CN1524212A - 文本输入方法及其装置 - Google Patents

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M·J·比克尔顿
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Abstract

一种设备和方法，用来通过所述的接触输入装置提高文本输入。接触输入装置被标记，以提供一个键盘，所述键盘自身包括键区(206)，每个键区都描述一个被其他字符环绕主字符。为了输入文本，用户触摸与所需输入字符相关的键区(206)，之后沿所需字符方向移动接触输入。所述方法包括下列步骤，确定一个包括多个与接触输入相应的固定点(313)的轨迹(312)；分析所述轨迹以确定主要方向和所述轨迹的代表位置(206)；并且依据轨迹的位置和方向选择输入字符。

Description

文本输入方法及其装置
技术领域
本发明主要涉及一种将文本输入设备的方法，尤其是输入到便携式无线电话或手持电脑等设备中的方法。
背景技术
近些年来，便携式无线电话或者“移动电话”的拥有量在世界范围内的飞速发展已经被确切地证实和报道。同时，移动电话网络例如全球移动通讯***(GSM)，原本是设计用于语音通信的，通过这样的电话利用短信息服务(SMS)发送文本信息在过去的几年中取得了引人注目的增长，在2000年12月全世界用GSM网络发送SMS消息达到了150亿条。这一方面是由于移动电话的拥有量在发达国家达到了临界数量，另一方面也是由于短信息相对于语音电话花费低廉且相对固定。随着更先进被称为3G(第三代)的无线网络和服务即将引入，可以预测文本信息的发送将会进一步增长，届时，数据、传真和电子邮件将被应用在3G移动电话或适当配备的手持电脑或个人数字助理(PDA)上。
一种已知的将文本输入上述设备的方法包括在键盘上按一个键数次，以循环切换与此键相关的字母，直到选择了用户所需要的字母。这样每一个单词都需要多次按键，使得速度慢并且容易出错。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种改进的将文本输入设备的方法。
根据本发明的第一个方面，提供一种用于选择输入设备的字符的方法，所述设备包括触敏输入装置，所述方法包括如下步骤：
·确定包括多个对应于接触输入的位置点的轨迹；
·分析所述轨迹以确定所述轨迹的主要方向和代表位置；以及
·依所述轨迹的位置和方向选择输入字母。
根据本发明的第二个方面，提供一种用于接收字符输入的设备，包括：
·触敏输入装置；
·用来确定包括多个响应于接触输入的位置点的轨迹的装置；
·用来分析所述轨迹以确定所述轨迹的主要方向和代表位置的分析装置；和
·响应于用于确定输入字符的被确定的位置和方向的字符选择装置。
接触输入一般是通过用户指尖或者拇指按压触敏输入装置产生的。触敏输入装置的优选位置处于所述设备内或其表面上。
本发明的方法和装置提供通常包括在触摸输入装置上进行的简单触摸、滑动和抬起手势的用于输入，所述手势平均持续八分之一秒。轨迹分析能够提供一个关于用户想要选择的字符的加强的和有容耐性的确定方式，因此能够快速、准确地输入字母。
在本发明的一个实施例中，全部的英文字母和多达22个其它的常用标点符号或者另外的符号字符都可以在一个很小的、手机大小的键盘上显示。
在本发明另一实施例中，提供了一种可容耐最初的手指位置的精确字符选择方法，如果可用于移动电话或其它便携设备上的键盘的大小有限，该方法尤其有利。
在本发明的另外一个实施例中，键位布置可以被存储并被显示在触摸屏上，因此可以给用户提供一个键盘的图形表示。将存储的键位布置和触摸屏结合起来作为键盘，使得用户可以根据其喜好定制键位布置。
在本发明的另一实施例中，轨迹和位置分析可以考虑用户是右手还是左手型的，从而提高字母选择的准确性，并提供个人的定制。
