提供低成本可编程模式识别的方法和装置.pdf

一种用于提供模式识别的装置，包括至少一个处理器和包括计算机程序代码的至少一个存储器。所述至少一个存储器和计算机程序代码可配置为，通过至少一个处理器，使得装置至少：接收描述用户终端的运动的传感器数据的指示，以预定方式提供传感器数据的扩展以定义结果值，对结果值应用逻辑掩码以生成选择的结果值用于提供给有限状态机，和利用与有限状态机相关的模式识别算法，确定传感器数据是否对应于由通过定义的转换进行到有限状态机的最终状态而识别的模式。还提供对应的计算机程序产品和方法。

权利要求书一种方法，包括：
接收描述用户终端的运动的传感器数据的指示；
以预定方式提供传感器数据的扩展以定义结果值；
对结果值应用逻辑掩码以生成选择的结果值用于提供给有限状态机；和
利用与有限状态机相关的模式识别算法，确定传感器数据是否对应于由通过定义的转换进行到有限状态机的最终状态而识别的模式。
如权利要求1所述的方法，其中接收传感器数据的指示包括接收在一个或多个维度中定义用户终端的运动信息的数据，以及其中提供传感器数据的扩展包括对运动信息应用数学函数以生成按预定方式格式化的结果数据。
如权利要求1所述的方法，其中应用逻辑掩码包括应用基于掩码选择逻辑而选择的掩码。
如权利要求3所述的方法，其中应用基于掩码选择逻辑而选择的掩码包括将掩码选择器输入和表示触发条件的数据结合以确定是否为触发的条件或未触发的条件应用主要掩码或二级掩码。
如权利要求1所述的方法，其中利用模式识别算法包括利用定义模式识别算法的程序，所述程序存储于存储器中并由处理器执行，所述存储器和所述处理器与提供传感器数据的传感器共享芯片。
如权利要求1所述的方法，其中利用模式识别算法包括利用定义模式识别算法的程序，所述程序存储于存储器中并由处理器执行，所述存储器和所述处理器通过提供传感器数据的硬件实现。
如权利要求1所述的方法，其中利用模式识别算法包括利用在不超过十六字节的存储器中存储的程序，其中十六字节还保留用于设置和输出。
如权利要求1所述的方法，其中利用模式识别算法包括基于包括基于定时器的转换或基于阈值的转换的转换利用有限状态机中定义的算法。
如权利要求1所述的方法，其中利用模式识别算法包括利用有限状态机中定义的算法，其中每个状态具有包括下一状态和重设状态的仅两个可能转换。
如权利要求1所述的方法，其中利用模式识别算法包括利用制造商或用户定义的算法。
一种装置，包括至少一个处理器和包括计算机程序代码的至少一个存储器，所述至少一个存储器和计算机程序代码配置为，通过至少一个处理器，使得装置至少：
接收描述所述装置的运动的传感器数据的指示；
以预定方式提供传感器数据的扩展以定义结果值；
对结果值应用逻辑掩码以生成选择的结果值用于提供给有限状态机；和
利用与有限状态机相关的模式识别算法，确定传感器数据是否对应于由通过定义的转换进行到有限状态机的最终状态而识别的模式。
如权利要求11所述的装置，其中所述至少一个存储器和计算机程序代码进一步配置为，通过至少一个处理器，使得装置：通过接收在一个或多个维度中定义所述装置的运动信息的数据来接收传感器数据的指示，以及通过对运动信息应用数学函数以生成按预定方式格式化的结果数据来扩展传感器数据。
如权利要求11所述的装置，其中所述至少一个存储器和计算机程序代码进一步配置为，通过至少一个处理器，使得装置通过应用基于掩码选择逻辑而选择的掩码来应用逻辑掩码。
如权利要求13所述的装置，其中所述至少一个存储器和计算机程序代码进一步配置为，通过至少一个处理器，使得装置通过将掩码选择器输入和表示触发条件的数据结合以确定是否为触发的条件或未触发的条件应用主要掩码或二级掩码来应用基于掩码选择逻辑而选择的掩码。
如权利要求11所述的装置，其中所述至少一个存储器和计算机程序代码进一步配置为，通过至少一个处理器，使得装置通过利用定义模式识别算法的程序来利用模式识别算法，所述程序存储于存储器中并由处理器执行，所述存储器和所述处理器与提供传感器数据的传感器共享芯片或者通过提供传感器数据的硬件实现。
如权利要求11所述的装置，其中所述至少一个存储器和计算机程序代码进一步配置为，通过至少一个处理器，使得装置通过利用在不超过十六字节的存储器中存储的程序来利用模式识别算法，其中十六字节还保留用于设置和输出。
如权利要求11所述的装置，其中所述至少一个存储器和计算机程序代码进一步配置为，通过至少一个处理器，使得装置通过基于包括基于定时器的转换或基于阈值的转换的转换利用有限状态机中定义的算法来利用模式识别算法。
如权利要求11所述的装置，其中所述至少一个存储器和计算机程序代码进一步配置为，通过至少一个处理器，使得装置通过利用有限状态机中定义的算法来利用模式识别算法，其中每个状态具有包括下一状态和重设状态的仅两个可能转换。
如权利要求11所述的装置，其中所述至少一个存储器和计算机程序代码进一步配置为，通过至少一个处理器，使得装置利用模式识别算法包括利用制造商或用户定义的算法。
一种计算机程序产品，包括其中存储有计算机可执行程序代码指令的至少一个非暂态计算机可读存储介质，所述计算机可执行程序代码指令包括执行以下操作的程序代码指令：
