触摸屏实施的虚拟盲文键盘的动态校准的制作方法

本专利申请将2014年7月31日提交的美国临时专利申请号62/031,429的全部内容通过援引并入本文并且要求其优先权。

技术领域

本技术领域总体上涉及用于触摸屏实施的虚拟键盘的方法和系统，更具体地涉及动态地校准虚拟键盘并重新初始化其校准的方法，该虚拟键盘包括适合于盲人和有视力障碍的个人使用的虚拟盲文键盘。

背景技术：

盲人和有视力障碍的个人使用盲文作为阅读和书写文字的一种方式，并且各种各样的装置和系统可用于这些目的。这些包括用作独立单元或与其他电子设备(例如，像个人计算机、平板计算机、智能电话、个人数字助理等等)通信的盲文写入器和阅读器。

在过去十年中，许多盲人和有视力障碍的个人开始使用便携式盲文设备，又称为记事本，这些包括用于分别录入和显示盲文内容的输入和输出界面。输入界面典型地是由Perkins型盲文键盘实现的。输出界面通常是由位置与该盲文键盘相邻的一排或若干排盲文单元格组成的可刷新的盲文显示器。每个单元格典型地包括多个以机电方式受控的销或点，这些销或点可以选择性地上下移动以能够实现盲文的触觉式阅读。除了对打出并显示盲文内容有用之外，一些记事本还可以充当具有软件智能和处理能力的便携式计算机，这些能力允许执行许多功能，例如像电子邮件和互联网访问、数据存储、书籍阅读、日历和联系信息管理、以及与外围设备(如个人计算机、平板计算机、智能电话、手机、键盘、监视器、打印机、点字浮雕器、硬驱动和闪盘驱动、相机等等)的可连接性。

由于近年来平板计算机和智能电话的广泛使用，盲文记事本面临着与这些轻量、通用的并且符合人体工程学设计的移动设备的强烈竞争。例如，这些设备中的许多设备现在提供了针对盲人和有视力障碍的个人的沟通需求的盲文移动应用，包括具有Perkins型盲文键盘布局的、用于在触摸屏上实施的由软件生成的虚拟键盘。这样的虚拟盲文键盘实现方式需要进行校准以便高效地运行。

然而，触摸屏通常没有配备触觉参照物来使得用户能够估计在该触摸屏上实施的虚拟键盘上的按键的位置。这样，用户的手指通常不可避免地会在打字过程中随着时间过去而无意地偏离按键位置。然而，有视力障碍的用户可能不会意识到这样的偏离，因为他们不能简单地看向该虚拟键盘来确保其每个手指都相对于相关联的虚拟按键恰当地定位。此外，被适配成用于盲文打字的触摸屏可能并不总是配备有视觉显示器。在一些情景中，用户还可能希望在打字过程中自行改变他或她的多个手指在触摸屏上的位置、但不必明确地执行对该虚拟盲文键盘的完全重新校准。相应地，在虚拟盲文键盘的实现方式和校准方面仍存在多种挑战。

技术实现要素：

根据一方面，提供了一种用于动态地校准在触摸屏上实施的虚拟盲文键盘的由计算机实施的方法，该虚拟盲文键盘包括多个虚拟按键，每个虚拟按键与用户的一个对应手指并且与该触摸屏上的可变按键位置相关联。该方法包括以下步骤：

(a)检测多个打字事件，每个打字事件涉及到该用户的一个或多个手指在对应触摸位置接触该触摸屏并且限定用于该打字事件的一个或多个活动手指；并且

(b)鉴于在所述这些打字事件中的一个当前打字事件过程中检测到的对应触摸位置，实时地更新与每个活动手指相关联的虚拟按键的可变按键位置。

根据另一方面，提供了一种其上存储有计算机可执行指令的计算机可读存储器，这些指令在被计算机执行时执行上文描述的这些动态校准方法步骤。

根据另一方面，提供了一种盲文设备，该盲文设备包括：

-壳体；

-触摸屏，该触摸屏布置在该壳体上并且具有在其上实施的且被配置成用于录入用户的输入盲文数据的虚拟盲文键盘，该虚拟盲文键盘包括多个虚拟按键，每个虚拟按键与该用户的一个对应手指并且与该触摸屏上的可变按键位置相关联；以及

-校准模块，该校准模块用于动态地校准该虚拟盲文键盘、同时接收该用户的输入盲文数据，该校准模块被配置成用于：

o检测多个打字事件，每个打字事件涉及到该用户的一个或多个手指在对应触摸位置接触该触摸屏并且限定用于该打字事件的一个或多个活动手指；并且

o鉴于在所述这些打字事件中的一个当前打字事件过程中检测到的对应触摸位置，实时地更新与每个活动手指相关联的虚拟按键的可变按键位置。

根据另一方面，提供了一种用于针对用户的两只手中的单只手重新初始化对虚拟盲文键盘的校准的由计算机实施的方法，该虚拟盲文键盘是在触摸屏上实施的并且包括多个虚拟按键，每个虚拟按键与该用户的一个对应手指并且与该触摸屏上的按键位置相关联。该方法包括以下步骤：

(a)检测多个打字事件，每个打字事件涉及该用户的一个或多个手指在这些按键位置中的对应的按键位置接触该触摸屏；

(b)检测由该用户的这只手的一个或多个手指执行的重新初始化触发事件；

(c)检测该用户的这只手的手指在该触摸屏上的触摸位置；并且

(d)使用在步骤(c)检测到的这些对应触摸位置重新初始化与该用户的这只手的手指相关联的虚拟按键的按键位置，同时将与该用户的另一只手的手指相关联的虚拟按键的按键位置保持不变。

根据本发明的另一方面，提供了一种其上存储有计算机可执行指令的计算机可读存储器，这些指令在被计算机执行时执行上文描述的这些校准重新初始化方法步骤。

根据另一方面，提供了一种盲文设备，该盲文设备包括：

-壳体；

-触摸屏，该触摸屏布置在该壳体上并且具有在其上实施的且被配置成用于录入用户的输入盲文数据的虚拟盲文键盘，该虚拟盲文键盘包括多个虚拟按键，每个虚拟按键与该用户的一个对应手指并且与该触摸屏上的按键位置相关联；并且

