Sistema y procedimiento para la evaluación de gestos multidimensional.

Procedimiento para llevar a cabo un procesamiento de señales electrónico, de señales de entrada que se generan como tales mediante gestos manuales,

a) ejecutándose aquellos gestos manuales por parte de un usuario enfrente de un sistema de detección

(E; electrodos Tx, Rx),

b) generándose las señales de entrada de tal modo que las mismas representan señales que están correlacionadas con el movimiento espacial de una mano o sus dedos,

c) transformándose en este caso las señales de tal manera que la banda de frecuencia de las señales resultantes está contenida en la banda de frecuencia de las señales de sonido accesibles para un sistema de reconocimiento del habla,

caracterizado por que:

d) se realiza una interpretación de los gestos manuales mediante el sistema de reconocimiento del habla sobre la base de aquellas señales resultantes usando procedimientos de análisis del habla.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2009/002229.

Solicitante: Microchip Technology Germany II GmbH & Co. KG.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: Friedrichshafener Strasse 3 82205 Gilching ALEMANIA.

Inventor/es: RICHTER, WOLFGANG, AUBAUER, ROLAND, DR.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > COMPUTO; CALCULO; CONTEO > TRATAMIENTO DE DATOS DIGITALES ELECTRICOS (computadores... > Disposiciones de entrada para la transferencia de... > G06F3/01 (Disposiciones de entrada o disposiciones combinadas de entrada y salida para la interacción entre el usuario y el computador (G06F 3/16 tiene prioridad))

PDF original: ES-2527073_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Sistema y procedimiento para la evaluación de gestos multidimensional Campo de la invención La invención se refiere a un sistema y a un procedimiento para la generación de señales de control mediante gestos, en particular gestos manuales y/o dactilares que lleva a cabo como tales un usuario enfrente de un equipo de detección.

Antecedentes de la invención Por la solicitud internacional de patente PCT/EP2007/003555, que tiene su origen en el solicitante, publicada como documento WO2007/121977, es conocido un sistema de control para un vehículo que comprende una disposición de electrodos mediante la cual puede registrarse el movimiento espacial de una mano del conductor o copiloto, y conforme a este movimiento pueden inducirse operaciones de conexión y entrada, por ejemplo para el manejo de un aparato de navegación.

Por la solicitud de patente DE 10 2007 016 408.6, que también tiene su origen en el solicitante, es conocido un teléfono móvil que está dotado de un equipo de sensor mediante el cual pueden efectuarse sin contacto operaciones de entrada con un dedo del usuario.

Además, por la solicitud de patente DE 10 2007 039 163.5, que tiene su origen en el solicitante, es conocido un ratón de ordenador que posibilita efectuar funciones de control del ratón y del menú mediante gestos manuales enfrente del ratón del ordenador.

Por la solicitud de patente DE 10 2007 036 636.3, que tiene su origen en el solicitante, es conocida una muñeca que está provista como tal de varios electrodos mediante los cuales se puede registrar una detección de los gestos de un niño que está jugando enfrente de la muñeca y, en consecuencia, se puede llevar a cabo una activación de funciones de reproducción del habla de la muñeca así como, eventualmente, una activación de componentes mecatrónicos de la muñeca. Mediante esta técnica se hace posible llevar a cabo un diálogo que parece particularmente realista y no monótono con el juguete.

En los sistemas anteriormente mencionados, el registro del movimiento espacial de una mano se realiza enfrente del sistema de detección sobre la base de efectos de interacción de campos eléctricos. Para esto, el sistema de detección está dotado de electrodos que están integrados como tales en redes LC y proporcionan señales que dan información acerca de la distancia de la mano al electrodo. Mediante estas señales puede calcularse el curso de trayectoria de un gesto. A partir del curso de trayectoria calculado, a su vez, pueden determinarse gestos.

El cálculo de informaciones de distancia y de curso puede hacerse mediante un circuito electrónico en el que están depositados cursos de gestos característicos en una memoria electrónica.

Por la patente estadounidense US 1.661.058 es conocido un procedimiento y un dispositivo para la generación de sonidos. Por el documento US 6.137.042 es conocido un dispositivo de visualización para música que se generó con un dispositivo de este tipo.