接收描述用户终端的运动的传感器数据的指示；
以预定方式提供传感器数据的扩展以定义结果值；
对结果值应用逻辑掩码以生成选择的结果值用于提供给有限状态机；和
利用与有限状态机相关的模式识别算法，确定传感器数据是否对应于由通过定义的转换进行到有限状态机的最终状态而识别的模式。

说明书提供低成本可编程模式识别的方法和装置
技术领域
概括地说，本发明的实施例涉及移动电子设备技术，更具体地，涉及提供低成本可编程模式识别的方法和装置。
背景技术
在现代世界中，电子设备正变得逐渐普及。具体地，移动通信设备看起来适合于所有年龄、社会经济背景、和精明程度的人。由此，这样设备的用户正逐渐依托于他们各自的移动通信设备。无论这样的设备用于呼叫、发送电子邮件、分享或消费媒体内容、游戏、导航或各种其他活动，人们大多连接至他们的设备并因此大多彼此相连和最终连接至世界。
由于处理能力、存储器管理、应用开发、功率管理和其他领域的发展，例如计算机、移动电话、相机、个人数字助理（PDA）、媒体播放器和许多其他的通信设备正变得更有可能。然而，一般，移动通信设备的普及性和实用性不仅使得这样的设备被销售和使用，还使得设计者和制造商不断竞争，以更低成本在更小包装内提供更多支持的硬件，以及提供可在这样的设备上利用的大量和各种应用。
发明内容
因此，提供一种方法、装置和计算机程序产品，能够提供在移动电子设备上可用的模式识别系统，同时在非常小的分组中提供用于模式识别的健壮功能。由此，例如，可经由结合传感器硬件或甚至在传感器所在的相同芯片上采用的有限状态机定义检测程序。此外，检测程序可以相对小，以相对低成本和低功耗用于非常健壮的检测功能。
一个示例性实施例中，提供一种提供模式识别的方法。所述方法可包括：接收描述用户终端的运动的传感器数据的指示；以预定方式提供传感器数据的扩展以定义结果值；对结果值应用逻辑掩码以生成选择的结果值用于提供给有限状态机；和利用与有限状态机相关的模式识别算法，确定传感器数据是否对应于由通过定义的转换进行到有限状态机的最终状态而识别的模式。
另一示例性实施例中，提供一种提供模式识别的计算机程序产品。所述计算机程序产品包括其中存储有计算机可执行程序代码指令的至少一个非暂态计算机可读存储介质。所述计算机可执行程序代码指令包括执行以下操作的程序代码指令：接收描述用户终端的运动的传感器数据的指示；以预定方式提供传感器数据的扩展以定义结果值；对结果值应用逻辑掩码以生成选择的结果值用于提供给有限状态机；和利用与有限状态机相关的模式识别算法，确定传感器数据是否对应于由通过定义的转换进行到有限状态机的最终状态而识别的模式。
另一示例性实施例中，提供一种提供模式识别的装置。所述装置可包括：至少一个处理器；和包括计算机程序代码的至少一个存储器。所述至少一个存储器和计算机程序代码可配置为，通过至少一个处理器，使得装置执行至少以下步骤：接收描述用户终端的运动的传感器数据的指示；以预定方式提供传感器数据的扩展以定义结果值；对结果值应用逻辑掩码以生成选择的结果值用于提供给有限状态机；和利用与有限状态机相关的模式识别算法，确定传感器数据是否对应于由通过定义的转换进行到有限状态机的最终状态而识别的模式。
另一示例性实施例中，提供一种提供模式识别的装置。所述装置可包括：用于接收描述用户终端的运动的传感器数据的指示的部件；用于以预定方式提供传感器数据的扩展以定义结果值的部件；用于对结果值应用逻辑掩码以生成选择的结果值用于提供给有限状态机的部件；和用于利用与有限状态机相关的模式识别算法，确定传感器数据是否对应于由通过定义的转换进行到有限状态机的最终状态而识别的模式的部件。
附图说明
已经一般性描述了本发明的实施例，现在参照附图，他们不必按照规定比例绘制，其中：
图1是可采用本发明的示例性实施例的移动终端的示意性框图；
图2是根据本发明的示例性实施例的提供低成本和低功率可编程识别系统的装置的示意性框图；
图3示出根据本发明的示例性实施例的数据预处理器和状态确定器的框图；
图4示出根据本发明的示例性实施例的数据预处理器的框图的更详细视图；
图5示出根据本发明的示例性实施例的数据预处理器中的掩码逻辑的框图；
图6（包括图6A、6B、6C）示出根据本发明的示例性实施例使用有限状态机评估的检测信号的实例；
图7示出与图6所述的实例对应的信号检测算法的示例性状态图；
图8示出根据本发明的示例性实施例将图7的记忆代码转换成域特定处理器的机器代码的实例；和
图9是根据本发明的示例性实施例用于提供模式识别的方法的流程图。
具体实施方式
现在参考其中示出本发明一些而非全部实施例的附图更加完整地描述本发明的示例实施例。实际上，本发明可以不同形式实施并且不应所述理解为限制为此处所述的实施例；而是，提供这些实施例以使得本公开可满足适用的法律需求。类似的附图标记通篇表示类似的元件。这里，术语“数据”，“内容”，“信息”和类似的术语可以可交替地使用以表示能够根据本发明实施例被传输，接收，操作和/或存储的数据。因此，任意这些术语的使用不认为是对本发明实施例的精神和范围的限制。
