控制方法和穿戴式装置与流程

1.本技术涉及穿戴式装置，尤其涉及一种在真无线耳机上实现的人机操作界面。


背景技术：

2.传统的真无线耳机(true wireless stereo；tws)通过蓝牙连接至手机或播收装置，透过简单的用户接口控制音乐的播收，接听电话或唤起特定应用。举例来说，使用者可通过在真无线耳机上进行敲击或触摸(长按)的方式来使手机的执行音乐播放/暂停、接听电话、上一曲/下一曲等命令。
3.然而，由于现今的真无线耳机设计精巧，体积细小。在佩戴入耳后，可操作敲击的区域极小，对于无暇使用手指头精细操作的使用者而言，并不是相当方便。因此，一种改良式的人机界面是有待发开的。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本技术是这样实现的：
5.本技术实施例提供一种新的控制方法，适用于穿戴式装置控制控制模块，其中所述穿戴式装置包括至少一个麦克风。所述麦克风可以是设置在所述穿戴式装置的耳内部，或耳外部，各有不同的侦测应用。
6.在一实施例中，所述麦克风侦测到一个脉冲信号时，可触发一个指令输入周期。所述穿戴式装置可能在所述指令输入周期内，侦测到多个脉冲信号。在所述指令输入周期结束后，所述穿戴式装置可将侦测到的脉冲信号的总次数，传送至所述控制模块，作为所述控制模块执行对应功能的依据。
7.所述穿戴式装置可以是一个真无线耳机，也可以是有线耳机，或虚拟实境头盔等具有麦克风的应用设备。
8.所述指令输入周期为可自订值，预设值可以是一秒钟或两秒钟。
9.所述穿戴式装置侦测到的脉冲信号的总次数，与功能的对应，是可自定义的。举例来说，不同的次数，可对应到至少下列不同功能的其中之一：暂停/重新播放，音量调大，音量调小，往前跳转，往后跳转，呼叫语音助手，上一曲，下一曲，录音，唤起自订应用，及关机。
10.所述麦克风侦测脉冲信号的其中一实施例如下。所述麦克风可以是在一个持续采集声音的状态下，其中所述声音具有基准强度。所述脉冲信号的具体物理定义是，在数个毫秒内，例如50毫秒内，能量骤强第一倍数，例如五倍或十倍以上，然后又回到基准强度附近或以下的信号。当收到的信号符合上述条件时，便可以判定所述麦克风正在收到一个触碰或捂盖动作。
11.在一实施例中，当所述麦克风在非指令输入周期时确认收到一个脉冲信号时，便触发了一个指令输入周期，同时开始计时及计数。所述计时长度超过所述指令输入周期，或未接收到新的脉冲信号的时间逾越一个空闲时限，便可认定为结束所述指令输入周期。
12.进一步地，在所述麦克风采集声音的过程中，还能从所述麦克风采集的声音中分
辩出环境噪音强度。每次收到脉冲信号后，微处理器可将环境噪音强度变弱的时长与多个级距比较，以判断所述脉冲信号的动作类型。举例来说，轻触的情况下，接收到脉冲信号前后的环境噪音强度变化近乎不变。麦克风被手掌捂盖的情况下，可以侦测到环境噪音强度在接收到脉冲信号后有显着的下降。而捂盖动作的时间长短，可以用来区别输入的指令意义。例如不超过500毫秒的捂盖动作可判定为短捂，超过500毫秒以上的捂盖动作可判定为长捂。
13.进一步地，在所述麦克风采集声音的过程中，如果所述麦克风是一个安装在所述穿戴装置耳内部的主动回馈式麦克风，还可根据麦克风表面振膜受到气压变化的影响程度来判断是否侦测到一个戴上动作或一个取下动作。举例来说，戴上时耳内气压较大，振膜向内振动。相对的，取下时耳内气压变小，振膜向外振动。两种情况下收到的脉冲信号相位不同，可做为戴上或取下的判断依据。
14.进一步地，本实施例的控制方法可将在所述指令输入周期内收到的所有动作类型的组合，转换成数字型式的命令码。最后传送所述命令码至所述控制模块，作为所述控制模块执行对应的功能的依据。
