非接触式输入字符的方法和设备的制作方法

专利名称：非接触式输入字符的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及字符输入领域，尤其涉及非接触式输入字符的方法、设备和系统。
背景技术
在传统的字符输入领域，普遍存在多种类型的输入装置用于在计算系统中执行 操作，例如按钮或键、鼠标、触摸传感器面板、触摸屏等。尤其，触摸屏由于其操作的 简单性和通用性以及越来越低的价格而正变得日益流行。通常，触摸屏可以允许用户通 过使用手指或指示笔简单地触摸显示屏来进行选择和移动光标。触摸屏可以识别触摸 以及触摸在显示屏上的位置，并且计算系统可以解释触摸，并然后基于触摸事件执行动 作。但是，现有技术中采用的对手写的文字、符号的识别系统是解读在压感式的板上描 绘的笔记，或者解读用计算机的鼠标描绘的笔记的系统，不能对非接触式描绘的文字、 符号进行输入和处理。
在现有技术中，例如在園田智也于2001年2月观日提交的公开号为特开 2002-259046、标题为“空中^手描t 文字·記号入力^^〒^”的日本专利申请 中描述了一种字符输入系统，其中公开了在空中用手描画的文字(英文、数字)、记号输 入系统中，用动态拍摄用照相机取得影像框，同时用送话器取得声音、音响，将取得的 该影像框通过无线、有线电缆发送到计算机，由该计算机对该影像框和该声音、音响信 号进行解析处理。但是在输入开始信号的取得中，是通过假想触摸板型的输入系统和特 定的声音、音响来实施，而并非完全非接触式输入字符。该申请文件的全部内容通过引 用结合于此。
另外，为了给人们提供一种方便、高效的汉字输入方式，现有技术中已经发展 了很多的技术。参见由申请人于2007年12月14日提交的申请号为CN200710160980.1、 标题为“根据用户输入来确定汉字的方法及相应的输入设备”的中国专利申请。其中 公开了汉字输入系统接收用户输入的一个汉字的结构信息(表示该汉字的结构，如半包 围、独体字等)，并优选地将用户输入的该汉字的笔画信息与所述结构信息相结合，从而 为用户提供备选汉字。更优选地，用户输入的该汉字的笔画满足预定规则，如对于笔画 数大于四的汉字，输入该汉字的前两画和后两画。并且其中的五维结形汉字输入法是根 据汉字的结构，将汉字分为独体字、左右结构(包括左中右结构)汉字、上下结构(包 括上中下结构)汉字、半包围结构汉字和全包围结构汉字，每种结构与一输入键一一对 应。在输入汉字的时候，首先输入汉字的结构信息。其次，根据汉字的笔画特征，将笔 画分为五类从左到右(一)横(包括“提”)；从上到下(丨)竖；从右上到坐 下(j )撇；从左上到右下(、)点(包括“捺”)；带转折的笔画(乙)折(包 括“弯钩”)；每种笔画与一输入键一一对应。从而在输入汉字的结构信息后，依次输 入汉字的笔画来完成汉字的输入。该申请文件的全部内容通过引用结合于此。
另夕卜，参见由申请人于2008年7月16日提交的申请号为CN200810133642.3、标 题为“利用按键输入字符集中的字符的方法、键盘及信息处理装置”的中国专利申请，其中公开了将所述字符集中的字符全部分配给所述按键，所述按键中的至少一个按键分 配有字符集中的多个字符；区分分配给所述至少一个按键的字符；其中选择字符集中区 分出来的字符的组合产生期望的完整字符，由此减少字符输入中需要的按键数，减小键 盘体积。该专利申请的全部内容通过引用结合于此。
现有技术中均没有给出在整个输入字符的过程中完全非接触式输入字符的方 法。然而，随着字符输入技术的发展，在很多场所都需要非接触式输入字符，而不提供 任何按键。可见传统的利用按键或者触摸输入字符的方法已经无法适应。发明内容
本发明通过实时捕获、检测用户的手势、或者类似于手势的手势物或者手/手 持物的动作，将其转变成输入信号并提供给显示装置，实现非接触式的字符输入，解决 了上述问题。
