基于电容传感器的信号确定检测到的对象的物质或材料结构的解码器单元以及基于电容传感器的信号确定检测到的对象的物质或材料结构的方法

技术领域

本发明涉及一种用于基于电容传感器的信号确定检测到的对象的 物质或材料结构的解码器单元。本发明还有关一种用于基于电容传感 器的信号确定检测到的对象的物质或材料结构的方法以及一种存储在 计算机可读介质上的相关的计算机程序产品。

背景技术

在许多技术领域中，电容传感器被用于检测某些物质的存在。通 常，电容传感器被布置成测量一定的电容。如果物质接近传感器或接 触传感器，则介质条件和接近传感器的电容改变，引起了由传感器检 测到的电容值的改变。基于测量的电容值，因此例如可以检测到接近 传感器的电容的指尖的存在。众所周知，使用这种电容传感器例如是 用于计算机终端或移动设备的触屏。类似地，电容传感器例如被用作 例如现代烹饪电炉的感应加热器的输入设备。

从WO2009/058359A1可以得知使用多个电容传感器以确定物质 的性质。文献US7,260,987B2描述了电容填补水平测量的不同频率的 交流电压信号的使用。

发明内容

根据所附的权利要求，本发明提供了一种用于基于电容传感器的 信号确定检测到的对象的物质或材料结构的解码器单元、包括这样的 解码器单元的传感器布置、一种用于基于电容传感器的信号确定检测 到的对象的物质或材料结构的方法、以及一种相关的计算机程序产品。

本发明的具体实施例在从属权利要求中被阐述。

根据下文中描述的实施例，本发明的这些或其它方面将会很明显 并且被阐述。

附图说明

参考附图，仅仅通过举例的方式，本发明的进一步细节、方面和 实施例将被描述，在附图中，相同的附图标记被用于指示相似或功能 类似的元素。为了简便以及清晰而图示了附图中的元素。

图1示出了图示通过电容传感器对于不同物质进行采样的电容值 的例子的曲线图。

图2示出了图示测量的电容值分布形状的例子的曲线图。

图3示出了图示没有外部调制频率的数据信息结构的曲线图。

图4示出了图示带有外部调制频率的数据信息结构的曲线图。

图5示出了电容传感器系统的例子的框图。

图6示出了解码器单元的实施例的例子的框图。

具体实施方式

由于本发明所说明的实施例可能大部分是使用本领域所属技术人 员所熟知的电子组件和电路来实现的，所以细节不会在比上述所说明 的认为有必要的程度大的任何程度上进行解释。对本发明基本概念的 理解以及认识是为了不混淆或偏离本发明的教导。

在该说明书的上下文中，电容传感器可以是使用一个或多个电容 器以在某一点或在给定区域或体积内测量电容的任何种类的传感器。 电容传感器可以被布置成以给定采样频率或采样率对电容值采样。所 述电容传感器可以以可等于采样率的给定比率提供对应的信号。电容 传感器的信号或基于一个或多个信号的数据可以经由连接被提供给解 码器单元，所述连接可以是适合于传输信号的任何种类的连接，例如 电线、光缆或无线连接。基于电容传感器的信号的数据例如可能例如 经由模数变换直接从信号得到，或例如在处理信号之后间接地被得到。 这种处理例如可以包括任何数目和/或顺序的滤波、封装、分类和/或直 接地或间接地变换信号或基于信号的数据。所述处理还可以包括直接 地或间接地对信号或基于信号的数据执行计算。

分布关系可以是直接地或间接地基于电容传感器的信号的任何种 类的分布，特别是分布函数。分布关系可以是时间相关的或与时间无 关的。可以通过将信号或基于信号的数据变换到合适的域来确定分布 关系，所述域例如是频率或波长域。例如可以通过使用傅里叶变换来 实现变换，所述变换例如是快速傅里叶变换（FFT）或逆FFT（iFFT）。 分布关系可以被认为是至少指示在例如电容的第一参数的多个值和例 如计数（例如，在数据流中测量的电容值的计数）或采样的数目的第 二参数的多个值之间的关系。

检测参数可以是指示对象的检测或非检测的任何参数。基于检测 参数或基于检测参数与基线参数之间的比较，可能可以判定是否已经 检测到对象。例如，平均电容值被用作检测参数。基线参数可以例如 是在没有检测到对象的情况下测量到的平均电容。可以通过比较检测 参数的测量值和基线参数的预定的（例如固定的或时变的）值来检测 对象的存在。

