使用无源单像素热传感器系统的动作和姿势识别 |
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| 申请号 | CN201510096958.X | 申请日 | 2015-03-04 | 公开(公告)号 | CN105241556A | 公开(公告)日 | 2016-01-13 |
| 申请人 | 埃塞力达技术新加坡有限私人贸易公司; | 发明人 | 尤尔根·席尔茨; 亚瑟·巴洛; 阿南德·潘迪; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及使用无源单 像素 热 传感器 系统的动作和姿势识别。本发明涉及一种用于对温热物体做出的姿势进行识别的系统和方法。系统包括热传感器，该热传感器被配置为在接收 热能 后生成低频或直流 信号 。空间调制光学器件位于热传感器和温热物体之间。光学器件被配置为根据温热物体相对于热传感器的取向对热传感器接收的热能进行调制。与热传感器通信的 电子 设备单元包括 存储器 和处理器。处理器被存储器配置为检测热传感器信号的改变并且识别热传感器信号的特点。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种配置为对温热物体做出的姿势进行识别的系统，包括： |
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| 说明书全文 | 使用无源单像素热传感器系统的动作和姿势识别技术领域[0001] 本发明涉及一种热传感器，并且尤其涉及一种红外传感近程检测器。 背景技术[0002] 动作检测器通常使用无源红外(IR)传感器，该无源红外传感器检测来自移动的个人或者其他温热物体的热量并且生成电信号。这样的检测器通常包括热电材料以及通常称为菲涅尔透镜的多调制光学器件，该多调制光学器件将光交变聚焦到两个热电元件上。如果入射的热通量随时间改变，则热电元件生成电信号。热电检测器因此通过对在一定典型频率范围上出现的动作敏感而作为自然电气高通滤波器。根据传感元件的大小的不同，截止频率对于较大的元件大小可以低至0.4Hz或者对于较小的元件可以较高。典型地，个人的动作发生在大约0.4Hz至4Hz的范围内，所以通常将近程检测器中的元件和信号处理单元调谐至该范围。数十年来，热电红外(IR)检测器被认为是光开关和告警单元的动作传感的最简单途径，这是因为热电红外检测器传送高信号电平，该高信号电平随后可以由可用的模拟电子设备处理。 [0003] 最近，单像素热传感器被开发用于与多元件调制光学器件共同检测响应于稳态热通量(直流DC)的频率，该多元件调制光学器件对传感器的整个视场(field-of-view，FOV)上的信号进行调制。这样的设备能够对远远更宽的频率范围内甚至是DC的动作进行检测，对DC动作的检测对应于静止物体的检测(“存在检测”)，或者对更高的频率的动作进行检测，这又允许对摆手或其他姿势之类的更快的人体动作进行检测。 [0004] 在此之前，姿势识别技术通常被划分为成像技术和非成像技术。成像技术通常使用将FOV映射到各个像素上的具有光学器件的多像素传感器，所以能够借助于图像处理方法来评估动作和姿势。尽管许多的成像方法在二维平面内评估动作时，但还能够通过包括深度信息来实现三维成像，这能够通过诸如渡越时间、立体图像、结构光模式识别或其他方法之类的各种方法来获得。 [0005] 较少的非成像姿势识别技术被使用。一种非成像技术使用电场，在电场中借助于在传感器平面内的电容式检测器阵列来检测改变。另一种非成像方法使用了从IR发光二级管(IR LED)发射出的红外光束的反射。该光束被物体反射并且由一个或更多光电二极管检测。这些非成像方法包含多像素传感器或者多电极传感器。非成像技术方案并不产生场景的图像，这是因为特定FOV块与一定的检测器像素之间没有限定关系。 [0006] 对非成像传感设备的输出中的频率模式的分析是已知的。