一种输入方法和装置及其存储设备与流程

本发明涉及将所要处理的数据转变成为计算机能够处理的形式的方法和装置，尤其涉及一种输入方法和装置。所述计算机是指具有运算能力的电子设备，包括但不限于智能手机、平板电脑、优盘、移动硬盘、智能手表、遥控器、网银盾等手持或穿戴的电子设备。

背景技术：

常见的输入方法是通过既定的按键输入既定的内容，与之对应的输入装置是按键或键盘。按键和键盘随着科技的发展，从最初的物理形态发展到目前广泛采用的虚拟形态。目前主流的输入方法和装置在个人电脑这样的尺寸较大的设备上多采用物理按键和键盘，在智能手机、平板电脑、智能手表等尺寸较小的设备上多采用虚拟按键和键盘。

使用按键输入无安全性要求的一般内容时不会引起太大的担忧，但在输入诸如密码之类的安全性内容时，会留下触摸按键的痕迹，给猜测输入内容留下线索。此外，由于按键的位置一般是固定的，所以不容易防止偷窥；即使虚拟按键动态地变换按键位置也难以防止记录软件的侵扰；按键输入的这些弊端关系信息安全和隐私防护，令人担忧。

此外，由于按键的数量往往很多，在需要准确输入密码等安全信息时，一般不采取盲打的形式，用户会紧盯输入过程，以防出错；这一特点在需要经常输入密码的场合(例如屏幕解锁)会给用户带来不便。

此外，按键输入的另一个弊端是必须为手指保留一定的操作空间，导致不利于应用到诸如优盘、网银盾等尺寸较小的设备上。若在这些尺寸较小的设备上采用指纹鉴权，由于指纹装置识别算法复杂，对处理器的运算能力要求较高，导致成本较高，不易于推广。

关于按键输入之弊端问题，业内已发明一些新型的输入方法和装置来尝试解决。随着加速度传感器(包括运动传感器和重力感应器)在智能设备的普及，其成本越来越低，测量精度越来越高，反应时间也越来越短，基于此类传感器的应用也越来越多。基于此类传感器的输入方法和装置已经在业内有所报道，它们多以用此类传感器检测敲击，来解析输入的含义，有的方法甚至改用声音传感器(诸如麦克风)检测敲击声音。以下举例介绍业内已公开的基于此类传感器的输入方法和装置。

中国发明专利申请公开文献CN102314295A，公开了一种屏幕解锁装置及方法，其主要技术为：利用振动传感器(运动传感器或声音传感器)，检测屏幕受到敲击时所产生的可识别频率(50至500)是否在一设定时间内(0.2至1秒)为两次敲击，判断是否解锁屏幕。实现只需在便捷电子装置的触摸屏幕的任何位置连续敲击两次便可解锁该触摸屏幕的效果。该技术方案较为简单，仅仅检测两次有效的连续敲击实现屏幕解锁功能，是一种简单的输入方法和装置，不能满足其他鉴权输入或控制要求，更不能解决前述关于按键输入所列举的弊端。

中国发明专利申请公开文献CN102455842A，公开了一种根据用户的敲击操作实现屏幕解锁的方法与设备，其主要技术为：a获取用户在用户设备上的敲击操作，b匹配比较所述敲击操作与预置操作，以获取匹配结果；c若所述匹配结果为成功，解锁所述用户设备的屏幕。更进一步，还公开其所述的预置操作为摩尔斯电码形成的操作记录，通过检测长按、短按、重按、轻按来代表摩尔斯电码中的“点”与“划”，实现用摩尔斯电码或其他编码解锁屏幕的功能。更进一步，为了提高敲击检测的精度，防止误操等干扰，引入压力阈值过滤，甚至引入将屏幕划分成多个区域(12宫格)后指定有效敲击区域的位置过滤手段，还甚至引入指定时间段内的敲击为有效敲击的时间过滤手段。该专利申请公开所实现的效果仅仅是检测敲击实现解锁屏幕，敲击的有效性按屏幕区域或时间段划分以获取更准确的敲击意图，甚至引入摩尔斯电码作为检测的节奏，对提高屏幕解锁的安全性有积极的意义，也具有一定的趣味性。然而，其手段是单纯检测敲击的频率，尤其在摩尔斯电码的应用上，需要用户执行一连串敲击才能完成，对用户的记忆力和学习能力都提出较高的要求，而且，在执行一连串敲击的过程中若不慎出错，难以被察觉，更难以纠正，需要重新输入整串敲击。

