一种基于手及指纹传感器的输入方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于手及指纹传感器的输入方法和装置，其中，该方法包括：获取多个样本图像，样本图像包括每个手指区域的不同位置的图像；对多个样本图像的可识别性进行测试，测试结果为每个手指至少有五个独立的部位用于指纹的录入和读入；基于测试结果，根据预设的虚拟键盘模式利用指纹传感器获取录入第一匹配指纹以存入指纹数据库，其中，第一匹配指纹包括不同手指位置的图像或特征模版；利用指纹传感器获取读入第二匹配指纹，并与指纹数据库中存储的第一匹配指纹进行匹配运算得到匹配结果，基于匹配结果通过智能显示设备实时显示形成视觉反馈。本发明专利技术在原理上更加稳定和普适，在操作上可行性更好，打字速度更快，对于用户来说更加方便。户来说更加方便。户来说更加方便。

【技术实现步骤摘要】
一种基于手及指纹传感器的输入方法和装置


[0001]本专利技术涉及人机交互领域，尤其涉及一种基于手及指纹传感器的输入方法和装置。

技术介绍

[0002]随着智能设备的逐渐突破，相关的硬件设备也需要随之突破，其中打字键盘因其相对复杂的操作性，对设计的技术提出更高的要求。可穿戴设备是目前主要的设计方向，其与手持设备相比更自由便捷，更适应新的生活方式。但可穿戴设备的有限输入条件会限制其功能的实现，比如目前主流设计的智能眼镜通常不支持文本输入，语音输入在很多社交环境下并不方便，另外有限的触摸手势只能解决最基本的需求，在打字输入功能上是空白的。
[0003]由于人类对于自己的肢体有先天的感知功能，甚至在没有视觉反馈时也能进行简单有效的交互，因此近年来很多设计基于本体的手掌、手臂作为可输入界面，提高交互的效率。比如OmniTouch、Skinput，均使用安装在身体上的传感器感知身体触摸，并通过投射在身体表面的用户界面提供视觉反馈。这些方法并没有真正脱离键盘本身，没有发挥出身体触摸的优势。KITTY及Mobile Lorm Glove利用带电子触点的手套或手掌来检测的手指触摸，但用户需要戴手套，这在互动体验中不够方便。
[0004]PalmType通过戴在手腕上的传感器来检测手指在手掌不同位置的点击，并设计了改进的QWERTY布局映射在非惯用手的整个手掌上，惯用手的手指作为触笔进行输入。这在设计上具有新颖性，并很好地利用了本体感觉，因此优化QWERTY比目前触控板的键盘快39％。但这种可穿戴红外传感器依然有三个明显缺陷：
[0005]1.基于定位的方法对于手指的定位和按压检测并不准确，如果腕带有不同程度的移动均会造成定位的不准确；
[0006]2.在手指区域的范围有限，每根手指都对应5个字母，这很容易造成误触，使得输入的效率下降。在没有视觉反馈的基础上，人其实很难保证直接按到目标位置；
[0007]3.打字时非惯用手需要完全伸直并拢，而作为输入触笔的手指反复不停使用，比较容易疲惫，这些都会造成输入的不方便，用户体验不够自由。
[0008]因此需要找到一种新的输入方式，在保有原有可穿戴设备利用本体感觉的优势的基础上，进行新的改进。

