专利名称：数码键盘中文输入方法及其键位例的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在数码小键盘上进行数码、完备中文输入的方法及其多种键位例，适合于在移动电话(手机)、袖珍计算机(掌上机)、PDA(个人数字助理)、固定电话(座机)等设备中用来输入和编辑文字信息。
在通信工具和个人数字设备上输入中文，是通信技术和计算机技术相结合而产生的新需求，而且是一种紧迫的、迅速扩大的、有着巨大发展潜力的新需求。
技术的快速演进，使百年电报的历史突然地结束了。短短二十年间，电话通信已经延伸和普及到了每一个偏僻的乡村，其爆炸性增长的话务量已使电信成了最大的服务行业。但人们很快发现，在享受电话通信的实时性以及由其产生的互动性好处时，却造成了巨大的浪费。电话信号体积庞大，需要多占几千倍的信道带宽或时间，这导致高昂的成本开销和带宽资源的紧张。其实时性的好处也经常变成坏事，收信人在随机发生的通信时间里不在指定位置的端点接收将造成通信的失败。虽然成本更高的移动通信部分地缓解了接通率的矛盾，但另一个问题却凸现出来了，那就是，无论有线或无线电话通信的码系统，均与任何普算控制的指令系统不能接口。另外，通信成本也需要降低4个数量级，起码目前需要降低1～2个数量级，才不致于对需求产生严重的遏制作用。
有理由相信，一种通信技术的变革，或者说主要是通信内容和业务形式的变革即将在电信行业中发生，即联网文字通信将大部分地取代电话通信。联网文字通信发祥于互联网的电子邮件通信，近几年中已迅速地转移到无线移动电话网上，成为所谓“手机短信”服务，目前又正向固定电话网进军，固话网与移动网的“短信”互通也即将实现。其最后的归宿将是全部融入互联网，成为个人数字化生存的主要通信形式。由于文字编码与任何普算应用的指令系统均能接口，各种现在还难以描述的普算应用将被迅速启动。因此，文字通信将成为电信业务的主要角色，电信将融入互联网，这一点实现之日，普算时代就将真正到来。
文字通信的信号体积只及电话通信的几千分之一，通信成本不及其千分之一，并且与网络及其计算机节点的任何处理功能全面兼容，具有触发普算革命的潜力。但是，当文字通信由传统的互联网转移到传统的电信网时，其输入就成了大问题。在通信工具和个人数字设备上输入文字，是一个迄今未解决好的技术难题，其难就难在数码键盘上。
数码键盘是指至少包含数码“1”～“0”10个数码键、以及“*”、“#”2个控制键的小键盘。这是一种工业标准，实际应用中还可能包含几个扩充的功能键，扩充键因厂家而异。数码键盘配置于固定电话机上并形成标准，已经有很长的历史了，其原本功能只在输入电话号码。近若干年来迅速发展的移动电话(手机)、掌上计算机、PDA(个人数字助理)等设备，沿用了这种标准，也简单地沿用了其数码输入功能。
数码键盘没有字母键，在其发展的历史中，原来是没有这种需求。在后来的应用中，随着功能的提升和技术的演进，如前所述，输入字母、符号和大字符集字符(例如汉字)的需求也迅速地产生了，而且成为了一种势不可挡的技术发展潮流。但是，手机、掌上机、PDA等这些设备都很小，而且做得越来越小巧，不可能为其配置包含几十个键位的文字输入键盘。
用小键盘进行字母输入时，由于小键盘键数少，从键盘的键集合映射到拉丁字母集，只能一键对应多个字母。现有技术的解决方法通常是将多个字母“复用”到一个键上，通过多个字母和数字的轮流转换加确认操作，或者通过定义状态转换加直接单击、双击、三击甚至四击，来实现在一个键上输入不同的字母。
以诺基亚3810型移动电话的文字输入为例，它将众多的符号全部定义在“1”键上，将26个字母定义在“2”～“9”这8个数码键上，每个键上有1个数码和3～4个字母。输入时，在标有字母或符号的键位上重复敲击，该键上的数码和字母轮流转换显示，当所需字母或符号出现时，敲击“#”键、或敲击其他数码键即可输入该字母或符号。用这种方法输入字母需要紧张的人机交互，操作非常繁琐，速度很慢，击键次数很多。
申请号为99117205.1的中国专利申请对此作了改进，它将26个字母“复用”到“2”～“9”这8个数码键上，通过定义文字输入状态和1～4击来输入字母。这种方案的性能比诺基亚方法略有提高，但击键次数还是太多，假设字母等概率出现，平均也需击2.15个键才能输入1个字母。而且，最主要的麻烦还不在这里，由于标示键位的字母顺序暗示着击键的次数，因此，输入每个字母的过程是1)首先找到要输入的字母所在的键位—→2)读取该字母标示排序序号—→3)得到击键次数—→4)敲击该键相应次数输入该字母。虽然熟练后第1)步和第2)步可以合并，但后面的心理反应过程不能省，因而输入速度还是很慢。
以上两种方法在用于中文输入时，由于增加了麻烦的中文编码字母序列转换成汉字的译码步骤，很容易出现输入前一字母而忘了后一字母、输入后一字母却忘了整个句子的糟糕情况。因此，对于新手来说，用该法输入速度很慢，操作中容易造成心理疲劳。实际使用中，大部分人难以适应和接受这种输入方法。