中国发明专利申请公开文献CN102981737A，公开了一种文件操作方法和装置，其主要技术为：感应终端的感应区域上的敲击；将所述敲击转化为数字信号；将所述数字信号与预先设置的密码对应的数字信号匹配；若匹配的结果为所述敲击转化的数字信号与所述预先设置的密码对应的数字信号一致，则发出命令以执行所对应的文件操作。其实际采集的是敲击的声音，将有效敲击记录为数字“1”，每两次有效敲击在一个预设的时间间隔内记录为“11”，若每两次有效敲击超出预设的时间间隔则将该两次有效敲击记录为“101”，该技方案采集有效敲击后，转化为由“1”和“0”组成的数字序列，用该串数字序列表征敲击的节奏(即预设时间内一次敲击或两次敲击的组合)。该技术方法虽然声称是文件的操作方法和装置，从其公开的内容看，实际为屏幕解锁的方法和装置，是一种采集屏幕敲击节奏实现解锁功能方法和装置。同样的，该技术手段需要不断地执行一连串的敲击动作，对用户的记忆力和学习能力都提出较高的要求，而且，由于其实际采集的是敲击所产生的声音，不利于防止偷窥；同时，在执行一连串敲击的过程中若不慎出错，难以被察觉，更难以纠正，需要重新输入整串敲击。

中国发明专利申请公开文献CN103645845A，公开了一种敲击控制方法及终端，其主要技术为：终端包括振动传感器，通过振动传感器检测预设频率范围内的敲击触发信号，检测到所述敲击触发信号后，识别所述敲击触发信号所对应的敲击动作类型；获取于识别到的敲击动作类型相匹配的敲击响应事件；执行敲击响应事件。该技术手段能实现通过检测敲击并结合设备的当前状态实现对设备的控制，对设备的控制包括静音、关闭屏幕、自动回复短信、拒接来电、关机、解锁屏幕、锁定屏幕、调节屏幕亮度、调节设备音量等操作。其控制功能的实现主要是通过检测预定时间内的单次敲击或两次敲击或至少三次敲击等易于执行的敲击操作，并将这些敲击操作与响应事件对应，实现一种输入控制指令的效果，尤其是结合了设备的当前状态后，可以灵活地实现多种控制效果。但本方案不能应用于诸如输入密码的场合；同时由于所谓“设备的当前状态”包括了很多可能的状态，各个状态的控制又无外乎是靠单次、两次或至少三次敲击这样少数几种敲击类型来控制，要求用户熟记各敲击类型在各状态的控制含义，需要用户花费大量时间练习，对用户的记忆力提出很高的要求，不利于推广应用。

中国发明专利申请公开文献CN102999279A，公开了一种通过敲击声控制智能设备的方法，其主要技术为：a.在智能设备中建立并存储敲击声音源信号与所代表的控制信号的关联关系表；b.当用户通过敲击物体产生敲击声音源时，语音采集设备对该敲击声源进行采集；c.语音采集设备将该敲击声音源经过相应处理后形成敲击声音源信号，传输给智能设备；d.智能设备接受敲击声音源信号进行解析，并通过查找关联关系表，找出该敲击声音源信号所代表的控制信号，从而调用相应控制程序实现对智能设备的控制。该公开文献和CN103645845A相似，都是将敲击操作转化为对设备的控制，它们的不同之处至少包括两点，其一，该公开文献采集的是敲击产生的声音，CN103645845A采集的是敲击引起设备振动的运动；其二，该公开文件的敲击对象是控制设备之外的另一设备，即遥控器；CN103645845A的敲击对象是控制设备本身，即手机。

