专利名称：角接触几何形状的制作方法
角接触几何形状相关申请
本申请要求Zhao (赵)等人于2011年2月12日提交的美国临时申请号61/442219，发明名称为“Angular Contact Geometry (角接触几何形状)”的优先权,其全部公开通过引用被结合于此。
背景技术：
诸如移动电话、便携和平板计算机、娱乐设备、手持导航设备等等之类的便携计算设备日益提供更多功能和特征，其使得用户难以在设备上导航和选择与用户想要发起的功能相关的命令。除了用于与计算设备交互的传统技术，诸如鼠标、键盘和其它输入设备，触摸传感器和触摸屏显示器通常被集成在移动电话和平板计算机中，并被用于显示和用户可选择的接触和手势输入。对于具有触摸传感器和/或触摸屏显示器的这些类型的便携设备，持续的设计挑战在于触摸和手势输入的固有误差，这主要是由于用户手指的尺寸。虽然用户通常想要更小的设备以方便携带，但是在触摸屏显示器上精确处理触摸和手势输入的挑战对于标准的触摸处理技术仍然继续存在。
发明内容
本发明内容介绍角接触几何形状的简化概念，该概念在下面的具体实施方式
中被进一步描述和/或在附图中被示出。本发明内容不应被认为描述了所要求保护的主题的必要特征，也不应被用于确定或限制所要求保护的主题的范围。角接触几何形状被描述。在实施方式中，触摸输入传感器数据被识别为在诸如可以被集成到移动电话或便携计算设备中的触摸屏显示器上的触摸输入。从触摸输入传感器数据生成传感器图(sensor map),该传感器图表示该触摸输入。传感器图能够被生成为元素的二维阵列，该元素与从触摸输入传感到的接触相关联。然后能够确定一个椭圆，其近似地包围了传感器图的元素，该椭圆表示触摸输入的接触形状。在其它实施方式中，触摸输入的接触形状通常在形状上是不规则的，所确定的椭圆具有近似地包围了传感器图的元素的尺寸和旋转角度。误差率(IAR)能够被确定以验证该椭圆，其中从在椭圆的边界内但不是传感器图的一部分的区域确定椭圆的IAR。这些区域也被称作非重叠区域，并且是在椭圆边界内没有与传感器图的元素重叠的区域。
参照下面的附图描述角接触几何形状的实施方式。相同的数字至始至终可以被用于表示在图中示出的相同的特征和组件
图I图示了其中能够实现角接触几何形状的实施方式的示例性系统。图2图示了根据角接触几何形状的一个或多个实施方式的传感器图和近似包围传感器图的元素的椭圆的例子。图3图示了根据一个或多个实施方式的角接触几何形状的(多个)示例性的方法。
图4图示了能够实现角接触几何形状的实施方式的示例性设备的各种组件。
具体实施例方式描述了角接触几何形状的实施方式。如上面提到的，在发起用户选择的输入时，由于用户手指的尺寸，在诸如移动电话或便携计算机的计算设备的触摸屏显示器上的触摸和手势输入可能不会被精确地识别。当用户尝试触摸较小的可选择的控件(control)(其显示在触摸屏显示器上的用户界面中，诸如在网页中的可选择链接)时，或者当用户试图使用可选择边缘尺寸调整控件来调整用户界面的大小时，这对于用户是特别显而易见的。角接触几何形状被实现以表示诸如在设备的触摸屏显示器上的触摸输入的接触形状，以推断在触摸屏显示器上用户所意图的触摸位置。在实施方式中，从传感器图中确定角接触几何形状，该传感器图是从触摸输入传感器数据中生成，并且该传感器图表示触摸输入。能够确定一个椭圆，其近似地包围传感器图的元素，该椭圆表示触摸输入的接触形状。通常，触摸输入的接触形状在形状上是不规则的，具有一个尺寸和旋转角度的椭圆近似地包围传感器图的元素。实现角接触几何形状的质量度量也能够被确定。质量度量是误差率(IAR)，其能够被确定以证明椭圆是正确的或验证椭圆。从在椭圆的边界内但不是传感器图的一部分的区域确定特定尺寸和旋转角度的椭圆的IAR。