例如，常被用在移动设备中以检测移动设备运动的惯性传感器可以具有软件，该软件寻找频率和幅度模式并且寻找某一检测的物理动作的指纹。同样地，软件例如能够确定携带该移动设备的用户是在步行、开车还是乘坐火车。仅仅通过将惯性传感器输出信号的频率和幅度模式与姿势特征库中的频率和幅度模式进行比较，还有可能确定该设备是否被举起并放置在用户耳边进行通话。这样的模式识别软件可以自主学习，并且该库能够通过从用户的其他行为中提取共同模式而被扩展或调整。然而，非成像传感器的输出不足以识别多维移动或姿势。 [0007] 因而，业界需要一种姿势识别技术方案，从而克服至少一些上述不足。 发明内容[0008] 本发明的实施例提供了使用无源单像素热传感器系统的运动和姿势识别。简单来说，本发明指向一种配置为对温热物体的姿势进行识别的系统，该系统包括热传感器、空间调制光学器件以及电子设备单元，热传感器被配置为接收热能后生成低频信号和/或直流信号，空间调制光学器件被置于热传感器和温热物体之间且被配置为根据温热物体相对于热传感器的取向对热传感器接收到的热能进行调制，电子设备单元与热传感器通信。电子设备单元包括存储器以及与存储器通信的处理器。处理器由存储器进行配置以执行检测热传感器信号的改变、以及识别热传感器信号中的特征等步骤。 [0009] 本发明的第二方面指向一种对在受监视空间中移动的温热物体的姿势进行识别的方法。该方法包括以下步骤：在调制光学器件处从受监视空间内的调制光学器件视场接收入射热能，其中，调制光学器件包括多个透镜和/或孔径；将调制光学器件接收的入射热能导向一被光耦合到调制器件上的热传感器件；由热传感器件产生直流输出信号，该直流输出信号维持在一电平，该电平与调制光学器件导向热传感器件的热能总量成正比；以及，将输出信号提供给与存储器通信的电子设备单元。电子设备单元包括存储器以及与存储器通信的处理器。处理器被存储器配置为分离信号特征并且将信号的特征与参考特征进行比较。 附图说明[0011] 附图被用于提供本发明的进一步理解，并且包含在本说明书中并作为说明书的一部分。附图示出了本发明的实施例，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。 [0012] 图1为姿势检测器的第一实施例的概括性截面侧视图； [0013] 图2为图1中的调制的检测器-光学器件的一个示例的局部顶视图； [0014] 图3为用于实现图1中的检测器的功能的一个示例性系统的示意图； [0015] 图4A为从现有技术中不包括观察传感器可视区的光学器件在内的单像素热传感器中输出的信号的曲线图； [0016] 图4B为从图1中的包括观察传感器可视区的调制光学器件在内的单像素热传感器中输出的信号的曲线图； [0017] 图4C示出了来自4B的、经过带通滤波之后的信号； [0018] 图5为由图1的单像素热传感器检测到的手势产生的时域波形的说明性示图； [0019] 图6为与图1中的单像素热传感器共同使用的示例性光学器件中使用的三种调制模式的图示； [0020] 图7为用于对受监视空间中的移动姿势进行识别的示例性方法的流程图。 具体实施方式[0021] 以下限定被用于对应用于本申请中公开的实施例的特征的术语进行解释，并且仅在于限定本公开内的要素。在权利要求中使用的术语并没有限制，或者不应当从权利要求中推得使用的术语存在限制。用在所附权利要求中的术语应当仅仅由其使用技术中的习惯性含义来限制。 [0022] 本公开中使用的“透镜”(lens)指的是对透过自身的电磁辐射或光的总量和/或方向产生影响的光学元件。透镜可以基于诸如玻璃之类的辐射透射媒介的孔径和形状和间距的大小和/或形状来影响透射的辐射。当用在本申请中时，透镜可以指无源光学元件、或者有源光学元件。 [0023] 本公开中使用的“温热物体”(warm object)指的是发射出可由热存在检测器检测到的热量的物体。温热物体通常指的是人或者动物。 [0024] 一般来说，短语“受监视空间”指的是放置有存在检测器并且该检测器能够潜在地对温热物体加以检测的物理空间(例如，房间、走廊、户外区域等等)。