(57)【要約】本発明は、少なくとも1つの音響センサ(6)を備える、音響インターフェースを形成する物体(5)の一部を形成する表面(9)での衝撃の位置を突き止める方法に関する。前記方法は、音響インターフェースを形成する物体内で衝撃によって生成される音波から少なくとも1つの信号を感知することと、認識段階中に衝撃の位置を突き止めることからなり、この認識段階は、音響インターフェースを形成する物体の表面の一部を形成する少なくとも1つのアクティブゾーンで衝撃が生成される時に感知される信号に対応する少なくとも1つの所定の信号と感知された信号を比較することと、感知された信号が前記所定の信号と十分に同一である場合に衝撃を前記アクティブゾーンに関連付けることからなる。
2005529350.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも1つの音響センサ(6)を備える、音響インターフェースを形成する物体(5、3、16、18)の一部を形成する表面(9、15、17、22)での衝撃の位置を突き止める方法であって、
少なくとも1つの信号が、音響インターフェースを形成する前記物体(5、3、16、18)で前記衝撃によって生成される音波から感知され、
前記衝撃が、前記感知された信号の処理によって位置を突き止められ、
前記方法は、認識段階を含み、
前記認識段階中に、音響インターフェースを形成する物体(5、3、16、18)の表面の一部を形成する少なくとも1つのアクティブゾーン(10)で衝撃が形成される時に感知される信号に対応する少なくとも1つの所定の信号と前記感知された信号が比較され、
前記感知された信号が前記所定の信号に十分に類似する場合に、前記衝撃が前記アクティブゾーン(10)に関連付けられる方法。
【請求項２】
音響インターフェースを形成する前記物体の前記表面が、複数のアクティブゾーン(10)を含み、前記認識段階中に、前記感知された信号が、前記アクティブゾーン(10)の1つで衝撃が生成される時に感知される信号にそれぞれが対応する複数の所定の信号と比較される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
複数の音響センサ(6)が、使用され、前記認識段階中に、1つの信号が、音響センサごとに感知され、異なる音響センサによって感知された前記信号が、互いに独立に前記所定の信号と比較される、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
複数の音響センサ(6)が、使用され、前記認識段階中に、1つの信号が、音響センサごとに感知され、さまざまな音響センサによって感知された前記信号が、互いに異なる形で前記所定の信号と比較される、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
複数の音響センサ(6)が、使用され、複数の異なる大きさを測定する、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
多くとも2つの音響センサが使用される、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
単一の音響センサ(6)が使用される、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項８】
その間に各所定の信号が各アクティブゾーン(10)で少なくとも1つの衝撃を生成することによって実験的に判定される初期学習段階を含む、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
各所定の信号が、理論的信号である、請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記認識段階中に、前記感知された信号が、相互相関によって前記少なくとも1つの所定の信号と比較される、請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記認識段階中に、前記感知された信号が、音声認識、信号認識、形状認識、およびニューラルネットワークによる認識から選択される認識の処理によって前記少なくとも1つの所定の信号と比較される、請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記認識段階中に、前記感知された信号が、単一のアクティブゾーンに関連付けられる、またはどのゾーンにも関連付けられないのいずれかである、請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
各アクティブゾーンが、所定の情報要素に関連し、前記衝撃がアクティブゾーンに関連する時に、電子デバイスが、そのアクティブゾーンに対応する前記所定の情報要素を使用するようにされる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
音響インターフェースを形成する物体の表面(9、15、17、22)が、ある個数n個のアクティブゾーン(10)を含み、nが、少なくとも2と等しく、前記認識段階が、
−前記感知された信号と前記所定の信号Ri(t)との間で相互相関を行うサブ段階であって、iが、アクティブゾーンを指定する、1とnとの間の自然数であり、相互相関関数Ci(t)がそのように得られるサブ段階と、
−他の結果Ci(t)より大きい最大振幅を有する相互相関の結果Cj(t)に対応する潜在的にアクティブ化されたアクティブゾーンjを判定するサブ段階と、
−前記相互相関結果の振幅最大値の分布D(i)
D(i)=Max(Ci(t))
を判定するサブ段階と、
−Rj(t)とさまざまな所定の信号Ri(t)との間の相互相関結果C'i(t)の振幅最大値の分布D'(i)
D'(i)=Max(C'i(t))
を判定するサブ段階と、
−分布D(i)とD'(i)との間の相関のレベルの関数として、前記衝撃が前記アクティブゾーンjで生成されたかどうかに関する判定を行うサブ段階と
を含む、請求項１２または請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記認識段階中に、前記感知された信号が、それから前記感知された信号のある特性を表すデータを抽出するために処理され、そのように抽出された前記データが、衝撃が各アクティブゾーンで生成される時に感知される信号から抽出された基準データと比較される、請求項１２または請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記認識段階中に、前記感知された信号から抽出された前記データからコードが判定され、このコードが、少なくともいくつかのコードと各アクティブゾーンとの間の対応を与えるテーブルと比較される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
音響インターフェースを形成する物体(5、3、16、18)が、少なくとも2つのアクティブゾーン(10)を含み、前記認識段階中に、前記感知された信号と前記所定の信号との間の類似を表す類似値が判定され、衝撃(I)が、基準アクティブゾーンと称する、最大の類似に対応する複数の隣接するアクティブゾーン(R1からR4)に関連付けられ、その後、前記表面での前記衝撃(I)の位置が、前記基準アクティブゾーン(R1からR4)に帰する前記類似値の関数として判定される、請求項１から請求項１４までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