对于中文输入来说，许多早期的和正在继续发展的方案采用了把汉字拆成笔画、将笔画一对一地定义到数码键位上进行输入的方法。中文手机中都装有这些方案中的至少一种，但罕有人真正使用。其原因是，拆笔画的方法心理反应过程复杂，输入速度慢，明显地不适合于“想打”这种大多数人的应用需求。而且，该类方法的中西文输入方式之间，技术路线不统一，操作方法不兼容，因而受到冷遇。
综上所述，用数码键盘输入文字，尤其是输入中文，虽然有技术可用，但它们的使用难度大，无法大面积推广应用。这一点是制约新需求和新应用(例如廉价的文字短信)、阻碍IT产业发展、制约电信业和网络业融合和重组的一个技术瓶颈。
在数码键盘中文输入不过关的情况下，手写识别输入的研究得到了空前的重视。一些较为成熟的手写中文输入技术已经投放市场几年了，取得了较为火爆的业绩。但这类技术增加了单机成本，并且，对于绝大多数普通消费者来说，手写的速度指标和劳动强度消耗，较之高效键盘输入差异很大，因而是一种明显不利的技术选择。
本发明的目的是设计一种用于固定电话、移动电话(手机)、掌上计算机、PDA(个人数字助理)等系统中进行数码和完备中文输入的方法，以扩展这些设备的功能和应用范围，或者构建新的应用系统和应用方式。本发明的任务还包括，根据方法构造若干种实用的键位(键盘)方案，供用户依据自己的主要输入方式进行选择，以便利其在输入和编辑以中文为主夹杂西文的文字信息时能显著提高工作效率。
本发明的解决方案是在数码键盘中扩充足够数量的虚拟键，每一个虚拟键均定义为两个相邻实键的组合，其间标有虚拟键键名，并击两相邻实键等价于击一次其间的虚拟键。实键与虚拟键组成扩充键盘，在扩充键盘上统一规划和定义具有完备性的数码、字母(或声韵母)及功能键布设和操作方案，其中功能操作的简约性扩充通过在特定实键上的单击或连击操作来实现，修改相应键盘定义软件，认可相邻实键并击采样信号并发送其键值，认可特定实键连击信号并发送其键值，实现扩充键盘的全部字符和功能操作的键值传送，配置中文输入软件，构成兼具数码和中文输入功能的设备。
在本发明的方案中，设置了数码和中文及英文3种输入状态。数码0～9以及*、#键定义在实键上，其分布同现有技术应用惯例，该定义在数码输入状态下生效。字母(汉语拼音字母或声韵母)键定义在实键或虚拟键上，该定义在中文和英文输入状态下生效，并分别解释为汉语拼音字母(或声韵母)和英文字母。中文输入软件具备常规转换功能或者具备马尔可夫序列译码功能，对汉语拼音字母(或声韵母)序列进行人机交互的主要依赖人工修改字词错误的译码转换、或主要依赖自动化智能的低冗余序列译码转换处理，将其译成中文。英文状态的设置目的是，使中文输入功能在能够连续输入汉字和所有全角GB符号的基础上，具备间或和连续输入半角英文字母和全部ASCII符号的完备性。这里，所谓生效是指，当定义被一种不使用该定义的状态信息关闭(或日灭能)后，它就应该及时地被可能使用该定义的状态的状态信息打开(或日赋能)，这是由相应键盘定义软件中的软件开关实现的(下文中的“生效”同此)。
在本发明的方案中，将数码和中英文输入状态切换、输入编辑、中英文符号输入、中文输入状态下的重码选择输入等各类各种操作归并为一个具有完备性的最简功能操作集，然后选定3个方便操作的特定实键作为功能操作键。其中，高频功能操作由单击功能操作键实现；次高频功能操作由双击功能操作键实现；低频功能操作由三击功能操作键或者并击两个功能操作键实现(在软件菜单支持的情况下仍然可以作为并行的热捷键保留)。这些定义在各功能操作可能发生的状态下生效。
在本发明的方案中，扩充键盘的排布方案按下列优先顺序描述的原则进行规划1)字母键按字母顺序排布；2)将高频字母调整到就近的实键或者操作相对方便的虚拟键上；3)考虑字母序列的相关特性，将相续连接概率大的字母调整到运动路径最短和最方便的相邻或相近的键位上；4)将功能键定义在方便操作的边沿(例如下排或右侧)键位上，将最高频功能键定义在转角(例如右下角)健位上；5)全拼输入方式下的字母键的排布方案根据全拼字母序列的统计规律进行调整，但仍大体遵循字母顺序；6)双拼输入方式下的声韵母键的排布方案根据声韵母序列的统计规律进行专门设计，设计中注意使单字符声韵母键位遵循字母顺序，使高频声韵母尽可能安排在实键上，使同一字母开头的韵母安排在其首字母键的附近键位上。
本发明的键盘定义软件的作用主要是实现键盘操作的识别和输出，它基本上就是用键盘译码信号读一个键值定义表，取得和输出键值。由于扩充的虚拟键的操作是定义为两个相邻实键的并击，因此其键盘译码信号可以用门电路对两键被击而同时输出的经过去抖动处理的相应低电位信号进行与逻辑检测而得到，但这需要改动硬件。一个简单的办法是直接在软件中进行这种处理，那就是认可相邻实键被并击的译码采样信号，进行与运算和定时长度检测，其输出用来控制虚拟键的键值发送。同样，键盘定义软件还应该认可作为功能键的特定实键的连击信号，这用软件计数器/定时器模块即可实现，检测到的连击信号用来控制定义为连击操作的功能键的键值的发送。