本发明的一个目的是适应现代字符输入技术的需要，实现非接触式输入字符。
依照一个实施例，本发明提供了一种非接触式输入字符的提示方法，所述方法 包括以下步骤非接触式获取输入并在显示装置上显示为光标；以及将光标移到输入区 域中，其中输入区域以不同颜色表示不同的输入状态。
依照一个实施例，本发明提供了一种应用扇区分割法来识别输入的方法，包括 图像预处理、手势建模、特征提取、参数估计、手势识别与匹配和产生控制命令，所述 方法还包括以下步骤根据用户的输入，在微处理器的控制下应用该扇区分割法而识别 出输入。
依照一个实施例，本发明提供了一种非接触式输入字符的方法，所述方法包括 以下步骤非接触式输入信息；处理装置处理该信息并将处理后的信息传送给输出端 口 ；以及显示相应的字符。
依照一个实施例，本发明提供了一种信息处理设备，使用上述限定的方法。
依照一个实施例，本发明提供了一种信息处理设备，包括获取装置，用于非 接触式获取输入的信息；处理装置，用于处理该信息并将处理后的信息传送给输出端 口 ；以及显示装置，用于显示字符。
依照一个实施例，本发明提供了一种信息处理系统，包括如上述限定的信息处理设备。
根据本发明的方框提示法，解决了非接触输入字符时各输入阶段划分的难题。 根据本发明的扇区分割法，解决了不同动作和手势代表不同含义的难题。并且本发明能 够实时显示输入信息而更有利于用户快捷正确的完成输入。在本文中以汉字输入为例， 结合五维结形汉字输入法而综合描述了以上各种方法，同时还例举了英文和特殊字符的 输入。
由于本发明实现了不采用任何按键地输入字符，因此能够远程操作并有效、迅 速地得到输入和获得期望的字符。
本发明的非接触式字符输入设备能够安装在带有照相机或者摄像机的计算机、 移动计算机终端机上，或者集成在机器人中，可以将文字、符号传递给机器人，扩展人 和机器人的通信的手段。
本发明的非接触式字符输入方法和装置能够在游戏、金融等领域中使用，并且 能够通过使用红外线灯，即使在夜间也可以进行输入操作，由此腿脚不便的老人、病人 和聋哑人通过非接触式输入字符，就可以进行输入操作。
本发明还可以在大屏幕上进行文本的编辑、浏览文档时的关键字输入、网络搜 索关键字的输入、网址的输入等字符输入功能，无需按键等相关装置，实现远距离无接 触输入。


在下面对优选实施例的描述中参考附图，在附图中以示例性的方式示出了其中 可以实施本发明的特定实施例。应该理解，在不背离本发明的实施例的范围的情况下， 可以使用其他实施例，并可以对结构进行改变。在附图中
图1示出了根据本发明一个实施例的人机交互系统示意图2示出了根据本发明一个实施例的信息处理设备的方块图3a示出了根据本发明一个实施例的区分手势的扇区分割图3b示出了根据本发明一个实施例的区分轨迹的扇区分割图4示出了根据本发明一个实施例的非接触式输入字符的方法的流程图分别示出了根据本发明一个实施例的手势示意图6a_6c分别示出了根据本发明一个实施例的手势示意图；和
图7a-7e分别示出了根据本发明一个实施例的轨迹示意图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明一个实施例的人机交互系统示意图。该人机交互系统至 少包括获取装置(例如，摄像头101)和诸如监视器102的显示装置，摄像头101可以集成 在显示装置上。显示装置上显示有诸如虚拟手图标103(或者光标)和输入区域104。具 体而言，在该人机交互系统中，从用户到显示装置的显示屏幕之间的空间被称之为虚拟 屏幕空间107，用户的移动和操作与屏幕上的点产生映射，因此用户在虚拟屏幕空间107 移动和操作，相当于直接在屏幕上的移动和操作，例如显示装置上显示的移动方向106 对应于用户在虚拟空间的移动方向105。