中国发明专利申请公开文献CN1037606979A，公开了一种信息处理方法及电子设备，其主要技术为：在所述电子设备处于所述第一状态时，获取一用户作用在所述电子设备上的至少一个敲击操作，基于所述至少一个敲击操作，获得与所述至少一个敲击操作对应的至少一个字符信息，判断所述至少一个字符信息是否与一预设字符组信息相匹配，获得一判断结果，在所述判断结果表明所述至少一个字符信息与所述预设字符组信息相匹配时，控制所述电子设备从所述第一状态切换为所述第二状态。该方案将敲击操作转化为至少一个字符信息(数字、字母、汉字、图形等等)，并比较转化获取的字符信息和预设的字符信息是否匹配以执行后续响应，是一种密码的输入方法和装置，同时，该方案还揭示了将敲击转化为摩尔斯电码具体措施，使得执行敲击的过程具有隐密性和趣味性。该方案主要用于屏幕解锁，并主要解决了边看边输入密码的问题，可以使用户在不看着手机的情况下，敲击手机的任意位置以实现输入解锁密码，实现解锁的功能。该方案在摩尔斯电码的输入上尤其说明，定义“一秒钟内敲击一次对应点”，“一秒钟内敲击两次对应划”，“轻敲为点”，“重敲为划”。由于摩尔斯电码是由“点”与“划”定义而成，若选取26各英文字母作为密码，需要用4位摩尔斯电码来表示，如果输入一个6为的密码，则至少需要用户敲击24次，至多需要用户敲击48次。这种一连串的长敲击和CN102455842A，CN102981737A一样存在对用户的记忆力和学习能力要求较高的问题，而且，在执行一连串敲击的过程中若不慎出错，难以被察觉，更难以纠正，需要重新输入整串敲击。

中国发明专利申请公开文献CN104462938A，公开了一种智能设备及其解锁方法，其主要技术为：在智能设备处于用户界面锁定的状态下，检测重力感应事件；检测到所述重力感应事件属于解密敲击事件时，记录解密敲击事件中每一次敲击输入的时刻及总敲击次数；形成解密请求节奏；判断所述解密请求节奏是否与预设的基准节奏相匹配，若匹配，则将所述用户界面切换到解锁状态；若不匹配，则保持所述用户界面的锁定状态。更进一步，判断所述解密请求节奏是否与预设的基准节奏匹配的步骤中采用公式为：

该公式是方差公式，实际计算的是解锁敲击和基准敲击的时间方差，即检验解锁敲击的节奏和基准敲击的节奏是否一致，是否在一个允许的误差范围(方差e)内。该文献公开了用敲击节奏解锁文件的方法和装置，用户可根据自己熟悉的音乐节奏作为解锁密码，方便记忆；敲击的便利性上和前述列举的几个公开文献相似，都不需要看着手机并可以在手机的任意位置敲击；其缺点也是相似的，即敲击的过程中不慎出错，需要从头到尾重新执行敲击；而且该方法敲击出的节奏声容易被察觉，尤其容易被熟人察觉和猜测，安全性不够高，不适合于支付鉴权、文件加密鉴权等场合。该公开文献没有把敲击和字符输入联系，也没有把敲击和一般控制联系，实际上就是揭示一种用敲击节奏解锁屏幕的方法和装置，也不能完全解决前述所列举的关于按键输入的弊端问题。

中国发明专利申请公开文献CN104881220A,公开了一种用户指令的获取方法和装置，其主要技术为：基于终端设备的加速度传感器检测用户的敲击动作，根据所述敲击动作转换形成用户的指令。其特点在于，能够根据加速度传感器三个相互垂直的坐标轴方向对应的重力加速度分量，确定设备的倾斜角度，根据倾斜角度和敲击突变值确定敲击所述的侧面。该公开文献通过引入敲击所述的侧面(相对设备自身的方向)丰富了敲击的含义，但也仅仅是将敲击的含义最多扩充到6种。该公开文献结合设备的具体应用场景，设置了不同敲击所对应的控制指令，用以实现对设备的简单控制，实现快捷控制的目的。

