专利名称：适用于视线输入的汉字输入方法
技术领域：
本发明属于视线跟踪应用与文字输入领域，涉及对视线应用分析，以及文字输入的解决方案。
背景技术：
基于视觉的人机交互是当前图像处理领域的热点问题，其基本原理为根据眼睛的特征和位置以及其他一些脸部线索来决定用户注视的方向，把它作为一种可选的或互补的计算机输入通道，为人机交互提供一种新的方式。随着视线追踪技术日臻成熟，目前眼动测量达到的时间与空间精度为以视线追踪技术取代传统的指点设备，成为一种全新的输入通道提供了可能。现有的基于视线跟踪的文字输入类似于使用计算机屏幕上的虚拟键盘进行输入， 其界面大体相同，不同的是指示和触发选择的动作由人眼注视信息，而不是鼠标或其它输入设备来执行。尽管视线跟踪技术已经相对成熟，并且达到了相当高的精度(约0.5-1° )，但受限于视线输入方式的特性，现有视线输入方法的输入速度极慢，这在很大程度上阻碍了视线输入的实际应用。利用视线进行输入主要存在三个问题一是人的视线存在无意识的眼跳，即当用户注视某个点时，其注视点并非稳定的落在该处，而是在以改点为中心的一个小范围内随机的跳动。这是由人眼的生理机制所决定的。二是用连续的过程输入离散的字符。视线输入方式是一个连续的过程，不像传统的用手敲击键盘，得到是一系列离散的输入，视线的输入是一条轨迹，我们难以从该轨迹中判断用户的实际意图是要输入哪几个字符。如采用拼音输入法输入汉字“我”，传统的键盘输入方式要求用户依次敲击按键“W”，“O”即可完成输入，但当采用视线输入方式时，用户依次注视计算机屏幕上的虚拟键盘的“W”和“O”字符， 其注视点必然会经过“W”和“O”中间的字符，造成输入信息的歧义。第三个问题是输入的起止问题，即同样，视线的输入是一个连续过程，如何判断用户何时开始输入，何时结束输入， 以及是否是无意义的输入，如用户在对着屏幕发呆等。针对第一个问题,可采用使用较大尺寸的字符区域来解决。针对第二个问题，IBM Almaden Research Center 的 Shumin Zhai 和 Per Ola Kristensson 提出了一种滑动的输
入方式-ShapeWriter。ShapeWriter通过用连续的滑过要输入的字符解决了用连续的
过程输入离散字符的问题，然而ShapeWriter只适用于英文输入，并且其依然没有解决输入的起止判断问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种适用于视线输入的汉字输入方法，能够解决输入的起止问题，准确快速的进行文字输入。本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤
(I)采用笔画输入作为基本的输入方式。由于笔画输入法所包含的总的字码只有五个，分别为横(一)，竖(丨)，撇())，点(、)，折(I)。相对其他常用的输入方式 (拼音、五笔)，字码总数少，因此每个字符区域可设置的相对较大。将这些字码在屏幕上沿垂直方向一字排开，作为本输入法的初始布局。(2)当用户注视本输入法初始布局的任一个字码时，即开始输入过程。此时，根据用户当前注视的字码，生成一个候选字区和待输入的下一个字码区，分别沿垂直方向排列在当前输入字码的两侧。(3)若用户期望输入的字符已出现在候选字区域，则用户注视该字，经过设定时间以后，认为该字符即为用户期望输入的字符，于是输入该字符，本次输入结束。否则，转入下一步。判断用户当前所注视的字符是否为用户实际期望输入的字符的时间段长度可调，根据用户使用本输入法的熟练程度，可在O. 5 3秒之间进行调整。(4)若用户期望输入的字符尚未出现在候选字区域，则用户视线向另一侧移动，注视下一个需要输入的字码，即继续输入下一个笔画，并且以用户当前所注视的字码为中心， 左右两侧分别弹出可能的下一个输入字码和候选字。(5)重复步骤⑶ 步骤⑷，直至用户完成输入。所述的步骤(4)中，当用户视线向另一侧移动，注视下一个需要输入的字码时，初始位置的字码消隐，以避免干扰当前字码的输入。