专利名称：汉语拼音手势输入系统及其输入方法
技术领域：
本发明涉及的是一种计算机应用技术领域的方法，具体是一种汉语拼音手势输入系统及其输入方法。
背景技术：
随着触摸屏技术的发展，越来越多的手持移动设备使用触摸屏作为人机交互界面设备。对于手持移动设备使用触摸屏输入汉语拼音的方式，从用户输入的动作来看，主要分为点击式输入和滑行式输入。点击式输入通过点击触摸屏上显示的软键盘按键，将按键键码转换成字母，由若干字母组合成一个汉语拼音音节，这是传统的方法。而滑行式输入通过 将用户在触摸屏上连续滑行触摸的动作依据一定规则转化成一个汉语拼音音节。滑行式输入汉语拼音的方法由于无需连续点击，输入方式相较点击式输入更为简便和快速。经过对现有技术的搜索发现了两种具有代表性的滑行式汉语拼音输入方法，中国专利申请号201010542968. 9记载了一种“汉语拼音滑行输入键盘动态显示系统及其显示方法”，该系统的特征包括了一个键盘布局生成模块。中国专利申请号200910143476. X记载了一种“汉语拼音矢量输入法”，该方法的特征包括用一组有向线段、折线编码拼音声母、韵母或符号。分析以上两种技术可以发现，前者通过初始按键的不同，变换键盘布局，该技术因为存在多种不同的键盘布局，造成用户在使用时适应周期较长；并且用户在触摸滑行时的路径是依赖于键盘按键的，由于在手机或其他屏幕较小的触摸屏设备上按键相对较小，因此容易导致错误输入，容错性较差。后者因为使用了有向线段和折线进行编码，同样存在用户在使用时适应周期较长的问题，同时输入一个汉语拼音音节需要复杂的滑行路径，效率较低。在此背景下，针对用户要求在滑行输入汉语拼音时具有适应周期短、容错性较好和输入效率较高的特点，提出了本发明。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提供了一种汉语拼音手势输入系统及其输入方法。相比上述现有技术，本发明利用辅助定位模块帮助用户在触摸屏上滑行，同时利用用户按下、滑动并离开触摸屏的连续动作，即手势，进行汉语拼音的输入。辅助定位模块能够使用提示图形让用户在输入汉语拼音时缩短适应周期，改善输入容错性，提升输入效率。本发明是通过以下技术方案实现的本发明涉及一种汉语拼音手势输入系统，包括由触摸输入设备和触摸屏软键盘组成的输入模块、辅助定位模块和手势识别模块，其中触摸输入设备将用户按下触摸屏的动作转换为电信号坐标，将此坐标与软键盘按键区域遍历比较，获得按键键码并输出至辅助定位模块，辅助定位模块根据输入的按键键码显示用于指导用户进行手势输入的提示图形，提示图形中含有不同部分与汉语拼音所含字母或字母组合的对应关系的信息，输入模块还采集用户按下、滑动并离开触摸屏的连续动作，即手势，并转换为电信号坐标轨迹输出至手势识别模块，手势识别模块同时与辅助定位模块连接，获取辅助定位模块的提示图形，由手势识别模块输出手势所对应的汉语拼音音节。所述的触摸屏软键盘使用QWERTY键盘布局方式或者T9键盘布局方式。所述的辅助定位模块包括存储单元和显示单元，其中存储单元按照数组的存储方式，将所有软键盘按键键码所对应的提示图形事先存入硬件存储单元，显示单元从输入模块获取当前的按键键码，从存储单元中通过遍历数组获取提示图形，并将该提示图形通过触摸屏的绘图函数或指令显示在触摸屏上。所述的用于指导用户进行手势输入的提示图形，包括两块区域手势起始区域和剩余区域，其中手势起始区域是手势开始时按下的区域，手势是从指定的手势起始区域开始，并且手势起始区域是在软键盘按键区域之外，提示图形除去手势起始区域是剩余区域。 