本发明涉及汉字输入领域，特别涉及汉字拼音输入键盘、汉字拼音输入系统及汉字输入法。
背景技术：
拼音输入法是当前人们使用得最多的一种中文输入方式，其中又以qwerty全键盘布局和九宫格布局最为常见，两个布局各有利弊，其中九宫格布局较为适合在智能手机等输入面积较小的设备上使用。
传统的8键位九宫格布局源自于英文输入键盘，没有针对汉字输入进行优化，导致很多本可以避免的问题未能避免，具体来说有如下的一些不足：
一是只有8个字母键，导致有两个按键上各自分布了4个字母，不仅增加了重码数量，而且影响界面的整齐美观。
二是在控制重码方面有较多不足：若某个音节的键位码与其他音节相同，则该音节记为一个歧义音节，例如在传统九宫格布局中，音节ge、he的键位码相同因此各记为一个歧义音节，以《新华字典》所列出的总共409个音节(不含音节m、n、ng、hm、hng)来考察，传统九宫格布局共有319个歧义音节，占比达78％。另一方面，在输入一串键位时由于音节间断点的选取不同也会导致重码的产生。
三是一些字母之间距离较大，例如字母n和g中间隔了一个键位，导致韵母ang、eng、ing、ong、iang中的字母n和g距离较远，再如字母z和h之间隔了一个键位且为斜线连接，导致声母zh的两个字母距离较远，并且这些韵母或声母较为高频，使得文字输入过程中手指移动距离过大。
四是一些音节的键位路径不佳或按键靠左，例如音节cheng、zhuang，按键跨度和转向幅度较大，尤其是字母h-e和z-h之间跨越大且为斜线，这些音节的按键路径导致手部运动较为别扭。此外有较多高频字母离右手拇指较远，例如字母g、h、i这三个字母都是汉语拼音中出现频率非常高的字母，而这三个字母都处于左侧的中间位置，右手单手输入时频繁地点击这个键位容易导致疲劳。
由于上述问题的存在，使得现有的九宫格汉字拼音输入法在输入体验等方面均有一定的提升空间。
技术实现要素：
为解决现有技术的不足，本发明旨在提供汉字拼音输入键盘、汉字拼音输入系统及汉字输入法，能够使得键盘整洁美观，减少重码，优化按键距离和键位路径，提升汉字输入体验和效率。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明公开的一种汉字拼音输入键盘，包括3行3列矩阵排列的9个键位，26个英文字母分布于所述9个键位上，
字母p、v分布在左上角的键位上，其余8个键位分别分布有3个字母，
字母a、o、e、i、u的键位各不相同，记这5个字母所在的5个键位为基本键位，且字母o的键位与字母a的键位相邻，字母i的键位与字母a、e的键位分别相邻，字母u的键位与字母a、o、e、i的键位分别相邻，
字母n分布在字母u的键位上，字母g分布在基本键位中的一个键位上，且字母g与字母n的键位相邻或相同，字母z、h分布在基本键位之外的键位上。
本发明采用的3行3列的9键位矩阵布局，相比于传统的8个键位具有两方面的优点，一是有助于减少重码量，二是有助于界面美观，可以在最不方便的左上角键位设置两个字母，其余按键设置3个字母，从而使得界面外观整齐简洁。具体来说左上角键位分布了p和v两个字母，其中字母p是声母中使用频率最低的字母，字母v是韵母中使用频率最低的字母，从而尽可能少地用到该键位；方案中还对字母a、o、e、i、u、n、g、z、h的位置做了限定，以降低文字输入中的重码或提供良好的输入体验。本发明中的键位相邻指的是两个键位之间的位置关系，包括直边相邻和对角相邻两种。
优选的，所述9个键位第一行从左至右依次记为1号键、2号键、3号键；9个键位第二行从左至右依次记为4号键、5号键、6号键；9个键位第三行从左至右依次记为7号键、8号键、9号键。