本发明的有益效果是通过采用动态虚拟键盘，候选字和下一个输入字码分别放置于当前输入字码两侧的键盘布局方式，本发明很好的解决了基于视线的文字输入方式中存在的连续的输入路径导致的输入歧义，以及每个字输入过程中开始和结束时机判断的问题，提高了基于视线的文字输入方式的易用性和输入效率，给电脑用户提过了一种全新的文字输入方式，无需用手，只需用眼睛盯着屏幕看即可完成文字输入。这使得不便用手操作电脑的用户也可顺利地进行文字的输入。下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1，本发明的技术流程。图2，本发明初始的虚拟键盘布局方式。图3，当用户注视一个字码时，虚拟键盘的布局方式。其中，I为候选字区，2为当前字码输入区，3为下一个字码输入区，4为用户当前注视的位置。图4，当用户注视第二个字码时，虚拟键盘的布局方式。5为上一个字码输入区中的字码，为避免干扰当前字码的输入，应降低这一区域对用户的视觉吸引力，将其颜色变淡或使其消失不见。图5，为选择用户期望输入的字时虚拟键盘的外观。图6，实际输入应用中，虚拟键盘的初始状态在计算机屏幕上的显示。6为计算机屏幕。7为文字输入区域，可为一般的文字处理软件。图7，实际输入应用中，输入汉字“我”的第一个字码“撇(j )”时计算机屏幕显示的内容。
图8，实际输入应用中，选择候选字“我”时计算机屏幕显示的内容。图9，实际输入应用中，完成汉字“我”的输入后，计算机屏幕显示的内容。图10，实际输入应用中，输入汉字“在”的第一个字码“横(一)”时计算机屏幕显示的内容。图11，实际输入应用中，输入汉字“在”的第二个字码“撇(j )”时计算机屏幕显示的内容。图12，实际输入应用中，选择候选字“在”时计算机屏幕显示的内容。图13，实际输入应用中，完成汉字“在”的输入后，计算机屏幕显示的内容。图14，实际输入应用中，输入汉字“输”的第一个字码“横(一)”时计算机屏幕显示的内容。图15，实际输入应用中，输入汉字“输”的第二个字码“折(I)”时计算机屏幕显示的内容。图16，实际输入应用中，输入汉字“输”的第三个字码“竖(丨)”时计算机屏幕显示的内容。图17，实际输入应用中，选择候选字“输”时计算机屏幕显示的内容。图18，实际输入应用中，完成汉字“输”的输入后，计算机屏幕显示的内容。图19，在输入汉字“输”的过程中，注视点的位置及其移动轨迹。其中，圆圈表示曾经注视过的输入字码，其旁边的数字表示注视的顺序。
具体实施例方式为便于采用视线进行输入，提高文字输入效率，并对用户更加方便易用，本发明针对目前现有技术中存在的问题，提出了一种适合视线的汉字输入的方法。本发明的整个实施流程如图I所示。具体方法如下(I)针对人的视线存在无意识的眼跳的问题，可采用使用较大尺寸的字符区域来解决。然而，屏幕上可供显示的区域是有限的，因此为了在有限的面积上显示较大的字符尺寸，本发明采用了笔画输入法进行输入。其键盘布局如图2所示。笔画输入法其总的所需字码个数少(共五个，分别为横(一)，竖(丨)，撇(j )，点(、)，折(1))，并且具有不错的输入速度，以及较低的重码率，而且该输入法简单易用，无需学习，这些特点使其非常适合作为基于视线跟踪的输入方式。(2)针对视线的输入是一个连续过程的特点，提出了一种动态虚拟键盘布局，候选字和下一个输入字码分别放置于当前输入字符两侧的输入方式。该虚拟键盘初始布局如图 2所示，在计算机屏幕上沿垂直方向一字排开。当用户注视其中一个字码时，如图3所示， 在该字符一侧弹出可能的下一个输入字码，在另一侧弹出候选字。此时，若用户期望输入的字符已出现在候选字区域，则注视该字即可完成输入，若用户期望输入的字符尚未出现在候选字区域，则用户视线向另一侧移动，注视下一个需要输入的字码，即继续输入下一个笔画。此时，初始位置的虚拟键盘消隐，以避免干扰当前字码的输入。并且以用户当前所注视的字码为中心，左右两侧分别弹出可能的下一个输入字码和候选字。如图4所示。若用户期望输入的字符已出现在候选字区，则注视该字完成输入。若用户期望输入的字符仍未出现，则继续注视另一侧下一个字码。该输入方式重复上述过程，直至用户完成输入。通过采用动态虚拟键盘，候选字和下一个输入字码分别放置于当前输入字码两侧的键盘布局方式，本发明很好的解决了基于视线的文字输入方式中存在的连续的输入路径导致的输入歧义，以及每个字输入过程中开始和结束时机判断的问题。本输入法同硬件无关，可以利用任何眼动仪在电脑上进行文字输入。