所述的手势识别模块包括匹配单元和识别单元，其中匹配单元获取来自输入模块的坐标轨迹和辅助定位模块中当前的提示图形，利用提示图形中不同部分与汉语拼音所含字母或字母组合的对应关系，分别获取坐标轨迹在提示图形中先后划过的部分所对应的字母或字母组合，依次连接，形成一个字母串，在去除此字母串中不能形成汉语拼音声母或韵尾的、处于中间位置的辅音字母后，将其传递给识别单元，识别单元接收到字母串后计算字母串与所有以该字母串首字母开头的汉语拼音音节的Levenshtein距离，选择Levenshtein距离最小的汉语拼音音节作为输入的结果。上述的Levenshtein距离，又称为编辑距离，常在计算机领域中用于衡量两个字串的差异大小，其定义为两个字串之间，由一个转成另一个所需的最少编辑操作次数。许可的编辑操作包括将一个字符替换成另一个字符，插入一个字符，删除一个字符。本发明涉及上述系统的汉语拼音手势输入方法，包括以下步骤第一步，触摸屏显示软键盘；第二步，当触摸输入设备采集到用户按下触摸屏的动作，将按下动作转换为电信号坐标，然后转下一步；第三步，若此坐标在软键盘按键区域内，则与按键区域遍历比较，获得按键键码并传递至辅助定位模块，然后转下一步，否则转第二步；第四步，辅助定位模块从存储单元中通过遍历数组获取按键键码对应的提示图形，然后将提示图形中的手势起始区域显示在触摸屏上；第五步，当触摸输入设备采集到用户按下触摸屏的动作，将按下动作转换为电信号坐标，若此坐标在提示图形的手势起始区域内，则将提示图形的剩余区域显示到触摸屏上，并转下一步，否则清除当前提示图形手势起始区域的显示，然后转第三步；第六步，当触摸输入设备采集到用户离开触摸屏的动作，表明用户完成了一个手势，此时将手势转化为电信号坐标轨迹并传递至手势识别模块，同时隐藏提示图形中的剩余区域；第七步，手势识别模块中的匹配单元获取来自输入模块的坐标轨迹和辅助定位模块中当前的提示图形，利用提示图形中不同部分与汉语拼音所含字母或字母组合的对应关系，分别获取坐标轨迹在提示图形中先后划过的部分所对应的字母或字母组合，依次连接，形成一个字母串，在去除此字母串中不能形成汉语拼音声母或韵尾的、处于中间位置的辅音字母后，将其传递给识别单元，识别单元接收到字母串后计算字母串与所有以该字母串首字母开头的汉语拼音音节的Levenshtein距离,选择Levenshtein距离最小的汉语拼音音节作为输入的结果，转第五步继续输入汉语拼音。
图I为本发明结构示意图。图2为实施例的T9软键盘按键排列方式。图3为实施例软键盘按键所对应的提示图形，其中(a)为按键2所对应的提示图形；(b)为按键3所对应的提示图形；(c)为按键4所对应的提示图形；(d)为按键5所对应的提示图形；(e)为按键6所对应的提示图形；(f)为按键7所对应的提示图形；(g)为按键8所对应的提示图形；(h)为按键9所对应的提示图形；图4为实施例中用户点击软键盘按键4后触摸屏上显示的内容。图5为实施例中用户在使用手势输入汉语拼音音节“huang”时触摸屏上显示的内容。
