專利名稱：用于便攜設(shè)備的字符輸入方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)等字符輸入技術(shù)領(lǐng)域，具體講，涉及用于便攜設(shè)備的字符輸入方法及裝置。
背景技術(shù)：
鼠標(biāo)和鍵盤是常用的字符和信息輸入裝置。由于體積重量的限制，便攜設(shè)備的鍵盤鼠標(biāo)使用受到限制。從功能來(lái)看，鍵盤是一種提示裝置，用來(lái)與特定字符/字符集對(duì)應(yīng)。因此現(xiàn)有便攜設(shè)備也采用基于觸摸屏的虛擬鍵盤實(shí)現(xiàn)字符輸入。通過(guò)手指或筆觸摸屏幕上顯示字符的區(qū)域來(lái)實(shí)現(xiàn)字符輸入。這類裝置要求屏幕安裝額外的觸碰檢測(cè)裝置如電容薄膜或光學(xué)傳感器。在輸入是，手指會(huì)遮擋屏幕部分區(qū)域。另一類便攜設(shè)備輸入裝置采用投影式虛擬鍵盤，通過(guò)在設(shè)備外的某個(gè)區(qū)域產(chǎn)生可 見的字符投影區(qū)域來(lái)模擬鍵盤，并通過(guò)光學(xué)檢測(cè)該區(qū)域手指運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)輸入。由于要產(chǎn)生可視的區(qū)域，該類方法對(duì)操作環(huán)境有嚴(yán)格要求，如投影面應(yīng)當(dāng)是背景簡(jiǎn)單的平面。此外，由于需要單獨(dú)的光學(xué)裝置來(lái)產(chǎn)生可視的輸入?yún)^(qū)域，該類方法會(huì)額外增加便攜設(shè)備的能耗和重量。綜上來(lái)看，便攜設(shè)備由于體積重量限制，不適合采用常規(guī)大小的實(shí)體鍵盤和鼠標(biāo)，同時(shí)由于人體生理限制，使用過(guò)小的鍵盤會(huì)導(dǎo)致不便。另一方面，當(dāng)前主要的便攜設(shè)備替代方案如投影鍵盤或觸摸屏存在各種缺陷，影響了便攜設(shè)備的高效字符輸入。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種更適合移動(dòng)應(yīng)用的輸入方法與裝置。該裝置能夠靈活適應(yīng)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)的移動(dòng)應(yīng)用環(huán)境，適合操作者的使用習(xí)慣。為了盡可能減少便攜設(shè)備額外的硬件和能量消耗，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是，用于便攜設(shè)備的字符輸入方法，包括下列步驟手指鍵入識(shí)別通過(guò)建立輸入?yún)^(qū)域、場(chǎng)景成像區(qū)域和鍵碼顯示區(qū)域的映射關(guān)系，識(shí)別手指在輸入?yún)^(qū)域的幾何運(yùn)動(dòng)和位置信息，實(shí)現(xiàn)輸入。手指輸入通過(guò)視頻分析的方式實(shí)現(xiàn)，包括雙目成像方案或深度與可視圖像結(jié)合的方案獲取手指運(yùn)動(dòng)的位置三維實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；信息處理信息的處理是基于移動(dòng)設(shè)備的運(yùn)算能力分析視野中的特征目標(biāo)如手指，實(shí)現(xiàn)以下功能提取運(yùn)動(dòng)信息，獲得手指對(duì)應(yīng)的鍵碼；將信息傳遞給顯示模塊凸顯指向的鍵碼；判斷手指的動(dòng)作選中鍵碼傳遞給移動(dòng)設(shè)備，完成信息輸入。虛擬鍵盤顯示虛擬鍵盤由移動(dòng)設(shè)備顯示屏產(chǎn)生，實(shí)際輸入?yún)^(qū)域與虛擬鍵盤分離，根據(jù)鍵盤與鼠標(biāo)應(yīng)用，顯示有區(qū)別，如下A鍵盤模式
顯示屏劃分為鍵盤區(qū)域和工作區(qū)域；B鼠標(biāo)模式在鼠標(biāo)模式下，顯示屏上顯示當(dāng)前位置圖標(biāo)，該圖標(biāo)隨手勢(shì)的移動(dòng)而改變，當(dāng)手掌在一定的視野區(qū)域移動(dòng)時(shí)，顯示屏光標(biāo)隨運(yùn)動(dòng)方向與速度改變位置；當(dāng)手掌超過(guò)規(guī)定范圍，顯示屏光標(biāo)停在最近的邊界位置，直到手掌重新進(jìn)入視野區(qū)域。用于便攜設(shè)備的字符輸入裝置，包括便攜設(shè)備，用于在其顯示屏上產(chǎn)生鍵盤圖案，利用自身運(yùn)算處理能力，建立輸入?yún)^(qū)域，場(chǎng)景采集裝置成像區(qū)域和鍵碼區(qū)域的映射關(guān)系；分析視野中的特征目標(biāo)如手指，提取運(yùn)動(dòng)信息，獲得手指對(duì)應(yīng)的鍵碼；將信息傳遞給顯示模塊凸顯指向的鍵碼；判斷手指的動(dòng)作選中鍵碼，完成信息輸入；