分布关系可以被预定，例如，可以实验性地和/或从理论模型在经 验上确定分布关系。术语分布关系通常可以指示检测到的分布关系， 该关系可以基于传感器的信号，和/或预定分布关系被确定。例如，当 例如手指的给定物质或材料结构的对象接近电容传感器的时候，预定 分布关系可以指示预期的电容值分布。分布关系可以被规范化。特别 是，为了便于比较，所述分布关系可以被归一化。预定分布关系可以 指示物质或材料结构的分布关系的特性结构或形状。分布关系可以以 通常已知的方式互相比较。可以认为分布关系的比较可以指的是分布 关系形状的比较。分布关系之间的比较可以涉及比较和/或处理第一分 布关系的至少多个值和第二分布关系的至少多个值。可以认为从分布 关系提取例如检测参数的单一的参数值（例如通过对例如检测参数的 单一的参数值取平均）以及将其和另一种分布关系的对应的单一的参 数值进行比较不构成在该说明书中使用的意义上的分布关系的比较。

物质可以有任何种类的成分。可以想象物质具有给定化学成分并 且可以包括一种或多种成分。材料结构可以是包括一种或多种材料的 任何结构，并且具有给定物质形式或形状。应当注意，由于物质和材 料结构影响它们周围的电容器的介质特性和电容的趋向，物质的类型 或材料结构的形式可能影响电容传感器的测量。与一种物质或一种材 料结构相对应或与一种物质或一种材料结构相关联的分布关系可以被 认为是该物质或该材料结构的分布关系特性。

现转向图1，示出了电容传感器针对由接近该电容传感器的不同 物质构成的对象的信号的时间序列。图1示出了在横轴上由传感器提 供的采样的流水号，所述横轴因此表示时间轴，与以0.5pF为单元的测 量电容相对。测量点表示电容值的流。

最低线对应于在没有检测到接近传感器的物质（例如，仅测量到 环境空气）的情况下检测到的电容值。因此空气的测量值可以被认为 是电容传感器的表示对象的非检测的基线。上曲线对应于检测到的对 象的信号的流，在这种情况下，手指、水、以及接近电容传感器的铁 对象。如在图1中所示出的，对于手指、水和铁对象相关的流中的每 一个，测量的电容值的绝对值大致增加2.5pF。注意，信号由于电容传 感器的高度敏感性而是高度不稳定的并且示出复杂的时间结构，这甚 至能够对环境中的小变化做出强烈的反应并且可以受到物质的性质和/ 或检测到的材料结构的影响，例如受到其形式或形状的影响。而且， 检测到的对象的移动和/或空气或呼吸的流入可能影响信号的时间结 构。出于这个原因，在对测量值取平均以获得可以归因于接近传感器 的物质的平均电容值之前，可以对所述流执行低通滤波。因此，基于 处理的信号，可以得出以下结论：如果与基线进行比较绝对电容值发 生改变，则对象的检测会发生。考虑电容的改变而不是检测的绝对平 均值的改变是可行的。可以想象提供一个或多个绝对电容值或从这样 的电容值得到的值作为指示器或检测的检测参数。相反，或除了平均 之外，可以利用将绝对值确定为指示器或对象检测的检测参数的一种 或多种不同方法。

如在图1中所图示的，出现的对象可以被确定但是高于基线的绝 对电容值或改变不展现关于基于此的特定物质或材料结构的信息。特 别是，导致测量的电容从绝对平均电容值增加或电容值单独增加的信 号并不区分人类的手指、一滴水或例如铁锅。

如在图6中所图示的，解码器单元18可以被用于确定哪种物质或 材料结构是基于电容传感器的信号存在的。解码器单元18可以包括分 布确定设备181，分布确定设备181被布置成基于例如在所述设备181 所连接到的解码器单元18的输入180处接收到的至少一个电容传感器 的信号来确定检测到的分布关系的分布确定设备181。如果需要的话， 分布确定设备可以基于相同的信号来确定多个不同的分布关系。例如， 可以提供指示在不同的参数和/或时间相关的和与时间无关的分布关系 之间的关系的分布关系。分布关系可以是直方图的表征。直方图可以 指示落入测量的电容值的给定范围中的采样数目。可以可行的是，指 示给定测量的电容值的采样数目的分布关系和/或（例如，使用傅里叶 变换）指示信号的频率分布的分布关系和/或倒频谱被提供为分布关系。 考虑之中的采样可以在给定时间内进行。可以可行的是，分布确定设 备被布置成：例如基于平均测量值的改变，根据预定准则，从采样的 流中选择采样。任何分布关系可以是与时间无关的或时间相关的。