本发明配置的中文输入软件，应该具有所述的输入和编辑控制功能，同时能人机交互地实时完成从全拼或双拼序列到汉字的转换。这类技术很多，而且很成熟，可以方便地进行移植。最简单的就是调字库里的同音字进行人工选择，自动化程度最高和应用效果最好的一种设计是应用隐式马尔可夫建模的低冗余序列译码软件。这种软件具有自动样本管理和自适应自学习智能，能够对低冗余拼音序列完成音节切分、语词切分和序列译码等自动化操作，在低内存容量和低CPU速度的资源条件下，也能够达到90％以上的译码正确率。马尔可夫信源模型的序列处理技术是一个专门的研究领域，本发明推荐这种技术的应用，但并不要求将这种技术作为必要的特定组成部分来配置。当然，中文输入软件自动化程度的高低对应用效果具有较大的直接影响。
本发明的具体应用方案分为两类，第一类为矩阵式小键盘方案，第二类为六角阵式小键盘方案，它们的实键键位排布、虚拟键扩充和使用方法各具特点。
在本发明的第一类具体应用方案中，只用同一行或同一列的相邻两个实键定义虚拟键和在其间标注键名。对于m(行)×n(列)＝mn个实键的小键盘，最多能定义2mn-(m+n)个虚拟键，构成具有最多3mn-(m+n)个键位的扩充键盘。
在此类具体应用方案中，数码键盘为固定电话、移动电话、掌上计算机、PDA等系统中广泛配置的至少有12个键位的小键盘，包含数码“1”～“0”10个数码键以及“*”、“#”2个控制键。以该12个键位为实键基础，扩充17个虚拟键，组成29键位的矩阵式扩充键盘，设置数码输入、中文输入和英文输入3种工作状态。其中，数码输入状态使用原来的12个实键及其定义；中文输入状态使用26个键位定义字母(全拼方式)或声韵母(双拼方式)，构成中文输入完备性的英文输入状态使用中文态下定义的26键位字母；所余另外3个实键及其组合用于定义功能操作。
在本发明的第二类具体应用方案中，在上述应用设备中的12键数码键盘的基础上，另外扩充1个实键，构成3列或3行分别为4键、5键、4键共13个键位的六角阵式扩充键盘。其中的任何3个相邻的键位均构成正三角形，每条边上扩充有1个虚拟键。整个阵列中扩充的虚拟键恰为26个，顺序定义为“A”～“Z”的26个字母键，加上“1”～“0”的10个数码键，共计36个字符键。这种键位例只需设置中英文两种输入状态，在两种输入状态下均无需转换即可直接输入数字。当输入内容全部为数码时，解释和控制采用原数码键盘的方案不变；当输入内容中包含有字母时，解释和控制即自动转换为中文或英文输入状态。将扩充的1个实键定义为空格(SP)键，加上原来的“*”键和“#”键，共有3个非字符键，将其定义为文字输入功能键。
需要说明的是，本来，对于有n个实键的键盘，取两键的组合数为(n，2)＝n*(n-1)/2。按照每两键扩充一个虚拟键的方法，最多可以扩充n*(n-1)/2个虚拟键。但考虑到小键盘操作的方便性以及虚拟键的键名标注空间的需要，本发明的具体应用方案舍弃了上述的绝大部分组合，而将虚拟键仅仅定义于几何位置上相邻的两个实键之间。这样，所有虚拟键的键名都可以标注在两个实键之间，只有极个别可以不标注键名也能记住的低频功能键属于例外。
为了使用户在使用扩充键盘时击键更准确，本发明的键盘在机械结构上还作一些小的改进。这些改进或设计要求是键盘实键的俯视图形可以是矩形、圆形或正六边形，其顶部应为中间下凹周沿略高的造形；键的大小、高度和间距尺寸应依据人的食指的尺寸分布进行恰当的选择，使键的最小对径加两倍最小键间距离大于较大手指的尺寸，使两键的周沿最高点之间的最小距离的最大值不大于较小手指尺寸的三分之一，以方便对实键和虚拟键进行单指操作(固定电话机可以除外)，两实键之间应留有能标注虚拟键名的空间。这些改进虽小，但非常重要，对发明方法的适用性有着关键性的影响。例如，键帽形状改为凹面、键间限制距离的改进，显然有利于对虚拟键进行准确的单指操作。现有小键盘的键帽一般都是凸面形状的，彼此距离也较大，要在这种键形下对设置的虚拟键进行单指并击操作，是难以保障其成功率的，而对袖珍型数码小键盘进行双指操作又是不方便或不可能的。
本发明设置3种输入状态的方法，是改造数码键盘、使其功能多样化却又同时使键位设置低冗余化的关键方法，这使设计数码和中文的完备输入功能成为可能。本发明“每相邻两键间设一虚拟键，以并击两键之法操作”的方法使扩充的虚拟键数足够多，可以达到实键数的1～2倍。虚拟键名标于两实键之间，就不需记忆实键的组合，操作起来一目了然。虚键不占实际位置，和实键交替排布，比起在实键之间增设实键能节省很多空间，键位更清晰明了，更容易定位，只需一个手指就可以进行字母或拼音的输入，充分地利用了袖珍键盘的几何空间。虚拟键技术增加了有效键数，这使得输入1个字母的击键次数降为1次，仅考虑这一因素，就可以使输入速度提高1倍。虽然引入虚拟键会增加由定位不准而产生的输入错误，但在改进按键的表面结构以后，就能减少这种错误的发生。由于去掉了多个字母复用一个键的情况，也就去掉了由按键次数的误差而产生的输入错误。