15.本发明另外提出一种穿戴式装置的实施例。所述穿戴式装置包括至少一个麦克风，用于采集声音，及微处理器，用于处理数据及控制管理所述穿戴式装置。借此，所述穿戴式装置执行前述的控制方法。
16.在一具体实作方式中，所述穿戴式装置可以是一个真无线耳机，包括蓝牙模块连接所述微处理器，用于通过蓝牙协议与所述控制模块互传数据。
17.所述麦克风是所述真无线耳机上位于耳外的通话麦克风或降噪麦克风。所述麦克风也可以是设置于真无线耳机的耳内部的主动式回馈麦克风。本发明提出的解决方案主要是利用脉冲信号的特征来判断使用者是否有捂盖麦克风的动作，并依照动作组合执行对应的命令。如此，使用者不需要特别精确的操作动作，就能达成控制装置的效果，解决了传统只能用手指头触碰特定感测部位的不便。
附图说明
18.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
19.图1是一个传统真无线耳机产品外观；
20.图2是本技术实施例之一的信号特征分析图；
21.图3是本技术实施例中的真无线耳机架构图；
22.图4是本技术实施例之一的控制方法流程图；及
23.图5是本技术实施例之另一的控制方法流程图。
具体实施方式
24.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
25.图1是一个传统真无线耳机产品100外观。图1中所示的真无线耳机产品100，是一种时下常见的穿戴式装置。其结构大致可分为耳外部和入耳部。图1中的扬声器120和内部麦克风130属于入耳部，即，在穿戴时，会进入使用者耳道中。图1中的外部麦克风110属于耳外部，其功能至少包括接收用户通话语音或接收环境噪音。在一些习知的产品中，外部麦克风110可以是多种不同麦克风联合实作，例如由专门收环境噪音的非指向性降噪麦克风，或是专收使用者声音的指向性麦克风形成阵列。以下将要介绍的本发明实施例，并不限定于使用何种麦克风，故详细麦克风的类型不再多加着墨。
26.图2是本技术实施例之一的信号特征分析图。从麦克风输入的信号，在时间轴上来看，可以表示为信号强度。具体单位通常可以是毫伏mv或分贝db。在收到脉冲信号之前，通常会存在一个基准强度。所谓脉冲信号，直观定义就是一个瞬间爆量然后又回到基准线上的信号。至于瞬间和爆量的实际量值范围，可以视应而有所不同。举例来说，在本实施例侦测使用者捂耳动作的情况下，脉冲信号可以定义为在数个毫秒内，例如50毫秒内，分贝值骤强某一个倍数，例如三倍，五倍或十倍以上，然后又回到基准强度附近或以下的信号。可以理解的是此处举例的量值定义仅为说明的目的，并不是绝对的限定值，熟知技艺人士可以视应用情况任意调整。当收到的信号符合上述条件时，便可以判定所述麦克风正在收到一个触碰或捂盖动作。举例来说，当使用者的手举起来捂住麦克风的瞬间，信号强度因为气压而骤增。若是使用者的手持续地捂着所述麦克风，则因为阻挡了环境噪音，麦克风会侦测到信号的强度会回到原基准强度以下，形成一个基准强度差值d1。直接到使用者的手离开麦克风，基准强度才会回复。至此，使用者捂住麦克风的时间长度t1，可以被判断出来。依照此原理，可以类推的是，如果使用者只是触碰或拍打麦克风，就只会侦测到脉冲信号，不会侦测到基准强度差值d1。
27.图3是本技术实施例中的真无线耳机300的架构图。图3中的真无线耳机300包括至少一个麦克风，用于采集声音。例如对应图1的外部麦克风110和内部麦克风130。外部麦克风110通常又可以是通话麦克风或降噪麦克风。内部麦克风130通常是一种主动式回馈麦克风。对于带有环境降噪(enc)功能的传统真无线耳机而言，可直接利用环境降噪麦克信号变化来进行耳机控制。对没有enc功能的耳机，也可以直接使用通话麦克风来执行本发明的实施例，成本较低。
