用于存在检测的自适应滤波制造技术

本发明专利技术涉及一种用于存在检测的自适应滤波。用于经由热签名感应来感应用户存在的系统和方法使用了运动频谱的自适应滤波来识别在背景热噪声上的用户存在签名(400)。在实施例中，自适应子带滤波器(701、703、705、707、709)在运动频谱内应用(500)，且用户存在由在任何搜索的子带内的具有至少预定幅度或轮廓的热签名的存在来指示(409)。在实施例中，如果子带搜索流程没有产生用户热签名的话，低通滤波器被应用(413)来搜索静止存在。

Adaptive filtering for presence detection

The present invention relates to an adaptive filter for presence detection. System and method for sensing the presence of a user via a thermal signature sensing using an adaptive filtering of the motion spectrum to identify the presence of a signature on a background thermal noise (400). In an embodiment, subband adaptive filter (701, 703, 705, 707, 709) used in motion within the spectrum (500), and the user exists in any search by sub bands with the thermal signature of at least a predetermined amplitude or contour to indicate the presence of (409). In an embodiment, a low pass filter is applied (413) to search for the presence of a static if the subband search process does not generate a user thermal signature.

【技术实现步骤摘要】

本公开一般涉及移动设备访问，更具体涉及用于基于滤波的热信号搜索来检测和表征用户存在的系统和方法。
技术介绍
根据近来的研究，便携电子设备的主人现在每天平均花费超过三个小时来使用他们的设备。而且，这些交互不再只是语音呼叫；用户现在还在其设备上进行规划、购买、播放以及安排。不是通过若干设备来缓慢进行多任务，或者被迫长时间使用传统PC平台，用户现在可以在其他活动的间歇在单个设备上快速处理许多更小型的任务。但是，便携电子设备通常需要电池电力，而且多数便携电子设备因此被配置为在一定的未使用时期后自动锁定或进入空闲以便节省电池电力。因此，用户在每次希望开始新任务或者结束之前被部分地执行的任务时，通常必须解锁设备，而每个解锁交互耗费了时间。每天离散用户交互的绝对数目和频率意味着任何访问延迟可以累积为一天内生产力的显著损失。尽管本公开旨在提供一种能够消除
技术介绍
部分中所注释的一些缺点的系统，应该认识到的是，任何这样的益处并非对所公开的原理的范围的限制，也不是对所附权利要求的范围的限制，除非到在权利要求中明确注释的程度。此外，在此
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部分中的技术讨论反映的是专利技术人自己的意见、考虑和想法，且不想以任何方式精确地记录或全面地总结现有技术。因此，专利技术人明确拒绝将该部分作为关于所讨论细节的承认或假设的现有技术。而且，这里对所需行动步骤的识别反映了专利技术人自己的意见和想法，不应该被假设为指示出识别的技术期许。附图说明尽管所附权利要求具体阐述了本技术的特征，这些技术，连同它们的目标和优点，可以根据下面的详细描述并结合附图来得到最好的理解，在附图中：图1是关于可以实现当前公开原理的实施例的示例设备的简化示意图；图2是用于实现当前公开原理的实施例的图1的设备的模块化示意图；图3是可以在其中实现所公开原理的实施例的图1和图2的设备的部分切除的主视图；图4是示出与所公开原理的实施例相一致的用于执行存在检测的示例过程的流程图；图5是示出与所公开原理的实施例相一致的单个宽带运动搜索滤波器的谱的频率图；图6是示出与所公开原理的实施例相一致的多个子带运动搜索滤波器的谱的频率图；图7是示出与所公开原理的实施例相一致的更大量且更窄的子带运动搜索滤波器的谱的频率图；图8是示出与所公开原理的实施例相一致的单个窄子带运动搜索滤波器的扫描的频率图；以及图9是示出与所公开原理的实施例相一致的多个窄子带运动搜索滤波器的转接的频率图。具体实施方式在呈现所公开原理的实施例的详细讨论之前，给出特定实施例的概览以帮助读者理解稍后的讨论。