然而，受监视空间还可以指热成像设备附近的较小区域，该较小区域至少包括检测器的一部分视场。 [0025] 在此详细参考本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出。无论在哪里，相同的附图标记被用在附图和说明书中以指明相同或相似的部分。 [0026] 由单像素热传感器系统使用合适的评估和光学器件进行姿势识别的方法和设备的实施例被呈现出来。姿势识别系统的一个示例性实施例包括一具有调制光学器件的热检测器。检测器的FOV的空间调制增强了检测器输出的动作信号并且可以提供例如可在一定频带中识别的特征。这样的特征能够使用软件或者合适的硬件进行评估。 [0027] 图1为一个示例性检测器100的第一实施例的概括性截面侧视图，检测器100被配置为基于在受监视空间内检测到的由温热物体产生的存在、位置、动作和/或动作方向来识别姿势；在受监视空间中放置有检测器100并且检测器100能够潜在地对温热物体加以检测。 [0028] 检测器100具有传感器模块102和强度调制光学器件104，传感器模块102具有例如热电堆这样的热传感器件120，强度调制光学器件104至少部分覆盖传感器模块102。光学器件104可以由多个透镜组成，多个透镜中的每一个都被设置为将来自受监视空间的入射热能导向传感器模块102的至少一部分。在某些实施方式中，调制光学器件104的每个单独的透镜将来自受监视空间中的多个不同物理区中的一个的入射热能导向传感器模块102。这样的物理区关于检测器100前方的角范围以及到检测器100的距离可以重叠或者不重叠。 [0029] 调制光学器件104可以如图所示直接被附接到检测器100上，或者还可以安装成距检测器一定距离。检测器100内可存在腔114以将光学器件104与传感器模块102分开，或者光学器件104可以直接与传感器模块102相连接。如下所述，调制光学器件能够采取多种形式。 [0030] 热传感器件120通常可操作用于产生直流(DC)输出，该直流输出基本上与在该热传感器件120处接收的热能总量(以虚线箭头表示)成正比。只要传送到该热传感器件120上的热能总量基本保持恒定，热传感器件120产生的DC输出通常就保持恒定。传送到热传感器件120上的热能总量的增加通常导致传感器件120产生的DC输出的成比例增大。 同样，传送到热传感器件120上的热能总量的减少通常导致传感器件120产生的DC输出的成比例减小。在第一实施例中，热传感器件120为单像素热传感器。来自热传感器件120的DC输出可以是DC电压或者是DC电流。 [0031] 虽然热传感器模块102具有单像素热传感器件120，但是替代性实施例可以包括两个或更多热传感器件120，其中，各热传感器件120具有一个或更多像素。然而，以下所述的姿势识别功能可以在仅具有一个单像素热传感器件120的检测器100上完成。一般来说，热电堆是将热能转化为电能的电子器件。热电堆通常由数个热电偶组成，该数个热电偶通常以电气方式串联、较不常见地以电气方式并联，从而产生单一的直流(DC)输出。 [0032] 如上所指，在某些实施方式中，热传感器模块102具有多个热传感器件120(例如，多个热电堆)。在某些实施方式中，传感器模块102中全部的热传感器件以电气方式连接在一起，从而从传感器模块102中产生单一的DC输出信号。在某些实施方式中，热传感器件120的配置便于从传感器模块102中产生多个不同的DC输出信号。 [0033] 如第一实施例中所述，传感器模块102被嵌入在基板或外壳110内，并且调制光学器件104被支撑在传感器模块102上方并且在可选的臂115以及基板110上。光学器件104可以具有各种可能的配置。例如，光学器件104可包括菲涅尔透镜或者其他透镜、菲涅尔波带、波带片、全息光学元件、衍射光学元件、折射光学元件、二进制光学元件、简单孔径、以及这些或任何其他装置的任何组合，以上各种元件提供空间移动物体的强度调制。