在本发明的再一实施例中，提供了一种将先前选择字符更改为另一个相关的字符的方法，这样可以扩展可获得的供选择输入字母的数量。相关的字符最好包括加重音符号的字符(如与第一选择e相关的字母é)，或者符号(标点)和符号组合，所述符号代表感情表达图标(通常是指“笑容符号(smiley)”，例如 :-D)，这样根据本发明的方法，可以给用户提供一种将字符更改成相关的其他字符的直接方法。
本发明的方法和装置提供改进的文本输入，其尤其适合于但不仅限于，手持装置，如便携式移动无线电话、个人数字助理、袖珍计算机和遥控的手持设备。本发明还可以应用于膝上电脑、公共电子邮件或信息终端和任何其它需要快速、直观、准确地选择字符的设备。
附图简要说明
下面将结合图用举例的方式来说明本发明的实施例，其中：
图1表示现有的手机键盘。
图2表示一个应用了本发明的键位布置的例子，其中全部A-Z英文字母表和22个其他的字符都可见且可达。
图3表示在选择字符时用户的指尖划出的轨迹。
图4表示根据本发明制造的一个无线电话设备的例子。
图5表示图4所示的装置的方框图。
图6表示一个用于确定键区的键区坐标***。
图7示意性地描述了一个右手用户利用发明的方法选择字符时典型的轨迹。
图8是一个流程图，示出本发明所述方法的基本的执行过程。
图9是手持电脑的示意性的前视图，该手持电脑设有一个触摸屏，触摸屏显示出利用根据本发明方法的键位布置。
在图中，相同的标号表示相应的特征。
本发明的实施方式
图1示出一种可在移动电话上找到的类型的键盘100。已知的将文本信息输入到移动电话中的方法包括，多次按键盘上的键102来循环切换与该键相关的字母数字字符104。例如，用户想要输入单词“hello”，必须按键“4”两次得到“h”，按键“3”两次得到“e”，按键“5”三次得到“1”，再按键“5”三次得到“1”，最后按键“6”三次得到“o”。这种文本输入方法结果就是总共13次按键才能输入一个普通的5个字母的英文单词。类似的，总共需要26次按键才能输入一个句子“Where are you”，平均两个键一个字母(包括空格)。如果在句子中增加问号符“？”，那还要增加几次按键。
适用于本发明的键盘如图2所示，包括12个键100，它们分为四行，每行有三个键，与图1中所示的键盘100类似。各键区206确定于每一个键104的周围，总的键位布置200因此有12个键区。在本实施例中，键区206呈矩形的形状，伸展到键102的边缘外，键102被包含在键区206之内。当然，键区可以是任何的形状，只要适合于想要的设备和应用的键区和键盘。在本实施例中，为适用于移动电话，键区206中的十个被分配的主字符208是***数字0-9，剩余的两个键区被分配的主字符是*(开始)和#(杂凑)。
除了将主字符(0-9，*或者#)显示在每一个键区206的中央，每一个键区206还被分配了字符104，其被显示每一个键区的周边附近。例如，键区206被分配的主字符为“7”，可以将一个相对较大的“7”写在键区的中央，用较小字号将字符P、Q、R和S设置在中央字符的左、上、右、下，如图2所示。用这种方式，全部的字母A-Z和另外的22个字符，如句号“。”、感叹号“！”甚至一个完整的“感情表达图标” 都可以在移动电话的四乘三键位布置200上显示出来。
为了将文本输入到一按照本发明制造的设备中，用户首先向着与所需的字符相关的键区滑动指尖，随后在所需字符的方向滑动指尖，最后移开手指来选择所需输入的字符。
根据本发明的方法，包括执行这样的动作，即根据指尖移开之前的输入确定一个轨迹；分析该轨迹以确定代表位置和主要的方向。之后，根据代表位置落于其中的键区和方向选择输入字符。在此例子中，与具有主字符“7”的键区206和“左”方向相关的字符是字符“P”。
为了输入主字符208(如0-9，#或者*)，在所需的键区进行快速的敲击，所述轨迹被确定为“无方向”并选择了用于输入的主字符。