-重新初始化模块，该重新初始化模块用于针对该用户的两只手中的单只手重新初始化对该虚拟盲文键盘的校准，该重新初始化模块被配置成用于：

o检测多个打字事件，每个打字事件涉及到该用户的一个或多个手指在对应的按键位置接触该触摸屏；

o检测由该用户的这只手的一个或多个手指执行的重新初始化触发事件；

o检测该用户的这只手的手指在该触摸屏上的触摸位置；并且

o使用所检测到的对应触摸位置来重新初始化与该用户的这只手的手指相关联的虚拟按键的按键位置，同时将与该用户的另一只手的手指相关联的虚拟按键的按键位置保持不变。

在一些实施例中，该盲文设备可以包括盲文显示器，该盲文显示器布置在该壳体上并且被配置成用于触觉式阅读输出盲文数据。该盲文显示器可以是通过该用户的这只手在检测到该多个打字事件与检测到该重新初始化触发事件之间可用于阅读的。

在参照附图阅读本发明的优选实施例之后将更好地理解本发明的这些实施例的其他特征和优点。

附图说明

图1是根据实施例的便携式盲文设备的透视图。

图2是图1的便携式盲文设备的顶视平面图，其中，用户的手指布置在触摸屏上实施的虚拟盲文键盘的对应按键上方。

图3是根据实施例用于动态地校准虚拟盲文键盘的方法的流程图。

图4A至图4E是实施虚拟盲文键盘的触摸屏的示意性顶视平面图，展示了该动态校准方法的实施例的不同步骤。

图5是根据实施例用于针对用户的一只手重新初始化对虚拟盲文键盘的校准的方法的流程图。

图6A至图6E是便携式盲文设备的示意性顶视平面图，该便携式盲文设备包括实施虚拟盲文键盘的触摸屏、以及位于该触摸屏下方的可刷新的盲文显示器，展示了该校准重新初始化方法的实施例的不同步骤。

图7是图1的便携式盲文设备的示意性功能框图。

具体实施方式

在以下说明中，对图中的相似特征给出了相似的参考号，并且为了不过度地挡住图，某些要素如果已经在之前的图中被标识，则在某些图中可能没有被指示出。应理解的是，这些图的要素不一定是按比例绘制的，因为重点是清晰地展示本发明实施例的要素和结构。

本说明总体上涉及一种用于动态地校准在触摸屏上实施的虚拟盲文键盘的方法、并且涉及一种用于针对用户的单只手重新初始化对虚拟盲文键盘的校准的方法。本说明总体上还涉及一种能够执行这些方法的盲文设备、以及一种其上存储有计算机可执行指令的计算机可读存储器，这些指令在被计算机执行时可以执行这些方法。

如在此使用的，术语“虚拟键盘”旨在指在触摸屏上实施的键盘的基于软件的表示，被实施为多个用户可选择虚拟按键。具体地，术语“虚拟盲文键盘”指代在触摸屏上实施的盲文键盘的虚拟表示。该虚拟盲文键盘可以配置成Perkins型盲文键盘布局或另一种形式的盲文键盘布局。

在虚拟键盘中，这些虚拟按键各自与该触摸屏上的按键位置相关联并且被配置成用于用户进行触觉式数据录入。当用户通过在具体虚拟按键的按键位置处接触该触摸屏而发起打字事件时，与该虚拟键盘相关联的硬件和/或软件处理资源可以用来：(i)检测该打字事件；(ii)确定该触摸屏上的、发生该打字事件的触摸位置；(iii)标识哪个具体虚拟按键与该触摸位置相关联；并且(iv)将该打字事件解释为该具体虚拟按键的击键。

在此描述的方法可以在多种多样的配备有能够实施虚拟盲文键盘的触摸屏的设备和系统上执行。非限制性实例包括：平板计算机、智能电话、个人数字助理、装备触摸屏的个人计算机、交互式自助服务机、自动柜员机等等、以及更加针对盲人和有视力障碍的个人并且旨在用作独立单元或与其他设备通信的电子盲文设备。这样的电子盲文设备的实例在下文中参照图1和2进行了描述。另一个实例在美国临时专利申请号61/951,027中提供，现在在美国非临时专利申请号14/643,919中找到，这两个申请的内容均以其全部内容通过援引并入本文。

在此描述的技术在希望或必须提供用于对在供盲人、低视力或有其他视力障碍的个人使用的触摸屏上实施的虚拟盲文键盘执行动态校准和/或校准重新初始化的方法和系统的任何应用中可能是特别有用的。虽然术语“盲人”、“低视力个人”和“有阅读障碍的个人”有时被定义为是指特定的视力水平，但本领域技术人员将理解的是，无论用户的视力水平如何，在此描述的技术都可以改进在触摸屏实施的虚拟键盘上的盲文打字。具体地，在此描述的技术可以用于没有任何视力障碍但希望希望使用盲文作为沟通手段的有视力的人。

盲文设备的实施例

参照图1和2，展示了便携式盲文设备10的实施例。便携式盲文设备10包括壳体12、触摸屏14、设置在壳体12上的可选可刷新的盲文显示器16、以及在壳体12内部的处理单元(未示出)。下面将提供对便携式盲文设备10的这些部件的简要说明。

如在此使用的，术语“便携式”应理解为是指足够小且轻而容易被用户携带的电子盲文设备。然而，虽然该便携式盲文设备可以用作独立单元，但它还可以与固定设备相连接并结合使用。相应地，在一些实施例中，该便携式盲文设备可以临时或永久地连接至一个或多个外围设备上，例如像个人计算机、平板计算机、智能电话、手机、打印机、键盘、监视器、打印机、盲文点字浮雕器、硬盘驱动器、相机等等。

在此方面，并且如以上提到的，要强调的是，在此描述的方法不仅可以在更加针对盲人和有视力障碍的个人的设备和系统上执行或实施、而且可以在多种多样的可能不是专门针对盲人和有视力障碍的个人而是配备有能够实施虚拟盲文键盘的触摸屏的设备和系统上执行或实施。这样的设备和系统可以包括例如：平板计算机、智能电话、个人数字助理、装备触摸屏的个人计算机、交互式自助服务机、自动柜员机等等。