前記表面での前記衝撃(I)の前記位置は、前記基準アクティブゾーン(R1からR4)に帰する前記類似値が、前記表面の前記位置で生成される衝撃に関する前記基準アクティブゾーンについて計算された理論類似値にできる限り多く対応するように判定される、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記表面での前記衝撃(I)の前記位置は、前記基準アクティブゾーン(R1からR4)に帰する前記類似値が、前記表面の前記位置で生成される衝撃に関する前記基準アクティブゾーンについて計算された理論類似値にできる限りよく対応するように判定される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記理論類似値が、基準アクティブゾーン(R1からR4)の各可能な組について事前に決定される、前記表面上の前記衝撃の前記位置の関数である、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記アクティブゾーンが、前記所定の信号Ri(t)の位相と前記感知された信号の位相との間の比較によって識別される、請求項８に記載の方法。
【請求項２２】
−アクティブゾーンiでの衝撃によって生成される各音響信号Ri(t)のフーリエ変換Ri(ω)=|Ri(ω)|ejφi(ω)が計算され、iは1とnの間のインデックスであり、このフーリエ変換から、振\幅|Ri(ω)|が所定の閾値より大きい周波数帯域ωの位相成分ejφi(ω)だけが保持され、
−同一の処理が、前記デバイスの通常動作中に感知される音響信号S(t)のそれぞれに適用される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記所定の閾値が、MAX/Dおよび|B(ω)|の最大値と等しく、
−MAXは、モジュール|Ri(ω)|の最大値、それぞれエネルギーにおいて正規化されたモジュール|Ri(ω)|の最大値、およびそれぞれエネルギーにおいて正規化されたモジュール|Ri(ω)|の平均値の包絡線の最大値から選択され、
−Dは、定数であり、
−|B(ω)|は、異なる時に獲得される、音響インターフェースを形成する前記物体内の複数の雑音スペクトルの平均値である、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記デバイスの前記通常動作中に、
−基準i=1…nについて、S'(ω)にRi'(ω)の共役を乗じたものと等しい積Pi(ω)が計算され、
−前記積Pi(ω)が正規化され、
−すべての前記積Pi(ω)の逆フーリエ変換が実行され、時間関数Xi(t)が得られ、
−前記信号S(t)が、前記時間関数Xi(t)の関数としてアクティブゾーン(10)に帰する、  請求項２２または請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記信号S(t)が、前記時間関数Xi(t)の最大値の関数としてアクティブゾーン(10)に帰する、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
少なくとも1つの音響センサ(6)を備える音響インターフェースを形成する物体(5、3、16、18)の一部を形成する表面(9、15、17、22)での衝撃の位置を突き止める、請求項１から請求項２５までのいずれか１項に記載の方法を実施するように特に適合されたデバイスであって、
該デバイスは、
音響インターフェースを形成する前記物体(5、3、16、18)で生成される音波から少なくとも1つの信号を感知する手段と、
前記感知された信号を処理することによって前記衝撃の位置を突き止める手段とを含み、
前記デバイスは、
物体(5、3、16、18)の表面の一部を形成する少なくとも1つのアクティブゾーン(10)で衝撃が形成される時に感知される信号に対応する少なくとも1つの所定の信号と前記感知された信号を比較するのに適当な認識手段と、
前記感知された信号が前記所定の信号に十分に類似する場合に、前記衝撃を前記アクティブゾーン(10)に関連付ける手段と、を含むことを特徴とするデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面での衝撃の位置を突き止める方法およびその方法を実施するデバイスに関する。
【０００２】
より具体的には、本発明は、少なくとも1つの音響センサを備える、音響インターフェースを形成する物体の一部を形成する表面(音響インターフェースを形成する物体は、単一の片または、組み立てられるか少なくとも相互に接触する複数の要素から作ることができる)での衝撃の位置を突き止める方法であって、少なくとも1つの信号が、前記衝撃によって音響インターフェースを形成する物体内に生成される音波から感知され、衝撃の位置が、前記感知された信号の処理によって突き止められる方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
従来技術文献には、特にペインに適用されるそのような方法の例が記載されている。この既知の方法では、物体の表面での衝撃の位置が、音波が異なるセンサに飛行する時間の差を測定することによって計算される（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】仏国特許第2811107号公報
【０００４】
しかし、この既知の方法は、
−使用されるペインが、完全な等質性および完全な表面状態を有することと、
−特に音波の反射を防ぐために、ペインの場が特別に処理されることと、
−ペイン内の音波の速度が事前に既知である(その構成の正確な知識を前提とする)ことと、
−少なくとも4つのセンサが使用されることと
を必要とする。
【０００５】
その結果、この既知の方法は、実施するのに特にコストが高く、特に片のアセンブリからなる異種物体、不規則な形状の物体などの先在する物体に適用することができない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、これらの短所を軽減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このために、本発明によれば、問題のタイプの方法は、音響インターフェースを形成する物体の表面の一部を形成する少なくとも1つのアクティブゾーンで衝撃が生成される時に感知される信号に対応する少なくとも1つの所定の信号と感知された信号を比較する認識段階を含み(この比較は、時間領域および周波数領域の両方で行うことができるが、適当な場合に、感知された信号のただ1つの部分または処理の後にこの感知された信号から抽出されるデータに対して行うことができ、その場合に、前記所定の信号は、比較が行われる部分まで減らすか、比較が行われるデータまで減らすことができる)、感知された信号が前記所定の信号に十分に似ている場合に、衝撃が、前記アクティブゾーンに関連付けられることを特徴とする。
【０００８】
この配置のおかげで、堅牢であり、すべての物体(複数の部分のアセンブリまたは接触する複数の部分の配置からなる異種物体を含む)に適合可能であり、適用が簡単かつ安価である、衝撃の位置を突き止める方法が得られる。
【０００９】
本発明の好ましい実施形態では、適当な場合に、次の配置の1つまたは複数を使用することもできる。
−音響インターフェースを形成する物体の表面は、複数のアクティブゾーンを含み、認識段階中に、感知された信号が、衝撃が前記アクティブゾーンの1つで生成される時に感知される信号にそれぞれが対応する複数の所定の信号と比較される;
−単一の音響センサを使用する;
−複数の音響センサを使用し、認識段階中に、音響センサごとに1つの信号を感知し、さまざまな音響センサによって感知された信号を、互いに独立に所定の信号と比較する;
−さまざまな音響センサによって感知された信号を、互いに別々に所定の信号と比較する;
−複数の異なる振幅を測定する複数の音響センサを使用する;
−多くとも2つの音響センサを使用する;
−この方法に、少なくとも1つの衝撃を各アクティブゾーンで生成することによって各所定の信号が実験的に判定される初期学習段階が含まれる;