为了划分例如移动和操作的输入的各个阶段，本发明提供了方框提示法。显 示装置上显示的输入区域104例示为一个方框区域，该方框区域接受用户的输入，例如 手势、类似手势的手势物或者动作、轨迹。当用户将虚拟手移至方框内时，虚拟手图标 103发生相应变化，例如闪烁一下或者三下或者变成特定光标，提示用户已进入输入区域 104。方框可以通过三种颜色(例如，黄、绿、红)来表示不同的输入状态，即黄色表示 准备接受输入，绿色表示正在接受输入，和红色表示确认输入。其中该方框优选为米字 型方框，以给用户提供一定的提示和引导。
该方框提示法的具体操作流程为首先，当方框为黄色时，用户可以将虚拟手 移至方框内等待输入，虚拟手在方框内停留了第一时间Tl(例如，0.5秒)时间时，方框 的颜色从黄色转变为绿色，此时表示可以接受输入；若虚拟手在方框内停留的时间少于 第一时间Tl (例如，0.5秒)，方框始终保持黄色，状态停留在准备接受用户输入。其次，当方框为绿色时，用户可以通过手势或者动作(轨迹)输入信息。保持手势或者在 动作停止位置停留时间第二时间T2(例如，1秒)，确认输入；若在第二时间Τ2(例如， 1秒)时间内将虚拟手移出方框，则表示放弃此次输入，方框变成黄色，即返回准备接受 输入状态。最后，当系统确认了用户此次输入，方框将从绿色变成红色表示确认输入完 毕。第三时间Τ3(例如，0.5秒)时间后，方框从红色自动转变为黄色而为下一次输入做 好准备。本领域技术人员可以理解第一、第二和第三时间包括但不限于上述数值，而颜 色也不限于黄、绿、红三种颜色，可以采用其他的方法结合GUI技术进行设计和更改。
图2示出了根据本发明一个实施例的信息处理设备的方块图。该信息处理设备 包括设有例如摄像头101的获取装置201，用于非接触式获取输入的信息，其中摄像 头101既可以固化在显示装置211上也可以是即插即用类型，并且所采用的图像传感器 可以是CCD或者CMOS;处理装置，处理输入的信息并将处理后的信息传送给输出端口 210，该信息包括手势或者轨迹，和显示装置211，用于显示字符。
其中对于每一次输入，位于信息处理设备中的分析单元205根据输入的信息判 断是手势输入还是轨迹输入，并采用下文提到的扇区分割法获得输入所代表的信号(或 者信号量)而将其发送给微处理器212。并且对于每一次输入，获取装置201(例如，摄 像头)捕获在输入区域104内用户的动作或者手势，生成图像，并通过输入端口 202存入 输入缓冲区204中。在微处理器(CPU) 212的控制下，图像处理单元203从输入缓冲区 204中读出数据并根据图像处理流程和算法将原始图像处理成符合要求的图像。分析单元 205包括分析模块206、比较模块207和存储器208，并根据图像处理单元203处理好的 图像判断出是动作(轨迹)输入还是手势输入。如果判断为动作输入，分析单元205将 轨迹代表的信号发送给微处理器；如果判断为手势输入，分析单元205将调用比较模块 207以将该手势与存储器208存储的数据库中的手势进行比较，并将手势代表的信号发送 给微处理器212。微处理器212根据获得的信号检索存储器208存储的数据库并将信号代 表的字符信息通过显示端口显示在显示装置211上。具体而言，若是动作输入，分析模 块206将动作图像帧送入输出缓冲区209通过输出端口 210在显示装置211上同步显示， 在动作(轨迹)结束时根据动作的连续图像帧分析出动作的含义并将动作代表的信号发送 给微处理器212 ；若是手势输入，分析单元205将调用比较模块207以和存储器208存储 的手势数据库中的手势进行一一比较，获得手势的含义并将动作代表的信号发送给微处 理器212。微处理器212根据获得的信号来检索存储器208存储的数据库并将信号代表的 字符信息显示在显示装置211上。
其中，上述装置的全部或者部分可以集成在任何一种信息处理系统中。
在用户输入过程中，系统会将用户输入信息同步在大屏幕上显示。若用户输入 的是手势，则将手势代表的输入信息显示在大屏幕上；若用户输入的是动作，则显示动 作的轨迹。
