过鼠标降低或增加。改变速度本质上是改变鼠标到光标 (mouse-to-cursor)运动的放大率并且同等地应用到水平轴和竖直轴二者上。一些系统允 许用户改变图标或能选择的图像的大小（其可能减少能够在屏幕上显示的图像的数量）， 并且一些系统示出拖尾的光标。尽管这些措施能够帮助一些用户，然而它们提供有限的功 能上的辅助并且本质上并没有改善。
[0037]在这些困难的角度上，发明人已经开发了用于改善仪器的界面的方法和装置，以 便在用户旨在控制仪器的运动输入期间降低不规则运动的影响。图2描绘了依据一些实 施例的仪器200,在该仪器200上可以实施用于降低不规则运动输入的影响的方法和装置。 总体上看，仪器200可包括至少一个视觉显示器210,图形用户界面可以在其上被呈现给用 户。依据一些实施例，视觉显示器可以是触敏的，例如包括能检测用户的手指或触笔的接 触或接近以及其在屏幕上的位置的传感器。在一些实施例中，仪器200可包括远程控制器 230(例如包括一个或多个运动传感器以感测在两个方向上的运动的鼠标，包含被配置用于 感测由用户提供的运动输入的加速度计和/或陀螺仪的手持控制器，包含RF或光辐射源的 手持控制器，等等）。远程控制器可以经由有线的或无线的通信链路与仪器200进行通信。 仪器200例如可以包括至少一个处理器和被配置为提供特定功能的电子设备，特定功能例 如是与联网的仪器通信、执行数学计算、提供文字处理或电子表格功能、提供导航信息、控 制制造设备、管理对机器或如汽车或飞机之类的交通工具的控制、管理对器械的控制、以及 管理对加热设备、空气设备和/或通风设备的控制。在一些实施方案中，仪器可以提供多个 特定的功能。
[0038] 在进一步的详述中，并且参考图3A，仪器200可以包括总线105上通信的硬件和电 路。依据一些实施例，仪器200可以包括至少一个处理器301a，310b。至少一个处理器可以 被配置为管理或控制仪器和外围设备（如存在）的操作。至少一个处理器可以结合存储器 设备320a，320b来使用。存储器可以包括任意类型和形式的RAM型存储器设备以及ROM型 存储器设备。存储器设备可以存储能够被加载到至少一个处理器并由该处理器执行的机器 可读指令，以特别地使至少一个处理器适合于执行由机器可读指令限定的功能。存储器还 用于存储由一个或多个与仪器通信的传感器收集的数据或在操作仪器期间产生的数据。在 操作时，操作系统可以在至少一个处理器上执行并且提供用于用户交互和仪器的操作，其 可以包括在设备上运行一个或多个软件应用。
[0039] 根据一些实施例，处理器310a，310b可以包括任意类型和形式的电子数据处理设 备，例如任意一个微处理器或其组合、微控制器、数字信号处理器、专用集成电路（ASIC)以 及现场可编程门阵列（FPGA)。在一些实施例中，在系统中可能存在多于一个的处理器，例 如，双核或多核处理器，或多个与至少一个控制处理器通信的处理器。
[0040] 电子设备还可以包括一个或多个显示元件340 (例如字母数字显示器，LED指示器 等），其可以是除了视觉显示器210之外的。在一些实施例中，仪器200还可以包括一个或 多个输入/输出设备360 (例如键盘、按钮、开关、麦克风、扬声器、打印机）以及通信部件 330 (例如网卡或联网板以及相关联的软件或固件、无线收发器和/或物理插槽）。仪器200 可以包括设备驱动器350,例如特别地被设计用于在一个或多个处理器上执行的并且使处 理器适合于与控制系统部件进行通信的软件模块。在一些实施例中，仪器200可以包括加 密/解密硬件和/或可以被用于为选择的传出的数据传输加密以及为传入的加密数据传输 进行解密的软件370。仪器200的部件可以在承载数据并控制部件之间的信号的总线305 上通信。该总线可以提供用于系统的扩展以包括未在图3A中示出的其他部件。