优选的，字母o分布在4号键；字母a分布在2号键且字母u分布在5号键或字母a分布在5号键且字母u分布在2号键；字母i分布在3号键且字母e分布在6号键或字母i分布在6号键且字母e分布在3号键。
进一步的，字母o分布在4号键或7号键；字母a分布在5号键且字母u分布在8号键或字母a分布在8号键且字母u分布在5号键；字母i分布在6号键且字母e分布在9号键或字母i分布在9号键且字母e分布在6号键。
进一步的，字母e分布在9号键；字母a分布在2号键且字母o分布在3号键或字母a分布在3号键且字母o分布在2号键；字母i分布在5号键且字母u分布在6号键或字母i分布在6号键且字母u分布在5号键。
根据前面对字母a、o、e、i、u位置所做的相邻关系限定，这里给出了这5个字母在键盘上一些可能的位置方案，具体来说一共包含了(1×2×2)+(2×2×2)+(1×2×2)＝16种可能性，例如字母a、o、e、i、u分别分布在5号键、4号键、9号键、6号键、8号键便是其中的一种，如图2所示。需要指出的是对于a、o、e、i、u的位置而言，这里给出的16种只是其中较优的选择，并未涵盖前述相邻关系条件下的所有可能性。
本发明公开了一种汉字拼音输入系统，包括键位码接收模块和转化输出模块；所述键位码接收模块包含如前所述的汉字拼音输入键盘，用于接收经由所述9个键位输入的键位码串；所述转化输出模块，用于将接收到的键位码串转化为匹配的音节串并输出。
优选的，所述转化输出模块根据汉语拼音方案将所述键位码串转化为匹配的音节串并输出。
优选的，为各音节分别指定一个简化码，记与简化码对应的原始拼写为标准码，其中，标准码中韵母带n的音节，简化码通过将字母n替换为其前面一个字母得到，其余音节采用标准码作为简化码；或者，标准码中韵母带g的音节，简化码通过将字母g替换为字母n得到，其余音节采用标准码作为简化码；根据标准码与简化码的对应关系以及字母所处的键位，建立标准码与键位码的对应关系，记为转码关系；所述转化输出模块根据所述转码关系将所述键位码串转化为匹配的标准码音节串并输出。
本发明公开了两种与所述汉字拼音输入系统配套的汉字输入法：
第一种：运用所述键盘按照汉语拼音方案进行汉字输入。
a.通过键位码接收模块，接收经由所述9个键位输入的键位码串；
b.通过转化输出模块，根据汉语拼音方案将所述键位码串转化为匹配的音节串并输出。
第二种：运用所述键盘按照简化码进行汉字输入。
a.根据标准码与简化码的对应关系以及字母所处的键位，建立标准码与键位码的对应关系，记为转码关系；
b.通过键位码接收模块，接收经由所述9个键位输入的键位码串；
c.通过转化输出模块，根据所述转码关系将所述键位码串转化为匹配的标准码音节串并输出。
本发明提供的一种汉字拼音输入键盘相比于传统九宫格键盘具有以下有益效果：
一、文字输入采用9个键位，可以在最不方便的左上角键位设置2个字母，其余按键设置3个字母，一方面有助于减少重码量，另一方面使得界面整齐美观。
二、歧义音节的数量较少
本发明为了降低歧义音节的数量对字母位置进行了一些优化，例如字母n和u分布在同一键位上，这是由于字母n应位于基本键位上(后文详述)但具体位置较为苛刻的缘故，例如若将字母n和i分布在同一键位上，会导致韵母ai和an重码、ei和en重码、ui和un重码，歧义音节较多，分别考察a、o、e、i、u这五个字母，当字母n和u设置在同一键位上时只会产生in和iu一组重码韵母，故字母n与u共用键位最为合适。
从数据上看，本发明各个键位布局实例所产生的歧义音节较传统九宫格布局要少很多，以后文图3所示的键位布局为例，该布局共产生228个歧义音节，相比传统九宫格布局的319个减少了29％。
三、断点歧义的情况较少