−各所定の信号は、理論的信号である(音響の観点から、使用されるものと同一であるか非常に類似する物体について計算されるか実験的に決定される);
−認識段階中に、感知された信号が、相互相関によって前記少なくとも1つの所定の信号と比較される;
−認識段階中に、感知された信号が、音声認識、信号認識、形状認識、およびニューラルネットワークによる認識から選択される認識方法によって、前記少なくとも1つの所定の信号と比較される;
−認識段階中に、感知された信号が、単一のアクティブゾーンに関連付けられるか、どのアクティブゾーンにも関連付けられない;
−各アクティブゾーンは、所定の情報要素(たとえば、英数字文字、コマンドなど)に関連し、衝撃がアクティブゾーンに関連する時に、電子デバイスが、そのアクティブゾーンに対応する所定の情報要素を使用するようにされる;
−音響インターフェースを形成する物体の表面に、n個のアクティブゾーンが含まれ、nは、少なくとも2と等しく、認識段階に、次のサブ段階が含まれる:
・相互相関が、感知された信号(一般に正規化の後)および前記所定の信号Ri(t)の間で行われ、iは、アクティブゾーンを指定する1とnの間の自然数であり、したがって相互相関関数Ci(t)が得られ、
・他の結果Ci(t)の最大振幅より大きい最大振幅を有する相互相関の結果Cj(t)に対応する潜在的にアクティブ化されたアクティブゾーンjが、判定され、
・相互相関結果の振幅最大値の分布D(i)
D(i)=Max(Ci(t))
も判定され、
・Rj(t)とさまざまな所定の信号Ri(t)の間の総合相関結果C'i(t)の振幅最大値の分布D'(i)
D'(i)=Max(C'i(t))
も判定され、
・分布D(i)とD'(i)の間の相関のレベルの関数として、衝撃がアクティブゾーンjで生成されたかどうかの判定が行われる;
−認識段階中に、感知された信号が、感知された信号のある特性を表すデータをそれから抽出するために処理され、したがって、抽出されたデータが、衝撃が各アクティブゾーンで生成される時に感知される信号から抽出された基準データと比較される;
−認識段階中に、感知された信号から抽出された前記データからコードが判定され、このコードが、少なくともいくつかのコードと各アクティブゾーンの間の対応を与えるテーブルと比較される;
−音響インターフェースを形成する物体に、少なくとも2つのアクティブゾーンが含まれ、認識段階中に、感知された信号と所定の信号(特に相互相関関数から導出される値、たとえばその最大値)の間の類似を表す類似値が判定され、衝撃が、基準アクティブゾーンと称する最大の類似に対応する複数の隣接するアクティブゾーンに関連付けられ、その後、表面での衝撃の位置が、基準アクティブゾーンに帰する類似値の関数として判定される;
−基準アクティブゾーンに寄与する類似値が、表面の前記位置で生成される衝撃に関して前記基準アクティブゾーンについて計算された理論類似値にできる限りよく対応するように、表面での衝撃の位置が判定される;
−理論類似値は、基準アクティブゾーンの可能な組ごとに事前に決定される、表面での衝撃の位置の関数である;
−アクティブゾーンは、所定の信号Ri(t)の位相と感知された信号の位相の間の比較によって識別される;
−学習フェーズ中に、アクティブゾーンiでの衝撃によって生成される各音響信号Ri(t)のフーリエ変換Ri(ω)=|Ri(ω)|.ejφi(ω)が計算され、ここで、iは1とnの間のインデックスであり、このフーリエ変換から、位相成分ejφi(ω)が、振幅|Ri(ω)|が所定の閾値より大きい周波数帯域ωでのみ保持され、同一の処理が、デバイスの通常動作中に感知された音響信号S(t)のそれぞれに適用され、
・所定の閾値は、MAX/Dと|B(ω)|の最大値と等しく、ここで、
・MAXは、モジュール|Ri(ω)|の最大値、それぞれエネルギーにおいて正規化されたモジュール|Ri(ω)|の最大値、およびそれぞれエネルギーにおいて正規化されたモジュール|Ri(ω)|の平均値のエンベロープの最大値から選択され
・Dは、定数であり、
・|B(ω)|は、異なる時に獲得される、音響インターフェースを形成する物体の複数の雑音スペクトルの平均値である;
−デバイスの通常動作中に:
・積Pi(ω)が、基準i=1…nについてS'(ω)にRi'(ω)の共役を乗じたものと等しくなるように計算され、
・積Pi(ω)が、正規化され、
・すべての積Pi(ω)の逆フーリエ変換が、実行され、時間関数Xi(t)が得られ、
・信号S(t)が、前記時間関数Xi(t)の関数としてアクティブゾーン(10)に帰せられる;
−信号S(t)は、前記時間関数Xi(t)の最大値の関数としてアクティブゾーンに帰せられる。
【００１０】
さらに、本発明のもう1つの目的は、上で定義されたインターフェース方法の実施に特に適合されたデバイスである。
【００１１】
本発明の他の特徴および長所は、添付図面と共に、非制限的な例を与える本発明の5つの実施形態の以下の説明から明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
さまざまな図面で、同一の符号は、同一のまたは類似する要素を指す。
【００１３】
図1に、たとえば
−マイクロコンピュータ中央処理ユニット2と、
−中央処理ユニット2に接続された画面3と、
−問題の例で中央処理ユニット2に情報を伝えるのに使用される音響入力インターフェース4と
を含む、本発明を実施することを意図されたデバイス1を示す。
【００１４】
音響入力インターフェース4には、この例で、後で説明するようにその表面9で衝撃を生成することによって音波が伝搬される机からなる、固い物体5が含まれる。
【００１５】
しかし、音響インターフェースを形成する物体が、ペイン、ドア、窓、ポータブルトレイ、コンピュータ画面、ディスプレイパネル、インタラクティブ端末、おもちゃ、車両ダッシュボード、自動車前席または航空機座席の背面、壁、床、車両フェンダ(音響インターフェースによって送られる情報は、フェンダ上の衝撃の位置になる)など、単一の片、または組み立てられるか単に互いに接触する複数の片からなる、同種または異種の他の物体からなるものとすることができることに留意されたい。
【００１６】
少なくとも1つの音響センサ6(この例では1つの音響センサ6だけが示されている)が、物体5に取り付けられ、この音響センサ6は、たとえば、ケーブル8または伝送の他の手段(ラジオ、赤外線、または他)によって中央処理ユニット2のマイクロホン入力7に接続されて、前記音波を感知し、これを中央処理ユニット2に送る。
【００１７】
音響センサ6は、たとえば、圧電センサまたは他(たとえば、容量性センサ、磁気抵抗センサ、電磁センサ、音響速度系、光学センサ[レーザ干渉計、レーザ振動計など]など)とすることができる。たとえば、音響インターフェースを形成する物体5内の音波の伝搬に起因する移動の振幅あるいはそのような移動の速度または加速度を測定することが適当である可能性があり、あるいは、物体5内の音波の伝搬に起因する圧力振動を測定する圧力センサを用いることができる。
【００１８】
物体5の外表面9(この例では、図1に示された例の前記物体5を形成する机の上面)で、たとえば
−物体5の表面9に固定された、取外し可能または取外し不能の物理的マーキング
−または、表面9に画像を投影することによって得られる光のマーキング
によって区切ることができる複数のアクティブゾーン10が定義される。
【００１９】
表面9に、特にシステムのよりよい信頼性のために、たとえば柔軟な材料によって覆うか、単純にユーザがアクセス不能にすることによって、衝撃の生成が禁止される部分を含めることもできる。
【００２０】