根据键位布置200的尺寸和设计，及用户手指或拇指或其它用于输入的点击工具的尺寸，用户手指移动的实际距离通常仅为几毫米。对轨迹(代表用户手指移动)的分析恰好在将接触输入的压力去除之前，这样尽管存在设备对键盘尺寸的限制和用户指尖尺寸的变化以及定位调整，可以确定所需的精确位置和方向，因此可以提供一个加强的和能容耐的输入方法，。
该容耐性(tolerance)如图3所示，其中用户想要输入字符“R”，开始的接触输入是用指尖在与主字符为“7”相关的键区206附近接触，例如在键区的右下半内。之后，用户在大致朝右的方向滑动手指，顺带有一个轻微向上的弧，进入到邻近的键区“8”。轨迹312包括多个位置点313，对上述轨迹的分析显示用户是从主字符为“7”的键区206开始，大致向右方移动，因此主要的方向就是“右”，主字符为“7”的键区的“右”方向的字符是“R”。这样，尽管用户手指尖不准确的定位和移动，仍可以选择正确的所需字符。
图4示出的是一种手持设备400，如依本发明制成的便携式无线电话，该设备包括显示装置402和一个具有标记过的键位布置200的触摸板406，键位布置200包括带有用于输入的可选择字符的键区206。触摸板406和键位布置200一起提供给用户一个键盘404。设备400还包括控制按钮414，按钮414可以例如允许给装置加电(powerup)和输入或者确定命令。装置还包括用来接收和发送数据的内部电子装置，以及一同用于执行本发明所述方法的元件。
图5示意性地示出与本发明有关的元件，其中包括分析装置500，在此实施例中分析装置采用的是通用微处理器(μP)的形式，当然也可以采用其他的形式，如PICmicro(商标)芯片或者特定用途集成电路(ASIC)。存储装置502采用的是计算机可读存储介质，如存储器(MEM)，该存储器可以和微处理器500通信。一个标准元件触摸板406(TP)用作接触输入装置，如California的Syaptics Inc.制造的触摸板。触摸板406能够探测6143乘6143的X-Y矩阵内的位置，对于一般尺寸大约是4乘5厘米的板，可以提供超过400点每厘米的单个位置分辨率。在本实施例中，触摸板406通过电容的改变来检测位置，而电容的改变是由一个物体如指尖、指肚、指示笔或者其他适于点击的装置来按压。
触摸板406被设置在装置400的前面，被已印制的键位布置200(KA)所覆盖，如图2所示。触摸板能够以预定的“包速率”报告X-Y的位置数据。一个合适的包速率的例子，在本实施例中是80包每秒，这使得由普通用户输入手势产生足够的点313可以被采集，以准确地确定轨迹312。
存储器502可以被设置成能够缓冲或者存储该触摸板数据(TPD)。计算机程序(PROG)形式的字符选择装置被存储在存储器502中，所述程序包括程序代码装置，其用来指示微处理器500去执行上面所述方法。
在存储器502中还有一个查询表(LUT)，其用来将有关触摸板406上的键位布置200的信息提供给微处理器500。
下面示出查询表的一个例子：
其中将关于键区(KR1-12)的信息提供给键区坐标***(KRCS)，字符都被分配了一个方向(DIR)，在本实施例中方向是指如“无方向”(ND)、左(L)、上(U)、右(R)和下(D)。
图6表示的是一个X坐标602和Y坐标604组成的键区坐标***，其中触摸板406左上角被设定为原点(0，0)，将键区的边缘设定在触摸板406上不同的X和Y位置(这里表示为x1、x2和x3，y1、y2和y3)来确定键区KR1到KR12。例如，代表“KR5”的矩形是由从位置(x1，y1)到(x2，y1)，从(x2，y1)到(x2，y2)，从(x2，y2)到(x1，y2)，从(x1，y2)回到(x1，y1)的线所确定的。这个矩形键区在上述查询表的KRCS部分中被表示为[x1，x2，y2，y1]。这样，微处理器502就可检测相对于键区坐标***的触摸板406上的任何X-Y位置，从而确定所述位置位于哪一个键区内。
