CN114253386A - 一种基于感知的通信系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于感知的通信系统，包括感知模块、功能模块、功能控制模块；所述感知模块用于获取用户行为包含的信息，并将该信息传递至功能控制模块；所述功能控制模块用于处理感知模块传来的信息，并根据该信息调取对应功能模块中相应的功能单元及程序接口，所述功能控制模块包括功能控制逻辑和信息处理模型，信息输入处理模型得到用户意图信息后，本申请提供了一种接近自然方式的通信及设备交互方式，丰富通信类应用、通信类设备的实现、操作方法，用户有更多更自然的方式进行交流、通信、互动，提高了用户之间沟通的效率的同时，能够避免被设备打扰，提高用户使用体验。
Description
技术领域
本发明涉及通讯设备技术领域，具体是一种基于感知的通信系统。
背景技术
随着传感器技术的应用，越来越多的传感器可以感知外界的环境；通过传感器不仅能感知环境特征，还能感知人物特征、生物特征，开发者可以基于传感器，开发出动作行为识别、环境自适应、用户鉴权等应用，极大地丰富了用户与设备地交互方式。
现有的通讯方式主要有即时通讯和非即时通讯两种。即时通信指通信双方实时进行信息传递的通信方式，需要通信双方同时参与，用户需要转移大部分注意力，完全沉浸入通信过程中。非即时通信无需双方同时参与，仅需要用户在收发信息时转移注意力，但不能及时地传递消息。
传统的用户间网络通信需要通信各方在通信时完全沉浸式参与，需要用户进行复杂的操作控制通信控制，如添加好友、建立、联系人选择、发起通信、通信控制、通信结束等。在用户在工作场景交流时，容易中断用户的工作，降低工作效率，用户使用体验不高。
为了能够使通信过程更加自然、高效、减少通信对用户的打扰，如何运用传感器等现有技术完善交互，提高用户体验也成为了各个行业努力的方向。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于感知的通信系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于感知的通信系统，其特征在于，包括感知模块、功能模块、功能控制模块；
所述感知模块用于获取用户行为包含的信息，并将该信息传递至功能控制模块；
所述功能控制模块用于处理感知模块传来的信息，并根据该信息调取对应功能模块中相应的功能单元及程序接口，所述功能控制模块包括功能控制逻辑和信息处理模型，信息输入处理模型得到用户意图信息后，功能控制逻辑根据用户意图调用相应的功能模块的功能及接口；
所述信息处理模型由模式识别逻辑与机器学习模型组成，用于将用户行为包含的信息转换为用户的特定意图，模型可根据运行数据进行迁移学习，也可以更新预训练模型以提高信息数据的准确性和效率。
作为本发明进一步的方案：所述感知模块包括面部及视线追踪单元、口型与音频识别单元、行为识别单元、状态识别单元、生物信息识别单元；
面部视及线追踪单元：通过点头、摇头、或者眨眼睛的方式实现与设备的交互及控制，通过面部特征实现身份识别和状态感知的功能；
行为识别单元，通过用户的肢体动作，比如摇动手，或者交叉左右手的方式实现与设备的交互及控制；通过感知用户的行为如挠头，扶额等动作判断用户的专注状态为设备控制提供依据。进而实现与设备的交互、功能拓展及控制
口型与音频识别单元，通过将嘴巴张开呈一定口型结合用户的声音特征、语音内容实现与设备的交互、功能拓展及控制；
状态识别单元，通过TOF技术对用户进行建模分析，为设备控制提供依据。进而实现与设备的交互、功能拓展及控制；
生物信息识别单元通过体温，呼吸频率，生命特征对检测信号的扰动为设备控制提供依据。进而实现与设备的交互及控制；
感知模块在获取用户行为信息时可以是上述信息源的组合形式，也可以通过设备接口拓展的外围设备提供的信息源。
作为本发明再进一步的方案：所述功能模块借助感知功能，面向应用场景实现基于感知及通信的应用和功能，包括用于语音交流的基于感知的语音通信应用、用于视频交流的基于感知的视频通信应用、用于数据传输的基于感知的数据传送应用、用于显示信息的基于感知的信息展示应用、用于提醒用户各类事项的面向用户状态的消息通知应用、面向用户状态的基于感知的设备控制与调度逻辑；用户可根据需要使用系统提供的接口实现对功能的拓展。
所述的数据传送应用所包含的内容至少包括基于TCP/IP协议栈的数据通信业务，还包含基于TCP/IP协议栈的增值业务如支付、转账、电子签名、直播应用，用户可安装、使用不同应用拓展系统的功能。