此处使用的术语“电路”指的是：（a）纯硬件电路实现（例如纯模拟和/或数字电路中的实现）；（b）电路和包括软件和/或固件的计算机程序产品（存储于一个或多个计算机可读存储器上）的组合，他们在一起工作从而使得装置执行这里所述的一个或多个功能；和（c）需要软件或固件以进行操作的电路，例如微处理器或微处理器的部分，即使这些软件或固件物理上不存在。“电路”的所述定义适用于这个术语在所述应用程序中，包括在任意权利要求中的所有应用。作为另一示例，如此处使用的，术语“电路”也包括实现方式，其包括一个或多个处理器和/或一个或多个处理器的部分和附随的软件和/或固件。作为另一示例，此处使用的术语“电路”也包括例如用于移动电话的基带集成电路或应用程序处理器集成电路，或者服务器、蜂窝网络设备、其它网络设备和/或其它计算设备中的类似集成电路。
这里，表示非暂态的、物理存储介质的“计算机可读存储介质”（例如易失性或非易失性存储器设备）可区别于表示电磁信号的“计算机可读传输介质”。
诸如蜂窝电话和其他个人计算和/或通信设备的移动电子设备在他们与用户和其他设备或网络交互的能力方面正逐渐更加健壮。这样的设备通常提供有很多支持的处理器和外围设备，其目标在于提升用户体验。作为实例，一些移动电子设备配备有加速计或其他传感器，其可配置为检测移动电子设备的运动，并使用这样的运动作为用户接口机制。例如，在手中持有移动电子设备的用户可能够通过移动电子设备执行特定手势作为输入，以引起特定响应。
当这样使用传感器时，传感器可生成通过处理引擎或甚至移动电子设备的主控制器或处理器处理的传感器数据。然而，这样的机制通常消耗大量能量，因为例如处理引擎典型地可消耗的能量是传感器硬件的能量的一百甚至一千倍。为了避免这样大量的能量消耗，一个备选方案可以是采用专用于传感器数据处理的相对低成本的微控制器。然而，尺寸限制可能使其难以为这样的额外处理器寻找空间，并且额外单独处理器的成本可能在一些情况下不是期望的。
本发明的一些实施例能够提供可处理相对健壮的模式识别的非常小的分组（package）（例如三十二字节，包括十六字节用于程序和十六字节用于配置和输出）。由此，在货币和空间成本方面以更廉价的方式提供模式识别。由此，一些实施例可提供小脚印的、域特定的、低功率消耗的处理设备，其具有对应的小型存储器，用于采用例如作为模式识别的传感器硬件的一部分包括的域特定机器语言。由此，可实现在移动电子设备中提供模式识别能力的相对低成本和有效的方案。
图1示出可以从本发明实施例中获利的移动终端10的框图，可在一个示例性平台上实践本发明的示例性实施例。然而，应理解，如图所示和以下所述的移动终端10仅说明可从本发明实施例中获利的一种类型的设备，因此不应用来限制本发明实施例的范围。由此，各种类型的移动终端（例如便携式数字助理（PDA）、移动电话、寻呼机、移动电视、游戏设备、膝上型计算机、相机、视频记录器、音频/视频播放器、无线电、定位设备、例如全球定位系统（GPS）设备或上述任意组合和其他类型语音和文本通信系统）可容易地采用本发明的实施例。
移动终端10可包括天线12，或多个天线，其可操作地与发射机14和接收机16通信。移动终端10还可包括例如控制器20或其他处理设备的装置，其分别向发射机14提供信号以及从接收机16接收信号。信号包括根据适用的蜂窝系统的空中接口标准的信令信息，还包括用户语音、接收数据和/或用户生成数据。由此，移动终端10能够通过一个或多个空中接口标准、通信协议、调制类型、和访问类型来运行。通过图示，移动终端10能够根据多个第一、第二、第三和/或第四代通信协议等中的任一个运行。例如，移动终端10能够根据第二代（2G）无线通信协议IS‑136、时分多址（TDMA）、全球移动通信系统（GSM）、和IS‑95码分多址（CDMA）、或根据第三代（3G）无线通信协议（例如通用移动电信系统（UMTS）、CDMA2000、宽带CDMA（WCDMA）和时分同步CDMA（TD‑SCDMA））、根据3.9G无线通信协议（例如E‑UTRAN）、根据第四代（4G）无线通信协议等运行。作为备选或额外地，移动终端10能够根据非蜂窝通信机制运行。例如，移动终端10能够在无线局域网（WLAN）或结合图2以下所述的其他通信网络中通信。
一些实施例中，控制器20可包括期望实现移动终端10的音频和逻辑功能的电路。例如，控制器20包括一个或多个数字信号处理器和/或一个或多个微处理器。控制器还可包括一个或多个模数转换器、一个或多个数模转换器和/或其他支持电路。移动终端10的控制和信号处理功能根据他们各自的功能在这些设备之间分配。因此，控制器20还可包括在调制和传输之前对消息和数据进行卷积编码和交织的功能。控制器20还可包括内部语音编码器，并可包括内部数据调制解调器。此外，控制器20可包括运行可在存储器中存储的一个或多个软件程序的功能。例如，控制器20能够运行连接程序（例如传统Web浏览器）。然后，连接程序可允许移动终端10根据例如无线应用协议（WAP）、超文本传输协议（HTTP）和/或其他协议发送和接收Web内容，例如基于位置的内容和/或其他web页面内容。