在本实施例中，触摸板406不断地输出80包每秒的触摸板数据(TPD)。当没有接触输入时，TPD由一个稳定的包括表示“没有输入”的“零字符”(如N，N，N，N)数据流组成。相反，当有接触输入时，TPD输出包括成对的代表接触触摸板的X、Y位置的数字。这些数据包被临时的存储在存储器的先入先出缓冲区里，在本实施例中缓冲区的大小是固定的，能够存储最新的10个数据包，每秒80个数据包表示输入进行了超过了八分之一秒的时间段。缓冲区的大小是通过分析用户依据本发明执行一个通常的接触、滑动和抬起输入手势所花费的时间决定的。可以确定，八分之一秒的时间足够用来存储绝大部分触摸板406上的通常的输入动作，提供多达10个有效的X-Y数据对313以形成轨迹312，以便通过微处理器500进行分析。显然，特定的触摸板数据率和分辨率，以及触摸板406的物理尺寸和键位布置200都是影响上述决定的因素。
微处理器500监控先入先出缓冲区中代表接触输入的有效的X-Y数据的具体取值(occurrence)，当进行具体取值时被缓冲的X-Y触摸板数据(表示接触输入超过前面所述的八分之一秒)被存储在MEM502中供分析。
被存储的X-Y TPD包括多个位置点313，在绘制时这些位置点表示用户接触键盘划出的轨迹312。图7表示的是通常的左(L)700、右(R)702、上(U)704和下(D)706输入手势的通常的例子，它是在该实施例的形成过程中测量的，并且输入是由右手用户进行的(左手持设备，用右手的手指进行输入)。这些测量表明，通常的输入手势是很复杂的，尤其有意思的是当用户想要选择一个字符时发现在X和Y方向发生变化。代表左(L)的轨迹700与下(D)轨迹706区别在于X方向上很大的(负的)变化，尽管两条轨迹在Y方向上负的变化很接近。同样的，上(U)轨迹704在正Y方向上比一般的右(R)轨迹702有较大的变化。区别轨迹方向的阀值由存储在存储器502中的计算机程序提供。
微处理器500在计算机程序的控制下分析被存储的轨迹上的X和Y数据的变化，并且比较在X和Y方向上变化的符号和大小，以得出一个主要的方向，其被暂时地存储在存储器502中。在右或者下轨迹的例子中，在指尖的初始移动过程中有一个逆转，这在相应的轨迹的开始部分702a，706a中显示出，因此在这样的例子中，分析剩余的部分702b，706b以决定主要方向。
代表轨迹的开始部分700a，702a，704a，706a的X-Y数据后来被取平均并被存储来确定用户输入的代表位置。微处理器将存储的代表位置与查询表提供的键区坐标***602，604比较以决定合适的键区。微处理器500最后寻找对应于所述查询表中的方向和键区的字符，并且指示显示装置402显示被选择出的字符。
图8中的流程图800表示的是本方法的主要步骤，本方法是以循环来进行的，其中：
监视触摸板数据(监视)802，并检验是否为有效的触摸板输入(有效？)804。当这样的输入被检测到时，
·存储被缓冲的触摸板数据(存储)808；
·分析(分析)810以确定方向和键区；以及随后，
·一个字符被返回用于显示(字符)812；
之后该方法循环返回到监视触摸板数据802。
在进一步的实施例中，为了推断一个单一的敲击(例如在“7”键上快速地敲击以输入主字符“7”)，处理器通过缓冲器中的有效的X-Y数据对的数字将X-YTPD中的变化的分开。之后将该数字与一个数值进行比较，如果低于该数值，则存储“无方向”(ND)，并利用查询表返回用于显示的主字符。这种方法，当采用的数值大约为20时，能够最精确地识别和辨别快速的“敲击”与偶然擦碰键盘，例如当设备被放在用户的包里或口袋里的时候。
在进一步的实施例中，有效的TPD在预定的输入超时期过去之后才被存储起来以用于分析。在本实施例中，可以通过将手指放置在一个键区上来输入字符，在所要选择的字符的方向上滑动手指，使手指静止，保持输入直到超时期过去，所述方法自动地分析轨迹以决定键区和方向。
在进一步的实施例中，认为通常用户接触输入最初的开始位置取决于使用的手指的大小，用户眼和手之间的配合，而且特别依赖于用户预期他们的手指将要移动的方向。