本示例将采用瑞典的Tobii公司生产的Tobii xl20桌面式眼动仪以获取用户的注视点在电脑屏幕上的位置，以及一台普通的计算机作为实验平台进行文字输入的描述。实施示例一本示例演示输入一个字码即可完成输入的汉字“我”。具体步骤如下I)启动电脑，打开一个文字处理软件，启动本输入法。此时，计算机屏幕上显示的内容如图6所示。2)用户注视汉字“我”的第一个字码“撇U )”。此时，计算机屏幕上显示的内容如图7所示。3)由于“我”字较为常用，此时候“我”字已出现在选字区。注视以选择该字。此时，计算机屏幕上显示的内容如图8所示。4)完成“我”字输入。此时虚拟键盘恢复初始状态，计算机屏幕上显示的内容如图 9所示。实施示例二 本示例演示在完成上个汉字“我”的输入后，继续输入需要输入两个字码以完成输入的汉字“在”。具体步骤如下I)用户注视汉字“在”的第一个字码“横(一)”，此时，计算机屏幕上显示的内容如图10所示。2)由于“在”字尚未出现在候选字区，用户可继续向右注视“在”字的第二个字码 “撇(j )”。此时，计算机屏幕上显示的内容如图11所示。3)在完成两个笔画的选择后，“在”字已出现在候选字区，用户此时可注视该字以完成该字的输入。此时，计算机屏幕上显示的内容如图12所示。4)完成“在”字输入。此时虚拟键盘恢复初始状态，计算机屏幕上显示的内容如图 13所示。实施示例三本示例演示需要输入三个字码以完成输入的汉字“输”。具体步骤如下I)用户注视汉字“输”的第一个字码“横(一)”，此时，计算机屏幕上显示的内容如图14所示。2)由于“输”字尚未出现在候选字区，用户可继续向右注视“输”字的第二个字码 “折(I)”。此时，计算机屏幕上显示的内容如图15所示。3) “输”字仍未出现在候选字区，用户继续向右注视“输”字的第三个字码“竖 (I )”。此时，计算机屏幕上显示的内容如图16所示。4)在完成三个笔画的选择后，“输”字已出现在候选字区，用户此时可注视该字以完成该字的输入。此时，计算机屏幕上显示的内容如图17所示。5)完成“输”字输入。此时虚拟键盘恢复初始状态，计算机屏幕上显示的内容如图 18所示。
6)图19显示了完成“输”字输入中用户注视点的移动轨迹和顺序。其中圆圈表示用户的注视过的输入字码，圆圈旁的数字表示注视的顺序。从该示例可以看出，用户只需短短一瞥，即可完成一个汉字的输入。
权利要求
1.一种适用于视线输入的汉字输入方法，其特征在于包括下述步骤(1)采用笔画输入作为输入方式，将字码在屏幕上沿垂直方向一字排开，所述的字码为横、竖、撇、点、折;(2)当用户注视任一个字码时，根据用户当前注视的字码，生成一个候选字区和待输入的下一个字码区，分别沿垂直方向排列在当前输入字码的两侧；(3)若用户期望输入的字符已出现在候选字区域，则用户注视该字，经过设定时间以后，输入该字符，本次输入结束；否则，转入下一步；(4)若用户期望输入的字符尚未出现在候选字区域，则用户视线向另一侧移动，注视下一个需要输入的字码，并且以用户当前所注视的字码为中心，左右两侧分别弹出可能的下一个输入字码和候选字；(5)重复步骤(3) 步骤(4)，直至用户完成输入。
2.根据权利要求I所述的适用于视线输入的汉字输入方法，其特征在于所述的设定时间为O. 5 3秒。
3.根据权利要求I所述的适用于视线输入的汉字输入方法，其特征在于所述的步骤(4)中，当用户视线向另一侧移动，注视下一个需要输入的字码时，初始位置的字码消隐。
全文摘要
本发明公开了一种适用于视线输入的汉字输入方法，采用笔画输入作为输入方式，根据用户当前注视的字码，生成一个候选字区和待输入的下一个字码区，若用户期望输入的字符已出现在候选字区域，则用户注视该字，经过设定时间以后输入该字符，本次输入结束；否则，用户注视下一个需要输入的字码，并且以用户当前所注视的字码为中心，左右两侧分别弹出可能的下一个输入字码和候选字；直至用户完成输入。本发明提高了基于视线的文字输入方式的易用性和输入效率。
文档编号G06F3/048GK102609086SQ20111045579
公开日2012年7月25日 申请日期2011年12月26日 优先权日2011年12月26日
发明者满毅, 赵歆波, 马钟 申请人:西北工业大学