壳体12概括地限定了便携式盲文设备10的总体形状、并且容纳、支撑并保护其各个部件。壳体12可以由轻但强力且耐久的材料制成的薄矩形外壳组成，该材料是例如模制塑料或重量轻的金属和合金，例如像铝、或镁的合金。壳体12可以具有符合人体工程学的形状以促进对便携式盲文设备10的抓握。此外，在一些实施例中，壳体12的尺寸可以基于触摸屏14的所要求或所希望的大小进行选择。

触摸屏14被配置成用于实施虚拟盲文键盘18以便录入用户的输入盲文数据。触摸屏14的尺寸可以被选择成用于提供足够大的虚拟盲文键盘18以便确保大多数手大小的用户的舒适打字体验。取决于给定应用的要求和特殊性，触摸屏14可以基于不同的触摸感测技术，包括但不限于：电容式、多触摸电容式、电阻式、谐振电感耦合式、以及表面声波触摸感测式技术。虚拟盲文键盘18在触摸屏14上的实施允许经由触觉交互来打出盲文，由此模拟实际盲文键盘的操作而在人体工程学和舒适度方面没有其某些限制和缺点。具体地，相比于尺寸和布局不容易根据用户偏好进行调整的实际盲文键盘，虚拟盲文键盘18可以进行定制以适应用户的手指和优选的打字位置。

在所展示的实施例中，虚拟盲文键盘18在触摸屏14上被实施为具有八个点按键K1至K8和一个空格按键K9的Perkins型盲文键盘。这些虚拟按键K1至K9中的每一个与用户的一个对应手指20并且与触摸屏14上的按键位置相关联。当然，其他实施例可以实施其他形式的盲文键盘布局以适应便携式盲文设备10的具体应用。例如，在一些实施例中，虚拟盲文键盘18可以实施为八个按键的Perkins型盲文键盘、六个按键的Perkins型盲文键盘、或任何其他方便形式的Perkins或非Perkins盲文键盘布局。

在虚拟盲文键盘18上录入盲文字符涉及到用户放置多个手指20成与触摸屏14在对应个数的虚拟按键K1至K9的按键位置处相接触。如本领域已知的，盲文字符可以包括但不限于字母、数字、标点、符号、指示符、盲文复合标志等等。例如，在图2中，用户的左手食指和中指接触触摸屏14的虚拟按键K1和K2的按键位置，对应于在虚拟盲文键盘18上打出字母“b”。

触摸屏14上虚拟按键K1至K9的位置可以通过在虚拟盲文键盘18上执行初始校准来确定。如在此使用的，术语“初始校准”旨在指通过对键盘的每一个虚拟按键指派该触摸屏上的按键位置来对该虚拟盲文键盘进行初始化的过程。要注意的是，对虚拟盲文键盘的现有校准进行重新初始化或进行取代的校准可以被称为“重新校准”。虚拟盲文键盘18可以在用户请求时、周期性地和/或响应于预定事件(例如，每当打开触摸屏或该触摸屏在某段时间为非活动时)被初始地校准或重新校准。

初始化(或重新初始化)虚拟盲文键盘的过程可以包括：(i)检测通过用户用他的或她的手指放在与该虚拟盲文键盘的预期布局相对应的打字位置而在多个触摸位置接触该触摸屏所得到的触摸输入；并且(ii)指派所检测到的位置中的每一个位置作为一个对应虚拟按键的按键位置。将理解的是，这样的初始校准或重新校准过程一般在开始或重新开始打字之前、而不是在打字发生的同时进行。这个过程通常还涉及到一次性初始化或重新初始化整个虚拟盲文键盘。如下文将描述的，在此描述的技术可以提供一种用于在打字过程中实时地动态地校准虚拟盲文键盘的方法、以及一种用于针对用户的一只手重新初始化虚拟盲文键盘而同时维持和保持针对另一只手进行的现有校准不变的方法。

在一些实施例中，该便携式盲文设备可以包括在该触摸屏下面用于将视觉内容呈现给用户的视觉显示器。该视觉显示器可以使用液晶显示(LCD)或另一种显示技术。虽然不对盲人直接有用，但视觉显示器可以对低视力、有视力障碍的、或有视力的用户有用。例如，使用便携式盲文设备的盲人学生的老师可以使用该视觉显示器来查看其学生的作业。在此方面，应注意的是，为了清楚理解虚拟盲文键盘18的操作，在图1和图2中描绘了虚拟按键K1至K9。然而，它们不一定是由视觉显示器示出、或者当视觉显示器没有设有便携式盲文设备10时将不是可见的。

仍参照图1和图2，在一些实现方式中，便携式盲文设备10可以包括可刷新的盲文显示器16，用于用户触觉式阅读输出盲文数据。如在此使用的，术语“可刷新的”旨在表示，该盲文显示器能够自动地或可控地随时间改变被显示给用户的盲文数据。在图1和图2中，可刷新的盲文显示器16包括三十二个盲文单元格22的线性阵列，但其他实施例可以使用不同数量的单元格和/或不同的能够以可刷新的方式呈现盲文内容的技术(例如，磁的或红外的激光辐射)。每个盲文单元格22可以包括多个机电式致动的销，这些销可以选择性地升高以便用户能够实现盲文的触觉式阅读。当然，在其他实施例中可以使用另一种盲文单元格致动方法(例如，基于触觉式图像屏幕)。在图1和图2中，每个单元格22具有安排成两列各四个销的八个销24，但是其他构型也是可能的，例如像安排成两列各三个销的六个销。给定单元格22的销24可以响应于电信号上下移动，从而形成表示盲文字符的升高的点的不同组合。然而，容易理解的是，被适配成用于实施在此描述的方法的盲文设备的一些实施例可以不包括盲文显示器、但是仍被涵盖于在此描述的技术的范围之内。

如以上提到的，参照图7，便携式盲文设备10进一步包括在该壳体中的处理单元28。处理单元28可以从触摸屏14接收输入盲文数据并且将输出盲文数据传输至可刷新的盲文显示器16(如果提供了的话)。术语“处理单元”在此表示该便携式盲文设备的、至少部分地控制或执行为了操作该便携式盲文设备而要求的功能的实体，这些功能包括但不限于输入通过该在触摸屏上实施的虚拟盲文键盘录入的盲文数据。