例如，用户想要用如图2所示的键位布置200来选择字符“R”，通常开始是与处于中心字符(本例中是“8”)稍微偏右位置的键区206接触。同样的，一个“上”方向上的字符的通常的起始点是在相关键区206的中心偏上的位置。因此，可以确定的是，用户的输入就好像是坐标***自身602、604根据其所要的输入轨迹上、下、左、右“偏移”。因此，通过在存储器502中提供一个以上的键区坐标***602，604，允许这样的“偏移”能够提高字符选择的精确性，每个坐标***与一个主要方向相关。
因此，在本实施例中，一旦对某轨迹进行分析从而确定了一个方向，微处理器将平均位置与由轨迹方向确定的键区坐标***相比较，以提高键区分配的精确度和从而提高全部字符选择的精确度。
本发明进一步的实施例中，区分用于左手和右手用户的通常手势输入的轨迹方向的阀值设置在存储器502中存储的计算机程序中，因此，允许轨迹分析独立于由用户提供给设备的有关用户是左手还是右手的信息。
根据本发明的一个进一步实施例，一个在图9中示意性地示出的手持电脑900配备有一个触摸屏902，和一个键位布置200，例如一个如图2所示的键位布置设在存储器(未示出)中并被显示在触摸屏902上。显示出来的键位布置和触摸屏因而为用户提供了一种键盘功能，一种根据本发明的文本输入方法可以如上文所述那样实施。
在本实施例的增强方式中，键位布置200被存储在存储器的查询表中，查询表可以由用户设定，这样当显示在触摸屏902上时可以提供一个个性化的和用户喜欢的键盘。
在本发明的另外一个实施例中，设有与字符更改功能有关的轨迹。例如，选择与键区1(KR1)中的上(U)轨迹有关的字符(在图4中表示为^)，来对前面已选择的字符执行字符更改功能，以产生相关的输入字符或者符号。可通过更改字符输入来选择更改过的字符(或者符号)的例子如下表所示，该表被存储在存储装置502中作为另外的查询表，并可利用字符选择装置存取。
Figure A0280187100121
更改的字符与第一次字符输入相关，通过后来的触摸输入对更改功能重复选择使得在先选择的字符可以通过更改的字符列表循环。例如，首先选择左括弧符号(是在本发明的图4的键盘上通过触摸0(零)键并向左擦抹来实现的。之后，用户通过触摸适当的键区206(KR1)并向适当的方向(上)擦抹来选择变化功能。接着微处理器500被重新定向到存储器502中的上述查询表，第一个更改后的相关字符被取还并取代先前选择的字符在显示402出来。由此，在本例中，首先选择的(被更改为弯曲的括号{，另一次选择更改功能使得显示的字符移动到所述表中的下一个，在本例中依次是方括号[等。这样，与在先输入的字符相关的字符或符号就可以一种直观且准确的方式选择。
另外的相关字符或者符号的例子是指通常用在移动装置的文本信息传递技术中的感情表达图标或者“笑容符号”。与本发明有关的建议的键盘布置在图2、4和图9中通过例子示出，它们在表示#(杂凑)的键提供了一个“快乐”感情表达图标或者“笑容符号”。在该键上做一个向上的手势就能返回一个用于输入的快乐感情表达图标
Figure A0280187100131
其它有关的感情表达图标例如代表悲伤 或者眨眼/开玩笑；-)的图表可以通过更改功能提供，表中提供的有关的感情表达图标在上面通过举例示出。因此，更改功能可以进一步扩展到除键盘上示出以外的能用到的字符，从而包括有关的具有加重或变化标志的字符(或者符号或者图标)、感情表达图标或者“笑容符号”、版权或者注册商标符号、标点符号/字符和其他常用到的字符的变化形式等。
在本发明的另外一个实施例中，触摸输入装置包括部件和操作方法，如与接触输入相关的坐标位置。例如，众所周知的利用光笔的输入***或者其他利用超声技术的***都可以用于提供必要的坐标。