[0041] 在一些实施例中，仪器200包括至少一个被布置为检测由用户提供的并旨在控制 仪器200的操作的运动输入的传感器380。至少一个传感器380可以包括任意适合类型的 运动传感器或多个运动传感器（例如在鼠标中使用的光学传感器，加速度计，旋转编码器 等）。传感器380可以在一些实施方案中包括电容式触板，或在一些实施例中包括触屏。触 敏传感器可以包括电容式阵列。一些传感器380可以包括射频源和/或用于检测用户输入 运动的RF检测器。例如，在一些实施例中，运动可以由RF信号的三角测量来检测。一些传 感器380可以包括光源和/或用于检测用户输入运动的检测器或成像器。在不同的实施例 中，一个或多个运动传感器可以被配置为在至少两个维度上产生旨在控制仪器200的表示 用户输入运动的运动数据。
[0042] 在一些实施例中，远程控制器230可以同样包括在图3B中描绘的电路和硬件。例 如，计算机鼠标或手持远程控制器可以包括或可以不包括在处理器310中。控制器可以 包括存储器320以及如上所述的通信装置330。远程控制器还可以包括输入/输出设备 360 (例如按钮，旋钮，操纵杆等）。在一些实施例中，远程控制器可以包括一个或多个被配 置为检测远程控制器230的运动的传感器385。例如一些传感器385可以包括用于感测用 户输入运动的至少一个加速度计、陀螺仪或磁强计。一些传感器385可以包括射频源和/ 或用于检测用户输入运动的RF检测器。例如，运动可以由RF信号的三角测量来检测。一 些传感器385可以包括光源和/或用于检测使远程控制器移动的用户输入运动的检测器或 成像器。在不同的实施例中，一个或多个运动传感器可以被配置为在至少两个维度上产生 表示使远程控制器移动并且旨在控制仪器200的用户输入运动的运动数据。在一些实施例 中，原始的或经滤波的运动数据可以从在远程控制器230上的传感器被传输至仪器200用 于处理。
[0043] 依据一些实施例，远程控制器230还可以包括特别地用于为从一个或多个传感器 385接收的运动输入数据进行滤波的专用集成电路（ASIC) 390、置于处理器310上的操作系 统中的机器可读指令或现场可编程门阵列（FPGA)。在一些实施例中，ASIC、机器可读指令 或FPGA可以被实施在仪器200上而不是远程控制器上。在不同的实施例中，ASIC、机器可 读指令或FPGA提供对运动输入数据的空间滤波，以便如图4A中描绘的那样使不规则的运 动平滑。
[0044] 例如，用户可以沿着不规则地朝向能选择的图像120行进的实际路径410移动光 标140,并且一个或多个传感器380、385可以生成表示不规则路径410的原始运动数据。原 始运动数据可以由ASIC、被适配有机器可读指令的处理器或FPGA接收并滤波以产生表示 平滑路径420的经平滑的运动数据。仪器的处理器310a，310b可以接收经平滑的运动数据 并且根据经平滑的运动数据、而不是不规则的运动数据410来标识用户的运动输入。
[0045] 在一些实施例中，ASIC、机器可读指令或FPGA可以被配置为利用具有截止频率Fc 的有限脉冲响应（FIR)滤波器实施对原始运动数据的滤波。在一些实施例中，ASIC、机器可 读指令或FPGA可以被配置为利用针对每一坐标轴的不同FIR滤波器分别地对与GUI相关 联的每一方向坐标轴（例如沿着视觉显示器的X轴和Y轴）的原始运动数据进行滤波。可 以为每一坐标轴独立地设定滤波器参数，并且滤波器可具有不同的并且能分别调节的截止 频率Fq和Fq。依据一些实施例，可以利用下面示出形式的用于X轴数据的等式数字地实 施对每一坐标轴的滤波，但在其他的实施例中可以采用其他的滤波方法。