该处理单元可以被实施为单个单元或多个互连的处理子单元。而且，该处理单元可以通过微处理器、微控制器、中央处理单元(CPU)、处理内核、片上系统(SoC)、数字信号处理器(DSP)、可编程逻辑器件、应用处理器来实施，或者通过被配置成用于共同作为处理单元来运行的任何其他处理资源或此类处理资源的任何组合来实施。本领域技术人员将认识到，该处理单元可以在硬件、软件、固件、或其任何组合中实施，并且可以经由不同的输入/输出(I/O)通信端口连接至便携式盲文设备的各个部件上。

该处理单元可以被描述为一系列不同模块，每个模块与一个或多个不同的功能相关联。例如，在图7中，处理单元28可以包括用于动态地校准该虚拟盲文键盘、同时接收用户的输入盲文数据的校准模块30、和/或用于针对该用户的一只手重新初始化对该虚拟盲文键盘的校准的重新初始化模块32。在图7中，便携式盲文设备10的处理单元28包括校准模块30和重新初始化模块32二者。然而，在其他实施例中，该处理单元可以包括校准模块和重新初始化模块中的仅一者。

将理解的是，在实践中，每个模块可以包括多个一起合作以便完成对应功能的子模块、例程、部件、通信端口、软件等等。此外，将理解的是，细分为这样的模块是仅从概念立场上进行的并且在实践中，不同模块可以共享给定的硬件或软件部件，并且不同模块的部件可以实际地并且逻辑地组合在一起，而并不背离本发明的范围。

计算机可读存储器

根据另一方面，提供了一种其上存储有计算机可执行指令的计算机可读存储器，这些指令在被计算机执行时可以执行在此描述的这些动态校准和/或校准重新初始化方法步骤。

如在此使用的，术语“计算机可读存储器”旨在指可以存储和传递用于实施在此描述的动态校准和校准重新初始化方法的可执行指令的非瞬态和有形计算机产品。该计算机可读存储器可以是任何计算机数据存储设备或此类设备的组合，包括例如：暂时性存储单元，如随机存取存储器(RAM)或动态RAM；永久存储器，如硬盘；光存储设备，如CD或DVD(可再写入或一次性写入/只读)；闪存存储器；和/或其他非瞬态存储器技术。可以提供多个这样的存储设备，如本领域技术人员可以理解的。

根据在此描述的技术，该计算机可读存储器可以与如上描述的处理单元相关联、相联接、或包含在其中，并且该处理单元被置配成用于结合与该处理单元相关联的各个功能执行存储在该计算机可读介质中的指令。具体地，该处理单元包括电子电路，该电子电路至少部分地控制和执行为了执行在此描述的动态校准和校准重新初始化方法所需的计算机指令。根据在此描述的技术，可以提供多个这样的处理单元，如本领域技术人员可以理解的。该处理器可以设置在例如一个或多个通用计算机内、和/或任何其他适合的计算设备内。

虚拟盲文键盘的动态校准

根据另一方面，提供了一种用于动态地校准在触摸屏上实施的并且包括多个虚拟按键的虚拟盲文键盘的由计算机实施的方法。每个虚拟按键与用户的一个对应手指并且与该触摸屏上的可变按键位置相关联。

如在此使用的，术语“动态校准”是指在用户在虚拟盲文键盘上打字时实时执行的校准。通过提供对该虚拟盲文键盘的动态校准，该方法的实施例能够鉴于用户在进行打字时在该触摸屏上实际触摸的接触点来实时更新这些虚拟按键的位置。

术语“实时”在此用作取决于对该动态校准方法的预期实现方式的要求的实践术语、并且总体上指以下实际情况：该动态校准方法可以在打字过程中以可忽略的或微不足道的时间滞后来更新该虚拟盲文键盘的虚拟按键的按键位置。该动态校准方法可以优选地在典型的人类感知尺度上无缝地进行以便给用户提供方便的且顺畅的打字体验。例如，在非限制性实施例中，该动态校准方法可以在打字过程中在少于20毫秒内更新虚拟盲文键盘的虚拟按键的按键位置。

将理解的是，由于一般在触摸屏上没有用于检测虚拟盲文键盘上的按键的位置的触觉参照物，用户的手指通常不可避免地会在打字过程中随着时间推移而无意地偏离按键位置。在一些情景中，用户还可能希望在打字过程中自行改变他或她的手指在触摸屏上的位置、但用户不必明确地执行对该虚拟盲文键盘的完全重新校准。如下文将描述的，这些动态校准方法的实施例目的是跟踪和补偿这样的无意的偏离以及用户手指在触摸屏上的位置的有意改变。

下面将参照图3的流程图、结合图4A至图4E的图来描述动态校准方法100的实施例。图4A至图4E的图是实施虚拟盲文键盘18的触摸屏14的示意性顶视平面图，展示了该动态校准方法的实施例的不同步骤。举例而言，该动态校准方法可以用类似于以上参照图1和2描述的便携式盲文设备、或者在设有由执行适当功能的多个模块控制的触摸屏的任何其他适合设备上执行。

参照图4A，在该方法开始时，在触摸屏14上实施对虚拟盲文键盘18的当前校准。虚拟盲文键盘18的这个当前校准可能是通过用户有意进行的初始校准或重新校准程序、或者通过在此描述的动态校准方法的之前应用而完成的。为了展示的目的，在图4A中呈现了该第一情景。

虚拟盲文键盘18在触摸屏14上被实施为具有八个点按键K1至K8和一个空格按键K9的Perkins型盲文键盘，但可以实施其他形式的盲文键盘布局。这些虚拟按键K1至K9中的每一者与触摸屏14上的可变按键位置相关联并且旨在被用户的一个对应手指激活。形容词“可变”在此背景下用来强调虚拟盲文键盘的每个虚拟按键的位置可以由于执行在此描述的动态校准方法而改变。

为了方便，虚拟按键K1至K9中的每一者的可变按键位置可以由其在x-y坐标系中的坐标x和y标识。该x-y坐标系包括彼此正交且分别平行于触摸屏14的宽度和高度的x轴和y轴，并且其原点与触摸屏14的左底拐角重合。例如，在图4A中提供的虚拟盲文键盘18的校准中，虚拟按键K1至K9由以以下x-y按键位置坐标为中心的圆点标识出：