さまざまなアクティブゾーン10は、単純に、表面9の残りと同一の、表面9の部分とすることができる。しかし、これらのアクティブゾーンは、ゾーン10の1つでの衝撃が、別のアクティブゾーン10または表面9の別の部分での衝撃によって生成されるものと異なる音響信号を生成するという範囲で、互いにおよび表面9の残りと区別される。
【００２１】
アクティブゾーン10のそれぞれは、ユーザが中央処理ユニット2に通信することを望む可能性がある所定の情報要素に関連する。問題の情報は、たとえば、コマンド、数字、文字、表面9での位置、あるいは、キーボード、制御ボタン、マウス、または他などの普通の入力インターフェースによってマイクロコンピュータなどの電子デバイス(または別の電子装置の中央処理ユニット)にいつも伝送できる他の情報とすることができる。
【００２２】
問題の情報は、適当な場合に、表面9のマーキング10aによって明らかに示すことができる(ゾーン10の識別に関して、これらのマーキングは、永久的な形または取外し可能な形で表面9に物理的に貼り付けることができ、あるいは、前記表面9に光の像の形で投影することができる)。
【００２３】
変形として、物体5の表面9に、単純に、アクティブゾーンを互いに区別する識別子(物理的に貼り付けられるか光の)を含めることができる。これらの識別子は、たとえば、番号または色とすることができ、これらの意味の覚え書きを、必要な場合に中央処理ユニット2によって画面3に生成されるディスプレイによって与えることができる。
【００２４】
必要な場合に、表面9に、アクティブゾーンを区切るか対応する情報を識別するためのマーキングを含めないようにすることもでき、この場合に、アクティブゾーン10は、デバイス1の許可されたユーザだけが知っている。
【００２５】
各アクティブゾーン10に関連する所定の情報要素を、必ず同一とするか、中央処理ユニット2でプログラムが動作する時にまたは他のアクティブゾーン10の前の作動に依存して変更することができることに留意されたい(あるアクティブゾーン10を作動させて、たとえば、その後に作動される1つまたは複数のアクティブゾーン10に帰する機能を変更して、たとえば、特定の機能にアクセスする、特定の文字にアクセスする、または文字を大文字にするなどができる)。
【００２６】
したがって、物体5のさまざまなアクティブゾーン10は、指の爪、指先、あるいはペン、スタイラス、または他などの物体を用いてアクティブゾーンを叩くことによって作動する真の仮想キーボードを構成する。
【００２７】
物体5の表面9に、適当な場合に、最も単純な場合に単一のアクティブゾーン10を含めることができるが、このアクティブゾーン10が、表面9全体には広がらず、前記表面9の小さい部分を構成することが好ましいことに留意されたい。
【００２８】
図2からわかるように、センサ6(SENS.)は、入力7を介して増幅器11に便利に接続され、増幅器11自体は、アナログ/ディジタルコンバータ12(A/D)に接続され、アナログ/ディジタルコンバータ12は、受け取った信号を中央処理ユニット2(CPU)のプロセッサ13に送り、このプロセッサは、1つまたは複数のメモリ14(MEM.)に接続され、上述の画面3(SCR.)または他の出力インターフェースに指令して、情報をユーザに送る。
【００２９】
音響インターフェース4が、たとえば家庭用電子装置、業務用電子装置、デジコード、自動車電子中央処理ユニットなど、マイクロコンピュータ以外の電子デバイスに情報を入力するインターフェースとして働くことができることに留意されたい。どの場合でも、1つまたは複数のセンサ6によって生成された電気信号は、この電子装置内または外部ディジタル信号処理デバイス(DSP)内のいずれかで処理することができる。
【００３０】
上で説明したデバイス1の使用中に、ユーザが物体5の表面9で衝撃を生成する時に、この衝撃が、音波を生み、その音波が、物体5内で音響センサ6まで伝搬される。音響センサ6は、電気信号S(t)を生成し、この信号が、ディジタル化の後に、プロセッサ13(あるいは中央処理ユニット2の内部または外部の別の専用プロセッサ)によって処理される。
【００３１】
プロセッサ13は、受け取った信号を、メモリ14に前に保管された信号のライブラリに属するさまざまな所定の信号と比較するが、これらの所定の信号は、それぞれ、物体5の異なるアクティブゾーン10で生成された衝撃に対応する。
【００３２】
この比較は、音響信号がアクティブゾーン10の1つから発したかどうかを確認するのに使用され、これは、前記アクティブ表面の励起(爪、指先、掌、ペンまたはスタイレットなどの物体などの衝撃)のモードに無関係である。
【００３３】
信号のライブラリからのこれらの所定の信号は、衝撃が物体5のすべてのアクティブゾーン10で連続して生成される初期学習フェーズ中に、中央処理ユニット2で音響センサ6を介して受け取られる対応する信号(好ましくは、たとえば各基準信号のエネルギーが1と等しくなるようにする正規化の後)を記録することによって、決定することができる。
【００３４】
変形として、物体5が単純なおよび/または反復的な幾何形状を有する時に、一連の同一の物体のすべての物体5について1回だけ経験的にモデル化または判定することによって、信号のライブラリからの所定の信号を得ることが可能である。したがって、この2つの場合には、中央処理ユニット2に接続された特定の物体5に関する前の学習フェーズはなく、単純に、前記中央処理ユニットのメモリ14への信号のライブラリのインストールがある。
【００３５】
いくつかの場合(特に物体5が木で造られる場合)に、信号のライブラリからの所定の信号を、環境条件、特に温度および湿度に従って変化するものとすることができることに留意されたい。これらの変動は、計算するか、新しい学習フェーズの結果とすることができる。
【００３６】
デバイス1の使用中に受け取られる信号を、
−センサ6から受け取られた時間信号S(t)に対して直接に、
−これらの信号の周波数スペクトルに対して(たとえば、センサ6から受け取られた時間信号のフーリエ変換の後に)、または
−信号の他のデータ特性、特にその位相に対して
信号のライブラリからの所定の信号と比較することができる。
【００３７】
感知された信号を、既知の手段によって、特に
−相互相関によって、
−音声認識、信号認識、または形状認識の既知の方法によって、
−ニューラルネットワークまたは他の使用によって
信号のライブラリからの所定の信号と比較することができる。
【００３８】
より正確な例として、特に次の方法を使用して、感知された信号S(t)が来たアクティブゾーン10を認識することができる:
(1)感知された信号S(t)の正規化(たとえば、エネルギーが1と等しくなるようにS(t)を較正する)の後に、センサ6によって生成された信号S(t)を、ライブラリからのやはり正規化されたRi(t)と表される(i=1…n)n個の所定の信号と相互相関させる。したがって、信号S(t)の相互相関の、それぞれライブラリからの信号Ri(t)との積の時間的結果である関数Ci(t)が得られる。これらの計算に基づいて、他の結果Ci(t)の最大振幅より大きい最大振幅を有する相互相関の結果Cj(t)に対応する潜在的にアクティブ化されたアクティブゾーンjが判定される。
(2)相互相関結果の振幅最大値の分布D(i)も判定される:D(i)=Max(Ci(t))ただしi=1…n。
(3)関数D(i)の計算と同一であるがS(t)をRj(t)に置換された形で得られる第2の分布関数D'(i)を計算する。
(4)振幅最大値の分布D(i)およびD'(i)の相互相関を実行する。D(i)およびD'(i)の間の相互相関の結果の最大振幅Eが十分である場合に、jは、アクティブ化されたゾーンの検討される番号である。そうでない場合に、センサによって生成された信号は、誤ったアラームに対応する。
【００３９】