移动终端10还可包括用户接口，其包括输出设备（例如传统耳机或扬声器24、振铃器22、麦克风26、显示器28）和用户输入接口，所述全部设备耦合至控制器20。允许移动终端10接收数据的用户输入接口可包括允许移动终端10接收数据的多种设备中的任一个，例如键区30、触摸屏（未示出）或其他输入设备。在包括键区30的实施例中，键区30可包括传统数字（0‑9）和相关键（#，*），以及用于操作移动终端10的其他硬和软键。可选地，键区30可包括传统的QWERTY键区配置。键区30还可包括具有相关功能的各种软键。附加地或可选地，移动终端10可包括诸如操纵杆或其他用户输入接口的接口设备。移动终端10还包括电池34，例如振动电池组，用于对操作移动终端10所需的各种电路提供电力以及可选地用于提供机械振动作为可检测输出。
此外，移动终端10可包括传感器36，例如定位或运动传感器。传感器36可包括例如加速计、惯性传感器、或能够确定移动终端10相对于某个参照物的运动的其他设备。一些实施例中，传感器36可包括支持传感器36的功能的硬件，包括车载处理器和用于存储在由车载处理器执行时配置传感器36执行指令定义的对应功能的指令的存储器。然而，一些情况下，传感器36可利用移动终端10的其他处理资源（例如控制器20或另一处理器）。一些情况下，传感器36可包括微机电系统（MEMS）组件和/或压电、压阻、电容或其他硬件组件，其可用于将机械运动转换成电信号，用来感测移动终端10的运动并响应于、按比例或基于移动终端10的运动（或更具体地传感器36的运动）提供电信号。这里，传感器36的运动指的是传感器36（或定位或容纳传感器36的装置）的加速度、角速度、和/或邻近信息。传感器36的运动可因此例如通过针对加速度的MEMS类型结构、针对角速度的陀螺仪、或针对邻近信息的邻近传感器测量。由此，传感器36的运动典型地涉及速度或加速度的量和对应的方向或定向。一些情况下，测量的运动可以是多维的（例如在多于一个维度下具有速度和/或加速度的分量）。然而，一些示例性实施例中，也可假设和测量单一维度中的运动。
一些实施例中，移动终端10还可包括用户身份模块（UIM）38。UIM38典型地是具有嵌入处理器的存储器设备。UIM38可包括例如订户身份模块（SIM）、通用集成电路卡（UICC）、通用订户身份模块（USIM）、可移除用户身份模块（R‑UIM）等。UIM38典型地存储与移动订户相关的信息元素。除了UIM38之外，移动终端10还可配备有存储器。例如，移动终端10可包括易失性存储器40，例如易失性随机存取存储器（RAM），其包括用于临时存储数据的缓存区。移动终端10还可包括其他非易失性存储器42，其可以嵌入式的和/或可以是可移除的。存储器可存储由移动终端10使用的多条信息和数据中的任一条，以实现移动终端10的功能。例如，存储器可包括能够唯一识别移动终端10的标识符，例如国际移动设备识别（IMEI）码。此外，存储器可存储用于确定小区id信息的指令。具体地，存储器可存储用于控制器20执行的应用程序，其确定移动终端10与其通信的当前小区的身份，例如小区id身份或小区id信息。
图2是提供低成本和低功率可编程识别系统的装置50的示意性框图。装置50可包括诸如处理器70的一个或多个处理器和存储器设备76或与其通信。存储器设备76可包括例如一个或多个易失性和/或非易失性存储器。换句话说，例如，存储器设备76可以是电子存储设备，例如计算机可读存储介质，包括配置为存储可由例如计算设备的机器提取的数据的门。存储器设备76可配置为存储信息、数据、应用、指令等，使得装置能够执行根据本发明的示例性实施例的各个功能。例如，存储器设备76可配置为缓存用于处理器70进行处理的输入数据。额外地或备选地，存储器设备76可配置为存储处理器70执行的指令。
一些实施例中，装置50可关联于移动终端（例如移动终端10）的传感器硬件（例如传感器36）或配置为采用本发明的示例性实施例的其他计算设备。然而，一些实施例中，装置50可实现为芯片或芯片集。换句话说，装置50可包括一个或多个物理分组（例如芯片），在结构组成（例如基板）上包括材料、组件、和/或布线。结构组成可提供物理强度、大小的保护、和/或其上包含的组件电路的电交互的限制。因此，一些情况下，装置50可配置为在单个芯片上或作为单个“片上系统”实现本发明的实施例。由此，一些情况下，芯片或芯片集可组成用于执行提供这里所述功能的一个或多个操作的部件。
处理器70可通过多种不同方式在硬件中实现。例如，处理器70可实现为各种处理部件的一个或多个，例如，协处理器、微处理器、控制器、数字信号处理器（DSP）、具有或不具有附随DSP的处理元件、或各种其他处理电路，包括集成电路，例如ASIC（专用集成电路）、FPGA（场可编程门阵列）、微控制器单元（MCU）、硬件加速器、向量处理器、图形处理单元（GPU）、专用计算机芯片、或其他硬件方案。由此，一些实施例中，处理器70可包括配置为独立执行的一个或多个处理核。多核处理器可能够在单独物理分组中进行多处理。额外地或备选地，处理器70可包括经由总线（例如I2C（集成电路间）总线）串联配置的一个或多个处理器，以能够独立执行指令、流水线和/或多线程。