当然，该坐标系的原点可以放在任何方便的位置。例如，在其他实施例中，该坐标系的原点可以位于触摸屏14的另一个拐角处、触摸屏14的中心处、或触摸屏14上的另一个位置处。此外，虚拟按键K1至K9的按键位置的映射不局限于二维笛卡尔x-y坐标系、而是替代地可以使用任何方便的坐标系(例如，极坐标系)。

将理解的是，使用虚拟盲文键盘的打字员相当容易或者有些不可避免地会无意地接触触摸屏上略微偏离了旨在被激活的虚拟按键的按键位置的位置。这在盲人或有视力障碍的用户和/或没有显示在视觉显示器上的虚拟盲文键盘的情况下尤其是如此。根据在此描述的技术的动态校准方法目的是解决或减轻这个问题，如现在将要描述的。

参照图3，方法100首先包括检测多个打字事件的步骤102，每个打字事件涉及到用户的一个或多个手指接触该触摸屏上的对应触摸位置。

如在此使用的，术语“打字事件”旨在指通过用一个或多个手指协调地激活与之相关联的一个或多个虚拟按键在而该虚拟盲文键盘上录入一个盲文字符。如之前提到的，盲文字符可以包括但不限于字母、数字、标点、符号、指示符、盲文复合标志等等。取决于盲文打字员的熟练程度，可以发起并检测到每分钟多达250至350个打字事件。

在给定打字事件中涉及到的这一个或多个手指限定了用于那个打字事件的一个或多个“活动手指”，而其余手指限定了一个或多个“非活动手指”。用户的这些是“活动手指”的手指因此一般在相继的打字事件之间改变。例如，对于给定打字事件，活动手指可以全都来自用户的同一只手，而另一只手的手指是用于那个打字事件的非活动手指。在另一个打字事件中，每只手可以包括活动手指和非活动手指二者。其他打字事件可以包括仅一个活动手指或仅一个非活动手指。

在一些实现方式中，当用户发起或终止在对应触摸位置与触摸屏的接触时，可以检测到每个打字事件。相应地，每个打字事件可以涉及到活动手指进行多个触摸手势动作，包括但不限于单一或多个轻敲运动、按下并释放运动、滑动运动、滑刷运动、以及其任何组合。在检查到给定打字事件时，检测102可以涉及到将每个活动手指与其可变按键位置在该打字事件之前最接近该活动手指的触摸位置的这个虚拟按键相关联104。

现在转向图4B，展示了第一打字事件。这个打字事件中涉及到的活动手指是左手的食指和右手的食指及中指，这些手指接触了触摸屏14上的以下x-y触摸位置坐标：

这些活动手指在触摸屏14上的触摸位置用以触摸位置为中心的虚线圆点指示出。用户双手的其余手指被认为是这个第一打字事件的非活动手指。

一旦评估到涉及到触摸屏14在触摸位置(68，108)、(94，92)和(116，107)被触摸的打字事件发生，则每个触摸位置可以与虚拟按键K1至K9中的、按键位置在该打字事件之前最接近的一个虚拟按键相关联。相应地，这三个活动手指的触摸位置(68，108)、(94，92)和(116，107)可以分别与虚拟按键K1、K4和K5相关联。如本领域已知的，虚拟按键K1、K4和K5的激活与在虚拟盲文键盘18上打出字母“d”相对应。

返回参照图3，方法100还包括：鉴于在这些这些打字事件中的一个当前打字事件过程中检测到的对应触摸位置来实时地更新与每个活动手指相关联的虚拟按键的可变按键位置的步骤106。贯穿本说明书所使用的术语“实时”已经在上文进行了定义。为简单起见，与给定打字事件的活动手指相关联的虚拟按键在此又被称为“激活的虚拟按键”。

返回图4B，在检测到打字事件并将其解释为涉及到虚拟按键K1、K4和K5的致动之后，虚拟按键K1、K4和K5的可变按键位置可以被更新。也就是，虚拟按键K1、K4和K5的可变按键位置可以改变成这些相关联活动手指在触摸屏14上的触摸位置。具体地，虚拟按键K1、K4和K5的可变按键位置分别从(84，98)、(104，96)和(130，110)更新为(68，108)、(94，92)和(116，107)，如图4B上的箭头所示。

在一些实施例中，该动态校准方法可能强调的是，为了将虚拟按键的目前存储的按键位置更新为相关联活动手指的对应触摸位置，这两个位置之间的间隔应当超过预定阈值。换言之，在一些实施例中，在此描述的动态校准方法可以容忍在用户打字时少量的不准确性。因此，在这样的实施例中，该盲文键盘的虚拟按键可能不必在每一个以及每次打字事件时移位到相关联活动手指的实际触摸位置。当然，将理解的是，在这个具体情景中，虚拟按键的位置可以在给定打字事件之后不改变。然而，由于评估的问题是是否要改变虚拟按键的位置，因此仍可以说，在给定打字事件的过程中鉴于相关联活动手指的对应触摸位置“更新”了虚拟按键的按键位置。

返回参照图3，在一些实施例中，方法100可以进一步包括：实时地更新与当前打字事件的每个非活动手指相关联的虚拟按键的可变按键位置的步骤108。为简单起见，与给定打字事件的非活动手指相关联的虚拟按键在此又被称为“未激活的虚拟按键”。对于图4B中描绘的打字事件，未激活的虚拟按键是K2、K3以及K6至K9。

应注意的是，为简单起见，下文中将省略对虚拟空格按键K9的处理。这经常是一种合理的假设，前提是虚拟按键K9与其他按键的相对孤立可以允许其在触摸屏14上占据较大表面积。进而，这个较大表面积使得打字过程中的手漂移较不有害，由此有可能但不一定减轻使用动态校准方法时用虚拟按键K9的益处。然而在一些实施例中，还可以根据在此描述的方法的原理来处理虚拟空格按键K9。还将理解的是，在一些实施例中，该虚拟盲文键盘的空格按键实际上由两个不同的虚拟按键(例如，K9和K10)组成，每个虚拟按键在触摸屏上具有对应的按键位置并且与用户的两个拇指中的一个相应拇指相关联。