这些区域也被称作非重叠区域，是在椭圆的边界内没有与传感器图的元素重叠的区域。最适合的椭圆具有最小值的最优IAR，其中具有最小值IAR的椭圆包围大部分的传感器图并具有最少的非重叠区域面积。虽然能够以许多种不同设备、系统、环境、网络和/或配置实现角接触几何形状的特征和概念，但是在如下示例性设备、系统和方法的上下文中描述角接触几何形状的实施方式。图I图示了示例性系统100，其中能够实现多种角接触几何形状的实施方式。该示例性系统包括计算设备102，其可以是移动电话104、娱乐设备、导航设备、用户设备、无线设备、便携设备、平板计算机106、双屏折叠设备108等的任意一个或组合。计算设备包括集成的触摸屏显示器110，其被实现以传感触摸输入112的位置，诸如在触摸屏显示器上显示的用户界面中的用户可选择输入。任意计算设备能够被实现为具有多种组件，诸如一个或多个处理器和存储器设备，以及任意数量的不同组件和其组合，如参照图4中示出的示例设备所进一步描述的。在示例性系统100中，计算设备102包括触摸输入模块114(例如，较低层的组件)， 其被实现以识别触摸输入传感器数据116为触摸屏显示器110上的触摸输入112.。计算设备还包括手势识别应用118 (例如，较高层的组件)，其接收由触摸输入模块114生成和输出的HID报告120 (即人体界面设备报告)。HID报告包括时间和位置数据，以及与计算设备的触摸屏显示器上的触摸输入相关的所确定的角接触几何形状数据，诸如椭圆轴向量。手势识别应用118被实现以识别并生成多种手势，如从与诸如触摸输入112之类的输入和输入组合相关联的触摸输入数据(例如HID报告120)而确定的。手势识别应用能够生成多种手势，诸如选择手势、保持手势、动作手势、轻敲手势和来自多种用户可选择输入的其它类型的手势。
计算设备102的输入识别系统可以包括任意类型的输入检测特征和/或设备以区别多种输入类型，诸如传感器(电容性或电阻性)、光传感像素、触摸传感器、照相机和/或普通用户界面，其解释用户交互、手势、输入和动作。在实现中，输入识别系统能够从可识别的变量中检测动作输入，诸如从方向变量、从开始区域位置变量和终止区域位置变量、和/或从动作速率变量(例如每秒特定数量的像素)。计算设备102还包括接触几何形状服务122，其被实现以确定对应于诸如触摸输入112之类触摸屏显示器110上的触摸输入角接触几何形状124。接触几何形状服务能够被实现为计算机可执行指令，诸如软件应用，并由一个或多个处理器执行以实现此处描述的多种实施方式。接触几何形状服务还能够被实现为在计算设备中的专用传感器设备硬件上的固件。在这个例子中，接触几何形状服务被示出为实现为触摸输入模块114的组件。可替换地，接触几何形状服务可以被实现为独立的软件应用或服务以确定角接触几何形状。在实施方式中，接触几何形状服务122被实现以从触摸输入传感器数据116中生成传感器图126，该传感器图表示触摸输入112，诸如当用户使用手指在触摸屏显示器110 上发起触摸输入时。在这个例子中，传感器图包括元素128，示出为8比特16进制值，其表示在传感器图中的元素位置处的信号强度。触摸输入传感器数据的较强传感器信号使用传感器图中的元素指示更多接触。传感器图被生成为二维阵列s [x] [y]，其中X和y是二维网格中元素的索引，其与触摸屏显示器上触摸输入中传感到的接触相关。固定基线等级能够被减去，这样环绕传感器图的区域(其没有被检测为触摸输入的一部分)中的元素被标准化 (normalize)为零级。接触几何形状服务122也被实现为将与触摸输入112相关的传感器图126模型化为高斯(Gaussian)分布，使用如公式(I)的概率分布函数
I If ,