扩充键盘设置了完备的功能键集。14大功能操作复用为3个键上的8种单击或连击操作，都较简便，在键数如此少的键位上实现如此复杂的完备功能，记忆需求和效率损失的代价可以说是极小。实际上，对于移动电话上的文字输入来说，由于机器上通常都含有删除键和确认键，这种情况下可以省去“左删除”和“回车”这两个功能键。如果小键盘的实键数再稍有增多，连击复用的定义就可以改变，完全消除其不便性。此外，是否存在“恢复(Undo)”功能键并不影响功能操作的完备性，但是增设该键能有效地降低由于误操作而造成的损失，这种好处在中文输入时尤其能体现出来。
本发明的方法及其键盘方案具有不同于现有技术的实质性特点和显著的进步，在使用中能产生积极的效果。
本发明以数码键盘为基础，根据“每相邻两键间设一虚拟键，以并击两键之法操作，据以构成扩充键盘。在其上定义数码、字母及编辑操作”的发明思路和得以产生的技术特点，可以构成多种键位简明的键盘方案，在保留原来的数码输入功能的同时，构造了完备的中文输入功能，适合于进行连续的中文、符号和西文的混合输入。输入过程中，全拼方式下一键输入一字母，双拼方式下两键输入一个汉字，操作起来简易快捷。本发明在某些方面，例如易学性、易操作性等方面，其性能不亚于甚至可能超过大键盘。其完备的输入和编辑控制功能可以使数码、字母、汉字、符号的输入和编辑变得很方便。符号输入和编辑功能是很多现有技术方案没有解决的问题，用户往往会因为这些功能的缺乏而感到很痛苦。
击键次数的减少、额外的另类思维的消除、符合语文规范的自然思维的连续性的发挥，使本发明在手机、掌上机、PDA及电话座机等设备上输入短信、编辑文字的工作能顺利进行。
较之“一键多符”类和“中文拆笔画”类的现有技术，本发明的方法及其键位例将使用户输入文字的平均击键次数大为减少(50％以上)，并使输入过程的附加思维得以简化或消除，以便集中脑力于行文造句的思考，从而提高工作效率和工作质量。这一点特别重要，如前文所述，寻找和决定击几次键的附加思维，以及想好了句子及其用字又要逐字拆笔画、找键位输入的思维，是一种文字输入过程中的“另类”思维，非常有害，极可能干扰和破坏作文造句思维的自然性和连续性，使文字输入思维变得很乱、很累、很没效率，甚至无法进行。无数人的实践已经证明了这一点。本发明的键盘上标注的字符均为一键输入字符，而且完全符合文字规范，这就全部消除了上述另类思维的干扰，因而在降低劳动强度和提高效率方面可以取得明显的积极效果。
较之“手写输入”类的现有技术，本发明的方法及其键盘方案使用户能利用现有的小键盘直接输入文字，其速度要快1倍以上，在降低用户的劳动强度和减少其拥有成本方面具有非常明显的效果。
本发明综合考虑了数码、中西文输入的所有操作需求，设计了完备的键盘排布方案和功能键，并通过虚拟键技术有效地提高了小键盘上的输入效率，使得在数码键盘上高效地输入中文成为切实可行的技术。这种技术进步可以对相关技术和产业的发展产生重大的影响。如果经过实践证明，本发明具有普遍的实用意义，那么，不出几年，“短信传输”的通信方式就会在现有的无线移动通信网和固定电话网上普遍开花结果，并且将跃居电信业务的首位。再进一步，文字通信为主的电信网与互联网的融合，将开辟出许许多多现在还无法枚举的普算应用，从而对社会信息化进程产生巨大的促进作用。
下面结合附图对本发明的方法及其键盘方案作进一步的详细说明。
图1是兼容全拼方式中文完备输入的29键扩充键盘键位分布图(一)。
图2是兼容全拼方式中文完备输入的29键扩充键盘键位分布图(二)。
图3是兼容双拼方式中文完备输入的29键扩充键盘键位分布图。
图4是兼容全拼方式中文完备输入的39键扩充键盘键位分布图(一)。
图5是兼容全拼方式中文完备输入的39键扩充键盘键位分布图(二)。
图6是兼容全拼方式中文完备输入的39键扩充键盘键位分布图(三)。
图7是适合于单指并击的矩形键和正六边形键的键帽形状改进示意图。
参照图1，这是兼容全拼方式中文完备输入的29键扩充键盘键位分布图。在12键数码键盘上，共有12个实键和17个虚拟键，构成29键位的扩充键盘。26个拉丁字母顺序排布在扩充键盘上，底行的3个实键为功能键。部件1为一个实键，其左上角标的数字“6”为数码键盘键值，其定义在数码状态下生效；右下角标的字母“M”为扩充键盘中的键值，其定义在中西文状态下生效。部件2为一个虚键，其键值“X”为扩充键盘中的键值，标注在小键盘底板上实键“9”与“#”之间，在中西文输入状态下生效。并击“9”与“#”两键相当于击该虚键。部件3、4、5均为实键，其左上角所标符号为数码键盘中的键值，其余部分所标的符号为扩充键盘中的功能键键值单击部件3为左移光标，双击部件3为左删除，单击部件4为右移光标，双击部件4为恢复，单击部件5为输入一个空格，双击部件5为切换到符号输入状态，三击部件5为回车。其功能键操作定义如表1，编码码元为实键上的数码输入态下的键值(其余所有各表亦同此)。