音节断点歧义是指一串音节由于间断点的差异与另外的一串音节重码，例如“大麦damai”和“单词danci”在传统九宫格布局上的键位都是“32624”，二者的单字音节并未重码，但是由于音节间断点的不同导致了词组的重码。减少音节断点歧义一个直接有效的方法是尽可能提高纯声母按键的出现频率(所谓纯声母按键是指不能用于输入韵母的按键，由于字母v和r各自只涉及一个韵母ü和er且频率不高，故这里讨论韵母时不考虑ü和er，例如“pqrs”也视为纯声母键位)。具体分析如下：
1)提高纯声母键位的数量
在韵母中可能用到的字母有a、o、e、i、u、n、g，前5个字母中任意两个分布在同一键位都会导致大量的歧义音节，因此这5个字母应各自独占一个键位，而字母n和g由于不出现在韵首故可以与这5个字母共用键位，这样纯声母键位的数量为9-5＝4个，比传统九宫格布局多出一个。
2)尽量将高频声母设置在纯声母键位上
在传统九宫格布局中，字母h分布在非纯声母键位上，导致输入声母h、zh、ch、sh时仅有字母z和s处在纯声母键位上，这四个声母尤其h、zh和sh都是非常高频的声母，因此未能充分利用纯声母键位来减少断点歧义。本发明将z、h等字母分布在纯声母键位上，使得z、h、zh、ch、sh等高频声母频繁地用到纯声母键位，从而提高纯声母按键的出现频率。
四、文字输入时手部运动距离较短
采用本发明的键盘输入韵母时，各个字母均处于相邻的键位或位于同一键位上，此外本发明的各实施例中声母zh和sh也满足这一点，因而输入过程轻松便捷。具体来说，前面我们已经讨论过字母n和g的位置，因此现在我们只考虑a、o、e、i、u这五个字母，图1所示的表格中，相交处的文字代表对应的两个字母连接后是否可能出现在韵母的拼写中，因此图1中凡是相交处为“是”的两个字母，所分布的两个按键之间应满足直边相邻或对角相邻，因此得出前述字母a、o、e、i、u之间的相邻关系。表格中有个例外是字母i和o，虽然二者的连接“io”可以出现在韵母iong中，但是由于韵母iong出现频率很低，并且是由i+ong两部分组成的，因此本发明不强制要求字母i和o的键位相邻；此外由于字母r只涉及er一个韵母故未予考虑。
五、音节的键位路径适合输入，高频字母多处在靠右位置
传统九宫格布局中一些音节的键位路径不佳，例如音节cheng、zhuang等，此外有较多高频字母离右手拇指较远，本发明的键位布局专门对此有进行优化，使得音节的键位连线更适合输入，且键位多集中在右手容易操作的位置，使得输入过程轻松便捷且不易疲劳。
在前述键盘基础上本发明提供的简化码汉字输入法具有以下的有益效果：
1)输入过程简洁高效
用户输入有关音节时需要的键位少了一个，输入过程变得简便快捷。
2)改善了输入体验
例如用户输入含韵母iong的音节时，韵母一共要用到4个键位，这4个键位的连线组成的轨迹较为复杂，而采用简化码后轨迹则变得简单许多，这对于减轻用户的注意力负担很有帮助，从而改善整体的输入体验。
3)提升了输入的准确性
在标准码中，以-ng结尾的音节中字母组合-ng与音节ni重码，而-ng和ni的日常使用频率都非常高，从而导致很多的歧义，具体来说音节末端去除-ng后往往仍是一个音节，而-ng可以解析为音节ni，因此影响了准确性，发明中的简化码方案则避免了这些情况的发生，从而一定程度上提升了准确性。
附图说明
图1为韵母中字母相连情况示意图；
图2为字母a、o、e、i、u的一个具体键位示意图；
图3为实施例一的键位示意图；
图4为实施例二的键位示意图；
图5为实施例三的键位示意图；
图6为实施例四的键位示意图；
图7为实施例五的键位示意图；
图8为实施例六的键位示意图；
图9为实施例七的键位示意图；
图10为实施例八的键位示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。