28.图3的真无线耳机300也包括一个微处理器320，集成性的负责数据运算及组件的控制管理。微处理器320通常是市售的数位处理器芯片，但也可以是经过客制的应用程序特制芯片。此外，所述真无线耳机300也包括音讯模块340，具体可以是受到微处理器320控制的一种音讯芯片，可从蓝牙模块310接收声音数据，然后转换为类比信号透过如图1的扬声器120输出。包括蓝牙模块310连接所述微处理器，用于通过蓝牙协议与控制模块(未图示)互传数据。
29.在一些实施例中，控制模块一般可以是手机，平板，智慧手表，或笔记本电脑等计算机设备中的控制硬体和/或软体，控制模块可通过手机，平板，智慧手表，或笔记本电脑等计算机设备中的通信模块和真无线耳机300通信连接。在另一种实施方式中，真无线耳机300可作为独立运作的媒体播放装置，无须通过外部装置来传送音讯数据和控制信号。真无线耳机300本身可通过内存或闪存卡(未图示)，根据上述控制方法的实施例，实现音乐播放的功能。在独立运作的情况下，控制模块是设置在真无线耳机300中，且与真无线耳机300中
的相关元件电连接。举例来说，控制模块可以是由图3中的微处理器320，内存324，闪存卡槽(未图示)搭配相关的控制体和/或软体组成，且电连接蓝牙模块310、音讯模块340、扬声器120、外部麦克风110和/或内部麦克风130；通过上述基本于架构而衍生的各种产品架构族类繁多，不再详加介绍。以下实施例是以控制模块是设置在手机，平板，智慧手表，或笔记本电脑等计算机设备中，且通过通信模块和真无线耳机300通信连接的配置来说明。但可以理解的是，在不同的实施例中，也可以变化为控制模块是设置在真无线耳机300中的配置。
30.以图3的真无线耳机300控制控制模块(未图示)的方法如下。首先，在使用者戴上真无线耳机300后，可以用手掌捂耳的方式控制播放装置。例如捂一下为播放，或接电话。捂两下为下一曲，捂三下为上一曲。在使用者进行捂耳动作的时候，会产生脉冲信号。本技术实施例利用麦克风来侦测捂耳时产生的脉冲信号特征。当在一个非指令输入周期时侦测到脉冲信号，则可触发一个指令输入周期。其中此控制方法中的麦克风若未指名，则不限于是外部麦克风110或内部麦克风130。
31.真无线耳机300可能在所述指令输入周期内，侦测到多个脉冲信号。在所述指令输入周期结束后，真无线耳机300可将侦测到的脉冲信号的总次数，传送至所述控制模块，作为所述控制模块执行对应功能的依据。所述指令输入周期为可自订值。举例来说，预设值可以是一秒钟或两秒钟。另一方面，真无线耳机300侦测到的脉冲信号的总次数，与功能的对应，也是可自定义的。举例来说，不同的次数，可对应到至少下列不同功能的其中之一：暂停/重新播放，音量调大，音量调小，往前跳转，往后跳转，上一曲，下一曲，录音，唤起自订应用，呼叫语音助手，及关机。这些自订功能可以通过手机的专属应用程序通过蓝牙调整，并储存在真无线耳机300的内存中。另一种自订值的做法是由手机端的应用程序或操作系统直接储存使用者的可选项。
32.图3中的麦克风可以是在一个持续采集声音的状态下进行，也可以是在休眠省电状态下被脉冲信号唤醒而开始进入一个指令输入周期。举例来说，当所述麦克风在非指令输入周期时确认收到一个脉冲信号时，便触发了一个指令输入周期，同时开始计时及计数。微处理器320中一般具有内建的计时器322(real time clock；rtc)和基本的内存324，可以充份实作计时和计数的功能。至于指令输入周期的结束条件，至少可以包含下列两种情形：当所述计时长度超过所述指令输入周期时，或未接收到新的脉冲信号的时间逾越一个空闲时限，便可认定为结束所述指令输入周期。一般而言，指令输入周期定为两秒是使用者可以接受的合理范围。另外，当使用者超过0.5秒没有连续输入脉冲信号，即没有连续捂耳动作时，也可以认定使用者完成输入，并接着根据脉冲信号的计数结果运行下一步程序。