关于利用加速度传感器或声音传感器检测敲击操作并以此执行后续响应的方法和装置仅列举上述案例。从现有技术看，利用敲击操作实现的输入约有三大类，第一类直接将检测到的有效敲击操作为输入用于解锁屏幕或控制；第二类先将检测到的有效敲击操作先进行编码(如摩尔斯电码)再用于输入以执行屏幕解锁或控制；第三类先将检测到的有效敲击操作映射成基础字符或编码后，再映射成更高阶的字符用于输入以执行屏幕解锁或控制。

由于敲击动作是单一的，只能通过次数、节奏、力度区分不同的敲击意图。以下是周知事实，每一密码位可用的字符数越多，密码的位数越长，密码的排序越乱，密码的强度就越高；现有技术作为密码输入时，若要实现每一密码位的可选字符数越多，依现有的方案，就要求设计更多的敲击次数类型，更多的敲击节奏类型，更多的敲击力度类型，一旦增多敲击类型对用户的记忆就是一项考验，尤其单纯地记忆敲击这样的手部执行动作是很容易遗忘或出错的；依现有的方案，若增加密码的位数，则敲击的次数会随之增加，对完整地记忆整串密码带来困难；依据现有的方案，若建议用户使用乱序的无规则的密码，恐怕其记忆难度和执行难度都超出一般用户的能力。

所以，现有的敲击输入方法和装置用于诸如输入密码的场合，具有难于记忆、输入出错时不可更改(退回)且只能从头输入、敲击次数过多难于执行等缺点，现有技术用于诸如输入操作等场合，也存在需要记忆的敲击类型和操作指令过多，需要记忆的应用场景过多等不利于推广普及的弊端。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请人决定发明一种输入方法和装置，降低对敲击操作的记忆难度，增强敲击操作的便利性和实用性，解决前述按键输入的弊端问题，也改进现有敲击输入存在的缺陷。

为了达成上述目的，本发明的技术方案如下。

本发明提供一种输入方法，适于将用户的敲击操作转变成设备可识别的输入；该输入方法包括下列步骤：

a.检测敲击并获取敲击；

b.解析敲击所代表的含义；

c.对设备输入解析出的含义；

其中，所述含义和敲击的映射引用了敲击的方向和设备的姿态。

更进一步的实施方式中，所述敲击方向以设备自身为参照，设备自身的几何要素确定的基准定义敲击的方向。

更进一步的实施方式中，所述敲击方向以物理空间为参照，物理空间确定的基准定义敲击的方向。

更进一步的实施方式中，所述敲击方向的参照在输入的过程中变换。

更进一步的实施方式中，其特征在于，所述敲击方向包括但不限于向上、向下、向右、向左、向前、向后中的一种或数种。

更进一步的实施方式中，所述设备的姿态是指设备相对物理空间的角度。

更进一步的实施方式中，所述获取敲击是指获取有效敲击，所述解析敲击是指解析有效敲击；有效敲击是指敲击引起设备振动的频率和/或幅度满足过滤条件的敲击，所述过滤条件包括阈值过滤、误差过滤、时间过滤、方向过滤中的一种或数种。

更进一步的实施方式中，所述含义包括点、划、退格、清除中的一种或数种。

更进一步的实施方式中，所述的含义还进一步定义出包括字母、数字、符号、图形中的一种或数种的高阶含义。

更进一步的实施方式中，所述高阶含义为摩尔斯电码(Morse Code)。

更进一步的实施方式中，输入的含义用于鉴权，所述鉴权包括数据加密鉴权、支付验证鉴权、屏幕解锁鉴权中的一种或数种。

更进一步的实施方式中，输入的含义用于控制，所述控制包括播放、暂停、返回主页、增加音量、降低音量、静音、上一曲、下一曲、待机、关机、接听、挂断、上一频道、下一频道、上一张图片、下一张图片中的一种或数种。

为了达成本发明之目的，本发明还进一步提供一种输入装置，将用户的敲击操作转变成设备可识别的输入，其特征在于，所述装置包括检测模块用以检测敲击事件，所述装置还包括解析模块用以解析敲击事件，所述解析模块在解析敲击事件时解析了敲击的方向和设备的姿态；敲击事件被解析成含义后输入给设备。