为了表示不同动作和手势代表的含义的信号，提出了一种扇区分割法。扇区分 割法，顾名思义假设虚拟输入区域为圆形(或者其他形状)区域，将圆形区域分割成不 同扇区，用户的动作输入落在不同的单个扇区或者几个扇区的组合都将表示输入不同的 信息。圆形区域和显示装置211上显示的方框区域并不是完全重合，该圆形区域大小根 据用户输入的动作或者手势自动调节大小，扇区分割法为分析用户输入提供计算依据。
本发明的扇区分割法包括图像预处理、手势建模、特征提取、参数估计、手势 识别与匹配和产生控制命令等。具体地，对手势及动作的识别一般采用以下步骤，该方 法已经成熟并被广泛应用
(1)图像预处理，包括a)转化为灰度图；b)图像的平滑(模板平滑)；C)图 像的锐化(微分法，高通滤波法)；d)图像的二值化下面举例说明中文汉字、英文、数字 和特殊字符的输入。
( 手势建模实现自然的人机交互，建立了一个有效的手势模型，详细定义 了各种手势及动作的含义。
C3)特征提取，包括a)边缘测定即绘制出手的轮廓，然后计算出手的长轴 和短轴，以便确定手势的确切方向；b)指尖特征提取采用多尺度模型，以通过检测不 同尺度的搜索样板，来检测手的不同部分的位置。具体来说，要检测用户手掌掌心的位 置则采用与用户手掌大小相当的样板进行搜索匹配，得到的最佳匹配点就是用户手掌掌 心所在的位置。要检测用户指尖的位置则采用同用户指尖大小相当的样板进行搜索匹 配，这样得到的若干满足要求的点就是指尖的位置，同时也得到了指尖的数量。要检测 用户的手指的位置和角度则采用与用户手指尺寸相当的样板进行搜索匹配，得到的若干 满足要求的点就是手指的位置，同时可以得到手指的数量及每个手指的角度。在得到了 掌心、指尖和手指的参数以后，可以根据特定的识别规则得出手势识别的结果；C)基于 轮廓的局部特征，包括指尖和指根整体特征和局部特征构成一个特征向量用于识别和跟 踪手势。
(4)参数估计。
(5)手势识别与匹配。
(6)结果输出根据识别的结果产生控制命令。
如图2所示，在分析单元205根据输入的信息判断是手势输入还是轨迹输入之 后，分析单元205还需要采用扇区分割法来判断出输入的手势和轨迹所代表的信号，该 扇区分割方法的优点是允许用户有一定的输入误差。从而，在微处理器(CPU) 212的控 制下，当分析单元206解析用户输入的手势和动作时应用扇区分割法可得出用户输入的 含义。
图3a示出了根据本发明一个实施例的区分手势的扇区分割图，其中在区分输入 的手势时采用该扇区分割法来判断输入的手势。在图3a中，区域1为手势301，区域2为 手势302，区域3为手势303，区域4为手势304。当输入为手势时，分析单元205根据 边缘测定方法判断该手势是否为握拳；若不为握拳，则通过计算出手势的长轴和短轴来 确定手势的方向，并被投影在与显示装置平行的平面内成投影线，当投影线落在[45°， 135° )区间，为向上手势；当投影线落在[135°，225° )区间，为向左手势；当投影 线落在[225°，315° )区间，为向下手势；以及当投影线落在卜45°，45° )区间，为 向右手势。
图3b示出了根据本发明一个实施例的区分轨迹的扇区分割图，其中在区分输入 的笔画时采用该扇区分割法来判断输入的笔画。在图3b中区域301’为竖，区域302’ 为撇，区域303’为横或者提，区域304’为点或者捺，跨区域为折。当输入为轨迹时， 将输入的轨迹投影到与显示装置平行的平面坐标系内；根据轨迹是否有拐点来判断该轨迹是否为折或者弯钩；并且若不为折或者弯钩，则通过计算输入的终点坐标相对于起点 坐标在平面坐标系X和Y方向上的偏移，来确定输入的信号，进一步包括对Ay/Δχ 的值取反正切，得出终点与起点连线相对于X轴的夹角，或者对Δχ/Ay的值取反正切， 得出终点与起点连线相对于Y轴的夹角，其中Ay表示对终点坐标y和起点坐标y的相 对偏移的绝对值，Δχ表示对终点坐标X和起点坐标X的相对偏移的绝对值，当该夹角在