更新未激活的虚拟按键的按键位置的这个步骤可以通过考虑两个标准来执行。首先，这个更新步骤可以鉴于之前更新的、与活动手指相关联的虚拟按键的按键位置来执行(例如参照图3的步骤106以及图4B)。其次，这个更新步骤还可以基于如下所述的按键间距规则来执行。因此，方法100可以动态地校准不仅与给定打字事件的活动手指相关联、而且与非活动手指相关联的虚拟按键的可变按键位置。

由于这些不同盲文按键的使用频率一般不是相同的，因此这些按键中的一些按键可能倾向于与其他相比更经常地与活动手指相关联并且进而更频繁地改变在触摸屏上的位置，因此潜在地影响该虚拟盲文键盘的总体构型。相应地，在每个打字事件之后更新活动手指和非活动手指二者的可变按键位置可以通过帮助虚拟盲文键盘在用户不得不停止或选择要停止打字并走完完整的重新校准程序之前更长时间地保持适当的构型从而改善该动态校准方法的有效性。

如上文提到的，可以鉴于激活的虚拟按键的经更新的按键位置来更新未激活的虚拟按键的按键位置。这种更新可以涉及到调整多个未激活的按键的位置以便确保这些激活的和未激活的虚拟按键的总体安排符合某些规则，在此被称为“按键间距规则”。现在将描述在更新未激活的虚拟按键的位置时可以使用的一些按键间距规则的非限制性实例。

在一些实施例中，这些按键间距规则各自可以是基于相邻虚拟按键的可变按键位置之间的按键间距的容许范围。按键间距的这个范围可以包括在每对相邻虚拟按键的两个按键之间有待维持的最小按键间距和最大按键间距。取决于该动态校准方法的实现方式，按键间距的容许范围对于虚拟盲文键盘的每对相邻虚拟按键可以是或不是相同的。在一些情况下，这对相邻虚拟按键可以仅由同一只手的手指组成，这在实践中意味着与左手和右手相关联的未激活的虚拟按键彼此独立地被更新。

针对给打定字事件的按键间距规则可以鉴于在该给定打字事件之前虚拟按键的可变按键位置来确定。在一些情景中，这些按键间距规则可以基于在用户进行的最后一次完整的虚拟盲文键盘初始化或重新初始化之后不久虚拟盲文键盘的构型来建立。在其他情景中，这些按键间距规则可以替代地基于在给定打字事件之前不久虚拟盲文键盘的构型来建立，这意味着这些按键间距规则将在每个打字事件之后被更新。

例如，在图4A至图4E的图中，在图4C和图4D中所使用的用来更新未激活的虚拟按键K2、K3以及K6至K8的可变按键位置的这些按键间距规则是针对每只手基于给定打字事件之前相邻按键之间的按键间距独立地来建立的。这与在图4A中描绘的虚拟盲文键盘相对应，对于其，可以沿着x轴和y轴限定以下按键间距：

可以使用方程(3)的距离值来限定相邻虚拟按键之间的按键间距的容许范围，包括最小按键间距和最大按键间距。例如，在图4A至4E的图中，在相邻虚拟按键之间有待维持的最小和最大按键间距分别被设定为方程(3)的距离值的70％和130％。当然，在其他实施例中可以使用限定最小和最大按键间距的不同值和方法。还将理解的是，最小和最大按键间距对于每对相邻虚拟按键可以但不需要以相同的方式来限定。

一旦已经响应于打字事件更新了激活的按键的位置(参见图4B)，该动态校准方法可以包括针对未激活的按键中的每一者评估这些未激活的按键与每个邻近按键之间的按键间距是否相应地短于或大于最小和最大按键间距的步骤。当发现这些未激活的按键中的一个或多个按键离其相应的邻近按键太近或太远时，该动态校准方法可以包括更新每个未激活的虚拟按键的位置的步骤。这个更新步骤可以涉及到将被发现太短的任何按键间距增大到最小按键间距[例如，到方程(3)的距离值的70％]、并且将被发现太大的按键间距减小到最大按键间距[例如，到方程(3)的距离值的130％]。

在一些实施例中，评估在激活的按键的按键位置已被更新之后这些未激活的按键是否已变得离其邻近按键太近或太远、以及鉴于这种评估来更新这些未激活的虚拟按键的位置的这些相继步骤可以首先针对与至少一个激活的虚拟按键相邻的未激活的按键(例如，图4C中的虚拟按键K2和K6)并且接着针对其余的未激活的按键(例如，图4D中的虚拟按键K3、K7和K8)来执行。

参照图4C，在激活的虚拟按键K1从图4A中的位置坐标(94，98)移位到图4B中的位置坐标(68，108)之后，激活的虚拟按键K1与未激活的虚拟按键K2之间的x和y按键间距已经改变至Δx₂₁＝10和Δy₂₁＝5，这些是在方程(3)中给出的初始按键间距的10/26＝38％和5/15＝33％。由于设定了每对相邻按键之间的最小按键间距，在这个实例中，被设定为对应初始按键间距的70％，则结论是虚拟按键K1和K2已经沿着x和y轴变得彼此太接近。作为响应，未激活的虚拟按键K2的x和y位置坐标可以从(58，113)更新至：

x_2，更新＝x_1，更新–(0.7×Δx_21，初始)＝68–(0.7×26)＝49.8；并且

(4)

y_2，更新＝y_1，更新+(0.7×Δy_21，初始)＝108+(0.7×15)＝118.5。

仍参照图4C，在激活的虚拟按键K5从图4A中的位置坐标(130，110)移位到图4B中的位置坐标(116，107)之后，激活的虚拟按键K5与未激活的虚拟按键K6之间的x和y按键间距已经改变至Δx₅₆＝48和Δy₅₆＝1，这些是在方程(3)中给出的初始按键间距的48/34＝141％和1/4＝25％。由于设定了每对相邻按键之间的最小和最大按键间距，在这个实例中，分别被设定为对应初始按键间距的70％和130％，则结论是虚拟按键K5和K6已经沿着x轴变得彼此太远而沿着y轴彼此太接近。作为响应，未激活的虚拟按键K6的x和y位置坐标可以从(164，106)更新至：

x_6，更新＝x_5，更新+(1.3×Δx_56，初始)＝116+(1.3×34)＝160.2；并且

(5)

y_6，更新＝y_5，更新–(0.7×Δy_56，初始)＝107–(0.7×4)＝104.2。

参照图4D，在更新了与激活的虚拟按键K1、K4和K5相邻的未激活的虚拟按键K2和K6的位置之后，也可以更新其余未激活的虚拟按键K3、K7和K8的位置，从与前一个更新的未激活的按键相邻的任何其余未激活的虚拟按键开始。在图4D中这意味着，将在虚拟按键K3之后并且基于其更新后的位置来更新虚拟按键K7。