作为本发明再进一步的方案：，所述感知模块包括设备伺服，当感知模块经过分析处理后，判断用户没有处于使用设备的状态，功能模块中的设备控制与调度逻辑则会控制装置及承载的功能及业务进入待机状态。当用户返回使用设备的状态时，自动唤醒设备进入工作状态。
作为本发明再进一步的方案：所述感知模块还包括基于感知的用户身份识别功能，以实现对用户权限管理，保证了用户的隐私同时降低用户的鉴权成本。
作为本发明再进一步的方案：所述功能模块还包括与云端交互的交互单元，通信系统可以借助云服务，拓展设备的功能，提高设备的可用性及易用性。
作为本发明再进一步的方案：所述通信系统能作为计算机外设工作，作为音视频输入源、直播源，感知传感器外设，也可以独立作为直播、视频录制设备、具有感知功能的智能设备工作。
作为本发明再进一步的方案：所述功能模块还包括应用接口及应用商店，应用接口及应用商店用于开发、使用面向感知设备的应用，丰富并拓展设备的功能及使用场景的覆盖范围。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明将通信功能从用户的设备中独立出来，作为一个独立设备固定于显示器等用户交互设备附近，使用感知技术，控制通信设备的运行。通过感知用户状态，解决通信控制的各种问题，并基于感知技术，丰富通信的功能，扩展使用场景；当用户需要通信时，只需自然地像普通面对面通信一样，面对设备唤醒对方，说出意图实现相关功能；避免了繁琐的步骤。提高用户的使用体验，减少对工作的打扰，解决了上述通信方式的痛点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中状态感知状态机示意图。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明实施例中，一种基于感知的通信系统，包括感知模块、功能模块、功能调用模块；
所述感知模块用于获取用户发出的指令信息，并将该指令信息传输至功能调用模块；
所述功能控制模块用于处理感知模块传来的信息，并根据该信息调取对应功能模块中相应的功能单元及程序接口，所述功能控制模块包括功能控制逻辑和信息处理模型，信息输入处理模型得到用户意图信息后，功能控制逻辑根据用户意图调用相应的功能模块的功能及接口；
所述信息处理模型由模式识别逻辑与机器学习模型组成，用于将用户行为包含的信息转换为用户的特定意图，模型可根据运行数据进行迁移学习，也可以更新预训练模型以提高信息数据的准确性和效率。
所述感知模块包括面部及视线追踪单元、口型与音频识别单元、行为识别单元、状态识别单元、生物信息识别单元，现有的很多唤醒方式是通过语音唤醒，本申请中通过面部视线追踪、生物信息识别单元、口型识别单元和行为识别单元构建了多元化唤醒，这种多元化唤醒相互补充，也可以为设备的交互、功能拓展及控制提供必要支持，也可以通过设备接口拓展的外围设备，拓展设备的功能。
面部视线追踪单元：通过识别点头、摇头、或者眨眼睛等行为实现与设备的交互及控制；行为识别单元，通过用户发出的动作指令，比如摇动手，或者交叉左右手实现与设备的交互及控制；口型识别单元，通过将嘴巴张开呈一定口型来实现与设备的交互及控制。
所述感知模块还包括基础信息识别单元和物理信息识别单元，这里的物理信息包括敲打、按压、光线、光线遮挡、材质、温度、热辐射等因素，以提高感知范围和准确程度，如识别是人还是其他动物，是否是人形玩偶是否是活体等实现与设备的交互及控制。
所述功能模块包括用于语音交流的基于感知的语音通信应用、用于视频交流的基于感知的视频通信应用、用于数据传输的基于感知的数据传送应用、用于显示信息的基于感知的信息展示应用、用于提醒用户各类事项的面向用户状态的消息通知应用、面向用户状态的基于感知的设备控制与调度逻辑，整个过程依赖感知功能感知用户意图，不必进行复杂交互，较少打断用户正在进行的操作，可尽可能减低对用户的干扰。用户可根据需要使用系统提供的接口实现对功能的拓展。
所述感知模块包括设备伺服，当感知模块经过分析处理后，判断用户没有处于使用设备的状态，功能模块中的设备控制与调度逻辑则会控制装置及承载的功能及业务进入待机状态。当用户返回使用设备的状态时，自动唤醒设备进入工作状态，在降低设备能源消耗的同时，尽可能减低对用户的干扰。
所述感知模块还包括基于感知的用户身份识别功能，以实现对用户权限管理，保证了用户的隐私同时降低用户的鉴权成本。
所述功能模块还包括与云端交互的交互单元，通信系统可以借助云服务，拓展设备的功能，提高设备的可用性及易用性。
所述功能模块还包括应用接口及应用商店，应用接口及应用商店用于开发、使用面向感知设备的应用，丰富并拓展设备的功能及使用场景的覆盖范围。
所述通信系统能作为计算机外设工作，作为音视频输入源、直播源，感知传感器外设。也可以独立作为直播、视频录制设备、具有感知功能的智能设备工作。