[0046]
[0047] 其中a[k]为用于相应坐标轴的滤波器系数。在一些实施例中，可以使用下面的滤 波器。
[0048]
[0049] 在等式1A和1B中，xs[η]表示对于离散的X轴运动数据的平滑值，并且N和Μ可 以通过软件操作被选择以调节将包括在每一平滑数据值的计算中的周围数据点的数量。在 一些实施例中，Ν和Μ的值可以大约是2至20之间的任意整数值。依据一些实施例，Ν和Μ 的和可以大约是在15至25之间。在一些实施方案中，Ν~Μ~10。在一些实施例中，每个 FIR滤波器包括21抽头低通滤波器，其中在校准过程期间估计截止频率。
[0050] 尽管等式1A和1B计算了用于位置值（例如用于第η个数据点的光标的X位置） 的平滑值，但是一些实施例可以如下地计算用于位置Αχ的改变的平滑值。
[0051]
[0052] 依据一些实施例，位置值x[n]、y[n]或位置的改变可以被表达为以视觉显示器 210的像素为单位。
[0053] 在一些实施例中，位置值、或位置的改变可以以规则的频率进行采样或确定。采 样的频率可以等于或高于用于常规图形用户界面的采样频率。在一些实施例中，采样频率 可以在大约20Hz至大约500Hz之间。在一些实施例中，采样频率可以在大约50Hz至大约 200Hz之间。在一些实施例中，采样频率大约可以是100Hz。随着由运动传感器产生用户运 动数据，数据可以被提供到适合于计算经平滑的运动数据值（例如依据等式1A、1B或等式 2或其他适合的滤波的等式）并且随后由仪器200的处理器310a、310b使用以标识表示用 户运动输入的平滑路径420。
[0054] 依据一些实施例，用于运动滤波器的参数可以通过软件操作由用户设定。滤波器 参数可以包括但并不限于用于数字滤波器的滤波器系数。在一些实施例中，截止频率、增益 以及相位可以通过软件操作由用户设定。例如并参考等式1A，仪器200可以包括使处理器 310a，310b适合于在视觉显示器上显示对话框或面板的机器可读指令，借助对话框或面板， 用户可以输入或选择用于每个滤波器的N和Μ的值。可选的或附加的，用户可以利用对话 框或面板来输入或选择截止频率。
[0055] 在一些实施例中，滤波器参数可以利用由仪器200执行的校准过程通过软件操作 确定。例如并参考图4Β，仪器200可以包括使仪器适合于显示参考路径430并且将光标 140定位在参考路径的端部处的机器可读指令。仪器可以促使用户沿着路径移动光标。由 于神经肌肉损伤，例如，用户可能沿着实际路径440移动光标。然后仪器可以计算在实际路 径440上的采样数据点与在参考路径430上的对应点之间的运动误差ErrX[n]，ErrY[n]， 如在附图中指示的那样。（在一些实施例中，运动误差可以基于位置上的改变或基于方向来 计算。）在一些实施方案中，在参考路径上的相应位置可以是处于与动作位置P最近距离的 参考路径430上的位置。滤波器参数可以被调节使得经计算的滤波路径（在图4B中未示 出）可以引起位置误差ErrX[n]，ErrY[n]或它们的和的减小。在一些实施例中，显示参考 路径430、接收表示用户追踪路径的运动输入数据、计算运动误差以及调节滤波器参数的方 面可以被重复直到位置误差小于预定值。在一些实施方案中，经调节的滤波器参数的平均 值可以从用于用户的所有试验的结果中计算。
[0056] 滤波器参数的平均值可以被存储并且随后在仪器200的操作的一般模式期间使 用。依据一些实施例，可以为不同的用户执行校准，并且滤波器参数可以被存储并随后用于 每个用户。在一些情况下，校准可以被执行用