Objetivo de la invención La invención se basa en el objetivo de conseguir soluciones mediante las cuales se haga posible hacer un registro y una interpretación fiables de gestos con una complejidad de hardware lo menor posible y procesar de manera fiable un espectro amplio de gestos de entrada.

Solución de acuerdo con la invención Este objetivo se resuelve de acuerdo con la reivindicación 1 independiente. Las reivindicaciones dependientes caracterizan otras configuraciones. De acuerdo con distintas formas de realización, puede facilitarse un procedimiento y un sistema para llevar a cabo un procesamiento de señal de señales de entrada que se generan como tales mediante gestos manuales que se ejecutan por parte de un usuario enfrente de un sistema de detección.

De este modo se hace posible de manera ventajosa efectuar también un reconocimiento de gestos y una evaluación recurriendo a sistemas de circuito y evaluación probados y desarrollados para el ámbito del reconocimiento del habla. En este caso, son posibles aplicaciones en las que los conceptos y conjuntos de chip desarrollados para el reconocimiento del habla se usan exclusivamente para la interpretación de gestos. Además, es posible dotar sistemas de reconocimiento del habla adicionalmente de la función del reconocimiento de gestos, pudiendo actuar la entrada de micrófono también directamente como entrada para las señales gestuales. El concepto de acuerdo con la invención de la transformación de cursos de trayectoria de gestos en secuencias a modo de sonidos puede realizarse en sistemas de ordenadores extendidos y otros sistemas en los que puede implementarse reconocimiento del habla, en particular microcontroladores, con relativamente poca complejidad de hardware adicional. Las secuencias a modo de sonidos generadas de acuerdo con la invención pueden generarse de tal manera que las mismas se acoplen en sistemas

correspondientes, eventualmente en superposición con señales de micrófono con un conector intermedio en la entrada acústica del sistema. Mediante este concepto se hace posible ampliar programas de reconocimiento del habla de manera particularmente ventajosa con funciones de interpretación gestual. Los electrodos de registro previstos para la grabación de gestos o para el registro del movimiento espacial de la mano que realiza el gesto o, eventualmente, también solo de dedos, pueden estar integrados en particular en unos auriculares, un teclado, una alfombrilla para el ratón, un ratón de ordenador o también un marco de pantalla. Los electrodos de registro también pueden estar integrados en otras estructuras que son adecuadas como punto de referencia típico para un registro de gestos. En este caso, en el ámbito de los vehículos son adecuadas en particular estructuras en el ámbito del tablero de instrumentos, el volante, la consola central y los revestimientos de puertas.

El equipo de sensor de acuerdo con la invención también puede estar diseñado de tal modo que mediante el mismo puedan registrarse gestos principalmente estáticos, por ejemplo formas de mano estáticas, y convertirse en secuencias de sonido suficientemente claras para esto. Los gestos estáticos de este tipo pueden realizarse, por ejemplo, como "mano abierta", "puño con pulgar extendido", "símbolo de la victoria". En estos gestos estáticos puede generarse una secuencia de sonido determinada mediante las señales de sensor generadas durante la fase estática. También es posible reproducir con sonidos el procedimiento de movimiento típico para la composición y la descomposición de los gestos estáticos y tomarlo en consideración en el reconocimiento de estos gestos.

Mediante la conversión de las señales de curso de trayectoria que están correlacionadas con el gesto en secuencias de señal a modo de sonido también se posibilita una transmisión de las informaciones gestuales mediante sistemas de telecomunicaciones y sistemas VOIP dentro del intervalo de frecuencias de datos sonoros. Con esto, las informaciones gestuales puede facilitarse usando sistemas de transmisión del habla también a un lugar alejado del operador, es decir, del usuario que gesticula. Mediante el concepto de acuerdo con la invención también puede realizarse una conversión de un habla de gestos manuales a una lengua con sonido.