本发明公开的一种汉字拼音输入键盘，包括3行3列矩阵排列的9个键位，26个英文字母分布于9个键位上，
字母p、v分布在左上角的键位上，其余8个键位分别分布有3个字母，
字母a、o、e、i、u的键位各不相同，记这5个字母所在的5个键位为基本键位，且字母o的键位与字母a的键位相邻，字母i的键位与字母a、e的键位分别相邻，字母u的键位与字母a、o、e、i的键位分别相邻，
字母n分布在字母u的键位上，字母g分布在基本键位中的一个键位上，且字母g与字母n的键位相邻或相同，字母z、h分布在基本键位之外的键位上。
本发明的键盘可以是各种形式的键盘，包括实体键盘、虚拟键盘，例如硬件设置或软件运行显现或投影等方式存在的信息输入键盘等。
本发明中的键位相邻指的是两个键位之间的位置关系，包括直边相邻和对角相邻两种。
根据前面对字母a、o、e、i、u位置所做的相邻关系限定，下面给出了这5个字母在键盘上一些可能的具体位置方案：
字母o分布在4号键；字母a分布在2号键且字母u分布在5号键或字母a分布在5号键且字母u分布在2号键；字母i分布在3号键且字母e分布在6号键或字母i分布在6号键且字母e分布在3号键。
或者，字母o分布在4号键或7号键；字母a分布在5号键且字母u分布在8号键或字母a分布在8号键且字母u分布在5号键；字母i分布在6号键且字母e分布在9号键或字母i分布在9号键且字母e分布在6号键。
或者，字母e分布在9号键；字母a分布在2号键且字母o分布在3号键或字母a分布在3号键且字母o分布在2号键；字母i分布在5号键且字母u分布在6号键或字母i分布在6号键且字母u分布在5号键。
上面具体来说一共包含了(1×2×2)+(2×2×2)+(1×2×2)＝16种可能性，例如字母a、o、e、i、u分别分布在5号键、4号键、9号键、6号键、8号键便是其中的一种，如图2所示。需要指出的是对于a、o、e、i、u的位置而言，这里给出的16种只是其中较优的选择，并未涵盖前述相邻关系条件下的所有可能性。
根据前面对各个字母位置所做的限定，键盘的具体布局优选以下八种实施例：
实施例一，如图3所示：
字母p、v分布在1号键上，
字母x、y、z分布在2号键上，
字母s、h、j分布在3号键上，
字母w、q、o分布在4号键上，
字母g、l、a分布在5号键上，
字母d、f、i分布在6号键上，
字母r、k、t分布在7号键上，
字母m、n、u分布在8号键上，
字母b、c、e分布在9号键上。
实施例二，如图4所示：
字母p、v分布在1号键上，
字母x、y、z分布在2号键上，
字母s、h、j分布在3号键上，
字母w、q、o分布在4号键上，
字母a、b、c分布在5号键上，
字母d、f、i分布在6号键上，
字母r、k、t分布在7号键上，
字母m、n、u分布在8号键上，
字母g、l、e分布在9号键上。
实施例三，如图5所示：
字母p、v分布在1号键上，
字母x、y、z分布在2号键上，
字母s、h、j分布在3号键上，
字母w、q、o分布在4号键上，
字母m、n、u分布在5号键上，
字母d、f、i分布在6号键上，
字母r、k、t分布在7号键上，
字母g、l、a分布在8号键上，
字母b、c、e分布在9号键上。
实施例四，如图6所示：
字母p、v分布在1号键上，
字母x、y、z分布在2号键上，
字母s、h、j分布在3号键上，
字母t、q、r分布在4号键上，
字母m、n、u分布在5号键上，
字母d、f、i分布在6号键上，
字母k、w、o分布在7号键上，
字母g、l、a分布在8号键上，
字母b、c、e分布在9号键上。
实施例五，如图7所示：
字母p、v分布在1号键上，
字母t、x、z分布在2号键上，
字母s、h、j分布在3号键上，