この段階(4)の間に、EおよびD(i)の最大値またはMax(D(i))を、単純に計算することができ:この2つの値が、図3に示されているように軸x=Max(D(i))およびy=Eの2次元空間内の点の座標とみなされる場合に、検証された点に対応する領域D(この領域は、有限であり、x=1およびy=1とD(i)およびEの最大値の絶対値までに制限される)を区切る曲線閾値Lを、事前に(経験的にまたは計算によって)決定することができる。領域Dの外の点を与える感知された信号は、誤ったアラームとして除去される。
【００４０】
問題の例では、線Dが、直線であり、たとえば点(S1,0)および(0,S2)を通ることができる。たとえば、S1=0.4およびS2=0.4または0.6である。
【００４１】
衝撃が来たアクティブゾーン10の識別のほかに、たとえば音響インターフェースの使い方についてユーザを案内するか、衝撃の強さに従ってアクティブゾーン10での衝撃によってトリガされるアクションを調整するために、衝撃の力を測定することが可能であることに留意されたい。
【００４２】
さらに、必要な場合に、受け取られた信号S(t)の一部またはその周波数スペクトルの一部あるいはより一般的にその特性の一部だけを使用することによって、アクティブゾーン10から発する信号を認識できることに留意されたい。この場合に、認識段階中に、感知された信号が、感知された信号のある特性を表すデータを抽出するために処理され、そのように抽出されるデータが、衝撃が各アクティブゾーンで生成される時に感知される信号から抽出された基準データと比較される。
【００４３】
したがって、たとえば、m個の所定の周波数(mは少なくとも1と等しい自然数である)の信号の振幅および位相を測定し、この測定された振幅a1からamおよび測定された位相p1からpnを、番号i(iは1とnの間であり、nはアクティブゾーン10の個数である)のさまざまなアクティブゾーン10の学習フェーズ中に受け取られた(またはモデリングによって決定された)信号に基づいて前記所定の周波数で測定された振幅AilからAimおよび測定された位相Pi1からPimと比較することが可能である。
【００４４】
変形として、感知された信号から抽出される前記データからコードを判定し、このコードを、少なくともいくつかのコードと各アクティブゾーンの間の対応を与えるテーブル(このテーブルに含まれるコードは、信号の前述のライブラリからの所定の信号を表す)と比較することが可能である。
【００４５】
非制限的な例として、次の形で、感知された信号S(t)から16ビットコードを判定することができる。
−コードの最初の8ビットは、k=1…8の8つの所定の周波数部分[fk,fk+1]に副分割される信号S(t)の周波数スペクトルから判定される:ランクkのビットは、たとえば、周波数fk+1のスペクトルによって与えられる最終的なエネルギー値が、周波数部分[fk,fk+1]の音波の平均エネルギー値より大きい場合に1に等しくなり、それ以外の場合に0になる。
・コードの最後の8ビットは、k=1…9の9つの所定の時間部分[tk,tk+1]に副分割される時間信号S(t)から判定される:ランクk+8のビットは、たとえば、期間[tk,tk+1]中の信号出力の平均値が、期間[tk+1、tk+2](k=1…8)中の信号出力の平均値より大きい場合に1になり、それ以外の場合に0になる。
【００４６】
この特定の例では、学習フェーズ中に、上で示されているように、衝撃が異なるアクティブゾーン10で生成される時に音響センサ6によって感知される信号に対応するコードを計算することによって、対応するテーブルのコードが決定される。
【００４７】
さらに、図4および5からわかるように、特に物体5が対称であり、2つの異なるアクティブゾーン10から発する信号の間の混乱のリスクが生じる可能性がある時に、2つの音響センサ6(SENS.1およびSENS.2)を使用することが可能である場合がある。適当な場合に、3つ以上の音響センサ6を使用することができるが、好ましい解決策は、1つまたは2つの音響センサ6を必要とする。
【００４８】
複数のセンサが使用される時に、次の2つの選択肢が可能である:
1)さまざまなセンサの信号を混合し、上で説明した方法に従ってグローバル信号を処理する
2)または、好ましくは、上で説明した方法を用いてさまざまなセンサの信号を個別に処理し、結果をクロスチェックする:
−さまざまなセンサから判定されたアクティブゾーン10が、同一の番号を有する場合に、衝撃を受けたゾーンが、そのゾーンであると判定する
−そうでない場合に、感知された信号が誤ったアラームであると考えるか、たとえばセンサごとに判定される相互相関関数Ci(t)の間の相互相関によるかニューラルネットワークまたは他などのより複雑な手段によって衝撃を受けたゾーンを判定することが可能である。
【００４９】
2つの音響センサを、異なるタイプとし、かつ/または異なる大きさを感知するものとすることができ、かつ/または信号を、異なる形で処理して、衝撃を受けたアクティブゾーン10を識別できることに留意されたい。たとえば、音響センサの1つを使用して、受け取られた信号S(t)を記録し、他方を使用して、2つのセンサでの音波の到着の間の時間差だけを判定することができる。
【００５０】
第2のセンサは、さらに、固い物体5内で伝搬する音波を感知するのではなく、衝撃の時に空気で伝搬する音波を感知することができる。
【００５１】
図6からわかるように、音響インターフェースを形成する物体は、センサ6が取り付けられるコンピュータ画面3またはテレビジョン画面からなるものとすることができる。衝撃を受ける表面は、有利に画面のペイン15とすることができ、このペインを、特に、画面3にアクティブゾーン10の区切りおよびその意味を表示させるのに使用することができる。この変形は、たとえば、特に画面3がテレビジョン画面である時に、ビデオカセットレコーダをプログラムするのに使用することができる(中央処理ユニット2がビデオカセットレコーダによって置換される)。
【００５２】
図7からわかるように、音響インターフェースを形成する物体は、ガラスパネル付きのドア16または類似物からなるものとすることもできる。図7に示された例では、アクティブゾーン10を支持する表面17が、ドアのガラスを付けられた表面からなり、この図に示された特定の例では、音響センサ6が、ドア16の木の部分に取り付けられる。
【００５３】
図8に示された例では、音響インターフェースを形成する物体が、音響インターフェースとして働くように特に設計されたトレイ18である。このトレイに、たとえば、音響センサ6を支持する固い基部20に固定された固いフレーム19を含めることができる。
【００５４】
たとえばエラストマからなる柔軟な膜22が、基部21の上の短い距離で、フレーム19の上で伸ばされる。この柔軟な膜22は、その下面の下に固い突起23を設けられる(たとえば、膜22の下に接着されるガラスの半球とすることができる)。したがって、ユーザが、膜22、特にこの膜によって支持されるアクティブゾーン10を叩く時に、この動作によって、トレイ18のフレームの底21への少なくとも1つの突起23の衝撃が生成される。この変形は、ユーザが膜22をたたく形(指、爪、またはツールによる、より強い力またはより弱い力によるなど)により依存しない衝撃を作ると言う長所を有する。
【００５５】
図6から8の実施形態では、実施される方法が、前に説明したものと同一であるか類似するものとすることができ、それを使用して、音響インターフェースを形成する物体の表面で生成される衝撃と、アクティブゾーン10との対応またはアクティブゾーンなしとの対応のいずれかを提供することができる。
【００５６】
しかし、複数のアクティブ表面(必要な場合には点のような)を使用する本発明のすべての実施形態で、衝撃がアクティブゾーンのいずれかの上でない時であっても、音響インターフェースを形成する物体5の表面9での衝撃の位置を判定することも可能である(図9の例を参照されたい)。したがって、連続的なまたは擬似連続的な音響インターフェースが得られる(たとえばコンピュータマウス、ライトペン、または接触感知画面あるいは類似物に似た動作を可能にする)。