表1 29键位扩充键盘功能键操作定义编码表
各功能操作的编码、编码定义及其所实现功能说明如下1)左删除、前翻页——快速双击“*”键无候选项时删除光标前一个字符(英文字符、中文字符、全拼方式下的字母、双拼方式下的声母或韵母)，光标前没有字符时空操作，有候选项显示时显示项向前翻页，翻到头后空操作；2)光标左移、前翻页——单击“*”键无候选项(候选词或符号)显示时左移光标一个字符，按住该键超过定时后以一定速率自动重复单击，移到头后空操作，有候选项显示时显示内容向前翻页，翻到头后空操作；3)光标右移、后翻页——单击“0”键无候选项显示时右移光标一个字符，按住该键超过定时后以一定速率自动重复单击，移到头后空操作，有候选项显示时显示内容向后翻页，翻到头后空操作；4)恢复、后翻页——快速双击“0”键无候选项显示时恢复前一次输入编辑状态(Undo)，前溯到头空操作，有候选项显示时显示项向后翻页，翻到头后空操作；5)中英数输入状态轮转——并击“*”和“#”键按照中文输入态(全拼或双拼方式之一种)、英文输入态、数码输入态、中文输入态的轮流转换的顺序跳转一个状态；6)空格、确认输入、全拼音节切分、中文分词——单击“#”键英文态下，无首选符号显示时输入一个半角空格，有首选符号时确认输入首选符号，同时关闭候选符号显示；中文态下，光标前无待处理拼音序列和首选词或首选符号显示时，输入一个全角空格；中文态下，光标前无待处理拼音序列但有首选词或首选符号显示时，确认输入首选词或首选符号，同时关闭候选词或候选符号显示；中文态下，光标前有待处理拼音序列且光标前一字符是该序列的末字母(全拼方式)时，对该序列进行音节切分处理，当光标前字母序列不构成音节时空操作，当构成音节时在最长音节后加半角空格切分出该音节(双拼方式下用二分频信号全自动切分音节，显示全拼形式音节，音节间加半角空格)；中文态下，光标前有待处理拼音序列且已自动或人工切分好音节因而光标前一字符为半角空格(全拼或双拼方式下)时，则强制分词，其操作是用译码首选词(或字)代替该词(或字)的音节序列，同时显示候选词；7)符号——双击“#”键首先执行6)所述操作，然后分别调出英文或中文符号(包括标点、序号、数学符号、图形、科技符号、希腊字母、日文假名、俄文字母、表格线等)，这些符号种类按使用频度降序排列，每一种符号内部亦按降频序排列(字母按自然顺序排列)，同一种类符号中的最高频字符直接显示在编辑行，其余符号分页显示为候选项页，下次调用符号时，前次调用种类优先显示；8)回车——三击“#”键中英文态下，若无6)和7)所述处理任务直接回车换行，英文态下光标前有首选符号则确认输入该符号，中文态下光标前有拼音序列，或有首选词，或有首选符号，则执行6)和7)的操作，切分音节，然后切分语词，输入首选词或首选符号，全部完成后回车换行；9)选择输入——单击“1”～“9”键中之一键候选行有候选项显示时，单击“1”～“9”键中之一键，选择输入对应的候选项。
图1所示的29键位扩充键盘的数码、全拼方式中文完备输入的字母编码方案如表2。
表2 29键位扩充键盘兼容全拼方式中文完备输入的字母编码表(一)
参照图2，这是兼容全拼方式中文完备输入的29键扩充键盘的另一种键位分布图。其中26个拉丁字母的键位依据中文全拼方式输入的统计规律作了调整，从而更利于中文输入。
在这种键位例中，字母的排布规律是兼顾字母顺序和拼合统计规律两个原则规划的，前者照顾初学者循规律找键位，后者则主要是照顾熟练者的操作方便性，提高其速度和效率。实现第一个规则的办法是在一个矩阵平面上照顾字母顺序排布，将26个字母分为ABCDE、FGH、IJK、LMN、OPQ、RST、UVW、XYZ共计顺序的8组，按照一定的路线和区域排布在键盘上，一目了然，容易熟悉和记住。按这种方法处理的目的，主要是为了在其中实现第二个规则，那就是考虑统计规律，实现易操作性、方便性和高速高效性。从图中可以看到，既构成单韵母、又是复合韵母的首字母的A、E、I、O、U这5个高频的元音字母，以及既构成声母、又代表复合韵母组成音素的N、G和参与组成舌后音声母的H这3个极高频的辅音字母，共计8个特殊字母，被全部排在单击的实键上。而an、ai、ao、en、er、in、ou、ue、un、uo、ang、eng、ing、iang、uang，以及ch、sh、zh等这样的字母组合的位置都是好找好记的，并且，它们的组成字母间的距离和方向均是方便操作的和有利于提高速度的，等等。可见，这是一个特别适合于提高全拼输入方式的工作效率、方便用户的中文输入键位方案。这个方案对于输入英文的效率也几乎没有什么牺牲，对于初学者，循其排布路径，也是容易找到的。