33.以上所述这种以多次捂耳动作产生脉冲次数的控制方法，比传统使用手指点击特定区域的方式便利。
34.在进一步的实施例中，除了侦测脉冲信号的次数，还可以根据图2的信号特征进一步区分出捂耳动作的时间长短，借此使控制指令的输入方式更加的多样化与细致化。具体做法如下。在麦克风采集声音的过程中，不论所述麦克风是一个安装在所述穿戴装置耳外部的外部麦克风110，例如一个通话麦克风或一个语音麦克风，或是一个内部麦克风130，微处理器320都有办法能从采集的声音中分辩出环境噪音强度。由于手部持续捂耳期间，会使环境噪音的强度明显下降。每次收到脉冲信号后，微处理器320可将环境噪音强度变弱的时长与多个级距比较，以判断所述脉冲信号的动作类型。举例来说，使用者仅是轻触真无线耳
机300的情况下，麦克风接收到脉冲信号前后的环境噪音强度变化近乎不变。麦克风被手掌捂盖的情况下，可以侦测到环境噪音强度在接收到脉冲信号后有显着的下降。而捂盖动作的时间长短，可以用来区别输入的指令意义。例如不超过500毫秒的捂盖动作可判定为短捂，超过500毫秒以上的捂盖动作可判定为长捂。
35.进一步地，在所述麦克风采集声音的过程中，如果所述麦克风是一个内部麦克风130，例如主动回馈式麦克风，还可根据麦克风表面振膜受到气压变化的影响程度来判断是否侦测到一个戴上动作或一个取下动作。在大部份的情况下，使用者戴上真无线耳机300时，耳内气压较大，振膜会向内振动。
36.相对的，取下真无线耳机300时，耳内气压变小，振膜会向外振动。两种情况下收到的脉冲信号相位不同，可做为戴上或取下动作的判断依据。
37.在一较佳的实施方式中，若微处理器320侦测到戴上的情况，可以透过蓝牙模块310传送播收的命令，使控制模块自动播放。所播放的声音，透过蓝牙模块310传送到音讯模块340，最后透过如图1的扬声器120传出。相对的，若微处理器320侦测到取下的情况，可以透过蓝牙模块310传送暂停的命令，使控制模块停止播放中的音乐。
38.在上述实施例中，在所述指令输入周期内，从信号特征可以判断出各种用户的动作类型后。可轻易辨识出轻触，短捂，长捂，戴上，或取下等不同动作。因此，可以理解的是，通过这些不同动作的排列组合，实际上可以实作的控制指令将是非常的多样化，突破了传统技术的限制。图3的真无线耳机300最后将采集到的所有动作类型组合，在微处理器320中转换成数字型式的命令码。最后通过蓝牙模块310传送所述命令码至所述控制模块，作为所述控制模块执行对应的功能的依据。
39.图4是本技术实施例之一的控制方法流程图。图4将前述侦测脉冲信号的方法总结为易于理解的几个关键步骤。在步骤401中，开始侦测脉冲信号。在一般情形下，真无线耳机300中的麦克风可能是处于持续收音的状态。如果麦克风是处在睡眠省电状态。当使用者突然碰触或掌捂真无线耳机300时，也可以通过各种感测方式即时地唤醒麦克风，例如使用微处理器320的其中一脚位侦测麦克风振膜电容电位骤变的信号。借此，真无线耳机300被触发而进入一个指令输入周期，例如一秒钟或两秒钟。在步骤403中，累计指令输入周期中侦测到的脉冲信号的总数。通常使用者会直接连续的碰触或捂耳数次。所以步骤401中收到的第一个脉冲也计算在总次数内。在步骤405中，等待所述指令输入周期到期，即，等待一秒钟或两秒钟后，结束脉冲信号的连续侦测。另一种结束指令输入周期的可能情况是，当所述真无线耳机300超过一段时间没侦测到脉冲信号，例如0.5秒以上，则判断使用者已经结束动作，可以提早结束指令输入周期，继续进行下一个步骤。最后在步骤407中，根据脉冲信号的累计总数，执行对应的命令。