具体实施例方式下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。如图I所示，本实施例包括由由触摸输入设备和触摸屏软键盘组成的输入模块、辅助定位模块和手势识别模块，其中触摸输入设备将用户按下触摸屏的动作转换为电信号坐标，将此坐标与软键盘按键区域遍历比较，获得按键键码并输出至辅助定位模块，辅助定位模块根据输入的按键键码显示用于指导用户进行手势输入的提示图形，提示图形中含有不同部分与汉语拼音所含字母或字母组合的对应关系的信息，输入模块还采集用户按下、滑动并离开触摸屏的连续动作，即手势，并转换为电信号坐标轨迹输出至手势识别模块，手势识别模块同时与辅助定位模块连接，获取辅助定位模块的提示图形，由手势识别模块输出手势所对应的汉语拼音音节。本装置中的触摸屏软键盘使用手机等移动设备常用的T9键盘布局方式，软键盘的布局和在触摸屏中的位置如图2所示。所述的辅助定位模块包括存储单元和显示单元，其中存储单元按照数组的存储方式，将所有软键盘按键键码所对应的提示图形事先存入硬件存储单元，显示单元从输入模块获取当前的按键键码，从存储单元中通过遍历数组获取提示图形，并将该提示图形通过触摸屏的绘图函数或指令显示在触摸屏上。所述的用于指导用户进行手势输入的提示图形，包括两块区域手势起始区域和剩余区域，其中手势起始区域是手势开始时按下的区域，手势是从指定的手势起始区域开始，并且手势起始区域是在软键盘按键区域之外，提示图形除去手势起始区域是剩余区域。所述的手势识别模块包括匹配单元和识别单元，其中匹配单元获取来自输入模块的坐标轨迹和辅助定位模块中当前的提示图形，利用提示图形中不同部分与汉语拼音所含字母或字母组合的对应关系，分别获取坐标轨迹在提示图形中先后划过的部分所对应、的字母或字母组合，依次连接，形成一个字母串，在去除此字母串中不能形成汉语拼音声母或韵尾的、处于中间位置的辅音字母后，将其传递给识别单元，识别单元接收到字母串后计算字母串与所有以该字母串首字母开头的汉语拼音音节的Levenshtein距离，选择Levenshtein距离最小的汉语拼音音节作为输入的结果。上述的识别单元中，有可能与字母串Levenshtein距离最小的音节不止一个，那么这些音节都是输入的结果，可供用户选择。本装置中T9软键盘中按键2到9所对应的提示图形如图3所示。在图3各图中，深色的部分属于手势起始区域，根据前面的叙述，当提示图形显示到触摸屏上时，手势起始区域不和T9软键盘重叠。本装置使用以下步骤输入汉语拼音
第一步，触摸屏显示软键盘；第二步，当触摸输入设备采集到用户按下触摸屏的动作，将按下动作转换为电信号坐标，然后转下一步；第三步，若此坐标在软键盘按键区域内，则与按键区域遍历比较，获得按键键码并传递至辅助定位模块，然后转下一步，否则转第二步；第四步，辅助定位模块从存储单元中通过遍历数组获取按键键码对应的提示图形，然后将提示图形中的手势起始区域显示在触摸屏上；第五步，当触摸输入设备采集到用户按下触摸屏的动作，将按下动作转换为电信号坐标，若此坐标在提示图形的手势起始区域内，则将提示图形的剩余区域显示到触摸屏上，并转下一步，否则清除当前提示图形手势起始区域的显示，然后转第三步；第六步，当触摸输入设备采集到用户离开触摸屏的动作，表明用户完成了一个手势，此时将手势转化为电信号坐标轨迹并传递至手势识别模块，同时隐藏提示图形中的剩余区域；第七步，手势识别模块中的匹配单元获取来自输入模块的坐标轨迹和辅助定位模块中当前的提示图形，利用提示图形中不同部分与汉语拼音所含字母或字母组合的对应关系，分别获取坐标轨迹在提示图形中先后划过的部分所对应的字母或字母组合，依次连接，形成一个字母串，在去除此字母串中不能形成汉语拼音声母或韵尾的、处于中间位置的辅音字母后，将其传递给识别单元，识别单元接收到字母串后计算字母串与所有以该字母串首字母开头的汉语拼音音节的Levenshtein距离,选择Levenshtein距离最小的汉语拼音音节作为输入的结果，转第五步继续输入汉语拼音。