图2对应的功能键操作定义仍如表1，其字母编码如表3。
表3 29键位扩充键盘兼容全拼方式中文完备输入的字母编码表(二)
参照图3，这是兼容双拼方式中文完备输入的29键扩充键盘键位分布图。其中，26个字母顺序排列，功能键集中于底行。这是一个按字母顺序、按所有音节拼合中声母无交集之韵母共键规则、按韵母主要类型分类、按多字符韵母与其首字母键位就近定义原则、按声韵母使用频度等多规则统一规划得出的数码、中文双拼完备输入扩充键盘的声韵母编码方案。该键位方案是研究了大量的统计资料以后设计出来的，A、E、I、U等高频单韵母被照顾到了实键上，其余韵母的位置兼顾了好找和注意使用频度的原则。高频声母zh、ch、sh也安排到了极为方便的实键位置上。
图3与图1表面上的区别在于它标注了韵母键位，实际上标注的是兼容英文字母输入的双拼键位。如果产品被设计成可由用户按需求来自定义双拼键位，则需要增加相关的软件支持。是否增加这样的软件不影响本发明的实施。
图3对应的功能键操作定义仍如表1，其拉丁字母编码、声母、韵母编码如表4。
表4 29键位扩充键盘兼容双拼方式中文完备输入的字母和声韵母编码表
参照图4，这是一种兼容全拼方式中文完备输入的六角阵式39键扩充键盘键位分布方案。其中的任何相邻的3个实键均构成等边三角形，每条边上定义一个虚拟键，共有26个虚拟键。26个拉丁字母排在虚键上，10个数码排在实键上，功能键集中于底部。
这种键盘是由标准数码键盘经过上提中间一列并在下面增加一个实键的办法得到的数码键盘方案，其增加的虚拟键数为26。这种键位例只需设置中西文两种输入状态，在两种输入状态下均无需转换即可直接输入数字。当输入内容全部为数码时，解释和控制采用原数码键盘的方案不变；当输入内容中包含有字母时，解释和控制即自动转换为中文或西文输入状态。扩充的1个实键定义为空格(SP)键，加上原来的“*”键和“#”键，共有3个非字符键，均作为功能键定义。
图4对应的功能键操作定义如表5，其字母编码如表6。
表5 39键位扩充键盘功能键操作定义编码表
表中各功能键的编码操作定义及其所实现功能说明同表1，(SP)2、(SP)3表示双击、三击该键，表6 39键位扩充键盘兼容全拼方式中文完备输入的字母编码表(一)
参照图5，这是一种兼容全拼方式中文完备输入的六角阵式39键扩充键盘键位分布方案。其中的任何相邻的3个实键均构成等边三角形，每条边上定义一个虚拟键，共有26个虚拟键。26个拉丁字母排在虚键上，10个数码排在实键上，功能键集中于底部。与图5不同的是，其字母的顺序排列方式与图4方案略有区别。
图5对应的功能键操作定义仍如表5，其拉丁字母编码如表7。
表7 39键位扩充键盘兼容全拼方式中文完备输入的字母编码表(二)
参照图6，这是另一种兼容全拼方式中文完备输入的六角阵式39键扩充键盘键位分布方案。它是将图4、图5中的小键盘改成横向设计后的方案，实键和虚键的排布也跟着作了相应调整。26个拉丁字母排在虚键上，10个数码排在实键上，功能键集中于右侧。
在这个方案中，将12键位数码键盘扩充1个实键，构成3行分别为4键、5键、4键共13个键位的六角阵式扩充键盘。其中任何3个相邻的键位均构成正三角形，每条边上扩充1个虚拟键。整个阵列中扩充的虚拟键恰为26个，顺序定义为“A”～“Z”的26个字母键，加上“1”～“0”的10个数码键，共计36个字符键。这种键位例只需设置中英文两种输入状态，在两种输入状态下均无需转换即可直接输入数字。当输入内容全部为数码时，解释和控制采用原数码键盘的方案不变；当输入内容中包含有字母时，解释和控制即自动转换为中文或英文输入状态。扩充的1个实键定义为空格(SP)键，加上原来的“*”键和“#”键，共有3个非字符键，将其定义为文字输入功能操作键。其功能操作定义编码仍如表5，字母编码方案如表8。
表8 39键位扩充键盘兼容全拼方式中文完备输入的字母编码表(三)
参照图7，这是一种适合于单指并击的矩形键和正六边形键的键帽形状改进示意图。左边是方形按键的设计，右边是正六边形按键的设计。在这种设计中，其顶部为中间下凹周沿略高的造形。这种改进的目的在于保障发明方法的适用性，具体说来是为了对虚拟键进行准确的单指操作。
权利要求
1.数码键盘中文输入方法及其键位例，适合于在配有该种键盘的固定电话、移动电话(手机)、掌上计算机、PDA(个人数字助理)等系统中进行数码和中文兼容输入，以扩展这些设备的功能和应用范围，或者构建新的应用系统和应用方式，其特征是在数码键盘中扩充足够数量的虚拟键，每一个虚拟键均定义为两个相邻实键的组合，其间标有虚拟键键名，并击两相邻实键等价于击一次其间的虚拟键，实键与虚拟键组成扩充键盘，在扩充键盘上统一规划和定义具有完备性的数码、字母(或声韵母)及功能键布设和操作方案，其中功能操作的简约性扩充通过在特定实键上的单击或连击操作来实现，修改相应键盘定义软件，认可相邻实键并击采样信号并发送其键值，认可特定实键连击信号并发送其键值，实现扩充键盘的全部字符和功能操作的键值传送，配置中文输入软件，构成兼具数码和中文输入功能的设备；