示例性实施例中，处理器70可配置为执行存储器设备76中存储的或处理器70可访问的指令。备选地或附加地，处理器70可配置为执行硬编码功能。由此，无论是由硬件或软件方法、或由其组合配置，处理器70可代表在相应地配置时能够执行根据本发明实施例的操作的实体（例如，物理实现于电路中）。因此，例如，当处理器70实现为ASIC、FPGA等时，处理器70可为用于进行这里所述的操作的特别地配置的硬件。备选地，作为另一实例，当处理器70实现为软件指令的执行器时，指令可特别地将处理器70配置为当执行指令时执行这里所述的算法和/或操作。然而，一些情况下，处理器70可以是适于通过执行这里所述的算法和/或操作的指令通过处理器70的进一步配置实现本发明的实施例的特定设备（例如移动终端或运动传感器）的处理器。处理器70还可包括时钟、算法逻辑单元（ALU）和逻辑门，其配置为支持处理器70的操作。
示例性实施例中，处理器70可实现为，包括或控制数据预处理器80和状态确定器82。由此，一些实施例中，可以说处理器70使得、指示或控制分别属于这里所述的数据预处理器80和状态确定器82的各个功能的执行或发生。数据预处理器80和状态确定器82均可以是例如根据软件或硬件实现或硬件和软件的组合运行的设备或电路的任意部件。
数据预处理器80可配置为在接收的传感器数据由状态确定器82操作之前处理接收的传感器数据。状态确定器82可配置为确定相对于用于对应输入的模式识别的输出。一些实例中，状态确定器82可配置为执行以下详述所定义的模式识别算法。由此，状态确定器82可配置为以有限状态机的形式执行相对小并紧凑的程序，以确定是否满足特定条件，其可解释为对匹配与为状态确定器82的识别而存储的程序相关的运动的手势或其他物理运动模式的执行的识别。数据预处理器80和状态确定器82均可用各种不同方式实现。然而，图3至5中提供一些示例实现特征以显示对于一个非限制性示例的情况的特定细节。
图3示出根据示例性实施例的数据预处理器80和状态确定器82的框图。图4示出根据示例性实施例的数据预处理器80的框图的更详细视图。图5示出根据示例性实施例的数据预处理器80中的掩码逻辑的框图。
如图3所示，数据预处理器80可包括微分器（Diff）90、数据扩展器92、和掩码逻辑94，状态确定器82可包括有限状态机96。如图4所示，Diff90可包括减法器100和多路复用器102。Diff90可接收与位置信息对应的传感器数据。一些情况下，位置信息可包括表示三维空间中的位置的数据（例如相对于x方向、y方向和z方向）。由此，可作为x’，y’，z’数据值来接收位置信息。在接收到位置信息时，可将位置信息传送至减法器100，其中可基于选择的Diff模式执行三个可选减法操作之一。Diff模式选择可确定多路复用器102的输出，其可提供要从位置信息减去的对应的所选值。基于Diff模式选择的减法的选项可包括例如在数据、“偏移”值的减法和先前数据值的减法没有改变时对定值的减法（例如0，0，0）。偏移值可消耗3字节的存储器，并且可以是为装置50的操作而定义的信号处理设置的一部分。先前数据值可以是从两个连续传感器数据测量之间得到的delta值得到的数据。先前数据值可从临时存储器（例如存储器设备76的一部分）提取。由此，每次确定当前值的集合时，当前值可存储于临时存储器中，用于未来在接收新当前值时用作先前数据值。减法器100的输出可馈送至数据扩展器92。
数据扩展器92可配置为接收位置信息（例如x’，y’，z’数据值）和减去的数据（例如x，y，z数据值）作为输入。接收的减去的值（例如x，y，z数据值）可继续传递至掩码逻辑94。示例性实施例中，数据扩展器92可包括一个或多个反相器，传递作为减去的值的反转的反相数据值（例如－x，－y，－z数据值）。换句话说，数据扩展器92可配置为接收减去的数据，并提供减去的数据和反相减去的数据作为到掩码逻辑94的输出。数据扩展器92接收的位置信息（例如x’，y’，z’数据值）可用来生成到掩码逻辑94的传递结果（v和－v）。传递结果可确定为从对于位置信息应用数学函数（例如专有等式）得到的值。由此，数据扩展器92可配置为向掩码逻辑94传递定义为结果值的全部8个数据值（例如x，y，z，v和－x，－y，－z，－v数据值）。
掩码逻辑94可配置为选择什么输入数据用于状态确定器82中的模式识别。由此，掩码逻辑94可从接收的结果值中有效地定义要发送至模式识别算法以进行处理的特定值。换句话说，掩码逻辑94滤除不需要的或不于特定模式识别算法的数据值。
示例性实施例中，装置50和/或移动终端10可根据定义掩码逻辑94要应用的掩码的设置（例如信号处理设置）来配置。由此，掩码逻辑块涉及的设置可定义录入结果值的过滤参数。示例性实施例中，掩码逻辑块涉及的设置可至少包括主要掩码（MA）和二级掩码（SA）。主要掩码和二级掩码均可以是例如与接收的数据值相同数目个比特（例如8比特）。掩码选择器（MASA）可用于选择主要掩码或二级掩码的任一个应用于在掩码逻辑94处接收的结果值。一些实例中，掩码选择器可以是单比特。