下面通过用户的角度来演示本装置的工作过程用户输入示例I :假设用户要输入汉语拼音“huang”，那么用户先点击图I所示软键盘中的按键4，此时，触摸屏上出现按键4所对应的提示图形的手势起始区域，如图4所示。接着，用户按下手势起始区域中标识为“h”的小区块，此时提示图形的剩余区域显示出来，用户根据提示图形的提示，其手势依次划过小区块“h”、“u”、“h”、“a”、“n”、“ng”，如图5所示，粗的曲线条代表用户手势在触摸屏上的轨迹。当用户手势输入完毕后，提示图形消失，本装置的匹配单元记录下了手势轨迹所贯穿的小区块的字母或字母组合所形成的字母组合“huhanng”。其中，去除字母组合中不能形成音节声母或韵尾的辅音字母，即中间的“h”和“n”，剩下“huang”形成一个新的字母
串O计算字母串“huang”和所有以“h”开头的汉语拼音音节的Levenshtein距离，发现字母串“huang”和音节“huang”的Levenshtein距离最小，因此手势识别模块输出结果，即用户所要求输入的汉语拼音音节“huang”。用户输入示例2 假设用户在示例I中输入的手势向下偏移了一些，其手势依次划过了小区块“h”、“ U ”、“ ng ”、“ η ”、“ u ”、“ h ”、“ a ”、“ η ”、“ ng ”，那么形成的字母组合为“ hungnuhanng ”。其中，去除字母组合中不能形成音节声母或韵尾的辅音字母，即中间的“n”、“g”、“n”、“h”和“n”，剩下“hiluang”形成一个新的字母串。
计算字母串“hiluang”和所有以“h”开头的汉语拼音音节的Levenshtein距离，发现和其中音节“huang”的Levenshtein距离为1，是所有之中最小的，因此手势识别模块输出结果，即用户所要求输入的汉语拼音音节“huang”。从本示例可以看出，即使手势输入稍有偏差，本装置也能消化错误的输入信息，识别出正确的结果。本装置的优点在于用户可以根据提示图形输入手势，无需记忆手势与汉语拼音音节的对应关系，并且根据对提示图形的归纳可以发现，提示图形中的剩余区域是基本相同的，这可以大大缩短用户使用的适应周期；提示图形中标识字母或字母组合的小区块面积较大，并且可以通过手势识别模块和输入方法的结合来消化手势输入中意外的偏差，因此改善了输入容错性；经过统计，本装置提示图形的设计让用户的手势在输入时最多不超过两次弯折，因此提高了输入效率。
权利要求
1.一种汉语拼音手势输入系统，其特征在于，包括由触摸输入设备和触摸屏软键盘组成的输入模块、辅助定位模块和手势识别模块，其中触摸输入设备将用户按下触摸屏的动作转换为电信号坐标，将此坐标与软键盘按键区域遍历比较，获得按键键码并输出至辅助定位模块，辅助定位模块根据输入的按键键码显示用于指导用户进行手势输入的提示图形，提示图形中含有不同 部分与汉语拼音所含字母或字母组合的对应关系的信息，输入模块还采集用户按下、滑动并离开触摸屏的连续动作，即手势，并转换为电信号坐标轨迹输出至手势识别模块，手势识别模块同时与辅助定位模块连接，获取辅助定位模块的提示图形，由手势识别模块输出手势所对应的汉语拼音音节。
2.根据权利要求I所述的汉语拼音手势输入系统，其特征是，所述的触摸屏软键盘使用QWERTY键盘布局方式或者T9键盘布局方式。