工作原理：在实际使用时，使用人员可以使用自然的方式对设备进行交互，如目光注视设备，语音呼唤等方式唤醒设备，设备感知到用户的行为之后，通过处理模型分析出用户意图，判断满足唤醒条件后唤醒设备。之后，设备继续感知用户意图，比如“打电话给小明”、“通知小明开会”等，功能调用模块会根据指令调取相应的功能，或根据用户意图调整功能工作状态，实现对功能的控制；当满足休眠条件时(如挥手后用户不再关注设备)，整个系统将会进入休眠待机状态，从而降低了功耗。与传统沉浸式通信方式相比，基于感知的交互方式，不会影响工作人员手头工作，提高了工作效率，极大地提升了用户的体验。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (9)
1.一种基于感知的通信系统，其特征在于，包括感知模块、功能模块、功能控制模块；
所述感知模块用于获取用户行为包含的信息，并将该信息传递至功能控制模块；
所述功能控制模块用于处理感知模块传来的信息，并根据该信息调取对应功能模块中相应的功能单元及程序接口，所述功能控制模块包括功能控制逻辑和信息处理模型，信息输入处理模型得到用户意图信息后，功能控制逻辑根据用户意图调用相应的功能模块的功能及接口；
所述信息处理模型由模式识别逻辑与机器学习模型组成，用于将用户行为包含的信息转换为用户的特定意图，模型可根据运行数据进行迁移学习，也可以更新预训练模型以提高信息数据的准确性和效率。
2.根据权利要求1所述的基于感知的通信系统，其特征在于，所述感知模块包括面部及视线追踪单元、口型与音频识别单元、行为识别单元、状态识别单元、生物信息识别单元；
面部视及线追踪单元：通过点头、摇头、或者眨眼睛的方式实现与设备的交互及控制，通过面部特征实现身份识别和状态感知的功能；
行为识别单元，通过用户的肢体动作，比如摇动手，或者交叉左右手的方式实现与设备的交互及控制；通过感知用户的行为如挠头，扶额等动作判断用户的专注状态为设备控制提供依据，进而实现与设备的交互、功能拓展及控制；
口型与音频识别单元，通过将嘴巴张开呈一定口型结合用户的声音特征、语音内容实现与设备的交互、功能拓展及控制；
状态识别单元，通过TOF技术对用户进行建模分析，为设备控制提供依据，进而实现与设备的交互、功能拓展及控制；
生物信息识别单元通过体温，呼吸频率，生命特征对检测信号的扰动为设备控制提供依据，进而实现与设备的交互及控制；感知模块在获取用户行为信息时可以是上述信息源的组合形式，也可以通过设备接口拓展的外围设备提供的信息源。
3.根据权利要求1所述的基于感知的通信系统，其特征在于，所述功能模块借助感知功能，面向应用场景实现基于感知及通信的应用和功能，包括用于语音交流的基于感知的语音通信应用、用于视频交流的基于感知的视频通信应用、用于数据传输的基于感知的数据传送应用、用于显示信息的基于感知的信息展示应用、用于提醒用户各类事项的面向用户状态的消息通知应用、面向用户状态的基于感知的设备控制与调度逻辑；
所述的数据传送应用所包含的内容至少包括基于TCP/IP协议栈的数据通信业务，还包含基于TCP/IP协议栈的增值业务如支付、转账、电子签名、直播、虚拟办公室应用，用户可安装、使用不同应用拓展系统的功能，用户也可根据需要使用系统提供的接口实现对功能的拓展。
4.根据权利要求1所述的基于感知的通信系统，其特征在于，所述感知模块包括设备伺服，当感知模块经过分析处理后，判断用户没有处于使用设备的状态，功能模块中的设备控制与调度逻辑则会控制装置及承载的功能及业务进入待机状态，当用户返回使用设备的状态时，自动唤醒设备进入工作状态。
5.根据权利要求1所述的基于感知的通信系统，其特征在于，所述感知模块还包括基于感知的用户身份识别功能，以实现对用户权限管理，保证了用户的隐私同时降低用户的鉴权成本。
6.根据权利要求1所述的基于感知的通信系统，其特征在于，所述功能模块还包括与云端交互的交互单元，通信系统可以借助云服务，拓展设备的功能，提高设备的可用性及易用性。
7.根据权利要求1所述的基于感知的通信系统，其特征在于，所述功能模块还包括应用接口及应用商店，应用接口及应用商店用于开发、使用面向感知设备的应用，丰富并拓展设备的功能及使用场景的覆盖范围。
8.根据权利要求1所述的基于感知的通信系统，其特征在于，所述通信系统能作为计算机外设工作，作为音视频输入源、直播源，感知传感器外设，也可以独立作为直播、视频录制设备、具有感知功能的智能设备工作。
9.一种通信设备，其特征在于，使用权利要求1-7任一权利要求所述的基于感知的通信系统。
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