示例性实施例中，也可提供附加掩码。例如，一个示例性实施例中，掩码逻辑选择块可包括两个额外掩码（例如MAtrig和SAtrig），如果激活被启用，其可在触发的下一条件之后设置（例如基于MASA）和激活。然后，触发的掩码（例如MAtrig和SAtrig）可保持启用的掩码集合，其可经由接收的附加数据的掩码选择器来选择，直到接收到特定信号（例如触发器清除信号或重设条件）。由此，例如，“‑trig”掩码可在触发的重设状态之后清除。一些实施例中，掩码逻辑94可包括或连同如图5所示的掩码选择逻辑110运行。掩码选择逻辑110可提供用于基于掩码选择器（例如MASA）选择要应用的掩码（例如MA、SA、MAtrig或SAtrig）的逻辑结构和关于是否已接收触发条件如根据图5的实例指示那样的指示。由此，MASA在主要掩码（MA或MAtrig）和二级掩码（SA或SAtrig）之间选择，并且主要和二级掩码可基于是否已接收触发条件而关联于上述原始（MA或SA）或触发的（MAtrig或SAtrig）掩码集合。
一些实施例中，掩码逻辑94的使用可使得能够过滤要处理的某些方向相关的条件，而其他可被忽略，并且从不到达状态确定器82。由此，掩码逻辑94例如可用于信号方向检测和用于配置芯片印刷布线板（PWB）定向。因此，选择的掩码可定义要馈送至状态确定器82的值。由此，传递至状态确定器82的“过滤的”数据可以是在掩码逻辑94处接收的全部8个数据值（例如x，y，z，v和－x，－y，－z，－v数据值）或那些值的一些子集。
状态确定器82可接收掩码逻辑94提供的过滤数据，并经由有限状态机96在过滤数据上操作。一些实施例中，装置50或移动终端10的设置（例如信号处理器设置）可包括适合于有限状态机96的操作的设置或值。例如，所述设置或值可包括程序计数器（PC），持有关于有限状态机96的当前状态的信息和/或重设指针（RP），以指示有限状态机96关于重设转换（例如在发生重设条件时）改变其状态（例如，设置PC=RP）处的状态号。一些情况下，RP缺省为0，并且可使用程序命令改变。RP和PC的每个的大小可以是4比特。由于一个实例中PC和RP都是4比特，则两个值可以在单字节存储器中编码同时表示有限状态机96的16个状态的最大值。
一些实施例中，设置或值可包括涉及转换条件的阈值或定时器设置。例如，设置可定义阈值，其如果满足可触发转换条件或状态改变。一些情况下，可能需要为对应的阈值时间长度呈现所述值以被考虑，定时器设置可根据他们各自的值或阈值定义这样的阈值时间长度。一个实施例中，可定义的名称或一些参数的逻辑含义的实例及其对应大小可包括：阈值1（8比特），阈值2（8比特），定时器1（16比特），定时器2（16比特），定时器3（8比特），和定时器4（8比特）。有限状态机96的每个状态号可具有为对应状态保留的1字节存储器。每个状态的对应字节的存储器可从各个存储器地址编码对于对应状态的重设和下一转换条件。由此，每个状态可具有两个可能的转换，包括转换到下一状态或转换到重设状态。重设状态缺省为初始状态，但是可在一些情况下使用如下讨论的设置重设点（SRP）命令来改变。
一些实例中，可存在两种类型的转换条件，包括基于定时器的转换和基于阈值的转换。每个状态可具有与其相关的定时器和/或阈值条件（例如，每状态两个条件，包括一个下一条件和一个重设条件，其一可以是NOP（无操作））。如上所述，一些基于定时器的转换条件可在当前状态中消耗的时间量过去时触发。基于阈值的转换条件可在阈值条件匹配输入数据时（例如在满足阈值时）触发。作为实例，如果输入数据为“x=10,y=0”（例如指示掩码逻辑94已滤除所有其他值）并且阈值1设置为5，其中转换条件为“大于阈值1”，则可设置条件触发器，因为x的值大于5。在下一转换条件的情况下，可设置触发的掩码（尽管其他实施例能够使得触发的掩码不被设置从而使用原始掩码），从而仅x数据值将保留用于下一状态的评估（直到重设条件触发或直到达到最终状态）。当下一转换触发时，每次遇到转换时PC将增加1，直到达到最终状态。当遇到有限状态机96的最终状态时，可理解为对应的模式被检测并且装置50可发送信号（例如在I2C总线上的中断信号）以指示已检测到匹配对应模式的信号。一些情况下，在执行的中间（例如使用以下列出的OUTC和OUTW命令）可发送信号。用于转换的值的准确选择可使得设计者能够具有用于描述要检测的信号模式的良好的表达能力。
状态信息可包括PC、RP、定时器值和触发的掩码信息的值。当重设转换触发时，PC可设置为等于RP，并清空触发的掩码。因此，仅依据当前状态的转换条件（例如PC指向的状态）评估数据。每个状态仅具有两个转换条件（其一可以是针对无操作的NOP）。
图6（包括图6A、6B、6C）示出使用有限状态机96评估的检测信号的实例。由此，图6示出接收触发下一转换条件并使得向下一状态转换的信号的实例。图6A的示例图表示出与有限状态机96的每个不同状态指定的各个参数相比的接收脉冲。图6B示出与确定是否满足（例如特定方向中移动终端10的运动的）特定模式的参数测量相关的有限状态机96的对应状态。图6C示出显示满足实现转换所需的条件失败的示例图表。
因此，图6示出需要如下信号的模式检测操作，其必须达到阈值达至少最小时间并在最大时间期间内下降到阈值以下以引起检测。由此，如图表200所示，可接收具有超过基于阈值的转换值（阈值TH1）的值的信号。在操作220，有限状态机96可以在状态1，等待具有大于TH1的值的脉冲，响应于接收如图表200所示的一个脉冲的脉冲，引起向状态2的转换。如果接收的信号从未达到TH1，如图6C的图表270所示，则不发生状态的转换。