更进一步的实施方式中，所述检测模块是测量设备自身加速度的加速度传感器,包括运动传感器、重力感应器。

更进一步的实施方式中，所述解析模块是通用中央处理器。

更进一步的实施方式中，所述检测模块和所述解析模块之间还具有缓存模块，所述敲击事件先存储到所述缓存模块后再由所述解析模块解析。

更进一步的实施方式中，所述解析模块由方向解析模块和姿态解析模块以及含义解析模块组成；方向解析模块负责解析敲击事件的方向，姿态解析模块负责解析敲击事件的姿态；含义解析模块负责将敲击事件的方向和敲击事件的姿态解析成含义。

更进一步的实施方式中，所述检测模块和所述方向解析模块和姿态解析模块之间还具有缓存模块，所述敲击事件先存储到所述缓存模块后再由所述方向解析模块和姿态解析模块解析。

更进一步的实施方式中，所述敲击方向以设备自身为参照，设备自身的几何要素确定的基准定义敲击的方向。

更进一步的实施方式中，所述敲击方向以物理空间为参照，物理空间确定的基准定义敲击的方向。

更进一步的实施方式中，所述敲击方向的参照在输入的过程中变换。

更进一步的实施方式中，所述敲击方向包括但不限于向上、向下、向右、向左、向前、向后中的一种或数种。

更进一步的实施方式中，所述设备的姿态是指设备相对物理空间的角度。

更进一步的实施方式中，所述获取敲击是指获取有效敲击，所述解析敲击是指解析有效敲击；有效敲击是指敲击引起设备振动的频率和/或幅度满足过滤条件的敲击，所述过滤条件包括阈值过滤、误差过滤、时间过滤、方向过滤中的一种或数种。

更进一步的实施方式中，所述含义包括点、划、退格、清除中的一种或数种。

更进一步的实施方式中，所述的含义还进一步定义出包括字母、数字、符号、图形中的一种或数种的高阶含义。

更进一步的实施方式中，所述高阶含义为摩尔斯电码(Morse Code)。

更进一步的实施方式中，输入的含义用于鉴权，所述鉴权包括数据加密鉴权、支付验证鉴权、屏幕解锁鉴权中的一种或数种。

更进一步的实施方式中，输入的含义用于控制，所述控制包括播放、暂停、返回主页、增加音量、降低音量、静音、上一曲、下一曲、待机、关机、接听、挂断、上一频道、下一频道、上一张图片、下一张图片中的一种或数种。

为了达成本发明之目的，本发明还进一步提供一种存储设备，所述存储设备应用了本发明所述的输入方法，或所述存储设备应用了本发明所述的输入装置。

采用了本发明的输入方法和装置后，本发明除了对敲击的方向有所解析外，本发明还解析设备的在敲击时所处的姿态，进一步增加了定义含义的维度。由于本发明具有更多可定义的含义，进一步降低对敲击动作的记忆难度，丰富了本发明的输入功能。本发明可以选用某些含义定义退格或清除等功能，便于用户在输入过程中纠正错误的输入，不必再为每次出错都要重新输入整串敲击而感到烦恼，提高了输入的效率和舒适性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，以下将结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明。在以下的描述中阐述了以便于充分理解本发明的具体细节，但是，本发明能够以不同于以下描述的方式实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此，本发明不受以下公开的具体实施例的限制。

附图说明

图1是本发明实施例结构框图；

图2是本发明设备自身为参照的示意图；

图3是本发明物理空间为参照的示意图。

具体实施方式

实施例一

本实施例是一种应用本发明输入装置的优盘，用于该优盘的鉴权输入。如图1所示，该优盘的鉴权输入装置，具有检测模块、缓存模块、方向解析模块、姿态解析模块、含义解析模块，检测模块连接缓存模块，缓存模块连接方向解析模块和姿态解析模块，方向解析模块和姿态解析模块连接含义解析模块。本实施例的检测模块是测量设备自身加速度的加速度传感器，设备受敲击时，该加速度传感相互垂直的三轴上的检测数值会出现突变，由此，可以检测到敲击的次数、力道，乃至敲击的方向；关于如何检测敲击的次数，乃至方向的具体做法，可以参考CN104881220A的实施方式，此处对于本领域技术人员而已无需付出创造性劳动，可以采用本领域之惯用手段实现，此处不再赘述。