在未激活的虚拟按键K2从图4A和图4B中的位置坐标(58，113)移位到图4C中的位置坐标(49.8，118.5)之后，未激活的虚拟按键K2和K3之间的x和y按键间距已经改变至Δx₃₂＝15.8和Δy₃₂＝13.5，这些是在方程(3)中给出的初始按键间距的15.8/24＝66％和13.5/8＝169％。由于设定了每对相邻按键之间的最小和最大按键间距，在这个实例中，分别被设定为对应初始按键间距的70％和130％，则结论是虚拟按键K2和K3已经沿着x轴变得彼此太近而沿着y轴彼此太远。作为响应，未激活的虚拟按键K3的x和y位置坐标可以从(34，105)更新至：

x_3，更新＝x_2，更新–(0.7×Δx_32，初始)＝49.8–(0.7×24)＝33；并且

(6)

y_3，更新＝y_2，更新-(1.3×Δy_32，初始)＝118.5–(1.3×8)＝108.1。

在未激活的虚拟按键K3移位之后，未激活的虚拟按键K3和K7之间的x和y按键间距已经改变至Δx₇₃＝24和Δy₇₃＝23.1，这些是在方程(3)中给出的初始按键间距的24/25＝96％和23.1/20＝116％。这些x和y按键间距仍位于按键间距的容许范围内(即，在初始按键间距的70％与130％之间)，并且对于图4B中展示的打字事件，未激活的虚拟按键K7的位置不改变。

类似地，在未激活的虚拟按键K6从图4A和图4B中的位置坐标(164，106)移位到图4C中的位置坐标(160.2，104.2)之后，未激活的虚拟按键K6和K8之间的x和y按键间距已经改变至Δx₆₈＝25.8和Δy₆₈＝21.2，这些是在方程(3)中给出的初始按键间距的25.8/24＝108％和21.2/22＝96％。这些x和y按键间距仍位于按键间距的容许范围内(即，在初始按键间距的70％与130％之间)，并且对于图4B中展示的打字事件，未激活的虚拟按键K8的位置不改变。

最后，图4E展示了在应用了该动态校准方法的实施例之后并且响应于图4B中展示的打字事件并且对应于用户在该虚拟盲文键盘18上打出字母“d”，虚拟盲文键盘18的所有虚拟按键的更新后的按键位置。更具体地，图4E中的虚拟按键K1至K9现在是以以下x-y按键位置坐标为中心：

要注意的是，在图4A至图4E的示例性图中，未激活的虚拟按键K2、K3以及K6至K8的按键位置沿着x轴和y轴二者均被更新。然而，在其他实施例中，更新可以例如沿着这两条轴中的仅一条进行、或沿着将相邻虚拟按键的中心分隔开的线进行，而并不脱离本发明的范围。在另外的实施例中，不同的未激活的虚拟按键的按键位置可以根据不同的方案来更新。

此外，在一些实施例中，仅沿着x轴更新未激活的虚拟按键的按键位置可能就足够，因为虚拟盲文键盘的两个相邻虚拟按键之间的重叠和混淆的风险一般沿着x轴(即，这些虚拟按键或多或少沿着其对齐的这条轴)比沿着y轴更重要。换言之，当在虚拟键盘上打出盲文时，通常发现手指沿着x轴比沿着y轴的漂移一般更有害、并且因此可以潜在地从在此描述的动态校准方法中获益更多。

虚拟盲文键盘的校准重新初始化

根据另一方面，提供了一种用于针对用户的两只手中的单只手重新初始化对虚拟盲文键盘的校准的由计算机实施的方法。该虚拟盲文键盘是在触摸屏上实施的并且包括多个虚拟按键，每个虚拟按键与用户的一个对应手指并且与该触摸屏上的按键位置相关联。

下面将参照图5的流程图、结合图6A至图6E的图来描述校准重新初始化方法200的实施例。图6A至图6E的图是盲文设备10的示意性顶视平面图，该盲文设备包括实施虚拟盲文键盘18的触摸屏14、以及位于触摸屏14下方的可刷新的盲文显示器16，展示了该校准重新初始化方法的实施例的不同步骤。举例而言，该校准重新初始化方法可以用类似于以上参照图1和图2描述的便携式盲文设备、或者在设有由执行适当功能的多个模块控制的触摸屏的任何其他适合设备上执行。

参照图6A和图6B，展示了一种包括在触摸屏14上实施的虚拟盲文键盘18的盲文设备10。盲文设备10能够实现盲文的触觉式阅读或者布置在另一个能够实现盲文的触觉式阅读的设备附近，该设备在所展示的实施例中是作为以机电方式致动的盲文单元格22的线性阵列实施的可刷新的盲文显示器16。在这样的实施例中，用户将典型地在虚拟盲文键盘18上打出文字与阅读该可刷新的盲文显示器16以回顾已经打出的文字之间来回切换。在典型的打字会话中，用户一般将使用两只手26a、26b的手指20a在虚拟盲文键盘18上录入文字，如图6A所示。然而，如图6B所示，用户通常使用仅一只手26b的手指20b来阅读可刷新的盲文显示器16上的文字，尤其是当出于简要回顾在该虚拟盲文键盘录入的文字的目的而进行阅读时。