同时，上述实施例将本发明用于手持设备如便携式移动电话和手持电脑等，对于本领域熟悉的技术人员来说将本发明的教导应用在其它的装置和设备上是显而易见的，所述装置和设备例如是设置在个人电脑、膝上键盘、遥控手持装置和其它通常需要改进文本输入的设备之内、之上或与之相连的触摸板。类似的，计算机程序装置用来指示分析装置来执行本发明中的分析步骤，该计算机程序可以采用任何方便的高级或者低级语言、微码或者其它这类的实施例的形式，计算机程序可以被存储在任何磁性的、光学的或其它适当的计算机可读的存储介质。
另外，描述键区和输入字符的键位布置的设计可以采用任何适于所选设备、语言和应用的形式，而不必限于上述设置。在不背离本发明的精神和范围的情况下，键和键区的形状可以被设计为圆形或者椭圆形等。
通过阅读这里披露的内容，其它的改变对于本领域的技术人员来说是显而易见的。这样的改变可以包括对所述用来提供文本输入的设备及其部件的设计、制造和使用中已知并且可替代或补充这里描述的特征的其它特征。
在本发明的说明书和权利要求书中，元件前面的单词“一”或“一个”并不排除存在多个这样的元件。
另外，单词“包括”并不排除存在其它没有列出来的特征。

Claims (17)

1、一种选择向包括触敏输入装置的设备输入字符的方法，所述方法包括下述步骤：
·确定一条包括响应于接触输入的多个位置点的轨迹；
·分析所述轨迹以确定所述轨迹的主要方向和代表位置；以
  及
·根据所述轨迹的位置和方向选择输入字符。
2、如权利要求1所述的方法，其中通过分析所述轨迹的一部分来确定所述代表位置。
3、如权利要求1或2所述的方法，其中通过分析所述轨迹的一部分来确定所述主要方向。
4、如权利要求1所述的方法，其中所述触敏输入装置包括多个键区，所述多个键区一起提供键位布置，所述方法还包括使所述代表位置与一特定键区相关联。
5、如权利要求4所述的方法，其中每个键区与多个字符相关联，每个所述字符还与一个指定的主要方向相关联。
6、如权利要求1所述的方法，其中响应于由后续接触输入确定的轨迹的方向和位置来将所选择的字符更改为一个相关的字符。
7、一种接收输入字符的设备，包括触敏输入装置、用来确定包括多个响应于接触输入的位置点的轨迹的装置、用来分析所述轨迹以确定所述轨迹的主要方向和代表位置的分析装置，以及响应于所确定的位置和方向来确定输入字符的字符选择装置。
8、如权利要求7所述的设备，其中触敏输入装置包括多个键区，所述键区一起提供键位布置，其中所述键位布置包括能输入到所述设备的字符。
9、如权利要求8所述的设备，还包括用来存储键位布置的存储装置，所述存储装置将与字符有关的键区和主要方向的相关代表位置提供给字符选择装置。
10、如权利要求9所述的设备，其中至少有一个键区和字符对应于更改输入，其中在所述存储装置中提供与键区和主要方向有关联的那些字符的相关字符，在利用所述更改输入的字符选择装置进行确定时选择输入到所述设备的相关字符。
11、如权利要求9或10所述的设备，其中提供有，用于选择对应于键位布置且取决于所确定的主要方向的键区坐标***，以及用于根据所述代表位置从所选键区坐标***识别键区的装置。
12、如权利要求11所述的设备，其中提供有用于确定用户输入字符用的哪只手的装置，并且其中依据所述确定结论来改变对所述轨迹的分析。
13、如权利要求12所述的设备，其中触敏输入装置包括一个已被标记的触摸板，用于描绘所述设备表面上的键位布置。
14、如权利要求9所述的设备，其中所述触敏输入装置还包括具有触敏表面的显示装置，该显示装置可操作以显示被存储的键位布置。
15、如权利要求14所述的设备，其中提供有用于改变已存储的键位布置的装置，从而提供可定制的键位布置。
16、一种计算机程序，包括程序代码装置，其用于在所述程序在包括分析装置的设备上运行时执行权利要求1至6中任意一项的所有步骤。
17、一种计算机程序产品，包括被存储在计算机可读介质上的程序代码装置，其用于在所述程序产品在包括分析装置的设备上运行时执行权力要求1到6中任意一项的所述方法。
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