所述解码器单元18可以包括被连接到所述分布确定设备181的比 较设备182并且被布置成比较检测到的分布关系和至少一种预定分布 关系。预定分布关系可以例如在所述比较设备182进行比较之前已经 被确定并且被存储在连接到所述比较设备182的存储器183中。

所述至少一种预定分布关系可以对应于一种物质或一种材料结 构。如果预先定义的准则被实现，则可以认为两个被比较的分布关系 是相等的。例如，在被认为是匹配的或相等的被比较的分布关系之间 可以有被定义的最大偏差值。如果两个被比较的分布关系被判定为相 等的或匹配的，则如被检测到的分布关系所表示的，检测到的对象的 物质或材料结构可以被确定为等于与比较的预定分布关系相关联的物 质或材料结构。可以提供与多个物质和/或材料结构相对应的分布关系。 多个不同的预定分布关系被提供用于给定或任何数目的物质或材料结 构。多个检测到的分布关系可以与对应的预定分布关系作比较。比较 设备可以被布置成判定分布关系是否是匹配的或相等的。可以想象将 比较设备布置成提供匹配是否发生和/或与哪一种预定分布关系发生匹 配和/或对于哪一种物质或材料结构发生匹配的指示。这样的指示例如 可以被提供给所述解码器单元18的任何其它设备和/或外部设备。

所述解码器单元18可以包括计算设备，所述计算设备被布置成基 于至少一个电容传感器的信号来计算对象检测参数值。所述检测参数 值可以例如是电容值。检测参数值可以例如表示测量值的改变，该改 变可以指示传感器的检测区域中对象的存在。所述计算设备可以处理 信号或数据，特别是它可以对信号或基于信号的数据滤波。

例如可以想象，计算设备提供了测量的电容值的平均值作为电容 值。在滤波之后，可以执行测量值的平均。滤波可以是低通滤波以滤 波出高频噪声信号。可以考虑计算设备被布置成指示对象的检测。检 测可以被指示例如是否检测到高于基线值的电容值的改变。如果计算 设备指示检测，则可以认为仅确定检测到的分布关系。为了这个目的， 可以由计算设备提供检测参数或检测信号。检测参数或检测信号可以 被提供给电子控制设备和/或软件控制和/或提供给分布关系确定设备。 在所示出的例子中，计算设备与分布关系确定设备整合在一起。然而， （部分）计算设备可以替代地或附加地整合到解码器单元的其它部分。 例如，单独的计算设备可以出现在所述设备181的上游或所述输入180 的下游；所述输入180可以响应于检测到对象而向所述分布确定设备 181提供激活信号。可以认为检测分布关系的确定是基于基于传感器信 号的第一组数据被执行的，所述第一组数据与基于传感器信号的第二 组数据不同，检测参数由此被计算。例如第一组数据与第二组数据不 同地被预处理可以是可行的。

可以提供连接到所述比较设备183的输出设备184；所述输出设 备184被布置成指示由所述比较设备执行的所述比较的结果。所述输 出设备可以被布置成指示物质是否已经被识别和/或一种或多种分布关 系，并且可以在所述单元18的输出185处输出表示这样的信息的数据。 所述输出设备184可以经由所述输出185被连接以将控制信号和/或数 据传达到分布关系确定设备和/或计算设备和/或基于接收到的信息控 制另一个设备的控制设备。所述输出设备可以是解码器单元和/或分布 关系确定设备和/或计算设备的一部分。可以实现包括用于传送数据和/ 或数据的连接的输出设备。输出设备可以包括或表示接口和/或软件接 口。