【００５７】
この場合に、認識段階中に:
−感知された信号と所定の信号の間の類似を表す類似値が判定され(特に、前述の相互相関関数Ci(t)、たとえば上で定義したその最大値D(i)から発する値)、
−衝撃が、基準アクティブゾーンR1からR4と称する、最大の類似に対応する少なくとも2と等しい個数p個の隣接するアクティブゾーンに関連付けられ(pは、特に2次元x,yによって衝撃を位置決めする場合に有利に4とすることができ、適当な場合、特に衝撃が単一の次元xまたはyによってのみ位置決めされる場合に4未満とすることができる):たとえば、最大の類似値D(i)を有するアクティブゾーン10としてゾーンR1をまず判定でき、次に、R1に隣接するアクティブゾーンから、類似値D(i)の最も高い価を与える3つのゾーンR2からR4を判定することができる;
−表面9での衝撃Iの位置が、基準アクティブゾーンR1からR4に帰する類似値D(i)の関数として判定される。
【００５８】
この最後の段階中に、基準アクティブゾーンに帰する類似値が表面の位置で生成された衝撃に関して前記基準アクティブゾーンについて計算された理論類似値にできる限りよく対応するように、表面での衝撃の前記位置を判定することが、有利に可能である。
【００５９】
この理論類似値は、特に、基準アクティブゾーンの可能な組ごとに事前に決定される、表面での衝撃の位置の関数とすることができる。
【００６０】
問題の関数は、学習段階中に、たとえばアクティブゾーンの間の類似の値対する通常の関数を調整することによって、決定することができる。問題の通常の関数は、物体の形状に依存する可能性があり、理論的または実験的のいずれかで、事前に決定することができる。
【００６１】
実用的な例として、表面9の2つの点X、Yの間の理論類似Rth(X,Y)の関数は、この2つの点X、Yで衝撃が生成される時にセンサ6によってそれぞれが感知される信号Sx(t)およびSy(t)の間の相互相関の関数の最大値に対応するものとすることができ、この関数は、たとえば、タイプRth(X,Y)=(sin(a(β).d))/(a(β).d)とすることができ、たとえばRth(X,Y)=1-[a(β).d]2/6によって近似され:
−dは、XとYの間の距離であり、
−βは、x軸(またはy軸)と方向X-Yの間の角度であり、
−a(β)は、楕円関数:
a(β)=a1.cos(β+β0)+a2.sin(β+β0)
に従って角度βに依存する係数であり、β0は、楕円の方位を表す角度である。
【００６２】
Rth関数は、アクティブ基準ゾーンR1からR4の可能な組ごとに、学習フェーズ中に基準アクティブゾーンでそれぞれ衝撃を生成することによって感知される信号のライブラリからの所定の信号Ri(t)から決定することができる。
【００６３】
したがって、4つの基準ゾーンR1からR4の所与の組について、R1に対応する信号R1(t)の最大相互相関関数を、ゾーンR2からR4に対応する信号R2(t)、R3(t)、およびR4(t)のそれぞれと共に計算することができる。これから、a1、a2、およびβ0の値が演繹される。同一の処理を、基準ゾーンR2、R3、およびR4から実行することができ、それぞれの場合にa1、a2、およびβ0の値が与えられ、したがって、a1、a2、およびβ0のそれぞれについて見つかった4つの値の平均をとることができ:この平均値によって、すべての基準ゾーンR1からR4の関数Rthが決定される。変形として、関数Rthを、反復最適化処理(または最小二乗法タイプ)によって判定して、理論類似の関数と、一時に2つとられる信号R1(t)、R2(t)、R3(t)、およびR4(t)の間の相互相関の関数の最大値との間の誤差の関数を最小にすることができる。
【００６４】
上述の理論類似関数Rthを判定した時に、4つの隣接アクティブゾーンR1からR4(有利に点のような)の間での衝撃Iの位置の判定を求める時に、この位置を、たとえば、前に定義された値D(i)(D(i)=Max(Ci(t))、iは、問題の基準アクティブゾーンRiの番号)と理論類似Rth(I,Ri)の値の間の誤差の関数を最小化することによって、反復最適化処理によって判定することができる。たとえば、値(D(i)-Rth(I,Ri))2の合計と等しい誤差Eの関数を、最小化することができる。
【００６５】
説明した方法は、もちろん、説明した例に制限されず;多くの応用分野を有し、その中に、下記が含まれる:
−店、美術館、画廊、または他の場所で、クライアントまたは訪問者が、展示された製品または作品に関する詳細を画面またはラウドスピーカを介して表示できるようにする、入力インターフェース4としてのペインまたは他の表面の使用
−通行人が、たとえば表示される宣伝アイテムの詳細を表示できるようにするか、コミュニティまたは別の場所に関する一般情報を表示できるようにする(たとえば、ニュースまたは実用情報、たとえばある場所の図面)、入力インターフェース4としてのペインまたは表示パネルの他の面の使用(これらの詳細または情報は、たとえば表示パネルの下側部分で可視の画面上に表示される)
−たとえばホームオートメーションシステムを制御するための、入力インターフェース4としての壁、地面、または他の物体の一部の使用(したがって、アパートの住人が、特に、自分自身で、必要に応じて壁または他の場所に位置決めされる上述のアクティブゾーン10から単純に構成されるスイッチの位置を判定することができる)
−たとえば特に危険な環境(爆発物を含む場所、高温の場所、高い放射能がある場所)で産業機械を制御する入力インターフェース4としての壁、地面、または他の物体の一部の使用
−冷蔵庫、洗濯機などの家庭の物体の入力キーボードを構成するための入力インターフェース4としてのスムーズで簡単に維持される表面の使用
−たとえば仮想デジコードキーボードを形成する入力インターフェース4としての建物のドアのパネルの使用
−歩いている人の位置を突き止めるための地面の使用
−汚染、悪天候、または他の外部からの攻撃によって影響されない、産業、軍事、または家庭内の応用例でのキーボードまたは制御パネルの製造(必要な場合に、1つまたは複数の音響センサを、特に少なくとも部分的にプラスティック材料に鋳造される物体である場合に、入力インターフェースとして働く物体に完全に一体化することができる);これらの入力インターフェースが、表示画面を含むデバイス(たとえばマイクロコンピュータ)を制御する時に、キーボードまたは音響制御パネルを、画面自体またはその画面を覆う透明な表面からなるものとすることができる
−自動車または他の乗物内の入力インターフェースの製造。
【００６６】
さらに、前に説明した入力インターフェース4に、アクティブゾーン10から発する音響信号S(t)の認識をローカルに実行する処理手段を設けることができ、その場合に、入力インターフェース4は、ユーザが触れたアクティブゾーン10がどれであるかを直接に示すコード化された信号と、適当な場合に衝撃に関する情報(衝撃の力および衝撃の性質)だけを、中央処理ユニット2または他のユーザ電子装置に送ることに留意されたい。
【００６７】
本発明による方法は、物体5が同種のまたは所定の構造を有すること、特別に注意して作られること、非常に正確な寸法で作られること、または特定の表面状態を有することを必要としないこと意留意されたい。逆に、物体5が異種および/または不規則であればあるほど、異なるアクティブゾーン10が発する音響信号が、互いに異なり、音響信号が、よりよく認識される。いくつかの場合に、物体5内の空洞などの異種性を意図的に作成して、アクティブゾーン10から発する音響信号の認識を容易にすることができる。
【００６８】