调制光学器件104在传感器模块102前面还可以包括额外的元件，例如，孔径之间具有全部或部分光排斥的空间孔径阵列、光栅、编码板或编码盘、或者具有任何合适配置的任何组合。 [0034] 图2为图1中的检测器100的部分顶视图。所示视图示出了检测器100的调制光学器件104的一个示例性实施例。该光学器件104的功能是将受监视空间划分为不同的分块。该分块通过在调制光学器件上拥有光学元件来完成，各个光学元件将仅来自某一分块的辐射导向模块102内的某一热传感器件120。这些光学元件可以比如与图2中所示的视图中的分立物理区域一致，但是在使用例如全息光学元件的情况下还可以被分布在调至光学器件104的表面上。 [0035] 各光学元件通常不仅将受监视空间划分为各个分块，还将从该分块入射的辐射集束到特定的热传感器件120上(图1)。如果例如人的手这样的温热物体移动过分块，那么各自的热传感器件120生成的信号始于低电平，并且当手出现在分块的中部或者在中部附近时达到最大值。如果手继续移动，则信号电平再次下降到低电平。移动过多个区的手因此将生成改变的输出模式，当手完全在分块内时，该改变的输出模式为最大信号，并且当手在分块之间的边界，其为最小信号。 [0036] 受监视空间的分块的总数可以等于或小于调制光学器件的光学区域的数量，2倍于传感器模块102内的热传感器件120的数量。在一个实施例中，调制光学器件104具有相对高透射率和相对低透射率交替的区域。一般来说，相对高透射率区域允许兴趣波长下的入射热能的相对较大部分穿过传感器模块102，而相对低透射率区域允许兴趣波长下的入射热能的相对较小部分穿过传感器模块102。在进一步实施例中，如图2中所示，各透镜214的中间部分216形成的区域产生相对高的输出信号，并且各透镜214的外围部分和相邻透镜214之间形成的区域具有来自传感器件的相对低的输出信号。 [0037] 相对高的输出信号和相对低的输出信号交替的区域有助于简化动作检测，这是因为随着温热物体移动过受监视空间，例如从调制光学器件104的相对高的输出信号区域对应的空间移动至调制光学器件104的相对低的输出信号区域时，从温热物体达到调制光学器件104的热传感器模块102的热能部分将改变。事实上，调制光学器件104获得并调制物体的恒定热能以在传感器件120处形成交变信号。 [0038] 一般来说，短语“兴趣波长”指的是热传感器件120对其敏感的波长或波长范围(即，无论什么波长都可以影响来自热传感器件的DC输出)。在一个典型实施方式中，兴趣波长对应于由温热(鲜活)物体发射的热能.在某些实施方式中，兴趣波长介于4μm至20μm. [0039] 再次参考图1，所示检测器100具有集成电路106，在各种实施方式中，集成电路106可以形成基于计算机的处理器、基于计算机的记忆存储设备和/或其他电路以进行和/或支持本申请所述的功能中的一个或更多个。设置电导体以对检测器100的内部电气组件进行连接并且将检测器100连接到外部组件，该电导体例如，沿着基板110的上表面和/或下表面延伸的轨径、延伸穿过基板的通孔108、锡焊凸块112等等。 [0040] 用于执行以上详述的功能的一个示例性系统可以是计算机，该计算机的示例在图3的概括图中示出。应当注意，图3中示出的各个块的物理布局可以分布在两个或更多组件上，以使得例如，传感器模块102可以位于检测器100内，而处理器302和/或存储器306远离检测器。 [0041] 示例性布局示出了处理器302、存储设备304、存储器306、输入输出(I/O)设备310(或外围设备)、传感器模块102、本地总线或本地接口312，存储器306具有存储在其中的对上述功能的至少一部分加以定义的软件308，本地总线或本地接口312允许在检测器 100的子组件间进行通信。 [0042] 本地接口312例如能够是一个或更多总线或者其他的有线或无线连接。本地接口312可以具有诸如控制器、缓冲器(缓存)、驱动器、中继器和接收器之类允许通信的额外元件，这些额外元件处于简单的目的并未被示出。进一步地，局部接口312可以包括地址、控制、和/或数据连接，以允许前述子组件之间的正确通信。 [0043] 处理器302为用于执行诸如存储在存储器306中的软件之类的软件或固件的硬件设备。处理器302能够是定制的或者可购买到的单核或多核处理器、中央处理单元(CPU)、多个处理器中与检测器100相关联的从处理器、基于半导体的微处理器(采用微芯片或芯片组的形式)、宏处理器、或通常为用于执行软件或固件指令的任何设备。处理器302例如能够被集成在图1的集成电路106中。 [0044] 存储器306能够包括易失性存储元件(例如，随机访问存储器RAM，诸如DRAM、SRAM、SDRAM等等)和/或非易失性存储元件(例如，ROM、硬盘驱动器、磁带、CD-ROM等等)或者到外部服务器的网络连接。而且，存储器306可以包含电子、磁、光学和/或其他类型的存储媒介。注意到存储器306能够具有分布式架构，其中，各个组件彼此远离，但是能够被处理器302访问。存储器306例如能够被集成在图1的集成电路106中。 [0045] 一般来说，软件308包括的指令在被处理器302执行时致使处理器302完成本申请公开的检测器100(图1)的一个或更多功能。存储器306中的软件308可以包括一个或更多独立程序，这些独立程序中每一个含有可执行指令的有序列表。存储器306可以含有操作系统(O/S)320。操作系统可以操作用于控制检测器100(图1)内的程序执行，并且可以提供调度、输入输出控制、文件和数据管理、存储器管理、以及通信控制和相关服务。 [0046] I/O设备310可以包括通向外部设备的接口以允许将收集的数据或指令输出到各个外围组件。I/O设备310还可以有助于将软件或类似物上载到检测器100(图1)。 [0047] 传感器模块102可以是例如红外传感器或者对热能敏感的任何类型的传感器。传感器模块102可以包括单元件传感器、或者包括两个或更多传感器元件的传感器阵列。传感器阵列可以包括单个外壳内的多个传感器元件，或者可以包括多个外壳，其中，各外壳包括两个或更多传感器元件。传感器模块102可以被配置为仅检测红外辐射，或者可以被调谐以接收更宽的带宽。传感器模块102还可包括电压调节和噪声减小部件。传感器模块102可以经由本地接口312向处理器302传送传感参数，例如，室温和被感测物体的温度。 [0048] 类似地，对于阵列传感器而言，传感器模块102可以传送各单独阵列元件的参数，或者可以对从全部单独阵列传感器元件整理得到的参数进行发送。传感器模块102可以包括模数转换器，例如，以在模拟和数字格式之间转换信号。另外，传感器模块102可以被配置为例如在启动时以及当检测到参数改变时自动传送信息，或者通过发送周期参数报告来传送信息。传感器模块102可以被配置为，在被处理器302查询或轮询时，传送参数信息。 [0049] 存储设备304能够是任何类型的记忆存储设备。一般来说，存储设备304可操作用于存储任何数据，该数据有助于检测器100完成本申请公开的功能中的一个或更多。存储设备304可以被集成在图1中的集成电路106中。 [0050] 当检测器100(图1)工作时，处理器302执行存储器306中存储的软件308，将数据传送到存储器306和存储设备304或接收来自存储器306和存储设备304的数据，并且通常控制检测器100(图1)的工作。应当注意的是，在某些实施例中，示例性实施例中的一个或更多元件可能不存在。此外，在某些实施方式中，示例性实施例中的一个或更多元件可以位于检测器100(图1)外部。 [0051] 检测器100(图1)可以被用于通过真正的单像素传感器提供姿势识别(正如动作和存在检测的改善模式)。在第一实施例中，通过对由传感器模块102生成的输出信号的频率和幅度谱进行分析可以实现姿势识别，传感器模块102观察空间调制光学器件104。与仅对检测器100(图1)的FOV中的温热物体的动作或存在进行检测的现有技术不同，姿势识别功能导出额外的信息，诸如动作性质，例如快、慢、近、远、方向，甚至识别特定姿势，例如手臂或手的摇摆、握拳，或者几何图的形成，诸如移动手形成圆形。 [0052] 图4A为从单像素热传感器输出的信号的曲线图，该单像素热传感器看向传感器模块102的FOV而不具有任何特殊的光学器件(调制光学器件104)。例如，FOV可以介于50°和120°之间，并且在距离检测器100(图1)1m或2m处经过该FOV的人生成信号，其中，信号幅度取决于人与检测器100(图1)之间的距离。信号指出，当人在检测器100(图 1)正面大约1m处经过时为第一峰值410，并且当人在检测器100(图1)正面大约2m处经过时为第二峰值420。 [0053] 图4B为当存在与图4A的曲线图中检测到的移动相同的移动时，从图1的单像素热传感器输出的信号的曲线图，该单像素热传感器看向传感器视场，其中，检测器100还包括调制光学器件104(图1)。在添加调制光学器件104的情况下，当人经过检测器100(图1)的FOV时，移动的人产生的信号被调制。调制光学器件104(图1)使产生的输出信号的频率含量变得突出。 [0054] 图4C示出了在使用(数字)带通滤波器进行滤波之后的图4B的输出信号，该带通滤波器将基于动作的信号调制转变为输出信号。该信号确定动作，并且其幅度水平提供距离信息。图4C示出了示例性的带通滤波后的原始数据，这示出了滤波如何增强检测能力。在现有技术中的动作检测器中，就这一点而言，滤波信号可以被整合并与一决定动作是否发生的阈值相比较。带通滤波操作可以由例如软件308(图3)配置的处理器302(图3)完成，或者由另一组件完成，例如与本地总线312(图3)通信的专用信号处理器(未示出)。 [0055] 来自传感器模块102的信号的其他信号处理可以由该系统完成，例如，经由快速傅里叶变换(FFT)处理器例如从时域转换到频域。信号滤波、信号平滑、降噪以及其他信号处理功能也是可能的。在使用带通滤波时，该信号处理可以由软件308(图3)配置的处理器302(图3)完成，或者由一个或更多组件完成，例如，专用信号处理器或滤波器。 [0056] 然而，对于第一实施例中的姿势识别而言，频率模式中携带的额外信息可以被用于识别姿势。特定的动作或动作序列可以在从检测器100(图1)输出的信号中具有某一时间和/或频率模式。作为一个示例，图5示出了手握拳在接收的IR信号500中具有不同的模式510、520。拳头具有更小的面积，并因此信号500的幅度示出了突降520。这样的模式可以在时域信号或在频域中进行识别。对这样的姿势的识别可以由软件308(图3)配置的处理器302(图3)进行的姿势识别过程来完成。例如，姿势可以被识别为“点击”事件以取代计算机鼠标功能。 [0057] 由软件308(图3)配置的处理器302(图3)可以完成模式识别。例如，处理器302(图3)可以处理检测器(图1)输出信号以在来自传感器模块102的信号中在频域和/或时域中分离特点。处理器302(图3)可以识别出频域和/或时域中的两个或更多特点之间的相关性。处理器随后可以注意将这些特点和/或相关性与之前存储的模式进行匹配，例如，存储在存储器306中的参考模式(图3)，也被称为特征。该特征可以被本地存储或远程存储在远程服务器中，该远程服务器可访问特征库。特征可以包括单信号特点、多特点、以及特点之间在时间、幅度和/或频率的关系。频域和时域特点的相关性可以被用于确定例如姿势的速度或者动作的重复。 [0058] 一组分析的特点与存储的特征之间的精确匹配可以不需要处理器302(图3)来声明匹配。例如，如果特征特点与分析信号的特点之间的相关性高于可配置的阈值水平，则可以声明匹配。分析的特点与存储的信号的匹配可以由特征库模块完成。 [0059] 如上所指，调制光学器件104可以包括孔径与辐射成形部件的组合。在简单的动作检测的情况下，如果将物体投射到传感器模块102上的光学器件根据观察方向示出了调制模式，那么调制光学器件104的视场中的特定姿势模式得到增强。对于菲涅尔透镜而言，该调制能够是另一类型的微透镜阵列或其他信号调制模式，诸如包括更多或更少投射区域的透镜阵列104。调制光学器件104中这样的调制模式致使传感器模块102在不使用成像传感器的情况下产生可被用于姿势识别的信号。 [0060] 应当指出，虽然单像素足以确定一定的动作或姿势，但是多像素技术方案的使用在某些场景下是有利的，例如，如果通过确定移动方向可以有助于识别姿势。尽管如此，需要重申的是，这样的识别是在没有成像传感器的情况下完成的，这是因为物体点与像素之间不存在唯一的关系。 [0061] 调制模式相对于传感器模块102的空间距离与动作的速度共同促成由传感器102检测的作为结果的频率模式。在强度调制具有图6中的图形600所示的不同的强度调制周期的情况下可以使用调制光学器件104的布置。图形600将高透射率区域600表示为白块而将低透射率区域670表示为阴影块。在此示例中，三个不同的高和低透射模式610、620、630相对于传感器102沿着x轴放置，所以在x方向上的移动由穿透率模式610、620、630对应的3个不同频率进行调制。这增强了姿势识别模块的检测能力，并且提供了更多的细节以确定用于检测的可识别的特点(指纹)。虽然图形600被简化以示出仅两个穿透率水平660、670，但是不反对具有三个或更多穿透率水平的模式。类似地，尽管图形600示出了简单的线性模式，但是调制光学器件104可以具有线性或者非线性的更加复杂的透射率模式。 [0062] 使用多模光学器件来调制热辐射为单像素热检测器的输出信号提供了额外信息，这使得之前用于非成像传感器、尤其是光学红外检测器的姿势识别技术变得可行。 [0063] 图7为用于对受监视空间中的移动姿势进行识别的一个示例性方法的流程图。应当指出，流程图中的任何过程说明或流程块应当被理解为表示包括用于实施过程中的特定逻辑功能的一个或更多指令的模块、分块、代码部分、或者步骤，并且替代性实施方式包括在本发明的范围内，在替代性实施例中，可按照本发明所属领域的一般技术人员的理解根据所涉及的功能的不同以不同于所示出或所讨论的顺序执行这些功能，包括基本并行地执行或者以相反的顺序执行。 [0064] 如块710所示，在调制光学器件104(图1)处接收入射热能。例如，热能可以接收自在调制光学器件104(图1)的FOV内做出姿势的人。如块720所示，调制光学器件104(图1)将调制光学器件104(图1)接收的入射热能导向热传感器件102(图1)。如块730所示，热传感器件102(图1)产生直流输出信号，该直流输出信号与调制光学器件104(图1)导向热传感器件102(图1)的热能总量成比例。 [0065] 调制光学器件104(图1)可以包括具有不同的热透射特点的区域，例如致使单个区域将接收的热能的不同调制透射到热传感器件102(图1)的不同或重叠区域。这些不同调制可以在热传感器件102(图1)的输出信号中表明。调制光学器件(图1)被配置为根据做出姿势的物体相对于热传感器的取向对热传感器件102(图1)接收的热能进行调制。这样的取向例如可以是距离、角、动作速率、和/或动作方向。 [0066] 如块740所示，信号的一个或更多特点被分离出来。例如，可以对信号进行处理以分离特点，诸如事件之间时域中的幅度和时间、以及频域中的频率分量。如之前所述，特点的这一分离可以由受软件控制的处理器、硬件信号处理组件、或者两者的组合来完成。如块750所示，信号的一个或更多特点与一个或更多参考特点进行比较。参考特点可以被存储在本地存储器中，例如，存储在参考特点库中，或者可以被远程存储。如果一个或更多特点与一个或更多参考特点足够相像，则可以认为识别出与一个或更多参考特点相关联的姿势。用于确定特点是否足够相像的阈值是可控的。例如，可以建立水平阈值，其中，在确定识别出姿势之前，一定数量的特点、或者一定相似度的特点必须匹配。 [0067] 总而言之，对于本领域的技术人员而言明显的是，能够对本发明的结构进行各种修改和变型而不超出本发明的范围和精神。考虑到前述情况，本发明涵盖该发明的修改和变型，并且这些修改和变型在权利要求书及其等价物的范围内。 |
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