如图2所示，检测到的敲击，经过解析后，以加速度传感相互垂直的三轴为直接解析参照，可以判断敲击以设备自身为参照的方向。

如图3所示，检测到的敲击，经过解析后，以加速度传感器相互垂直的三轴为间接解析参照，推算敲击相对于固定物理空间参照，可以判断敲击以设备自身为参照的方向。在其他实施例中，用加速度传感器结合电子罗盘的形式能提高推算出的物理空间参照的进度和灵敏度。

本实施利用加速度传感器互垂直的三轴上的检测到相对重力方向的分量，用以确定设备的姿态，具体关于姿态的确定方式，可以参考CN104881220A的实施方式，此处对于本领域技术人员而已无需付出创造性劳动，可以采用本领域之惯用手段实现，此处不再赘述。

本实施体现本发明之精神在于，本实施了同时用解析出的敲击方向和设备姿态定义含义。例如，敲击的方向如图2所示的方向5，设备的姿态是图3所示的姿态3，此时得到的含义为含义1；再比如，敲击的方向如图2所示方向5，设备的姿态是图3所示的姿态2，此时得到含义为含义2,；再比如，敲击的方向如图2所示的方向2，设备的姿态为任意姿态，此时得到的含义为含义3；再比如，敲击的方向是图3的负x方向，设备的姿态是图3的姿态4，此时得到的含义为含义4；又比如，敲击的方向是图3的正y方向，设备的姿态是图3的姿态1，此时得到的含义为含义5……以此类推，通过对敲击方向和设备姿态的组合，本实施例得到相应的含义N。本实施例用类似含义3这样的全姿态含义定义参照切换指令，当该参照切换指令生效时，解析出的敲击方向所相对的参照就能在设备自身和物理空间之间切换。本实施例用用类似含义3这样的全姿态含义定义退格指令，发现误输入时，通过执行一次该退格指令可以清除一个误输入，通过连续执行三次该退格指令，可以清除全部输入。

以下以摩尔斯电码(Morse Code)为鉴权输入，说明本实施例的实施方式。用前述含义1和含义2表示摩尔斯电码的“点”，用前述含义3表示退格指令，用如图2的方向3和姿态3表示摩尔斯电码的“划”，用如图2所示的方向4和任意姿态表示切换指令。

以输入“点划点点划点划划划划点划点划点”为例。输入第一个含义“点”时，用户手持该优盘为图3所示的姿态3，以图2所示的方向5敲击优盘，此时敲击方向以优盘自身为参照。输入第二个含义“划”时，保持该姿态3，敲击如图2所示的方向3。输入第三个含义“点”时，变换设备的姿态到图3所示的姿态2，继续敲击图2所示的方向5,。输入第四个含义“点”时，敲击图2所示的方向4，执行切换指令，将敲击方向切换到以物理空间为参照，此时，可以任意变换设备姿态，只要敲击负y方向即输入“点”。输入第五个含义“划”时，可以任意变换设备姿态，只要敲击负x方向即输入“划”。输入第六个含义“点”时，可以任意变换设备姿态，只要敲击负y方向即输入“点”。输入第七个含义“划”时，敲击图2所示的方向4，执行切换指令，将敲击方向切换到以设备空间为参照，此时，将优盘变换至姿态3，敲击方向3即可输入“划”。以此类推，用户可以依据需要随时变换敲击方向的参考，以迷惑窥视者。同时，可以随时通过执行退格指令，清楚误输入，有效提高输入效率。本实施还能用多个含义共同映射“点”，另外多个含义共同映射“划”，可以有效降低记忆量，并增加窥视难度。

实施例二

相比于实施例一之不同，本实施例设备是智能手机，敲击所解析出的含义用于执行支付验证鉴权、屏幕解锁鉴权中的一种或数种；也可用于包括播放、暂停、返回主页、增加音量、降低音量、静音、上一曲、下一曲、待机、关机、接听、挂断、上一频道、下一频道、上一张图片、下一张图片中的一种或数种。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出多种可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是不脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。