如果发生向状态2的转换，可如图6B的操作222所示应用基于定时器的条件。基于定时器的条件可检查以查看是否接收的脉冲具有最小长度。换句话说，基于定时器的条件可检查以查看脉冲是否至少在第一定时器（T1）的期满定义的时间保持大于TH1的值。如图表202所示，脉冲的值处于TH1以上，直到第一定时器期满，所以有限状态机96可转换至状态3。然而，如果操作222的条件不满足（例如，如果脉冲的值在第一定时器的期满之前下降到TH1以下，如图6C的图表272所示），有限状态机96将转换回初始状态（例如状态1和对应操作220）。
如果发生向状态3的转换，则可在图6B的操作224进行检查以确定脉冲是否超过最大长度。在操作224，可通过确保在第二定时器（T2）期满之前信号值减小到阈值TH1以下来进行关于是否超过脉冲的最大长度的检查。图表204指示在第二定时器期满之前脉冲在TH1以下的实例。由此，在操作226，有限状态机96可进行至最终状态。然而，如果不满足操作224的条件（例如如果在第二定时器期满之后脉冲的值大于TH1，如图6C的图表274所示），有限状态机96将转换回初始状态（例如状态1和对应操作220）。
图7示出与图6所述的实例对应的信号检测算法的示例性状态图。图7中，在左侧栏列出有限状态机的状态的号。在相邻的栏中，列出使得重设条件在每个相应的状态被满足的值。在重设栏的右侧，列出从对应状态进行至下一状态所需的条件的列表。然后，在右侧栏中列出关于每个相应的状态的信息。因此，图7将图6的信号检测算法转换成域特定处理器的记忆代码。图8示出根据示例性实施例将图7的记忆代码转换成域特定处理器的机器代码的实例。以下的表示出示例性转换条件。以下提供的表提供16个转换条件，从而可以在1个字节中编码单个状态的两个转换（例如下一和重设条件）。可为下一条件提供4比特，可为重设条件提供4比特。一些实施例中，可实施大小限制，为仅16个条件提供空间。由此，转换条件的准确选择可为算法提供最佳可能表达。

下一和重设转换条件命令之外，可提供其他命令，用于改变信号处理设置。这些命令可存储于相同存储器空间中，因此可减少用于模式识别程序的可用有限状态机的数目。可通过使用没有其他使用意义的下一和重设转换条件来编码命令。由此，如以下列表所示，可呈现至少28个命令。

每个命令可保留1字节的存储器。此外，一些命令可保留1或2个字节的存储器用于对应参数的存储。值得注意的，一些实施例的JMP命令可占用3字节，包括JMP命令和2个条件和2个跳跃地址。SRP/CRP命令可将重设点设置为地址PC+1。CRP可将重设点设置为状态0。STOP命令可发送中断和停止执行。CONT命令可发送中断，并从状态0继续。OUTW可发送中断，并等待主机，同时OUTS命令可发送中断并继续到下一状态。SELMA可选择MA掩码，SELSA可选择SA掩码。SELMA可重设并且SELSA可设置MASA比特。SRTAM0可提供触发的掩码的正常操作。SRTAM1可保持触发的掩码始终清空，从而原始掩码（例如MA或SA）始终被使用以代替触发的掩码（MAtrig或SAtrig）。REL可清除MASA已经选择的当前使用的触发的掩码。
一些实施例中，可提供额外逻辑用于峰值检测，以精确地确定用于手势的方向检测的参数（例如峰值）。例如，触发的掩码可基于满足第一阈值条件的轴和方向缺省设置。当峰值检测为活动时，触发的掩码可基于已在第一和第二阈值条件之间检测到最高值的轴和方向来设置。如果每次更高值来自一些其他轴或方向，则可更新触发的掩码。这个实例中，通常根据触发的掩码评估第二阈值条件。由此，可用更健壮的方式从信号检测方向。示例性情况下，定义检测模式的特定程序代码的存储器可占用不超过16字节，并且用于信号处理设置的存储器可占用不超过12字节。可保留4个额外字节，用于有限状态机程序执行和额外输出信息。由此，可向单个程序提供32字节存储器的总内存占用，其可看作仍旧提供健壮检测能力的明显小的空间占用。由此，可通过低成本和低功耗实现良好的模式检测。
一些示例性实施例可使得能够提供具有低功耗的低成本方案，以使得能够以比使用主处理器或专用微处理器实现相同效果更加有效的处理传感器数据。由此，处理能力可更频繁或甚至连续地实现，同时仍旧用相对低成本和功耗提供处理。可检测多个不同手势，例如，双击手势、双摇手势（例如，在一个方向或多个方向）、单摇手势、双转手势、定向确定（例如风景或模型）、行人运动的开始和停止检测、步伐计数等。因此，可采用示例性实施例，提供手势输入的评估并触发对应功能，例如提供功率节省和/或唤醒功能、步伐计数、和/或可基于传感器检测的运动触发的其他功能。
一些实施例中，模式识别算法可被预加载或预存在（例如在工厂或由开发者设置）。然而，一些实施例中，模式识别算法可基于运行时间在I2C数字总线上加载于芯片中。因此，例如，一些实施例中，第三方或甚至用户可定义模式识别算法。