以上提到的设备可以在软件、硬件和/或固件中被提供。单独地提 供一个或多个设备或作为集成设备被提供可以是可行的。可以提供允 许设备之间通信的合适的接口。

所述解码器单元18可以被连接到或是可连接到至少一个电容传 感器12。可以认为解码器单元包括至少一个传感器。所述解码器单元 可以被认为是与传感器分离的。可以想象解码器单元被连接到或是可 连接到至少一个发射器。所述至少一个发射器可以被布置成以一个或 多个频率发射电磁信号。可以认为至少一个发射器将信号发射到电容 传感器的测量或检测区域。通过给发射器提供信号，可以在对象中引 起在检测到的分布关系中可以可见的反应。例如，如果检测到人体部 分，例如，手指，则人体以一种在电容传感器的信号中可以被辨别的 方式对电磁辐射做出响应。可以考虑选择发射的信号的信号频率以在 检测到的分布关系中提供容易辨别的特性。出于这个目的，可以实验 性地确定哪一种物质或材料结构示出了给定频率的分布关系中的特性 结构。对应的检测到的分布关系可以被确定，特别是通过分布关系确 定设备被确定。可以考虑提供一种或多种对应的预定分布关系，所述 关系可以考虑发射频率以及物质或材料结构的对应响应。发射具有共 用的频率的信号是可行的，其通常有助于背景辐射。例如，所述至少 一个发射器可以被布置成发射具有在25和100Hz之间，优选是在50 和60Hz之间的频率的电磁信号。替代地或另外，所述至少一个发射器 可以被布置成发射具有大约2kHz的频率的电磁信号。所述发射器可以 被电子控制设备和/或软件控制。可以想象解码器单元被布置成控制所 述发射器。所述分布关系可以对应于人类的手指和/或水和/或铁。

可以考虑包括连接到如上所述的解码器单元的至少一个电容传感 器的传感器布置。如以上提到的所述传感器布置可以包括至少一个发 射器。给移动设备或计算设备提供这样的传感器布置可以是可行的。 具有这样的传感器布置的触摸屏可以例如被提供用于移动设备和/或计 算机和/或终端。所述传感器布置和/或解码器单元还特别适合于用作电 感烹饪设备的输入设备。

可以考虑用于基于电容传感器的信号确定检测到的对象的物质或 材料结构的方法。所述方法可以通过上述描述的任何设备被执行并且 可能包括关于这些设备描述的任何特征。所述方法可以包括提供与如 上所述的物质或材料结构相对应的至少一种预定分布关系。基于至少 一个电容传感器的信号确定检测到的分布关系可以被执行。检测到的 分布关系可以与预定分布关系进行比较。如上所述，可以确定任何数 目的分布关系和/或可以提供任何数目的预定分布关系。可以认为所述 方法包括基于至少一个电容传感器的信号来计算检测参数。

基于比较数据信息结构和/或检测参数的结果，可以确定对象的物 质或材料结构已经被检测。

所述检测到的分布关系可以包括与时间无关的测量值的分布。所 述方法可以包括发射具有预定频率的电磁信号。

图2示出了测量在一定时间内由数据流提供的给定电容值（以1pF 为单位）测量的采样数的分布函数的例子。因此，图2中的分布函数 可以被认为是与时间无关的。如可以看到的，对于空气，例如，没有 检测到对象，所述分布在9pF周围达到峰值并且在其下限值侧面具有 轻微的第二峰值。对于水、铁、以及人类手指，分布函数在值11.5pF 周围达到峰值，大概比空气高2.5pF。峰值本质上与手指、水、以及铁 的峰值是相同的。因此，基于测量的大概对应于平均值的电容的峰值， 可能不可能分辨手指、水或铁是否已经被检测。然而，分布函数的形 状显著不同。这可以从图3更进一步的细节中看到，图3在其下窗格 中示出了图2的分布函数，并且在其上窗格示出了相同分布的三角噪 声（delta-noise）曲线图，其中从对于下面的采样测量到的电容值减去 给定采样的测量的电容值以提供以电容0为中心的归一化的表征。这 种归一化可以被认为是导致了对称形状的分布。可以直接地比较基线 （空气）的形状与测量的不同物质的分布函数的形状。如可以看到的， 对于水，出现的显著边峰值是在-4pF和4pF，对其它物质不出现这 样的峰值。对于铁，出现的边结构大约是在-1.8pF和1.8pF。对于人 类手指，分布函数的形状可以被认为是更宽并且具有特性偏度，从图3 的下窗格可以很好地看到。因此，分布函数的形状显著地变化，即使 是对于通过电容传感器测量的可比较的平均电容值来说。基于这种考 虑，可以识别检测到的对象的物质或材料结构。可以考虑给期望检测 的对象的物质或材料结构提供合适的预定分布关系，例如，给人类手 指或钢笔提供合适的预定分布关系，以使得能够比较和后续识别或确 定物质或材料结构。