区间，判断为竖；当该 夹角在[30°，60° )区间，并且终点的χ坐标值大于起点的χ坐标值，判断为点或者捺； 以及当该夹角在[30°，60° )区间，并且终点的χ坐标值小于起点的χ坐标值，判断为 撇。
图4示出了根据本发明一个实施例的非接触式输入字符的方法的流程图。其 中，用户可以通过非接触式输入手势或者轨迹来输入各种字符，包括但不限于中文、英 文、数字和特殊字符等。并且在该方法使用的过程中，是在一次输入被确认输入之后， 再进行下一次输入。
参照图4，该输入字符的流程在方框401开始。然后进入方框402以检测是否 获取输入并显示为光标，如果为“是”，进入方框403，判断光标是否移动到输入区域； 如果为“否”，返回到上一步骤以重新输入。在方框403中判断光标是否移动到输入区 域，如果为“是”，则进入方框404以选择字符的类型；如果为“否”，则返回到上一 步骤以继续判断。
当选择输入中文时，在方框405输入汉字结构，然后进入方框406，显示输入的 汉字结构。接着进入方框407，判断是否确认输入，如果为“否”，则返回方框405，以 进行下一输入；如果为“是”，则确认完成了此次汉字结构输入。接着进入方框408， 判断是否结束输入，如果发现所需字符已在备选字符框中，则为“是”可结束输入，接 着进入方框415，选择相应的汉字；如果为“否”，则进入方框409，开始输入汉字笔 画。然后进入方框410，显示输入的笔画，接着进入方框411，判断是否确认输入，如果 为“否”，则返回方框409，以进行下一输入；如果为“是”，则确认完成了此次笔画 输入。接着进入方框412，显示备选汉字。接着进入方框413，判断目标汉字是否在备 选中，如果为“否”，则接着返回方框409，，以进行下一输入；如果为“是”，则进 入方框414结束输入，接着进入方框415来选择相应的汉字。最后进入方框416，完成输 入。
当选择输入英文时，在方框425输入英文字符所在的范围，然后进入方框426， 显示输入的英文字符的范围。接着进入方框427，判断是否确认输入，如果为“否”， 则返回方框425;如果为“是”，则确认完成了此次英文字符的范围的输入。接着进入 方框428，显示备选英文字符。接着进入方框429，判断目标英文字符是否在备选中，如 果为“否”，则接着返回方框425，以进行下一输入；如果为“是”，则进入方框430， 结束输入，接着进入方框431来选择相应的英文字符。最后进入方框432，完成输入。
当选择输入数字或特殊字符时，在方框417输入数字或特殊字符字符所在的范 围，然后进入方框418，显示输入的数字或特殊字符字符的范围。接着进入方框419，判 断是否确认输入，如果为“否”，则返回方框417;如果为“是”，则确认完成了此次 数字或特殊字符字符的范围的输入。接着进入方框420，显示备选数字或特殊字符字符。接着进入方框421，判断目标数字或特殊字符字符是否在备选中，如果为“否”，则接着 返回方框417，以进行下一输入；如果为“是”，则进入方框422，结束输入，接着进入 方框423来选择相应的数字或者特殊字符。最后进入方框424，完成输入。
下面将进一步详细描述上述各个输入的流程。当系统中有多个输入模式或者 类型时，如包含中文、英文、数字和特殊字符等，可以通过输入特定轨迹或者手势(例 如，将两只手同时放入识别区域或者单手画圈)进行切换以选择字符的类型，从而满足 用户输入不同的字符，该特定手势也可根据扇区分割法来区分。
中文、英文、数字和特殊字符输入的过程具体例示如下。
一、中文的输入
该非接触式输入中文的步骤主要包括输入汉字结构；输入汉字笔画；结束输 入；以及选择相应的汉字；其中响应于每次输入，显示装置同步显示关联的信息。通过 定义五种手势或者动作(轨迹)对应五维结形汉字输入所需的五个按键，增加确认和删除 以及选择待选汉字的操作即可实现非接触中文输入。鉴于输入法带有联想功能，即每输 入一次信息都会显示相应的备选汉字，当用户已经在备选汉字中找到目标汉字，则用OK 手势(结束手势)来结束信息输入，以选择汉字。