具体地说，所述的累计总数，可以是以数字形式，透过图3的蓝牙模组310传送给控制模块，由控制模块的操作系统根据预先设定的指令表判断应该要对应执行的命令为何，并据以执行。所述累计总数与执行命令的对应方式，也可以根据控制模块的当时模式而有所不同。举例来说，若控制模块是在播放多媒体或音乐的状态，则对应执行的命令可以是暂停播收、快转、倒退、上一曲、下一曲等。若控制模块是在电话模式，则对应执行的命令可以是拨打电话，挂断电话，调大音量，降低音量等。若控制模块是智能型装置，例如手机，平板，智慧手表，计算机等，可设计专属应用，提供客制化的人机操作界面，发挥无可限制的各种操作可能性。
40.图5是本技术实施例之另一的控制方法流程图。如前述，除了使用基本的脉冲信号次数，本技术实施例可以进一步从脉冲信号特征中判断出各种用户的动作类型后，例如轻触，短捂，长捂，戴上，或取下等各种不同动作。利用这些动作的多样性，可以组合出更细致的控制方式。在步骤501中，麦克风侦测到捂耳动作，随即开启连续动作侦测模式，即，进入一个命令输入周期。在步骤503中，在所述命令输入周期内，记录捂耳次数以及每次捂耳维持时间。真无线耳机中的微处理器一般是市售数位处理器，或是应用特制芯片，具有简单的内存，计时和计数功能，足以实施这个步骤。在步骤505中，微处理器可判断从触发命令输入周期以来所花时间是否超过所述命令输入周期的长度。举例来说，如果命令输入周期预先定义为两秒钟，则输入动作的总时间到达两秒就会截止输入，并进入下一个步骤509。另一种情况是，如果麦克风超过半秒钟以上没采集到任何动作，则判断使用者已经结束命令输入。这时也会进入步骤509。
41.只要命令输入周期没有结束，流程会重复步骤503，持续记录捂耳次数和每次捂耳时间。在命令输入周期内，可额外执行一个步骤507，针对特殊的情况做检查。举例来说，如果捂耳维持时间超过了两秒不放，可能是使用者希望关机，或是真无线耳机300已被收纳到封闭的包装中。这种情况下，则进行步骤513，则可以自动关机以节省电力，或是自动暂停播放中的音乐。其他可能导致关机的动作也是可以被侦测与执行的。例如，当微处理器320从脉冲讯号的特征中判断出真无线耳机300已被取下，则可以进行关机或暂停。
42.在步骤509中，在完成命令输入后，微处理器320将捂耳次数和每次捂耳时间长度的组合，转换成命令码，透过蓝牙模块310传送至控制模块，用于执行对应的命令。举例来说，使用者光是以轻触，短捂，长捂等不同动作就可以轻易在两秒钟内组合出超过十组以上的不同的命令。透过控制模块上的操作系统或应用程序事先定义，可完成多功能又方便的人机接口。
43.本发明提出的解决方案主要是利用脉冲信号的特征来判断使用者是否有捂盖麦克风的动作，并依照动作组合执行对应的命令。如此，使用者不需要特别精确的操作动作，就能达成控制装置的效果，解决了传统只能用手指头触碰特定感测部位的不便。此外，本技术着重于透过麦克风接收的信号特征进行应用，只要一般的穿戴式装置上具有麦克风，不限定是何种类型的麦克风，在不需要多花额外成本改变设计的情况下，都能适用于本技术提出的改良式控制方法。举例来说本技术提出的控制方法实施例，除了可应用在真无线耳机300之外，也可以适用于有线耳机，或虚拟实境头盔等具有麦克风的应用设备。
44.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
45.上面结合附图对本技术的实施例进行了描述，但是本技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本技术的启示下，在不脱离本技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本技术的保护之内。