在这个情景中，当用户暂时停止打字而用他的或她的“阅读用”手26b来在可刷新的盲文显示器16上阅读时，“休息的”手26a一般留在打字位置，其手指20a或多或少地与其相关联虚拟按键K1至K3和K7对齐。在切换回到打字后，阅读用手26b目的是朝虚拟键盘18返回，其手指20b相对于其相关联虚拟按键K4至K6和K8恰当地定位。然而，由于(i)用户通常可能是盲人或有视力障碍的；(ii)一般在触摸屏14上没有用于评估或检测虚拟盲文键盘18上的按键的位置的触觉参照物；和/或(iii)虚拟盲文键盘18在任何事件中通常没有视觉地显示在触摸屏14上，因此阅读用手26b的手指20b一般没有返回到足够接近它们原来的位置。当然，虽然在所展示的实施例中阅读用手已经与用户的右手相关联而休息的手与左手相关联，但可以应用相反的做法，而并不脱离本发明的范围。

因此，用户通常必须在每次阅读可刷新的盲文显示器16之后走一遍对虚拟盲文键盘18的完整的重新校准，即使仅一只手26b用于阅读而另一只手26a留在打字位置，其中其手指20a与其相关联虚拟按键K1至K3和K7对齐。现在将要描述的是，为了解决或减轻这个问题，一些实施例提供了一种用于针对用户的仅单只手重新初始化对虚拟盲文键盘的校准的方法。为简单起见，其校准根据本方法被重新初始化的这只手在此被称为“阅读用手”。

参照图5，方法200首先包括检测多个打字事件的步骤202，每个打字事件涉及到用户的一个或多个手指接触该触摸屏上的一个对应按键位置。当用户发起或终止在对应触摸位置与触摸屏的接触时，可以检测到每个打字输入。

每个打字事件总体上与通过用一个或多个手指协调地激活与之相关联的一个或多个虚拟按键而在该虚拟盲文键盘上录入一个盲文字符相对应。如之前提到的，盲文字符可以包括但不限于字母、数字、标点、符号、指示符、盲文复合标志等等。取决于方法200的实现方式，在这个步骤202检测到的多个打字事件可以对应于一个词语、表达、句子、段落、文字等等。在图6A中，用户可以在可刷新的盲文显示器16上阅读在虚拟盲文键盘18上打出的盲文字符。

参照图5和图6B二者，方法200可以包括将阅读用手26b移动离开虚拟盲文键盘18以便阅读操作性连接至虚拟盲文键盘18上的可刷新的盲文显示器16的步骤204。在图6B中，可刷新的盲文显示器16被实施为位于触摸屏14下面的三十二个以机电方式致动的盲文单元格22的线性阵列，但在其他实施例中可以设想其他类型和构型的盲文显示器。此外，虽然在图6A中实施虚拟盲文键盘18的触摸屏14、以及盲文显示器16是单件式便携式盲文设备10的部件，但在其他实施例中不需要如此。例如，在一些实施例中，实施虚拟盲文键盘的触摸屏、以及盲文显示器可以被提供为两个实际不同的、为了限定盲文系统而彼此操作性可连接的设备。

当阅读用手26b朝可刷新的盲文显示器16移动以便阅读之前录入的文字时，图6B中的虚拟盲文键盘18的特征为某种校准，被称为其“当前校准”。为简单起见，假定图6B中的当前校准与图4A中的方程(1)给出的初始校准相同。

参照图5和图6C，该方法还包括检测由阅读用手26b的一个或多个手指20b执行的重新初始化触发事件的步骤206。如在此使用的，术语“重新初始化触发事件”旨在指阅读用手26b的手指20b可以执行的任何动作或系列动作、并且可以被检测到并被解释为对重设与阅读用手26b相关联的虚拟按键K4至K6和K8的当前按键位置的请求。重新校准触发事件的非限制性实例可以包括在触摸屏14或另一个触敏表面上进行的触觉输入，例如单一轻敲运动、多次轻敲运动、滑动运动、按下并保持运动、按下并释放运动、滑刷运动、捏挤运动、而且还有对控制按钮、开关等等的致动。本领域技术人员将理解的是，术语“重新初始化触发事件”不旨在是限制性的。

例如，在图6C中，在一些实施例中，重新初始化触发事件包括阅读用手26b的手指20b在触摸屏14上朝对应触摸位置滑动以便恢复在虚拟盲文键盘18上的打字的滑动手势动作。阅读用手26b的手指20b的滑动手势动作在图6C中用实线箭头绘出。

现在参照图5和图6D，方法200进一步包括检测阅读用手26b的手指20b在触摸屏14上的触摸位置的步骤208。这些触摸位置与在滑动手势结束时阅读用手26b的手指20b的位置(参见图6C)相对应并且用以这些摸触位置为中心的虚线圆点指示。在6D中，阅读用手26b的手指20b的触摸位置具有以下x-y触摸位置坐标：

参照图5和图6E，方法200还包括使用在步骤208中检测到的对应触摸位置来重新初始化与阅读用手26b的手指20b相关联的虚拟按键K4至K6和K8的按键位置、同时保留或保持与休息的手26a的手指20a相关联的虚拟按键K1至K3和K7的按键位置不变的步骤210。重新初始化步骤210可以包括将方程(8)的触摸位置中的每一个位置与虚拟按键K1至K3和K7中的、其按键位置在该重新初始化触发事件之前最接近的一个虚拟按键相关联。相应地，阅读用手26b的四个手指20b的触摸位置(95，90)、(120，104)、(153，100)、和(178，80)可以分别与虚拟按键K4至K6和K8相关联。

在与阅读用手26b的手指20b相关联的虚拟按键K4至K6和K8的重新初始化之后，图6E中的虚拟按键K1至K9现在以以下x-y按键位置坐标为中心：

应注意的是，出于与以上相同的原因，在图6A至图6E的图中展示的实施例中已经省略了对虚拟空格按键K9的处理。

还应注意的是，虽然在图5至图6E中展示的校准重新初始化方法200的实施例被描述为涉及到阅读用手在检测打字事件(步骤202)与检测重新初始化触发事件(步骤206)之间移动离开虚拟盲文键盘，以便阅读盲文显示器上的盲文，但在其他实施例中不需要如此。换言之，用于针对用户的仅一只手重新初始化对虚拟盲文键盘的校准的方法的执行可以与其相关联虚拟按键将要被重新初始化的这只手是否在该重新初始化之前已被用来阅读盲文无关。

当然，在不脱离本发明的范围的情况下可以对以上描述的实施例作出许多修改。