式用戶接口(UI)是未來電子設(shè)備的發(fā)展所考慮的一些技術(shù)。其他所考慮的技術(shù)是利用用于從功率管理模式中激活設(shè)備的呼吸感測機(jī)制的那些技術(shù)。
[0018]非接觸式UI的最自然的實現(xiàn)方式之一是使用語音識別。示例性的語音視頻系統(tǒng)使用麥克風(fēng)來將聲波轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換為電信號，隨后由處理器使用語音識別算法對所述電信號進(jìn)行解釋。然而，在此類系統(tǒng)中，麥克風(fēng)和處理器的設(shè)置通常格外地消耗功率，并且不適于在諸如移動電話之類的便攜式消費(fèi)電子設(shè)備中以“始終開啟”模式使用。為了應(yīng)對此情況，現(xiàn)有的麥克風(fēng)/處理器通常由第二用戶輸入來喚醒，典型地是通過用戶在說話之前按下按鈕。當(dāng)按按鈕時，UI不再是真正的無接觸式，并且由此其使用的自然性和直覺性較差。另一方面，當(dāng)?shù)诙脩糨斎胧钦Z音輸入時，麥克風(fēng)需要努力區(qū)分用戶語音和背景噪聲，并且不能分辨出設(shè)備何時應(yīng)該被語音輸入，這限制了該UI在吵雜環(huán)境中的使用。此外，對于在當(dāng)用戶說話時用戶所發(fā)出的空氣速度和濕度中的細(xì)微變化的檢測，麥克風(fēng)通常具有有限的敏感度，所述空氣速度和濕度取決于用戶的情緒狀態(tài)、物理條件和身份。這些額外成分的檢測和辨析能夠?qū)崿F(xiàn)對用戶所說出的詞語的更豐富的分析。
[0019]本文公開了由混合用戶輸入設(shè)備所限定的語音識別系統(tǒng)形式的非接觸式UI的示例性實施例。所述混合用戶輸入設(shè)備包括傳感器和相關(guān)聯(lián)的控制器，所述傳感器具有由氧化石墨烯(以下稱為“G0 “)的層所限定的薄膜。所述控制器包括處理器，其能夠由GO薄膜上的濕氣梯度所激活。混合用戶輸入設(shè)備的一些示例性實施例還可以包括麥克風(fēng)。與處理器相關(guān)聯(lián)的軟件代碼被配置為解釋傳感器的響應(yīng)，并可以將所述響應(yīng)與來自麥克風(fēng)的響應(yīng)(如果存在的話)進(jìn)行合并。在替換實施例中，傳感器可以包括不同于GO的其他材料，諸如石墨稀、功能化石墨稀(funct1nalized graphene)、氟化石墨稀、輝鉬礦、氮化硼、上述材料的組合等等。
[0020]具有GO的薄膜的傳感器可以用于將混合用戶輸入設(shè)備從低功率操作(或“休眠“模式，在該模式中，混合用戶輸入設(shè)備的功率被降低以節(jié)能)中喚醒，并且可以在低延遲的濕度中工作。另外或可替換地，所述傳感器可用于背景噪聲降低、情緒狀態(tài)識別和/或用戶識別。
[0021]在一個實施例中，當(dāng)用戶開始向混合用戶輸入設(shè)備說話時，基于GO膜的傳感器基于用戶釋放到環(huán)境中的濕氣而提供響應(yīng)。傳感器所提供的響應(yīng)通常是在一個相對較短的時間段內(nèi)所檢測到的阻抗變化。例如，這種響應(yīng)的檢測通常被認(rèn)為是“超快的“，并且在大約10-12毫秒(ms)量級上，如本文所述的。該響應(yīng)激活控制器，并發(fā)起系統(tǒng)的非接觸式交互。隨著用戶開始說話，與處理器相關(guān)聯(lián)的語音識別功能能夠基本上同時地由傳感器的響應(yīng)所激活，即使是該設(shè)備處于休眠模式。
[0022]在一些實施例中，傳感器的響應(yīng)時間可以允許對在用戶說話時由用戶導(dǎo)入GO膜中的空氣的分析(例如由處理器執(zhí)行)。在所述分析過程中，可以發(fā)現(xiàn)與用戶情緒狀態(tài)中的變化相關(guān)的所選擇詞語中的變化。具體而言，當(dāng)以不同的語調(diào)來說出類似的詞語時，所述詞語具有不同的頻率和幅度，這提供了不同的速度特征以及不同的熱量和濕氣特征。傳感器可以被配置為基于速度、熱量和濕氣特征來相應(yīng)地“學(xué)習(xí)“詞語，從而區(qū)分用戶的不同情緒(語氣識別)。使用所述傳感器的系統(tǒng)還可以通過對用戶所發(fā)出的聲音的頻率和幅度的連續(xù)分析以及在溫度和濕氣含量中的梯度的分析，來持續(xù)地改進(jìn)所學(xué)習(xí)的詞語。所述系統(tǒng)和傳感器還可以被配置為補(bǔ)償與背景濕氣級別(例如，環(huán)境濕度)相關(guān)的溫度和濕氣梯度。
[0023]在一些實施例中，對所學(xué)習(xí)的所說詞語的濕氣分析可以用于用戶識別。該方面允許傳感器(單獨(dú)地或與麥克風(fēng)一起)用作安全措施來鎖定或解鎖諸如手機(jī)之類的設(shè)備。當(dāng)將濕氣分析用作安全措施來鎖定或解鎖手機(jī)時，避免了諸如密碼或代碼之類的安全措施的人工輸入，并且用戶的呼吸就可以足以解鎖手機(jī)來接電話。如果未被系統(tǒng)所識別的用戶企圖使用該手機(jī)時，所檢測到的在濕氣特征(可以結(jié)合熱度和速度特征以及使用頻率和/或幅度分許的語音識別)中的差異能夠阻止該手機(jī)被解鎖。這是額外的安全特征。
[0024]此外，傳感器響應(yīng)與對音頻信號的濾波處理的組合可以實現(xiàn)降噪。例如，傳感器的響應(yīng)可以結(jié)合信號處理一起用來過濾出與用戶的語音無關(guān)的音頻信號(例如，與濕氣信號不相關(guān)的音頻信號)。
[0025]在一些實施例中，傳感器的響應(yīng)還可以結(jié)合信號處理一起用來處