一维手写文字输入设备和一维手写文字输入方法

一维手写文字输入设备和一维手写文字输入方法
【技术领域】
[0001] 本发明总体地涉及手写体文字输入技术，更具体地涉及一维手写文字输入设备和 方法。
【背景技术】
[0002] 随着智能设备的迅速发展，在智能设备上进行文本输入的需求也越发强烈。但是 智能设备往往由于其物理形态尺寸的限制，从而输入界面受限，使得基于物理键盘或软键 盘的文本输入方式不再适用，在这些智能设备上的文本输入变得困难。这些智能设备的例 子例如有智能手表、智能眼镜和智能手环等。
[0003] 文本输入方法大致上可以分为基于选择的方法和基于手写体输入的方法。基于选 择的方法例如提供物理或虚拟的键盘，各个键代表各个字母或数字，选择(例如通过点击对 应键)某个字母，即输入该字母，选择多个字母可以组成词。基于手写体输入的方法，则一般 通过描画的方法模拟字符(或字)或定义的对应字符(或字)替代体的形态，由智能计算设备 进行识别得到输入的文本。
[0004] 已经提出了一些在面积有限界面上输入文本的技术，例如文献1的对字母编码的 方法;文献2、3的单笔划手势;文献4的模糊键盘;文献5、6的手势键盘等。不过大部分技术都 是针对二维的解码或者具有受限个按钮的界面。
[0005] 文献I :MacKenzie，I ·，Soukoreff，R.and Helga，J· lthumb，4buttons，20 words per minute:Design and evaluation ofH4-ffriter.UIST'11,(2011),471-480.
[0006] 文献2: Blickenstorfer，C · H. (1995，January) · Graffiti : Wow !Pen Computing Magazine,pp.30-31.
[0007] 文献3:Gu，Z.，Xu，X.，Chu，C.and Zhang，Y.To Write notSelect，a New Text Entry Method Using Joystick . Human-Computer Interaction : InteractionTechnologies，（2015)，35-43·
[0008] 文南犬4 : Poirier，F · and Be latar，M · UniGlyph : only onekeystroke per character on a 4-button minimal keypadf or key-based text entry.HCI International 2007,(2007),479-483.
[0009] 文南犬5 : Kristensson，P · and Zhai , S. SHARK2 : a largevocabulary shorthand writing system for pen-basedcomputers.UIST'04,（2004),43-52.
[0010] 文献6 : Zhai，S · and Kristen sson ,P.Shorthand writing onstylus keyboard. CHI' 03，（2003)，97-104.