さらに、信号のライブラリからの所定の信号が、学習フェーズ中に判定される時に、既知の手段によって中央処理ユニット2に接続され、ユーザの指または物体5のアクティブゾーンで衝撃を生成するのに使用される物体(スタイレットなど)のいずれかに固定された圧電センサを使用することが可能である。この場合に、各衝撃の時に圧電センサによって生成される衝撃信号を使用して、信号のライブラリに供給することが意図された所定の音響信号の獲得をトリガし、かつ/または衝撃の強さを測定することができ、この強さの測定は、たとえば、特に強さが所定の閾値より小さい時またはこの強さが事前定義の期間に含まれない時に、所定の信号のある獲得を無効化するのに使用することができる。
【００６９】
さらに、信号のライブラリからの所定の信号が、学習フェーズ中に判定される時に、その振幅が比較的高い第1の基準閾値を超える感知された音響信号だけを保持することが有利になる場合がある。この場合に、デバイスの通常動作中に、その後に、その振幅が第1の閾値より明らかに低い第2の所定の閾値を超える音響信号を考慮に入れることができる。したがって、第1の所定の閾値は、たとえば数秒間にわたって測定される環境雑音の絶対振幅の時間平均値の数倍(少なくとも2倍から3倍)と等しいものとすることができ、第2の所定の閾値は、たとえばその平均値の1.5倍と等しいものとすることができる。この形で、良い品質の基準信号だけが学習フェーズ中に記録されると同時に、通常動作中のデバイスの高い感度が維持される。
【００７０】
適当な場合に、中央処理ユニット2に、たとえばどのタイプの信号が生成されるかを示すために特に学習フェーズ中に使用することができる補助プログラミングキーボード(図示せず)を設けることができる。このタイプの生成される信号は、特に、次のタイプの1つとすることができる:
−信号のライブラリからの基準信号の1つを置換する新しい信号(したがって、置換される基準信号の識別を、補助キーボードによって中央処理ユニット2に通信することができる)
−新しい基準信号(先在するが不完全な基準ライブラリ、あるいは気温、湿度、または物体5の状態の新しい条件に特に対応する新しい基準ライブラリのいずれかに関する)
−信号のライブラリに既に存在する基準信号を検証することを意図された新しい信号。
【００７１】
さらに、信号のライブラリからの所定の信号が、学習フェーズ中に判定される時に、適当な場合に、第1の衝撃の生成の後の所定の経過時間以内の、同一のアクティブゾーンでの1つまたは複数の衝撃の生成によって確認される時に限って、そのライブラリからの基準信号を検証する備えを設けることができる。
【００７２】
信号のライブラリからの所定の信号が、学習フェーズ中に判定される時に、この学習フェーズ中に物体5で生成される衝撃を、下記によって生成することができる:
−スタイレットなどの固い物体を用いて(この場合に、同一のスタイレットが、デバイスの通常動作中に使用されることが好ましい)
−たとえばペンまたは類似物の端に取り付けられた固いプラスティックラバーなどのより衝撃を吸収する物体を用いて(したがって、発明人は、トランスペアレンシ用の固いプラスティックラバーの「Staedler」ブランドを用いてよい結果を得ることができた)。この場合に、物体5の衝撃は、デバイスの通常動作中に、より柔らかい物体(爪、指腹または他)と同様に比較的固い物体を用いて生成することができる。
【００７３】
さらに、感知された信号S(t)がそこから来たアクティブゾーン10を認識する、前に説明した方法の変形として、次の方法を使用することが可能である。
(1)学習フェーズ中に、アクティブゾーンi(iは1とnの間のインデックスである)での衝撃によって生成される音響信号Ri(t)ごとに、フーリエ変換Ri(ω)を計算する
Ri(ω)=|Ri(ω)|.ejφi(ω)
【００７４】
このフーリエ変換から、スペクトルの振幅が所定の閾値より大きい周波数帯域ω内のみの位相成分だけが保持される。
【００７５】
したがって、保持される基準信号の周波数形状は、|Ri(ω)|が所定の閾値より大きい周波数ωについてR'i(ω)=ejφi(ω)の形で表され、それ以外の周波数ωではR'i(ω)=0である。
【００７６】
問題の所定の閾値は、たとえば、MAX/Dの最大値および|B(ω)|の最大にと等しいものとすることができ、ここで:
−MAXは、|Ri(ω)|の最大値、それぞれエネルギーにおいて正規化されたモジュール|Ri(ω)|の最大値、またはそれぞれエネルギーにおいて正規化されたモジュール|Ri(ω)|の平均値の包絡線の最大値のいずれかとすることができる
−Dは定数であり、たとえば100と等しい
−|B(ω)|は、異なる時に獲得された、物体5の複数の雑音スペクトルの平均値である。
【００７７】
(2)デバイスの通常動作中に、各感知された信号S(t)が、上の段階(1)と同一の処理を受け、|S(ω)|が上述の所定の閾値より大きい周波数ωについて信号S'(ω)=ejΨ(ω)が得られ、他の周波数についてS'(ω)は0である。
【００７８】
(3)次に、i=1…nについて、S'(ω)にR'(ω)の共役を乗じたものと等しい積Pi(ω)を計算する。
【００７９】
(4)積Pi(ω)を、その積分によって割ることによって正規化する。
【００８０】
(5)すべての積Pi(ω)の逆フーリエ変換を実行し、時間関数Xi(t)を得る。
【００８１】
異なる関数Xi(t)に従い、特にその最大値に従って、信号S(t)を、アクティブゾーン10の1つに帰することができる。例として、最大値(相対値または絶対値としての)を、異なる関数Xi(t)から計算でき、信号S(t)を、最大の最大値を有する関数Xi(t)に対応するアクティブゾーンiに帰することができる。必要な場合に、保持される関数Xi(t)の最大値を、事前に定義される、たとえば0.6と等しい閾値と比較することができ、Xi(t)がこの閾値より大きい時に(複数の関数Xi(t)が0.6を超える最大値を有する場合には、最大の最大値を有する関数Xi(t)だけを保持する)、信号S(t)をゾーンiに帰するものとしなければならないと判断することができる。
【００８２】
必要な場合に、たとえば値MMi=Mi/Mを計算することによって(Miは、Xi(t)の絶対値の最大値、Mは、すべての値Miの平均値)、アクティブゾーンiに信号S(t)を帰することが正しいことを検証することが可能である。アクティブゾーンiに信号S(t)を帰することは、その値MMiが、たとえば1.414と等しい、ある限度より大きい場合に、正しいと考えることができる。
【００８３】
また、アクティブゾーンの空間分解能に関する情報を得るために、S'(ω)をR'i(ω)と置換することによって上述の値MMiを計算できることに留意されたい。したがって、具体的に言うと、対応する値MMiが所定の限度より大きい、たとえば1.414より大きいことを検証することによって、インデックスiを有するアクティブゾーンが、互いに混同される危険性がないことを検証することができる。
【００８４】
さらに、信号のライブラリからの所定の信号を1つまたは複数の環境パラメータの関数として変更することによって、異なる環境パラメータ(温度、相対湿度、機械的応力など)を考慮に入れることも可能である。
【００８５】
したがって、次の補正方法の1つを使用することができる:
−信号のライブラリからの基準信号の線形の時間的膨張または収縮:この場合に、信号のライブラリからの基準信号Ri(t)が、Ri(αt)に置換され、αは、環境パラメータの関数である非null正乗数係数であり、この係数αは、所与の材料について理論的にまたは実験的にあるいは物体5ごとに実験的に判定することができる
−感知された信号S(t)の線形の時間的膨張または収縮:この場合に、基準信号Ri(t)は、変更されないが、感知された信号S(t)が、S(αt)に置換され、αは、上で定義した係数である
−基準信号の周波数の非線形の膨張または収縮:この場合に、周波数信号R'i(ω)が、R'i(ω')に置換され、