p(x) =.......................................................—.gxp(-^(x - li) Σ (x - Il))(I λ
2,V爾 2⑴。变量X = (x, y)是二维传感器图的索引向量。参数μ是平均数，参数Σ是协方差矩阵的2x2矩阵。接触几何形状服务122能够确定参数μ和Σ，这样概率密度函数(高斯HF)最适合表示触摸输入112的接触形状的传感器图s[x] [y]。为了实现此,接触几何形状服务被实现来执行最大似然估计(MLE)以导出下面的公式(2)和(3)
j TC-' .I,
μ=—χ,(2)
t 二士 Σ=1《-顧W(3)。参数N是执行MLE时采样点的总量。在这个实现中，s[x] [y]的值被处理为在特定索引点(X，y)的全部采样的直方图(histogram)。这样,接触几何形状服务能够导出N, 如公式(4)
根据加权的和，使用s[x][y]作为权重，能够改写公式(2)和(3)，如下面的公式
(5)和(6)
权利要求
1.一种方法(300),包括识别(302)触摸输入传感器数据(116)为触摸屏显示器(110)上的触摸输入(112)； 从触摸输入传感器数据生成(304)传感器图(126)，该传感器图表示该触摸输入；和确定(308 )近似地包围传感器图的椭圆(204 )，该椭圆表示触摸输入的接触形状。
2.权利要求I所述的方法，其中触摸输入的接触形状在形状上是不规则的；和椭圆具有近似地包围传感器图的尺寸和旋转角度。
3.权利要求2所述的方法，近一步包括确定误差率(IAR)以验证椭圆，椭圆的IAR是从在椭圆的边界内但不是传感器图的一部分的一个或多个区域中确定 的。
4.权利要求I所述的方法，其中传感器图被生成为元素的二维阵列，元素与从触摸屏显示器上的触摸输入传感到的接触相关。
5.权利要求4所述的方法，其中触摸输入传感器数据的较强传感器信号指示与传感器图中的元素较多接触。
6.权利要求4所述的方法，进一步包括将传感器图模型化为高斯分布，其中从该高斯分布确定近似包围传感器图的椭圆。
7.权利要求6所述的方法，进一步包括从协方差矩阵确定椭圆的短轴和长轴；和缩放短轴和长轴的轴向量以将椭圆的几何形状与触摸输入的接触形状相关。
8.一种计算设备(102)，包括触摸屏显示器(110);触摸输入模块(114)，被配置以识别触摸输入传感器数据(116)为触摸屏显示器上的触摸输入(112)；至少一个存储器(416)和处理器(410)，用于实现接触几何形状服务(122)，其被配置为从触摸输入传感器数据生成传感器图(126)，该传感器图表示该触摸输入；和确定近似地包围传感器图的椭圆(204 )，该椭圆表示触摸输入的接触形状。
9.权利要求8所述的计算设备，其中触摸输入的接触形状在形状上是不规则的；和椭圆具有近似地包围传感器图的尺寸和旋转角度。
10.权利要求9所述的计算设备，其中接触几何形状服务被进一步配置为确定误差率 (IAR)以验证椭圆，椭圆的IAR是可以从在椭圆的边界内但不是传感器图的一部分的一个或多个区域中确定的。
全文摘要
在角接触几何形状的实施方式中，触摸输入传感器数据被识别为触摸屏显示器(例如集成在移动电话或便携计算设备上的触摸屏显示器)上的触摸输入。从触摸输入传感器数据生成传感器图，传感器图表示该触摸输入。传感器图能够被生成为元素的二维阵列，元素与从触摸输入传感的接触相关。然后，能够确定一个椭圆，其近似地包围传感器图的元素，该椭圆表示触摸输入的接触形状。
文档编号G06F3/041GK102609141SQ201210029859
公开日2012年7月25日 申请日期2012年2月10日 优先权日2011年2月12日
发明者A.D.威尔逊, A.乌泽拉克, D.A.斯蒂芬斯, N.S.基姆, 赵伟东, 重光崇博 申请人:微软公司