2.权利要求1所述的方法及其键位例，其特征是设置数码和中文及英文3种输入状态，数码0～9以及*、#键定义在实键上，其分布同现有技术应用惯例，该定义在数码输入状态下生效，字母(汉语拼音字母或声韵母)键定义在实键或虚拟键上，该定义在中文和英文输入状态下生效，并分别解释为汉语拼音字母(或声韵母)和英文字母，中文输入软件具备常规转换功能或具备马尔可夫序列译码功能，对汉语拼音字母(或声韵母)序列进行人机交互的主要依赖人工修改字词错误的译码转换、或主要依赖自动化智能的低冗余序列译码转换处理，将其译成中文，英文状态的设置目的是使中文输入功能在能够连续输入汉字和所有全角GB符号的基础上，具备间或和连续输入半角英文字母和全部ASCII符号的完备性；
3.权利要求1或2所述的方法及其键位例，其特征是将数码和中英文输入状态切换、输入编辑、中英文符号输入、中文输入状态下的重码选择输入等各类各种操作归并为一个具有完备性的最简功能操作集，选定3个方便操作的特定实键作为功能操作键，其中，高频功能操作由单击功能操作键实现，次高频功能操作由双击功能操作键实现，低频功能操作由三击功能操作键或者并击两个功能操作键实现(在软件菜单支持的情况下仍然可以作为并行的热捷键保留)，这些定义在各功能操作可能发生的状态下生效；
4.权利要求1或2或3所述的方法及其键位例，其特征是扩充键盘的排布方案按下列优先顺序描述的原则进行规划1)字母键按字母顺序排布，2)将高频字母调整到就近的实键或者操作相对方便的虚拟键上，3)考虑字母序列的相关特性，将相续连接概率大的字母调整到运动路径最短和最方便的相邻或相近的键位上，4)将功能键定义在方便操作的边沿(例如下排或右侧)键位上，将最高频功能键定义在转角(例如右下角)健位上，5)全拼输入方式下的字母键的排布方案根据全拼字母序列的统计规律进行调整，但仍大体遵循字母顺序，6)双拼输入方式下的声韵母键的排布方案根据声韵母序列的统计规律进行专门设计，设计中注意使单字符声韵母键位遵循字母顺序，使高频声韵母尽可能安排在实键上，使同一字母开头的韵母安排在其首字母键的附近键位上；
5.权利要求1或2或3或4所述的方法及其键位例，其特征是数码键盘为固定电话、移动电话、掌上计算机、PDA等系统中广泛配置的至少有12个键位的小键盘，以该12个键位为实键基础，扩充17个虚拟键，组成29键位的矩阵式扩充键盘，设置数码输入、中文输入和英文输入3种工作状态，其中，数码输入状态使用原来的12个实键及其定义，中文输入态使用26个键位定义字母(全拼方式)或声韵母(双拼方式)，构成中文输入完备性的英文输入态使用中文态下用26个键位定义的字母，所余另外3个实键及其组合用于定义功能操作；
6.权利要求5所述的方法及其键位例，其特征是功能键操作定义如表1，表1 29键位扩充键盘功能键操作定义编码表
各功能操作的编码、编码定义及其所实现功能说明如下1)左删除、前翻页——快速双击“*”键无候选项时删除光标前一个字符(英文字符、中文字符、全拼方式下的字母、双拼方式下的声母或韵母)，光标前没有字符时空操作，有候选项显示时显示项向前翻页，翻到头后空操作，2)光标左移、前翻页——单击“*”键无候选项(候选词或符号)显示时左移光标一个字符，按住该键超过定时后以一定速率自动重复单击，移到头后空操作，有候选项显示时显示内容向前翻页，翻到头后空操作，3)光标右移、后翻页——单击“0”键无候选项显示时右移光标一个字符，按住该键超过定时后以一定速率自动重复单击，移到头后空操作，有候选项显示时显示内容向后翻页，翻到头后空操作，4)恢复、后翻页——快速双击“0”键无候选项显示时恢复前一次输入编辑状态(Undo)，前溯到头空操作，有候选项显示时显示项向后翻页，翻到头后空操作，5)中英数输入状态轮转——并击“*”和“#”键按照中文输入态(全拼或双拼方式之一种)、英文输入态、数码输入态、中文输入态的轮流转换的顺序跳转一个状态；6)空格、确认输入、全拼音节切分、中文分词——单击“#”键英文态下，无首选符号显示时输入一个半角空格，有首选符号时确认输入首选符号，同时关闭候选符号显示，中文态下，光标前无待处理拼音序列和首选词或首选符号显示时，输入一个全角空格，中文态下，光标前无待处理拼音序列但有首选词或首选符号显示时，确认输入首选词或首选符号，同时关闭候选词或候选符号显示，中文态下，光标前有待处理拼音序列且光标前一字符是该序列的末字母(全拼方式)时，对该序列进行音节切分处理，当光标前字母序列不构成音节时空操作，当构成音节时在最长音节后加半角空格切分出该音节(双拼方式下用二分频信号全自动切分音节，显示全拼形式音节，音节间加半角空格)，中文态下，光标前有待处理拼