3.根据权利要求I所述的汉语拼音手势输入系统，其特征是，所述的辅助定位模块包括存储单元和显示单元，其中存储单元按照数组的存储方式，将所有软键盘按键键码所对应的提示图形事先存入硬件存储单元，显示单元从输入模块获取当前的按键键码，从存储单元中通过遍历数组获取提示图形，并将该提示图形通过触摸屏的绘图函数或指令显示在触摸屏上。
4.根据权利要求I所述的汉语拼音手势输入系统，其特征是，所述的用于指导用户进行手势输入的提示图形，包括两块区域手势起始区域和剩余区域，其中手势起始区域是手势开始时按下的区域，手势是从指定的手势起始区域开始，并且手势起始区域是在软键盘按键区域之外，提示图形除去手势起始区域是剩余区域。
5.根据权利要求I所述的汉语拼音手势输入系统，其特征是，所述的手势识别模块包括匹配单元和识别单元，其中匹配单元获取来自输入模块的坐标轨迹和辅助定位模块中当前的提示图形，利用提示图形中不同部分与汉语拼音所含字母或字母组合的对应关系，分别获取坐标轨迹在提示图形中先后划过的部分所对应的字母或字母组合，依次连接，形成一个字母串，在去除此字母串中不能形成汉语拼音声母或韵尾的、处于中间位置的辅音字母后，将其传递给识别单元，识别单元接收到字母串后计算字母串与所有以该字母串首字母开头的汉语拼音音节的Levenshtein距离,选择Levenshtein距离最小的汉语拼音音节作为输入的结果。
6.一种根据上述任一权利要求所述系统的汉语拼音手势输入方法，其特征在于，包括以下步骤 第一步，触摸屏显示软键盘； 第二步，当触摸输入设备采集到用户按下触摸屏的动作，将按下动作转换为电信号坐标，然后转下一步； 第三步，若此坐标在软键盘按键区域内，则与按键区域遍历比较，获得按键键码并传递至辅助定位模块，然后转下一步，否则转第二步； 第四步，辅助定位模块从存储单元中通过遍历数组获取按键键码对应的提示图形，然后将提示图形中的手势起始区域显示在触摸屏上； 第五步，当触摸输入设备采集到用户按下触摸屏的动作，将按下动作转换为电信号坐标，若此坐标在提示图形的手势起始区域内，则将提示图形的剩余区域显示到触摸屏上，并转下一步，否则清除当前提示图形手势起始区域的显示，然后转第三步；第六步，当触摸输入设备采集到用户离开触摸屏的动作，表明用户完成了一个手势，此时将手势转化为电信号坐标轨迹并传递至手势识别模块，同时隐藏提示图形中的剩余区域； 第七步，手势识别模块中的匹配单元获取来自输入模块的坐标轨迹和辅助定位模块中当前的提示图形，利用提示图形中不同部分与汉语拼音所含字母或字母组合的对应关系，分别获取坐标轨迹在提示图形中先后划过的部分所对应的字母或字母组合，依次连接，形成一个字母串，在去除此字母串中不能形成汉语拼音声母或韵尾的、处于中间位置的辅音字母后，将其传递给识别单元，识别单元接收到字母串后计算字母串与所有以该字母串首字母开头的汉语拼音音节的Levenshtein距离,选择Levenshtein距离最小的汉语拼音音节作为输入的结果，转第五步继续输入汉 语拼音。
全文摘要
一种计算机应用技术领域的汉语拼音手势输入系统及其输入方法，该系统包括由触摸输入设备和触摸屏软键盘组成的输入模块、辅助定位模块和手势识别模块。该系统将用户按下、滑动并离开触摸屏的连续动作，即手势，识别成汉语拼音。相对于现有的触摸屏滑行输入汉语拼音的技术，本发明所要求的手势动作较为简单，因此改善了输入容错性，有效提高了汉语拼音的输入效率。
文档编号G06F3/048GK102736825SQ20111008729
公开日2012年10月17日 申请日期2011年4月8日 优先权日2011年4月8日
发明者许平 申请人:许平