【００８６】
【数１】
2005529350.tif 000003
【００８７】
であり、ωNは、処理デバイスのサンプリング周波数の半分と等しく、βは、理論的または実験的に判定される係数である
−感知された信号S(t)の周波数での非線形の膨張または収縮:この場合に、信号のライブラリからの基準信号は変更されず、信号S'(ω)がS'(ω')に置換され、ω'は、上で定義されたものである。
【００８８】
周波数の非線形の膨張または収縮の上述の2つの事例では、位相の平均訂正を使用することも可能であり、この場合に、信号Ri(ω')が、Ri(ω').M'(ω)/N'(ω)に置換されるか、信号S(ω')が、S(ω').M'(ω)/N'(ω)に置換される。これらの式の一方または他方で、M'(ω)=M(ω)|M(ω)|、かつN'(ω)=N(ω)/|N(ω)|であり、M(ω)は、すべてのRi(ω)の平均値、N(ω)は、すべてのRi(ω')の平均値に等しい。
【００８９】
基準信号Ri(ω)または感知された信号S(ω)のさまざまな上述の訂正は、中央処理ユニット2によって自動的に、具体的には1つまたは複数のセンサ(図示せず)によって与えられる情報の関数として、またはユーザによって手動でのいずれかで行うことができる。
【００９０】
さらに、中央処理ユニット2に、環境パラメータの異なる値に適する基準信号の複数のライブラリを含めることができる。
【００９１】
さらに、デバイスが使用される時に生成される衝撃の種類に適合し、具体的には衝撃を生成するユーザの指のいずれかまたは他の物体の使用に適合するために、1つまたは複数の所定のアクティブゾーン10、たとえばインデックスmおよびpを有する2つのアクティブゾーンで衝撃を生成するようにユーザに要求することが有利である場合がある。したがって、2つの時間信号Sm(t)およびSp(t)が感知され、そのフーリエ変換Sm(ω)およびSp(ω)が計算され、次の2項の平均M1(ω)が計算される:
−(Rm(ω).|Sm(ω)|)/(|Rm(ω)|.Sm(ω))
−および(Rp(ω).|Sp(ω)|)/(|Rp(ω)|.Sp(ω))
【００９２】
次に、この平均M1(ω)が、前に定義した段階(3)で使用されて、積Pi(ω)がM1(ω).Pi(ω)に置換され、この積が、段階(4)でPi(ω)の代わりに使用される。
【００９３】
さらに、本発明は、ユーザがアクティブゾーンを自由に定義することを可能にし、中央処理ユニット2は、物体5が効果的に音響インターフェースとして使用される時に限ってアクティブゾーンのこの定義をアクティブに保つのに適当なものとすることができる。この場合に、アクティブゾーンの前述の定義は、デバイスのある不使用の期間の後に中央処理ユニット2によって消去される。
【００９４】
アクティブゾーンでの衝撃によって生成される機能を、適当な場合に、その衝撃の強さの関数によって調整できることにも留意されたい。
【００９５】
物体5が、アクティブゾーンでの各衝撃の際の音波の長い伝搬を引き起こす共振現象を示す時に、信号S(t)が検出された時に音響信号S(t)の検出の閾値を上げ(たとえば、信号S(t)の獲得の電子システムによって許容可能な最大値の0.5倍まで)、その後、この閾値をもう一度通常レベルまで下げ(特に指数関数的な形で):したがって、同一の衝撃の複数検出を避けることが有利である可能性があることにも留意されたい。
【００９６】
本発明のすべての実施形態で、必要な場合に、物体5で単一のアクティブゾーンを定義することが可能であり、その場合に、それでも、たとえば同一のゾーンで連続して生成される衝撃の数に従って、その単一のアクティブゾーンで複数の機能をコーディングすることが可能であることに留意されたい。
【００９７】
さらに、アクティブゾーン10は、必要な場合に、前もって定義するのではなく、単に、デバイスの使用中に受け取られる連続する衝撃の関数として定義することができる。したがって、たとえば、デバイスを、3つのアクティブゾーンを含むように設計することができ、これらのゾーンは、各ゾーンでの最初の衝撃の際に定義され、その後、後続の衝撃の受取の際に、「第1ゾーン」、「第2ゾーン」、および「第3ゾーン」として認識される。
【００９８】
さらに、アクティブゾーンが非常に多数である時に、必要な場合に、学習フェーズ中に信号のライブラリに保管される基準信号を生成する自動化デバイスを使用することができる。この自動化デバイスに、たとえば、2つの段階モータを含む2次元で移動するシステムを含めて、たとえば励起スタイラレットまたは類似物を物体5の表面に移動し、さまざまなアクティブゾーンで、たとえばソレノイドによって作動されるこのスタイレットによって衝撃を生成することができる。
【００９９】
アクティブゾーン10が極端に多数である情況で、アクティブゾーン10を複数の類似するグループに分割することが可能である場合がある。この場合に、デバイスの通常の使用中に、衝撃が信号S(t)を生成する時に、第1プロセスが、類似グループの1つにこの信号S(t)を結び付けるのに使用され、その後、洗練されたプロセスが、この類似グループのアクティブゾーンの1つにこの信号S(t)を割り当てるのに使用される。
【０１００】
同一の中央処理ユニット2が、必要な場合に、複数の物体5から発する信号を処理できることにも留意されたい。さらに、感知された信号を、これらの信号がIPネットワークに接続されたコンピュータによってそこから使用される単一のIPアドレスに向けるようにするために、ネットワーク、具体的にはIPネットワークに1つまたは複数の音響センサを直接にインターフェースすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の第1の実施形態による方法を実施するように適合された音響インターフェースを含む例示的デバイスを示す、遠近法の概略図である。
【図２】図1のデバイスのブロック図である。
【図３】図1に見られる音響インターフェースの表面での衝撃をその表面のアクティブゾーンに関連付けるのに使用される例示的方法を示すグラフである。
【図４】本発明の第2の実施形態による方法を実施するためにデバイスで使用することができる音響インターフェースを概略的に示す図である。
【図５】図4の入力インターフェースを使用できる例示的デバイスを示すブロック図である。
【図６−９】本発明の第3、第4、および第5の実施形態による方法を実施するためにデバイスで使用できる音響インターフェースを概略的に示す図である。
【符号の説明】
【０１０２】
2  中央処理ユニット
3  音響インターフェースを形成する物体
4  音響入力インターフェース
5  音響インターフェースを形成する物体
6  音響センサ
7  マイクロホン入力
8  ケーブル
9  表面
10  アクティブゾーン
12  アナログ/ディジタルコンバータ
13  プロセッサ
14  メモリ
15、17  表面
16  音響インターフェースを形成する物体
18  音響インターフェースを形成する物体
19  フレーム
20、21  基部
22  表面
23  突起
【図１】
2005529350.tif 000004
【図２】
2005529350.tif 000005
【図３】
2005529350.tif 000006
【図４】
2005529350.tif 000007
【図５】
2005529350.tif 000008
【図６】
2005529350.tif 000009
【図７】
2005529350.tif 000010
【図８】
2005529350.tif 000011
【図９】
2005529350.tif 000012
【国際調査報告】
2005529350.tif 000013
2005529350.tif 000014
2005529350.tif 000015
2005529350.tif 000016