Pueden calcularse y depositarse para la evaluación patrones de reconocimiento para los gestos individuales mediante procedimientos de enseñanza o también para determinados cursos de trayectoria. De acuerdo con la invención, los gestos que proceden de seres vivos (preferentemente seres humanos) se registran con ayuda de un detector y se convierten en series de tonos (secuencias de sonidos) . Las mismas pueden analizarse y evaluarse entonces con procedimientos actuales de procesamiento de series de habla o de tonos.... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para llevar a cabo un procesamiento de señales electrónico, de señales de entrada que se generan como tales mediante gestos manuales, a) ejecutándose aquellos gestos manuales por parte de un usuario enfrente de un sistema de detección (E; electrodos Tx, Rx) , b) generándose las señales de entrada de tal modo que las mismas representan señales que están correlacionadas con el movimiento espacial de una mano o sus dedos, c) transformándose en este caso las señales de tal manera que la banda de frecuencia de las señales resultantes está contenida en la banda de frecuencia de las señales de sonido accesibles para un sistema de reconocimiento del habla, caracterizado por que:

d) se realiza una interpretación de los gestos manuales mediante el sistema de reconocimiento del habla sobre la base de aquellas señales resultantes usando procedimientos de análisis del habla.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 en el que las señales de entrada se generan mediante un circuito de Theremin.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, presentando el sistema de detección:

tres electrodos de emisión (Ea1, Ea2, Ea3) que generan respectivamente un campo alterno eléctrico en los que puede influirse mediante los gestos manuales y que detecta un electrodo de recepción (Ein) , estando acoplado el electrodo de recepción (Ein) con un oscilador controlado por tensión (VCO) que genera una señal de entrada del sistema de reconocimiento del habla.

4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3, rectificándose la señal recibida por el electrodo de recepción (Ein) y controlando la señal rectificada el oscilador controlado por tensión (VCO) .

5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3 o 4, sometiéndose los tres electrodos de emisión (Ea1, Ea2, Ea3) secuencialmente a impulsos de señal de corriente alterna.

6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, teniendo los impulsos de señal de corriente alterna una frecuencia de 100 kHz y una duración de 20 ms.

7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, aumentando en caso de un alejamiento de un punto de detección la altura de sonido de la señal para este punto de referencia.

8. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, descendiendo en caso de una aproximación a un punto de detección la altura de sonido de la señal para este punto de referencia.

9. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, formándose las señales de tal manera que las mismas describen la modificación de la distancia de la mano que realiza el gesto con respecto a un sistema de referencia que contiene al menos tres puntos de referencia.

10. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, reconociéndose un principio de gesto y un final de gesto de un gesto excediendo o quedando por debajo de un determinado nivel de señal al menos un sensor de campo eléctrico del sistema de detección (E; electrodos Tx, Rx) .

11. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10, reconociéndose un principio de gesto y un final de gesto de un gesto mediante una velocidad de modificación mínima de señales de sensor de campo eléctrico.

12. Sistema para llevar a cabo un procesamiento de señales electrónico de señales de entrada que se generan como tales mediante gestos manuales, que presenta:

un dispositivo de detección de gestos (E; electrodos Tx, Rx) para generar al menos una señal de entrada que está correlacionada con el movimiento espacial de una mano o de sus dedos; un dispositivo de transformación (VCO) para transformar la al menos una señal de entrada en señales resultantes, estando contenida la banda de frecuencia de las señales resultantes en la banda de frecuencia de señales de sonido accesibles para un sistema de reconocimiento del habla, caracterizado por:

un sistema de reconocimiento del habla al que se le suministran las señales resultantes para la interpretación de los gestos manuales usando procedimientos de análisis del habla.

13. Sistema de acuerdo con la reivindicación 12, presentando el sistema de detección (E; electrodos Tx, Rx) tres electrodos de emisión (Ea1, Ea2, Ea3) para generar campos alternos eléctricos en los que pueden influir los gestos manuales y un electrodo de recepción (Ein) , estando acoplado el electrodo de recepción con un oscilador controlado 9

por tensión (VCO) que genera una señal de entrada del sistema de reconocimiento del habla.

14. Sistema de acuerdo con la reivindicación 13 con un rectificador (CA/CC) dispuesto entre electrodo de recepción y oscilador controlado por tensión (VCO) .

15. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores 12-14, estando configurado el sistema para realizar el procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1-11.