即首先，输入汉字的结构信息
(1)半包围结构，例如“病”；
(2)全包围结构，例如“国”；
(3)上下结构和上中下结构，例如“草”、“冀“；
(4)左右结构和左中右结构，例如“林”、“储”；
(5)独体字，例如“为”、“由”。
其次，顺序输入汉字的笔画。
最后，当所有的结构和笔画信息输入完毕或者用户发现所需字符已在备选字符 框中并采用OK手势(结束手势)结束输入后，默认选择的字符为第一个字符，同时用户 通过输入手势或者动作而在备选字符框中向上翻页或者向下翻页。当采用手势选择备选 字符时，如选择第二个备选字符，用户可以伸出任何两个手指，当然这并不局限于此。
示例一手势输入
当摄像头检测到手或者类似于手的物体位于可识别区域时，在屏幕上显示为虚 拟手，虚拟手图标根据拍摄到的用户手的上下左右运动而相应的在屏幕上做上下左右移 动，同时屏幕上显示米字型文字输入框，当虚拟手移动到输入框内时，虚拟手变为光 标，例如握笔的图标，屏幕提示进入输入状态，提示栏中提示用户输入汉字结构信息， 并提示每种手势对应的结构信息，用户通过手势输入结构信息后，提示栏中提示用户输 入后续笔画并提示每种手势对应的笔画信息。当用户通过手势输入笔画后，发现输入的 不正确，可以用删除手势删除上次输入，并进入重新输入状态。确认手势可以确认本次 汉字信息输入完毕并进入选择输入汉字界面，系统提供每页5个G个或者6个等)待选 汉字并提供了对应于控制信息的选择方法以及翻页方法，用户根据提示选择所要输入的 汉字，完成一个汉字的输入。
图示出了根据本发明一个实施例的手势示意图。汉字结构与手势的对应 关系为第一手势，对应于半包围结构；第二手势，对应于全包围结构；第三手势，对应于上下结构或者上中下结构；第四手势，对应于左右结构或者左中右结构；以及第五 手势，对应于独体结构。汉字笔画与手势的对应关系为第一手势，对应于笔画撇；第 二手势，对应于笔画点或者捺；第三手势，对应于笔画竖；第四手势，对应于笔画横或 者提；以及第五手势，对应于笔画折或者弯钩。其中，第二手势还表示移动到上页的备 选汉字；第四手势还表示移动到下页的备选汉字。
图6a_6c示出了根据本发明一个实施例的手势示意图。控制信息与手势的对应关 系为第六手势，结束输入；第七手势，删除错误输入；和第八手势，选择备选汉字。 其中选择手势可以通过伸出手指的数目对应于备选汉字的序号进行选择，例如一个手指 对应于第一个备选汉字，两个手指对应于第二个备选汉字等等。所述第一、第二、第 三、第四、第五、第六、第七和第八手势分别对应于向上手势、向左手势、向下手势、 向右手势、握拳、结束手势、删除手势和选择手势。
结合图5a4e和图k-6c，表1中列出了根据扇区分割法判断输入的手势和相应 的汉字结构、笔画或者控制信息之间的关系。
权利要求
1.一种非接触式输入字符的提示方法，所述方法包括以下步骤 非接触式获取输入并在显示装置上显示为光标；以及将光标移到输入区域中，其中输入区域以不同颜色表示不同的输入状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其中该输入状态包括准备接受输入、接受输入和确认 输入三种状态。
3.根据权利要求1所述的方法，其中以不同颜色表示不同的输入状态的步骤包括 当输入区域为第一颜色时，表示准备接受输入；当输入区域为第二颜色时，表示接受输入；以及 当输入区域为第三颜色时，表示确认输入。