如上所注释的，由于在每天的许多访问中每个期间访问其设备时的延迟，便携电子设备的用户可能招致显著累积时间成本。为了改善这个问题并减低对用户的时间成本，在实施例中，设备被构造且配置为检测用户的存在，以及该存在的特性，诸如移动速度、接近度等等。响应于检测到用户存在，所配置的设备随后前摄性地执行一个或多个任务来简便用户访问设备的能力。这样的出现并不会带来对设备安全性或完整性的妥协。在实施例中，设备包括至少一个热传感器，诸如热电堆(thermalpile)，具有足够灵敏度来从距离设备达到大约10英尺的接触点检测用户热签名。设备被配置为利用来自热传感器的数据来却分不同用户存在状态和参数，诸如静止存在、运动中的用户、用户速度、用户范围、用户抓握以及低功率的无接触手势控制。为了使得设备能够区分各种状态和参数，提供能够不管背景热噪声而辨别出弱用户签名的自适应滤波器。在各种环境中，背景热噪声可以来自被动/瞬时热签名、汽车环境热源、用户和设备的热到冷和冷到热转变、热传感器分辨率、热传感器响应和恢复时间、以及内部设备热。即使针对这些可能变化的误差源，设备能够检测出用户静止存在、用户运动、用户接近速度、用户抓握、用户接近度以及用户手势。当遇到不同热背景时，为了允许在有效距离范围上的检测，设备被配置为应用具有自适应阈值的自适应搜索滤波器用于热检测。这样，设备可以从远处的用户检测弱用户热签名而同时当存在来自近处用户的清晰用户热签名时还保持快速操作。在实施例中，所应用的流程利用自适应检测窗口用于一个或多个传感器中的相应每一个。用户运动通常具有在从大约0.1Hz直到大约6Hz的范围内的主频率。但是，静止用户呈现基本上在零Hz变化的热签名。在一个实施例中，便携电子设备被配置为在热传感器输出上扫描窄子带频率滤波器，直到检测到用户存在签名或者直到搜索了所有子带而未检测到签名。可替换地，代替扫描子带滤波器，设备可以在一起覆盖想要的搜索频谱例如0.1Hz到6Hz的多个离散子带滤波器之间切换。在任一情况中，(一个或多个)子带滤波器的宽度可以是自适应的，且窄滤波器允许特定运动的检测而同时保持噪声频带限制。这导致高信噪比(SNR)。在实施例中，子带搜索开始于频谱的高频端(顶)(对应于更快的移动，其还可能指示更接近的用户接近度)并且向下行进通过更低频率到所搜索频谱的低频端(底)。如果检测到运动，则设备停止搜索。如下面所注释的，如果在频谱搜索期间没有找到运动存在，还可能执行在零Hz的搜索。移动热签名相比静止或不移动的用户存在更易于被正确识别，因为不移动的用户存在签名会更易于与热噪声和人造源相混淆。但是，如果没有检测到快速运动，则设备向下朝更慢运动/更低频率扫描滤波器(或转接离散的滤波器)到范围的更低端，例如0.1Hz。如果在搜索整个运动检测范围时没有检测到运动，设备在实施例中被配置为随后切换为检测无运动/静止存在。特别地，为了评估静止存在同时最小化背景热噪声的影响，设备在实施例中将滤波器类型从窄带通切换为窄低通。如上所注释的，设备可以被配置为适应所应用的扫描滤波器(或者离散滤波器)以平衡检测速度与信号强度。例如，在实施例中，当用户信号签名强或可能强时，诸如当用户接近设备时(例如5英尺内)，设备可以利用覆盖整个运动频谱(例如0.1-6Hz)的单个宽带通滤波器。但是，随着用户签名变得更小(诸如当用户进一步远离设备，例如5到8英尺远)，设备在实施例中返回到应用多个中等带宽子带滤波器(例如，高、中、低)而不是单个带通滤波器。在这个示例中，每个子带滤波器覆盖大约2Hz。随着信号变得更加小，设备在实施例中返回到更多且更窄的子带滤波器，或者具有例如0.5带通带宽的子带滤波器宽度的更窄的扫描子带滤波器。这样，设备又能够来自适应平衡检测的速度与检测的容易性。考虑到这个概览，现在转到结合附图的更详细的讨论，本公开的技术被图示为在合适的计算环境中实现。下面的设备描述基于所公开原理的实施例和示例并且不应该被用于关于这里未明确描述的可替换实施例而限制权利要求。因此，例如，虽然图1图示可以在其内实现所公开原理的实施例的示例移动设备时，将认识到，可以使用其他设备类型，包括但不限于笔记本计算机、平板计算机、个人计算机、嵌入式汽车计算系统等等。图1的示意图示出了示例设备110，其形成部分环境，在其内可以实现本公开的方面。特别是，该示意图图示说明了用户设备110，包括若干示例部件。将认识到，根据用户偏好、部件可用性、价格点和其他考虑因素，在给定实现中可以使用附加或可替换部件。在图示的实施例中，用户设备110的部件包括显示屏120、应用(例如程序)130本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有热用户感应的电子设备，所述电子设备包括：设备外壳；至少部分在所述设备外壳内的热传感器；以及设备控制器，被配置为通过在预定频带内搜索至少预定幅度或轮廓的热签名而经由热传感器感应用户存在，其中，在预定频带内搜索包括在所述预定频带内的多个子带中的每个子带内搜索，以及如果在任何搜索的子带内检测到至少预定幅度或轮廓的热签名则确定用户存在。