【发明内容】

[0011] 本发明关注基于手写体输入的方法，尤其关注在一维界面上的基于手写体输入的 方法。
[0012] 本发明希望提供在受限的输入界面一一例如一维输入界面上一一的进行手写输 入并识别的方法和设备。所述一维输入界面的例子例如有：智能眼镜的眼镜腿沿长度方向 的表面、智能手机的侧边框、智能手环的侧面等。
[0013] 根据本发明的一个方面，提供了一种一维手写文字输入设备，可以包括:用户输入 界面，供用户以身体部位或描画工具手动以接触该用户输入界面的方式按时间顺序做出一 维字符手势，所谓一维字符手势基本为在一条直线上的往复划动;检测单元，配置为检测用 户在用户输入界面上做出的一维字符手势，将该一维字符手势转为一维信号，所述一维信 号为在坐标系统中仅在一个维度上有值的信号；字符模板数据库，配置为存储每个字符的 模板，每个字符的模板对应于一维笔划，为按照预定顺序的一个或多个子笔划的集合，各个 子笔划为基本在一条直线上的线段;识别单元，配置接收来自检测单元的该一维信号，将该 一维信号转换为待处理的一维笔划，基于此待处理的一维笔划和字符模板数据库中存储的 每个字符的模板，将该一维笔划识别为相应字符。
[0014] 根据本发明实施例的一维手写文字输入设备还可以包括:显示单元;其中，字符 模板数据库中存储的至少一个字符模板对应于多个字符，其中，当处理器识别一维笔划对 应于多个字符作为字符候选时，处理器执行处理使得在显示器上显示该多个字符候选，其 中在任一时刻多个字符候选之一被高亮显示；以及
[0015] 响应于检测单元检测到用户做出的选择手势，处理器选择当前被高亮显示的字符 候选作为字符识别结果；以及响应于检测单元检测到用户做出的移动手势，处理器切换被 高亮的字符候选。
[0016] 根据本发明实施例的一维手写文字输入设备，其中响应于检测单元检测到用户做 出的字符分隔手势，处理器可以将连续的一维字符手势区分开，以结束前一字符的输入，并 准备接收下一字符的输入。
[0017] 根据本发明实施例的一维手写文字输入设备，其中所述字符分隔手势可以为停顿 手势，停顿手势对应于用户手指或描画工具在用户输入界面上停顿时间超过预定阈值。
[0018] 根据本发明实施例的一维手写文字输入设备，所谓一维字符手势可以对应于单个 笔划，单个笔划为单个连续的笔划，在一维字符手势做出过程中，用户手指或者描画工具不 呙开用户输入界面。
[0019] 根据本发明实施例的一维手写文字输入设备，各个字符的模板的笔划的子笔划可 以具有长度和方向，其中长度为两种预定长度之一。
[0020] 根据本发明实施例的一维手写文字输入设备，所述一维字符手势可以与实际二维 字符手写走势过程相似。
[0021] 根据本发明实施例的一维手写文字输入设备，字符模板数据库中存储的字符模板 中的至少一个可以对应于多个字符。
[0022] 根据本发明实施例的一维手写文字输入设备，对于特定字符的字符模板，可以首 先将该字符旋转90度，再将二维手写手势映射到一维字符手势。
[0023]根据本发明实施例的一维手写文字输入设备，所述处理器将该一维信号转换为待 处理的一维笔划可以包括:识别拐点，拐点指该一维笔划形成过程中随时间进行笔划行进 方向发生变化的点，拐点包括笔划的开始点和结束点；去除拐点中距离时间上在前拐点小 于预定像素长度的拐点；基于剩余的拐点划分线段;去除掉线段中长度小于预定阈值的线 段，对剩余线段进行归一化，得到归一化后的线段的集合作为按照时间顺序的子笔划的序 列。
[0024] 根据本发明实施例的一维手写文字输入设备，所述基于此待处理的一维笔划和字 符模板数据库中存储的每个字符的模板，将该一维笔划识别为相应字符可以包括:确定该 一维笔划所包含的子笔划的数目；检索字符模板数据库，确定模板中子笔划数目等于所述 确定的该一维笔划所包含的子笔划的数目的模板；
[0025] 对于所确定的模板中的每个，按照构成顺序，确定每个子笔划呈现为所述一维笔 划中的对应子笔划的概率，计算给定该模板呈现为所述一维笔划的概率；以及基于各个模 板呈现为所述一维笔划的概率，将所述一维笔划识别为相应的字符。
[0026]根据本发明实施例的一维手写文字输入设备，还可以包括显示单元，配置为在存 在多个字符候选的情况下，以可视形式显示预定数目个字符候选；响应于检测到用户做出 一维字符手势结束确定手势，显示所确定的与该一维字符手势对应的字符候选，所述一维 字符手势结束确定手势指示一维字符手势结束，以及响应于检测到用户做出字符选择手 势，选择当前被高亮的候选字符，并将其显示在指示输入的文本的显示区域，或者响应于检 测到用户做出候选字符切换手势，切换当前被高亮的候选字符并以高亮形式显示被切换为 高亮的候选字符。
[0027] 根据本发明实施例的一维手写文字输入设备，其中所述候选字符切换手势可以为 手指沿着从当前被高亮的候选字符到要选择的候选字符的方向上的移动，在一维字符手势 结束点接近用户输入界面在一维方向上的第一边界的情况下，将候选字符按照概率从高到 低的顺序沿着从第一边界到第二边界的方向进行显示。
[0028] 根据本发明实施例的一维手写文字输入设备，所述一维字符手势结束确定手势可 以为保持手指在用户输入界面上不动达预定时间，所述字符选择手势为将手指从用户输入 界面上抬起，所述候选字符切换手势为移动手指达预定距离。
[0029] 根据本发明实施例的一维手写文字输入设备，还可以包括:语言模型数据库，存 储有指示借由字符的概率分布，指派概率给由字符组成的词的信息;所述处理器在文字识 别状态下，在字符输入模式和词输入模式之间切换，其中在词输入模式下，参考语言模型数 据库实时计算在给定一维笔划序列条件下输入具体词汇的概率，基于输入具体词汇的概 率，对候选词汇进行排序，并显示在显示单元上，供用户选择。
[0030] 根据本发明实施例的一维手写文字输入设备，在词汇模式下，显示单元的图形用 户界面包括三个区域:文本区域，用于显示输入的文本;字符区域，用于显示识别的字符；以 及词区域，用于显示识别的词候选。
[0031] 根据本发明实施例的一维手写文字输入设备，其中所述文本区域的高度可以映射 到用户输入界面在一维字符手势的一维方向上的全部长度，所述文本区域的水平方向表示 时间轴，以及在所述文本区域上沿时间轴显示一维字符手势，从而提供了一维字符手势的 二维可视反馈。
[0032] 根据本发明实施例的一维手写文字输入设备，所述一维手写文字输入设备可以为 智能可穿戴设备。
[0033]根据本发明的另一方面，提供了一种一维手写文字输入设备执行的一维手写文字 输入方法，一维