4.根据权利要求3所述的方法，其中还包括在准备接受输入的状态下，当光标在输入区域中停留小于第一时间时，输入区域一 直保持第一颜色，若在输入区域中停留大于第一时间，输入区域从第一颜色转变为第二 颜色；在接受输入的状态下，在每次输入结束时光标在输入区域中停留大于第二时间时， 输入状态从接受输入转变为确认输入，当输入区域从第二颜色转变为第三颜色时，完成 确认；在完成确认后大于第三时间时，输入区域从第三颜色转变为第一颜色以返回准备接 受输入的状态；并且在接受输入过程中，如果光标移出输入区域之外，则放弃此次输入并返回准备接受 输入的状态。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中第一、第二和第三颜色分别为黄色、 绿色和红色。
6.根据权利要求4所述的方法，其中第一时间为0.5秒，第二时间为1秒，和第三时 间为0.5秒。
7.—种应用扇区分割法来识别输入的方法，包括图像预处理、手势建模、特征提 取、参数估计、手势识别与匹配和产生控制命令，所述方法还包括以下步骤根据用户的输入，在微处理器的控制下应用该扇区分割法而识别出输入。
8.根据权利要求7所述的方法，该扇区分割法还包括通过与微处理器连接的分析单元 执行以下操作当输入为手势时，根据边缘测定方法判断该手势是否为握拳；并且若不为握拳，则通过计算出手势的长轴和短轴来确定手势的方向，并被投影在与显 示装置平行的平面内成投影线，当投影线落在[45°，135° )区间，为向上手势； 当投影线落在[135°，225° )区间，为向左手势； 当投影线落在[225°，315° )区间，为向下手势；以及 当投影线落在卜45°，45° )区间，为向右手势。
9.根据权利要求7所述的方法，该扇区分割法还包括通过与微处理器连接的分析单元 执行以下操作当输入为轨迹时，将输入的轨迹投影到与显示装置平行的平面坐标系内； 根据轨迹是否有拐点来判断该轨迹是否为折或者弯钩；并且 若不为折或者弯钩，则通过计算输入的终点坐标相对于起点坐标在平面坐标系X和 Y方向上的偏移，来确定输入的信号，进一步包括对Ay/Δχ的值取反正切，得出终点与起点连线相对于X轴的夹角，或者对Δχ/Ay 的值取反正切，得出终点与起点连线相对于Y轴的夹角，其中Ay表示对终点坐标y和 起点坐标y的相对偏移的绝对值，Δ χ表示对终点坐标χ和起点坐标X的相对偏移的绝对 值，当该夹角在
区间，判断为竖；当该夹角在[30°，60° )区间，并且终点的χ坐标值大于起点的χ坐标值，判断为 点或者捺；以及当该夹角在[30°，60° )区间，并且终点的χ坐标值小于起点的χ坐标值，判断为撇。
10.一种非接触式输入字符的方法，所述方法包括以下步骤 非接触式输入信息；处理装置处理该信息并将处理后的信息传送给输出端口；以及 显示相应的字符。
11.根据权利要求10所述的方法，在一次输入被确认完成之后，再进行下一次输入。
12.根据权利要求10所述的方法，还包括输入手势或者轨迹来选择字符的类型。
13.根据权利要求10所述的方法，其中对于每一次输入，处理装置检索存储器存储的 数据库并将相应的字符信息传送给输出端口。
14.根据权利要求12所述的方法，其中选择字符的类型的手势或者轨迹包括将两只手 同时放入输入区域或者单手画圈。
15.根据权利要求12所述的方法，如果选择中文，则根据输入的手势或者轨迹， 输入汉字结构；输入汉字笔画； 结束输入；以及 选择相应的汉字；其中响应于每次输入，同步显示关联的信息。
16.根据权利要求15所述的方法，汉字结构与手势的对应关系为 第一手势，对应于半包围结构； 第二手势，对应于全包围结构； 第三手势，对应于上下结构或者上中下结构； 第四手势，对应于左右结构或者左中右结构；以及 第五手势，对应于独体结构；
17.根据权利要求15所述的方法，汉字笔画与手势的对应关系为 第一手势，对应于笔画撇；第二手势，对应于笔画点或者捺； 第三手势，对应于笔画竖； 第四手势，对应于笔画横或者提；以及 第五手势，对应于笔画折或者弯钩；
18.根据权利要求15所述的方法，控制信息与手势的对应关系为 第六手势，结束输入；第七手势，删除错误输入； 第八手势，选择备选汉字； 第二手势，移动到上页的备选汉字；以及 第四手势，移动到下页的备选汉字。