图9是根据本发明的示例性实施例的方法和程序产品的流程图。可以理解，可通过各种装置（例如硬件、固件、处理器和/或与包括一个或多个计算机程序指令的软件的执行关联的其它设备）来实现流程图的每个方框以及流程图中的方框的组合。例如，可通过计算机程序指令来实现上述一个或多个过程。由此，实现上述过程的计算机程序指令可通过移动终端或其它设备的存储器设备来存储，并通过移动终端或其它设备中的处理器来执行。可以理解，可将任意这种计算机程序指令载入到计算机或其他可编程装置（即硬件）上，以生成机器，从而在计算机或其他可编程装置上执行的指令创建用于实现在流程图的方框（多个）中指定的功能的装置。这些计算机程序指令还可以存储在指示计算机或其他可编程装置按特定方式运行的计算机可读存储器中，从而在计算机可读存储器中存储的指令生成这样的产品，其包括实现在流程图的方框（多个）中指定的功能的指令部件。计算机程序指令还可载入到计算机或其他可编程装置中，以使得一系列可操作步骤可以在计算机或其他可编程装置上执行，以生成计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程装置上执行的指令实现在流程图的方框（多个）中指定的功能。
因此，流程图的方框或步骤支持用于执行特定功能的部件的组合、用于执行特定功能的操作的组合和用于执行特定功能的程序指令部件。还可以理解，可通过执行特定功能的基于专用硬件的计算机系统、或专用硬件和计算机指令的组合来实现流程图中的一个或多个方框，以及流程图中的方框的组合。
由此，根据本发明一个实施例的方法，如图9所示，可包括：在操作300，接收描述用户终端的运动的传感器数据的指示；和在操作310，以预定方式提供传感器数据的扩展以定义结果值。所述方法还可包括：在操作320，对结果值应用逻辑掩码以生成选择的结果值用于提供给有限状态机；和在操作330，利用与有限状态机相关的模式识别算法，确定传感器数据是否对应于由通过定义的转换进行到有限状态机的最终状态而识别的模式。
一些实施例中，以上某些操作可如下修改或进一步放大。此外，一些实施例中，也可包括额外可选操作。可理解，这里所述的每个修改、可选增加或放大可单独或与这里所述的特征中的任意其他组合包含于上述操作300至330。由此，每个可选修改可与操作300、310、320和330组合，单独地或以任意组合与一个、多于一个、或所有其他可选操作组合。示例性实施例中，接收传感器数据的指示可包括接收在一个或多个维度中定义用户终端的运动信息的数据，以及提供传感器数据的扩展可包括对运动信息应用数学函数以生成按预定方式格式化的结果数据。一些实施例中，应用逻辑掩码可包括应用基于掩码选择逻辑而选择的掩码。此外，应用基于掩码选择逻辑而选择的掩码可包括将掩码选择器输入和表示触发条件的数据结合以确定是否为触发的条件或未触发的条件应用主要掩码或二级掩码。示例性实施例中，利用模式识别算法可包括利用定义模式识别算法的程序。所述程序可存储于存储器中并由处理器执行，所述存储器和所述处理器可与提供传感器数据的传感器共享芯片，或通过提供传感器数据的硬件实现。一些实施例中，利用模式识别算法可包括利用在不超过十六字节的存储器中存储的程序，其中十六字节还保留用于设置（12个字节）和输出（4个字节）。输出可包括用于定时器计数的2个字节和用于PC和RP值的1个字节。也可提供1个字节，用于当前活动的触发掩码（MAtrig或SAtrig）的内容。从图3可见，扩展的数据的输出为8个数据“通道”，因此可使用8个比特来掩盖8个通道。因此，每个掩码可存储于单个字节中。示例性实施例中，利用模式识别算法可包括基于包括基于定时器的转换或基于阈值的转换的转换利用有限状态机中定义的算法。额外地或备选地，利用模式识别算法可包括利用有限状态机中定义的算法，其中每个状态具有包括下一状态和重设状态的仅两个可能转换。一些实施例中，利用模式识别算法可包括利用制造商（例如传感器制造商或终端制造商）或用户定义的算法。
示例性实施例中，用于执行以上图9的方法的装置可包括处理器（例如处理器70），配置为执行上述操作（300－330）的一些或每个。例如，处理器可配置为通过执行硬件实现的逻辑功能、执行存储的指令、或执行实现每个操作的算法来执行操作（300－330）。或者，装置可包括用于执行上述每个操作的部件。由此，根据示例性实施例，执行操作300－330的部件的实例可包括例如数据预处理器80和状态确定器82的各个。额外地或备选地，至少在处理器70可配置为控制或甚至实现为数据预处理器80和状态确定器82方面，处理器70和/或执行指令或执行处理上述信息的算法的设备或电路也可形成执行操作300－330的示例性部件。
这里阐述的本发明的许多修改和其他实施例使得本领域普通技术人员得知这些发明涉及在先前说明书和相关附图中呈现的教导的优点。因此，可以理解，本发明实施例不限于这里公开的特定实施例，并且其修改和其他实施例包括在所附权利要求的范围内。此外，尽管以上描述和相关附图描述了在元素和/或功能的某些示例性组合的上下文中的示例性实施例，但是可理解元素和/或功能的不同组合可通过备选实施例提供，而不脱离所附权利要求的范围。由此，例如，与以上明确示出的元素和/或功能不同的组合也可理解为在所附权利要求的一些中阐述。尽管这里采用的特定术语，但是他们的使用仅在于一般性和说明性的意义，而并非限制。