图4示出了类似于图3中示出的那些分布函数的分布函数。对于 图4中所示出的测量，50Hz的外部信号如其可能发生的一样例如在带 有插座的空间内存在。从图4可以认识到，信号影响了分布函数的形 状，但是适当地保留了每一条曲线的特质。对于人类手指、铁、以及 水，即使存在这样外部信号，也可以因此稳健地确定物质或材料结构 的身份。提供被定义的外部信号以增加检测到的敏感度和/或确保在可 比较的环境中发生测量可以是可行的。

图5示出了传感器系统10的例子，例如触摸感测系统。传感器系 统10可以包括电容传感器12或可以与其连接。由传感器12测量的电 容可以受到环境100的影响。特别是，取决于对象是否接近环境100 以及其物质和/或材料结构来测量电容值。传感器12可以被连接到信号 处理设备14。可以通过传感器12向信号处理设备14提供采样信号并 且信号处理设备14可以执行这个原始数据的低通滤波。此外，基于由 传感器12提供的采样，信号处理设备14可以提供检测参数，例如绝 对电容值。信号处理设备14可以被看作如上所述的计算设备。绝对电 容值可以被提供给触摸检测设备16，绝对电容值可以是在给定时间被 传感器12测量的平均的电容值或者可以表示测量的电容值和基线值之 间的差。可以认为，信号处理设备14指示到触摸检测设备16和/或到 其它设备的对象的检测。接触检测设备16可以是例如在微处理器系统 上运行的定制应用。

来自传感器12的原始信号数据也可以被提供给物质解码设备18。 可以认为，物质解码设备18被提供有基于传感器信号的一组预处理的 信号。可以通过传感器或被布置成预处理和/或发射或分发传感器信号 的设备提供数据。通过所述信号处理设备14提供数据或信号是可行的。 物质解码设备18可以在与信号处理设备14相同的设备中被实现，或 其可以是物理上分离的设备。物质解码设备18可以被看作上述描述的 解码器单元或解码器单元的一部分。其可以包括被布置成接收信号或 数据的接收设备。物质解码设备18可以包括或表示分布关系确定设备， 该分布关系确定设备被布置成基于传感器12的信号（例如基于一组预 处理的数据或直接地基于传感器信号）来确定检测到的分布关系。例 如，解码设备18可以被布置成提供测量的电容值的与时间无关的检测 到的分布关系，和/或可以被布置成提供测量的电容值的时间相关的检 测到的分布关系。结果，其可以提供和/或确定任何合适的参数，例如 电容、时间、频率，等等的检测到的分布关系。解码设备18可以包括 或表示比较设备，该比较设备被布置成比较检测到的分布关系与至少 一种预定分布关系。所述至少一种预定分布关系可以对应于一种物质 或一种材料结构。例如，所述预定分布关系可以指示水、手指、铁或 任何其它物质的参数关系。

以与确定的检测到的分布关系相同的形式或格式提供预定分布关 系是可行的。可以想象以不同的格式提供预定分布关系。在这种情况 下，可以认为变换检测到的分布关系和/或预定分布关系以能够对它们 进行比较。比较设备可以被布置成比较检测到的分布关系和至少一种 预定分布关系。可以提供被布置成指示比较结果的输出设备。所述结 果可以指示给定物质的识别或可以基于该比较来提供其它数据。比较 的结果通过输出设备被提供给触摸检测设备16可以是可行的。

触摸检测设备16可以被布置成从信号处理设备14和物质解码设 备18接收数据。其可以被布置成确定和/或指示对象的检测和基于从信 号处理设备14和/或物质解码设备18接收到的信号或数据对其物质或 材料结构的确定。可以认为，触摸检测设备16从信号处理设备14接 收已经检测到对象的指示。可行的是，触摸检测设备16被布置成指令 物质解码设备18来确定检测到的分布关系，并且仅当它从信号处理设 备14接收到指示对象的检测的信息时才执行比较。信号处理设备14 可以被布置成相应地直接地指令物质解码设备18。可以认为传感器系 统10包括发射器20。发射器20可以被布置成发射给定频率的电磁信 号。所述频率可以在25到100Hz之间的范围内并且可以优选是在50 到60Hz之间。替代地或另外，发射器20可以被布置成发射具有一个 或多个不同的频率范围中的频率的电磁信号。频率范围可以对应于通 常被用于直接地测量的生物阻抗分析的范围，例如，人体。这样频率 或频率范围可以被用于利用电容传感器和/或解码器单元来实现间接的 测量。利用的频率可以在kHz和/或几十kHz的范围内。利用的频率或 频率范围例如可以是大约2kHz、6kHz和/或60kHz。信号处理设备14和 /或物质解码设备18和/或触摸检测设备16可以在计算机上运行的软件 中被实现。可以提供适合于设备之间通信的接口，特别是软件接口。