音序列且已自动或人工切分好音节因而光标前一字符为半角空格(全拼或双拼方式下)时，则强制分词，其操作是用译码首选词(或字)代替该词(或字)的音节序列，同时显示候选词，7)符号——双击“#”键首先执行6)所述操作，然后分别调出英文ASCII符号或中文GB符号(包括标点、序号、数学符号、图形、科技符号、希腊字母、日文假名、俄文字母、表格线等)，这些符号种类按使用频度降序排列，每一种符号内部亦按降频序排列(字母按自然顺序排列)，同一种类符号中的最高频字符直接显示在编辑行，其余符号按降频序分页显示为候选项页，下次调用符号时，前次调用种类优先显示，8)回车——三击“#”键中英文态下，若无6)和7)所述处理任务直接回车换行，英文态下光标前有首选符号则确认输入该符号，中文态下光标前有拼音序列，或有首选词，或有首选符号，则执行6)和7)的操作，切分音节，然后切分语词，输入首选词或首选符号，全部完成后回车换行，9)选择输入——单击“1”～“9”键中之一键；候选行有候选项显示时，单击“1”～“9”键中之一键，选择输入对应的候选项；
7.权利要求5或6所述的方法及其键位例，其特征是数码、全拼方式中文完备输入扩充键盘中的字母编码方案如表2，表2 29键位扩充键盘兼容全拼方式中文完备输入的字母编码表(一)
8.权利要求5或6所述的方法及其键位例，其特征是数码、全拼方式中文完备输入扩充键盘中的字母编码方案如表3；表3 29键位扩充键盘兼容全拼方式中文完备输入的字母编码表(二)
9.权利要求5或6所述的方法及其键位例，其特征是按字母顺序、按所有音节拼合规律中声母无交集之韵母共键规则、按韵母主要类型分类、按多字符韵母与其首字母键位就近定义原则、按声韵母使用频度统一规划，得出数码、双拼方式中文完备输入扩充键盘中的字母、声韵母编码方案如表4；表4 29键位扩充键盘兼容双拼方式中文完备输入的字母和声韵母编码表
10.权利要求1或2或3或4所述的方法及其键位例，其特征是数码小键盘为固定电话、掌上计算机、PDA等系统中广泛配置的至少有12个键位的小键盘，另外扩充1个实键，构成3列分别为4键、5键、4键共13个键位的六角阵式扩充键盘，其中的任何3个相邻的键位均构成正三角形，每条边上扩充1个虚拟键，整个阵列中扩充的虚拟键恰为26个，顺序定义为“A”～“Z”的26个字母键，加上“1”～“0”的10个数码键，共计36个字符键，这种键位例只需设置中英文两种输入状态，在两种输入状态下均无需转换即可直接输入数字，当输入内容全部为数码时，解释和控制采用原数码键盘的方案不变，当输入内容中包含有字母时，解释和控制即自动转换为中文或英文输入状态，将扩充的1个实键定义为空格(SP)键，加上原来的“*”键和“#”键，共有3个非字符键，将其定义为文字输入功能键，其功能操作定义编码如表5，这种键位例的字母的一种编码方案如表6；表5 39键位扩充键盘功能键操作定义编码表
表中各功能键的编码操作定义及其所实现功能说明同表1，(SP)2、(SP)3表示双击、三击该键表6 39键位扩充键盘兼容全拼方式中文完备输入的字母编码表(一)
11.权利要求10所述的方法及其键位例，其特征是其字母的编码方案如表7；表7 39键位扩充键盘兼容全拼方式中文完备输入的字母编码表(二)
12.权利要求1或2或3或4所述的方法及其键位例，其特征是将12键位数码小键盘扩充1个实键，构成3行分别为4键、5键、4键共13个键位的六角阵式扩充键盘，其中任何3个相邻的键位均构成正三角形，每条边上扩充1个虚拟键，整个阵列中扩充的虚拟键恰为26个，顺序定义为“A”～“Z”的26个字母键，加上“1”～“0”的10个数码键，共计36个字符键，这种键位例只需设置中英文两种输入状态，在两种输入状态下均无需转换即可直接输入数字，当输入内容全部为数码时，解释和控制采用原数码键盘的方案不变，当输入内容中包含有字母时，解释和控制即自动转换为中文或英文输入状态，扩充的1个实键定义为空格(SP)键，加上原来的“*”键和“#”键，共有3个非字符键，将其定义为文字输入功能操作键，其功能操作定义编码如表5，字母编码方案如表8。表8 39键位扩充键盘兼容全拼方式中文完备输入的字母编码表全文摘要
数码键盘中文输入方法及其键位例,用于手机、掌上机、PDA及电话座机等设备输入短信,编辑文字。中文输入是传统电信融入互联网和开辟普算应用的难题之一。本发明在数码键盘相邻键间设虚拟键,以并击两键之法操作,据以构成12键矩阵式或13键六角阵式的29键或39键扩充键盘。在其上定义输入状态、码元位及编辑操作,配以键位定义和中文译码软件,即兼具数码和中文输入功能。其键位完备简明,一键一字母,双拼两键一字,简易快捷。
文档编号G06F3/023GK1367420SQ0210633
公开日2002年9月4日 申请日期2002年2月23日 优先权日2002年2月23日
发明者蒋子刚, 蒋弘山 申请人:蒋子刚, 蒋弘山