【技术特征摘要】
2015.02.12 US 14/620,2571.一种具有热用户感应的电子设备，所述电子设备包括：设备外壳；至少部分在所述设备外壳内的热传感器；以及设备控制器，被配置为通过在预定频带内搜索至少预定幅度或轮廓的热签名而经由热传感器感应用户存在，其中，在预定频带内搜索包括在所述预定频带内的多个子带中的每个子带内搜索，以及如果在任何搜索的子带内检测到至少预定幅度或轮廓的热签名则确定用户存在。2.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述预定频带主要从大约0.1Hz延伸到大约6Hz，并且其中，所述设备控制器被进一步配置为确定用户运动速度，基于该用户运动速度，搜索的子带产生出至少预定幅度或轮廓的热签名。3.根据权利要求2所述的电子设备，其中，所述预定频带进一步包括独立子带，该独立子带包括表示不运动状态的0Hz。4.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述控制器被进一步配置为通过在对应于多个子带的多个子带滤波器之间切换而在预定频带内搜索。5.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述控制器被进一步配置为通过在所述预定频带的整个频谱上扫描子带频率滤波器来在预定频带内搜索。6.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述控制器被进一步配置为通过在第一频率开始搜索且进行到第二频率来在预定频带内搜索，所述第一频率高于所述第二频率。7.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述控制器被进一步配置为当检测到用户存在时停止在预定频带内的搜索。8.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述多个子带滤波器的宽度和数量是基于整体热信号强度来选择的，其中，子带滤波器宽度随着整体热信号强度的增加而连续或离散增加，而子带滤波器的数量随着整体热信号强度的增加而连续或离散减少。9.根据权利要求6所述的电子设备，其中，所述多个子带滤波器的宽度基于整体热信号强度而变化，其中，更高的整体热信号强度连续或离散地对应于所述多个子带滤波器中每个子带滤波器的更宽的宽度。10.根据权利要求1所述的电子...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉奇德·M·阿拉梅，亚当·J·布斯利，托马斯·Y·梅里尔，
申请(专利权)人：摩托罗拉移动有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US