19.根据权利要求16-18中任一项所述的方法，所述第一、第二、第三、第四、第 五、第六、第七和第八手势分别对应于向上手势、向左手势、向下手势、向右手势、握 拳、结束手势、删除手势和选择手势。
20.根据权利要求15或者17所述的方法，其中利用扇区分割法判断输入的笔画。
21.根据权利要求15所述的方法，汉字结构和轨迹的对应关系为 第一轨迹，对应于左右结构或者左中右结构；第二轨迹，对应于上下结构或者上中下结构； 第三轨迹，对应于半包围结构； 第四轨迹，对应于全包围结构；以及 第五轨迹，对应于独体结构。
22.根据权利要求15所述的方法，汉字笔画和轨迹的对应关系为 第一轨迹，对应于笔画横或者提；第二轨迹，对应于笔画竖； 第三轨迹，对应于笔画撇； 第四轨迹，对应于笔画点或者捺；以及 第五轨迹，对应于笔画折或者弯钩。
23.根据权利要求15所述的方法，控制信息与手势或者轨迹的对应关系为 第六手势，结束输入；第七手势，删除错误输入； 第八手势，选择备选汉字； 第一轨迹，移动到下页的备选汉字；以及 第四轨迹，移动到上页的备选汉字。
24.根据权利要求21-23中任一项所述的方法，所述第一、第二、第三、第四、第五 轨迹以及第六、第七和第八手势分别对应于从左到右、从上到下、从右上到左下、从左 上到右下、上到下再到右、结束手势、删除手势和选择手势。
25.根据权利要求12所述的方法，如果选择英文，则根据输入的手势或者轨迹， 输入英文字符所在的范围；响应于输入而显示相应的英文字符； 结束输入；以及选择相应的英文字符。
26.根据权利要求25所述的方法，英文字符与手势的对应关系为 第一手势，对应于英文字符ABCDEF ；第二手势，对应于英文字符GHIJKL ； 第三手势，对应于英文字符MNOPQR ； 第四手势，对应于英文字符STUVWX ； 第五手势，对应于英文字符YZ和/.@_。
27.根据权利要求25所述的方法，控制信息与手势的对应关系为 第五手势，对应于选择第六个字符；第六手势，对应于结束输入； 第七手势，对应于删除错误输入；以及 第八手势，对应于选择备选字符。
28.根据权利要求26或27所述的方法，所述第一、第二、第三、第四、第五、第 六、第七和第八手势分别对应于向上手势、向左手势、向下手势、向右手势、握拳、结 束手势、删除手势和选择手势。
29.根据权利要求12所述的方法，如果选择数字或特殊字符，则根据输入的手势或者 轨迹，输入数字或特殊字符所在的范围； 响应于输入而显示相应的数字或特殊字符； 结束输入；以及 选择相应的数字或特殊字符。
30.根据权利要求29所述的方法，数字或特殊字符与手势的对应关系为 第一手势，对应于数字字符12345 ；第二手势，对应于数字字符67890 ；以及 其他手势，对应于特殊字符。
31.根据权利要求29所述的方法，第一、第二手势和其他手势分别对应于向上手势、 向下手势和向左手势或者向右手势。
32.一种信息处理设备，使用依据权利要求1-31中任一项所述的方法。
全文摘要
本发明公开了一种非接触式输入字符的方法和设备。其中，非接触式输入字符的提示方法包括非接触式获取输入并在显示装置上显示为光标；以及将光标移到输入区域中，其中输入区域以不同颜色表示不同的输入状态。非接触式输入字符的方法包括非接触式输入信息；处理装置处理该信息并将处理后的信息传送给输出端口；以及显示相应的字符。信息处理设备包括获取装置，用于非接触式获取输入的信息；处理装置，用于处理该信息并将处理后的信息传送给输出端口；以及显示装置，用于显示字符。由此本发明解决了非接触输入字符的难题等，使得用户能够快捷正确地完成非接触式输入。
文档编号G06F3/048GK102023784SQ20091017510
公开日2011年4月20日 申请日期2009年9月16日 优先权日2009年9月16日
发明者J·利奥沃, 倪楠, 曹亚, 朱贵锋 申请人:创新科技有限公司