本发明提供了确定被电容传感器检测到的对象的物质或材料结构 的可能性。这使得能够在不同的物质或材料结构之间区分。例如，可 以区分触摸屏的输入是源于人类手指还是通过接触触屏的对象偶然发 生。本发明还特别适合于区分电感烹饪设备的控制的输入，因为这样 设备的电磁环境通常是特别地嘈杂。然而，本发明可以用于电容传感 器被用于区分物质、材料结构以及形状的任何设备或环境中。取决于 被检测到的对象的物质和/或材料结构的种类来提供合适的预定分布关 系可以是可行的。可以用解码器单元升级已经存在的传感器系统以使 得能够确定不同的物质或材料结构。特别是，利用本发明的软件实现， 连接到传感器的计算系统可以很容易进行升级而不需要提供附加的硬 件。

本发明可以在用于在计算机系统上运行的计算机程序中被实现， 所述计算机程序至少包括用于当在诸如计算机系统的可编程的装置上 运行时执行根据本发明的方法的步骤的代码部分，或启用可编程的装 置以执行根据本发明的设备或系统的功能。特别是，本发明可以被实 现为存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，所述计算机程序产 品包括上述的解码器单元的特征和/或被布置成执行上述描述的方法。

计算机程序或计算机程序产品是一系列指令，诸如特定应用程序 和/或操作系统。计算机程序可以例如包括以下中的一个或多个：子例 程、函数、程序、对象方法、对象实现、可执行的应用、小程序、小 服务程序、源代码、对象代码、共享库/动态装载库和/或设计用于在计 算机系统上的执行的其它指令序列。

计算机程序或计算机程序产品可以内部地存储在计算机可读存储 介质上或经由计算机可读传输介质传送到计算机系统。所有或者一些 计算机程序可以被提供在永久地、可移除地或远程地耦合到信息处理 系统的计算机可读介质上。计算机可读介质可以包括例如但不限于任 何数目的以下：磁存储介质，包括磁盘和磁带存储介质；光学存储介 质，诸如光盘介质（例如，CD-ROM、CD-R等等）以及数字视盘存储 介质；非易失性存储器存储介质，包括基于半导体的存储器单元，诸 如FLASH存储器、EEPROM、EPROM、ROM；铁磁数字存储器；MRAM； 易失性存储介质，包括寄存器、缓冲器或高速缓存器、主存储器、RAM 等等；以及数字传输介质，包括计算机网络、点对点电信设备、以及 载波传输介质，仅举几例。

计算机处理通常包括执行（运行）程序或程序的部分，当前程序 值和状态信息，以及由操作系统用于管理处理的执行的资源。操作系 统（OS）是管理计算机的资源共享以及给程序员提供用于访问那些资 源的接口的软件。操作系统处理系统数据和用户输入，以及通过分配 和管理任务以及内部系统资源作为对于系统的用户和程序员的服务来 做出响应。

计算机系统可以例如包括至少一个处理单元、关联存储器和大量 的输入/输出（I/O）设备。当执行计算机程序时，计算机系统根据计算 机程序处理信息并且经由I/O设备来产生所得到的输出信息。

在前述的说明书中，已经参照本发明的实施例的具体例子对本发 明进行了描述。然而，将明显的是，在不脱离附属权利要求中所阐述 的本发明的较宽精神和范围的情况下，可以在其中做出各种修改和改 变。

本发明可以至少部分地作为集成电路在半导体衬底上被实施。在 此描述的半导体衬底可以是任何半导体材料或材料的组合，诸如砷化 镓、硅锗、硅晶绝缘体（SOI）、硅、单晶硅等等，以及以上的组合。