字母q、y、f分布在4号键上，
字母g、l、a分布在5号键上，
字母d、r、i分布在6号键上，
字母k、w、o分布在7号键上，
字母m、n、u分布在8号键上，
字母b、c、e分布在9号键上。
实施例六，如图8所示：
字母p、v分布在1号键上，
字母a、b、c分布在2号键上，
字母o、g、w分布在3号键上，
字母j、k、t分布在4号键上，
字母m、y、i分布在5号键上，
字母d、n、u分布在6号键上，
字母s、q、l分布在7号键上，
字母x、z、h分布在8号键上，
字母f、e、r分布在9号键上。
实施例七，如图9所示：
字母p、v分布在1号键上，
字母m、n、u分布在2号键上，
字母b、c、e分布在3号键上，
字母f、q、o分布在4号键上，
字母g、l、a分布在5号键上，
字母d、r、i分布在6号键上，
字母k、t、w分布在7号键上，
字母x、y、z分布在8号键上，
字母s、h、j分布在9号键上。
实施例八，如图10所示：
字母p、v分布在1号键上，
字母a、b、c分布在2号键上，
字母j、t、l分布在3号键上，
字母o、g、w分布在4号键上，
字母m、n、u分布在5号键上，
字母d、f、i分布在6号键上，
字母q、s、k分布在7号键上，
字母y、z、h分布在8号键上，
字母r、e、x分布在9号键上。
上述这些实施例是根据字母位置要求等限制条件细化得到的，在满足前述条件的同时继续优化了体验。以实施例一的布局为例，纯声母键位上的字母p、x、y、z、s、h、j、r、k、t中除了p、k外多为高频字母，从而保证纯声母键位有较高的使用频率；同一键位上的声母设置合理，可以避免过多重码，例如字母q和w虽然处于同一键位但二者相容性很好，只会导致qu一个歧义音节。
除了前面所述的键盘，本发明还公开了一种与键盘配套的汉字拼音输入系统，包括键位码接收模块和转化输出模块：键位码接收模块包含如前所述的汉字拼音输入键盘，用于接收经由9个键位输入的键位码串；转化输出模块，用于将接收到的键位码串转化为匹配的音节串并输出。
其中，转化输出模块在将接收到的键位码串转化为匹配的音节串时有两种方式，一种是根据汉语拼音方案转化，另一种是根据简化码转化：
为各音节分别指定一个简化码，记与简化码对应的原始拼写为标准码，其中，标准码中韵母带n的音节，简化码通过将字母n替换为其前面一个字母得到，其余音节采用标准码作为简化码；或者，标准码中韵母带g的音节，简化码通过将字母g替换为字母n得到，其余音节采用标准码作为简化码；根据标准码与简化码的对应关系以及字母所处的键位，建立标准码与键位码的对应关系，记为转码关系；转化输出模块根据转码关系将键位码串转化为匹配的标准码音节串并输出。
这里简化码包含了两个方案，一个是替换韵母中的字母n，例如对于音节neng，标准码为neng，简化码为neeg，输入时采用简化码neeg进行输入，以图3的键位布局为例应依次输入键位“8995”；另一个方案是替换韵母中的字母g，例如输入音节geng时，采用genn进行输入，以图3的键位布局为例应依次输入键位“5988”。
在上述输入音节neng的过程中，neng为标准码，neeg为简化码，“8995”为键位码，转码关系：标准码neng与键位码“8995”对应。
采用简化码代替标准码输入，用户输入有关音节时需要的键位少了一个，使得输入过程简洁高效，并一定程度上改善了输入体验、提升了输入的准确性。
此外本发明还公开了与汉字拼音输入系统配套的汉字输入法，通过键位码接收模块，接收经由9个键位输入的键位码串；通过转化输出模块，根据汉语拼音方案或转码关系将键位码串转化为匹配的音节串并输出。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。