[发明专利]用于便携设备的字符输入方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于计算机等字符输入技术领域，具体讲，涉及用于便携设备的字符输入方法及装置。

背景技术

鼠标和键盘是常用的字符和信息输入装置。由于体积重量的限制，便携设备的键盘鼠标使用受到限制。从功能来看，键盘是一种提示装置，用来与特定字符/字符集对应。因此现有便携设备也采用基于触摸屏的虚拟键盘实现字符输入。通过手指或笔触摸屏幕上显示字符的区域来实现字符输入。这类装置要求屏幕安装额外的触碰检测装置如电容薄膜或光学传感器。在输入是，手指会遮挡屏幕部分区域。

另一类便携设备输入装置采用投影式虚拟键盘，通过在设备外的某个区域产生可见的字符投影区域来模拟键盘，并通过光学检测该区域手指运动实现输入。由于要产生可视的区域，该类方法对操作环境有严格要求，如投影面应当是背景简单的平面。此外，由于需要单独的光学装置来产生可视的输入区域，该类方法会额外增加便携设备的能耗和重量。

综上来看，便携设备由于体积重量限制，不适合采用常规大小的实体键盘和鼠标，同时由于人体生理限制，使用过小的键盘会导致不便。另一方面，当前主要的便携设备替代方案如投影键盘或触摸屏存在各种缺陷，影响了便携设备的高效字符输入。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种更适合移动应用的输入方法与装置。该装置能够灵活适应复杂的动态的移动应用环境，适合操作者的使用习惯。为了尽可能减少便携设备额外的硬件和能量消耗，本发明采取的技术方案是，用于便携设备的字符输入方法，包括下列步骤：

手指键入识别：

通过建立输入区域、场景成像区域和键码显示区域的映射关系，识别手指在输入区域的几何运动和位置信息，实现输入。手指输入通过视频分析的方式实现，包括双目成像方案或深度与可视图像结合的方案获取手指运动的位置三维实时数据；

信息处理：

信息的处理是基于移动设备的运算能力分析视野中的特征目标如手指，实现以下功能：提取运动信息，获得手指对应的键码；将信息传递给显示模块凸显指向的键码；判断手指的动作选中键码传递给移动设备，完成信息输入。

虚拟键盘显示：

虚拟键盘由移动设备显示屏产生，实际输入区域与虚拟键盘分离，根据键盘与鼠标应用，显示有区别，如下：

A键盘模式

显示屏划分为键盘区域和工作区域；

B鼠标模式

在鼠标模式下，显示屏上显示当前位置图标，该图标随手势的移动而改变，当手掌在一定的视野区域移动时，显示屏光标随运动方向与速度改变位置；当手掌超过规定范围，显示屏光标停在最近的边界位置，直到手掌重新进入视野区域。

用于便携设备的字符输入装置，包括：

便携设备，用于在其显示屏上产生键盘图案，利用自身运算处理能力，建立输入区域，场景采集装置成像区域和键码区域的映射关系；分析视野中的特征目标如手指，提取运动信息，获得手指对应的键码；将信息传递给显示模块凸显指向的键码；判断手指的动作选中键码，完成信息输入；

场景采集装置，以两个传感器为核心，用于采集两类视频信息；第一类视频信息是输入区域的手指运动，第二类是由于手指运动遮挡产生的明暗变化信息；两个传感器中传感器1为面传感器，通过采集输入区域二维图像，并根据输入区域的物理映射关系，确定手指在投影面输入区域的二维位置；两个传感器中传感器2为线阵传感器，仅采集平行于基面一定狭窄高度范围内因手指遮挡产生的明暗变化，即以平行于基面一定狭窄高度范围内平面为标准，当手指运动遮挡在该平面以下时亮度变暗认为是一次有效按键，反之无效；场景采集装置通过两个传感器获得手指的运动信息，传递给信息处理模块。

还包括有信息处理模块，实现便携设备上利用自身运算处理能力，建立输入区域，场景采集装置成像区域和键码区域的映射关系；分析视野中的特征目标如手指，提取运动信息，获得手指对应的键码；将信息传递给显示模块凸显指向的键码；判断手指的动作选中键码，完成信息输入；信息处理模块通过无线或有线方式与便携设备连接。

本发明对比已有技术有以下明显技术优点：

本发明与现有的投影式或触摸式虚拟键盘不同，用户的字符输入区域(如键盘)与实际捕获用户输入的区域并不重叠，不仅适应复杂环境还可以节约能量，更能让用户直观看到自己的输入；