如在此讨论的连接或接口可以是适合于经由中间设备来传输来自 或去往相应节点、单元或设备的信号的任何类型的连接。因此，除非 暗示或另外说明，连接例如可以是直接连接或间接连接。可以关于是 单一连接、多个连接、单向连接、或双向连接来说明或描述所述连接。 然而，不同实施例可以改变连接的实现。例如，可以使用单独单向连 接而不是双向连接，并且反之亦然。而且，多个连接可被替换为连续 地或以时间复用方式传输多个信号的单一连接。同样地，携带多个信 号的单一连接可被分离成携带这些信号的子集的各种不同的连接。因 此，存在传输信号的很多选项。

本领域技术人员将认识到，逻辑块之间的界限仅仅是说明性的并 且替代实施例可以合并逻辑块或电路元素，或对于各种逻辑块或电路 元素施加替代的分解功能。因此，应当明白，在此描述的架构仅仅是 示例性的，并且事实上可以实现实现相同功能性的很多其它架构。例 如，传感器可以被连接到计算设备和/或分布关系确定设备和/或预处理 设备，该预处理设备被布置成预处理来自传感器的信号和/或将来自传 感器的基于信号的数据分发到计算设备和/或分布关系确定设备。

用于实现相同功能性的任何组件的布置被有效地“关联”，使得 实现期望的功能性。因此，用于实现特定功能性而在此组合的任何两 个组件可以被看作彼此“相关联”使得所期望的功能得以实现，而不 论架构还是中间组件。同样地，如此关联的任何两个组件还可以被视 为彼此“可操作连接”或“可操作耦合”以实现所期望的功能性。

此外，本领域所属技术人员将认识到以上描述的操作之间的界限 只是说明性的。多个操作或可以被组合成单一的操作，单一的操作可 以分布在附加操作中，并且可以至少在时间上部分重叠地执行所述操 作。此外，替代实施例可以包括特定操作的多个实例，并且操作的顺 序在各种其它实施例中可以更改。

又如，在一个实施例中，所说明的例子可以被实现为位于单一集 成电路上的电路或在相同设备内的电路。例如，晶体管和锁存器电路 可以被实现在共同衬底上。替代地，所述例子可以被实现为任何数目 的单独集成电路或以合适的方式彼此互连的单独设备。例如，计算设 备和/或分布关系确定设备和/或输出设备可以是单独的设备或电路。

又如，例子或其一部分可以被实现为物理电路的软件或代码表示， 或可转化成物理电路的逻辑表示，诸如用任何合适类型的硬件描述语 言被实现。

而且，本发明不限于在非程序化硬件中实现的物理设备或单元， 而是也可以应用在可编程设备或单元中。这些设备或单元通过按照适 当的程序代码操作能够执行所需的设备功能，诸如主机、微型计算机、 服务器、工作站、个人计算机、笔记本、个人数字助理、电子游戏、 汽车和其它嵌入式系统、手机和各种其它无线设备，在本申请中通常 表示为“计算机系统”。

在前述的说明书中，已经参照本发明的实施例的具体例子对本发 明进行了描述。然而，将明显的是，在不脱离如附属权利要求中所阐 述的本发明的较宽精神和范围的情况下，可以在其中做出各种修改和 改变。

然而，其它修改、变化和替代也是可能的。因此，说明书和附图 应当被认为是说明性的而不是限制性的含义。

在权利要求中，放置在括号之间的任何参考符号不得被解释为限 制权利要求。单词“包括”不排除除了在权利要求中列出的那些之外 的其它元素或步骤的存在。此外，如在此使用的词语“一”或“一个” 被定义为一个或不止一个。而且，即使当同一权利要求包括介绍性短 语“一个或多个”或“至少一个”以及诸如“一”或“一个”的补丁 冠词，在权利要求中诸如“至少一个”以及“一个或多个”的介绍性 短语的使用也不应当被解释成暗示通过不定冠词“一”或“一个” 进行的另一要求保护的元素的引入将包含这样引入的要求保护的元素 的任何特定权利要求限定为仅包含一个这样的元素的发明。这对定冠 词的使用也是如此。除非另有说明，使用诸如“第一”和“第二”的 词语来任意区分这样的词语所描述的元素。因此，这些术语不一定意 在指示这样的元素的时间或其它优先次序。在相互不同的权利要求中 列举某些措施的这一事实并不指示这些措施的组合不能被用于获取优 势。