技术实现思路

[0009]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0010]为此，本专利技术的目的在于改进现有的输入方式，在保有原有可穿戴设备利用本体感觉的优势的基础上解决现有技术存在的不足，提出了一种基于手及指纹传感器的输入方法。
[0011]本专利技术的另一个目的在于提出一种基于手及指纹传感器的输入装置。
[0012]为达上述目的，本专利技术一方面提出了基于手及指纹传感器的输入方法，包括以下步骤：
[0013]获取多个样本图像，所述样本图像包括每个手指区域的不同位置的图像；
[0014]基于所述多个样本图像，对所述多个样本图像的可识别性进行测试得到测试结果；所述测试结果为每个手指至少有五个独立的部位用于指纹的录入和读入；
[0015]基于所述测试结果，根据预设的虚拟键盘模式利用指纹传感器获取录入第一匹配指纹以存入指纹数据库；其中，所述第一匹配指纹包括不同手指位置的图像或特征模版；
[0016]利用所述指纹传感器获取读入第二匹配指纹，并与所述指纹数据库中存储的第一匹配指纹进行匹配运算得到匹配结果，基于所述匹配结果通过智能显示设备实时显示形成视觉反馈。
[0017]本专利技术实施例的基于手及指纹传感器的输入方法，通过获取每个手指和手掌区域的不同位置的样本图像；对多个样本图像的可识别性进行测试，测试结果为每个手指至少有五个独立的部位用于指纹的录入和读入；基于测试结果，根据预设的虚拟键盘模式利用指纹传感器获取录入第一匹配指纹以存入指纹数据库，其中，第一匹配指纹包括不同手指位置的图像或特征模版；利用指纹传感器获取读入第二匹配指纹，并与指纹数据库中存储的第一匹配指纹进行匹配运算得到匹配结果，基于匹配结果通过智能显示设备实时显示形成视觉反馈。本专利技术在原理上更加稳定和普适，在操作上可行性更好，打字速度更快，对于用户来说更加方便。
[0018]另外，根据本专利技术上述实施例的基于手及指纹传感器的输入方法还可以具有以下附加的技术特征：
[0019]进一步地，所述单个手指区域的不同位置的图像，包括：指尖、指肚、第一关节处、指侧、中指肚和第二关节处的图像。
[0020]进一步地，所述根据预设的虚拟键盘模式利用指纹传感器获取录入第一匹配指纹以存入指纹数据库，包括：
[0021]在设置中选择标准键盘模式或者自定义键盘模式；其中，
[0022]在所述标准键盘模式中，根据所述智能显示设备中给出的位置提示，利用指纹传感器多次录入不同手指位置的图像或特征模版以存入指纹数据库完成录入；其中，所述不同手指位置对应虚拟键盘上不同的符号或功能；
[0023]在所述自定义键盘模式中，利用指纹传感器按照依次出现的字母或符号录入对应的自定义位置的图像或特征模版以存入指纹数据库完成录入。
[0024]进一步地，所述利用所述指纹传感器获取读入第二匹配指纹，并与所述指纹数据库中存储的第一匹配指纹进行匹配运算得到匹配结果，包括：
[0025]在完成所述第一匹配指纹的注册后开启输入，利用所述指纹传感器连续获取读入的图像或特征模版，并与所述指纹数据库中注册图像或特征模版进行多次匹配运算，当匹配成功并触发预设位置时，将匹配结果映射到该部位对应的键盘符号或功能，并通过智能显示设备实时显示结果。
[0026]进一步地，基于单传感器进行指纹匹配至少包括：单个拇指戴指纹传感器、单个食指戴指纹传感器和手掌处固定指纹传感器；其中，
[0027]所述单个拇指戴指纹传感器，包括：预设多种键盘布局，以每个手指的预设部位作
为输入位置，单个拇指戴上指纹传感器，在触碰每个部位后实时进行匹配操作，并输出相应的字母或其他指令；其中，所述预设多种键盘布局至少包括第一键盘布局、第二键盘布局和第三键盘布局。
[0028]进一步地，所述第一键盘布局，包括：
[0029]依照字母的顺序进行布局，两手指尖相对形成第一虚拟键盘，选取中指肚、第一关节、指肚和指尖作为输入字母的位置，前三行手指布局对应输入8个字母，第四行的小拇指对应于剩余的两个字母y和z，两个食指的指侧部位，分别作为删除键和空格键；
[0030]则戴指纹传感器的拇指按住另一只手的拇指指肚触发切换键盘SHIFT键；如果只按住SHIFT键显示永久切换，第一行两个食指对应阿拉伯数字，其他手指的位置则自定义标点符号；再次按住SHIFT键返回字母设置；同时按住SHIFT键和其他字母显示临时切换。
[0031]进一步地，所述第二键盘布局，包括：
[0032]依照PalmType进行布局，两手指尖相对形成第二虚拟键盘，将第一行的字母q和p移除，放在第四行的两个小拇指处，第二行的字母g放在左手中指的指侧，两个食指代表第一行，两个中指代表第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于手及指纹传感器的输入方法，其特征在于，包括以下步骤：获取多个样本图像，所述样本图像包括每个手指区域的不同位置的图像；基于所述多个样本图像，对所述多个样本图像的可识别性进行测试得到测试结果；所述测试结果为每个手指至少有五个独立的部位用于指纹的录入和读入；基于所述测试结果，根据预设的虚拟键盘模式利用指纹传感器获取录入第一匹配指纹以存入指纹数据库；其中，所述第一匹配指纹包括不同手指位置的图像或特征模版；利用所述指纹传感器获取读入第二匹配指纹，并与所述指纹数据库中存储的第一匹配指纹进行匹配运算得到匹配结果，基于所述匹配结果通过智能显示设备实时显示形成视觉反馈。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述单个手指区域的不同位置的图像，包括：指尖、指肚、第一关节处、指侧、中指肚和第二关节处的图像。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据预设的虚拟键盘模式利用指纹传感器获取录入第一匹配指纹以存入指纹数据库，包括：在设置中选择标准键盘模式或者自定义键盘模式；其中，在所述标准键盘模式中，根据所述智能显示设备中给出的位置提示，利用指纹传感器多次录入不同手指位置的图像或特征模版以存入指纹数据库完成录入；其中，所述不同手指位置对应虚拟键盘上不同的符号或功能；在所述自定义键盘模式中，利用指纹传感器按照依次出现的字母或符号录入对应的自定义位置的图像或特征模版以存入指纹数据库完成录入。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，利用所述指纹传感器获取读入第二匹配指纹，并与所述指纹数据库中存储的第一匹配指纹进行匹配运算得到匹配结果，包括：在完成所述第一匹配指纹的注册后开启输入，利用所述指纹传感器连续获取读入的图像或特征模版，并与所述指纹数据库中注册图像或特征模版进行多次匹配运算，当匹配成功并触发预设位置时，将匹配结果映射到该部位对应的键盘符号或功能，并通过智能显示设备实时显示结果。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，基于单传感器进行指纹匹配至少包括：单个拇指戴指纹传感器、单个食指戴指纹传感器和手掌处固定指纹传感器；其中，所述单个拇指戴指纹传感器，包括：预设多种键盘布局，以每个手指的预设部位作为输入位置，单个拇指戴上指纹传感器，在触碰每个部位后实时进行匹配操作，并输出相应的字母或其他指令；其中，所述预设多种键盘布局至少包括第一键盘布局、第二键盘布局和第三键盘布局。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一键盘布局，包括：依照字母的顺序进行布局，...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯建江，周杰，刘宗健，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：