場(chǎng)景采集裝置，以兩個(gè)傳感器為核心，用于采集兩類視頻信息；第一類視頻信息是輸入?yún)^(qū)域的手指運(yùn)動(dòng)，第二類是由于手指運(yùn)動(dòng)遮擋產(chǎn)生的明暗變化信息；兩個(gè)傳感器中傳感器I為面?zhèn)鞲衅?，通過(guò)采集輸入?yún)^(qū)域二維圖像，并根據(jù)輸入?yún)^(qū)域的物理映射關(guān)系，確定手指在投影面輸入?yún)^(qū)域的二維位置；兩個(gè)傳感器中傳感器2為線陣傳感器，僅采集平行于基面一定狹窄高度范圍內(nèi)因手指遮擋產(chǎn)生的明暗變化，即以平行于基面一定狹窄高度范圍內(nèi)平面為標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)手指運(yùn)動(dòng)遮擋在該平面以下時(shí)亮度變暗認(rèn)為是一次有效按鍵，反之無(wú)效；場(chǎng)景采集裝置通過(guò)兩個(gè)傳感器獲得手指的運(yùn)動(dòng)信息，傳遞給信息處理模塊。還包括有信息處理模塊，實(shí)現(xiàn)便攜設(shè)備上利用自身運(yùn)算處理能力，建立輸入?yún)^(qū)域，場(chǎng)景采集裝置成像區(qū)域和鍵碼區(qū)域的映射關(guān)系；分析視野中的特征目標(biāo)如手指，提取運(yùn)動(dòng)信息，獲得手指對(duì)應(yīng)的鍵碼；將信息傳遞給顯示模塊凸顯指向的鍵碼；判斷手指的動(dòng)作選中鍵碼，完成信息輸入；信息處理模塊通過(guò)無(wú)線或有線方式與便攜設(shè)備連接。本發(fā)明對(duì)比已有技術(shù)有以下明顯技術(shù)優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明與現(xiàn)有的投影式或觸摸式虛擬鍵盤不同，用戶的字符輸入?yún)^(qū)域(如鍵盤)與實(shí)際捕獲用戶輸入的區(qū)域并不重疊，不僅適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境還可以節(jié)約能量，更能讓用戶直觀看到自己的輸入；本發(fā)明的突出特點(diǎn)是用戶實(shí)際輸入?yún)^(qū)域與鍵碼區(qū)域是分離的，可用于復(fù)雜環(huán)境下的字符輸入。觸摸式虛擬鍵盤要求屏幕安裝額外的觸碰檢測(cè)裝置如電容薄膜或光學(xué)傳感器，本發(fā)明構(gòu)造簡(jiǎn)單，在顯示器上的鍵盤區(qū)域能讓操作者能直觀感受自己的輸入情況。投影式虛擬鍵盤要求投影面是水平面，對(duì)環(huán)境要求比較高，由于需要單獨(dú)的光學(xué)裝置產(chǎn)生來(lái)可視的輸入圖像區(qū)域，該類方法額外增加了便攜設(shè)備的能耗和重量。本發(fā)明不需額外的光學(xué)裝置產(chǎn)生投影面，可以節(jié)約能源。但是，由于本發(fā)明輸入?yún)^(qū)域沒有鍵碼顯示，需要操作者在熟練掌握鍵盤一定基礎(chǔ)上輸入，否則輸入速度會(huì)比較慢。


圖I本發(fā)明的典型實(shí)現(xiàn)方式。圖2鍵碼顯示與手指輸入?yún)^(qū)域分離。圖3本發(fā)明的構(gòu)成模塊。圖4本發(fā)明與便攜設(shè)備側(cè)視圖。圖5本發(fā)明鍵碼輸入的工作流程。
圖6本發(fā)明與便攜設(shè)備的集成方案。圖7本發(fā)明各功能模塊示意圖。圖I展示的本發(fā)明的基本組成，各部分名稱如圖所示。圖2展示的是本發(fā)明的主要?jiǎng)?chuàng)新，輸入?yún)^(qū)域和鍵碼區(qū)域的分離圖。圖3為本發(fā)明系統(tǒng)模塊組成手指運(yùn)動(dòng)采集模塊、信息處理模塊、虛擬鍵盤顯示模塊功能分別是采集手指信息、處理信息、顯示鍵碼。圖4，是本發(fā)明的側(cè)視圖。圖5本發(fā)明鍵碼輸入的工作流程圖，包括初始化過(guò)程。圖6是本發(fā)明與便攜設(shè)備的集成方案，主要提出但不限于兩種方案。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提出了一種用于便攜設(shè)備的不依賴于可視輸入?yún)^(qū)域的字符輸入方法。如 圖I所示，本發(fā)明不用投影裝置產(chǎn)生輸入?yún)^(qū)域，而是通過(guò)初始化定位實(shí)現(xiàn)，人的手指在光亮處上下左右移動(dòng)直到人眼看到顯示屏鍵碼區(qū)域超過(guò)了邊界，從而確定上下左右四個(gè)頂點(diǎn)，由四個(gè)頂點(diǎn)確立大致的輸出區(qū)域范圍。操作者在輸入?yún)^(qū)域移動(dòng)手指，便攜設(shè)備顯示區(qū)域顯示相應(yīng)的鍵碼凸顯提示，根據(jù)提示操作者可選擇需要的鍵碼輸入。通過(guò)場(chǎng)景采集裝置采集特定手勢(shì)運(yùn)動(dòng)與處理模塊處理對(duì)手指運(yùn)動(dòng)判別，如左拳左右的運(yùn)動(dòng)，本發(fā)明亦可實(shí)現(xiàn)對(duì)顯示屏光標(biāo)位置的控制，即鼠標(biāo)的模擬。手指運(yùn)動(dòng)識(shí)別和鍵碼輸入是通過(guò)建立三個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)關(guān)系來(lái)實(shí)現(xiàn)的，即手指輸入?yún)^(qū)域，輸入場(chǎng)景的成像區(qū)域和鍵碼顯示區(qū)域。手指輸入?yún)^(qū)域是人眼可見的區(qū)域，通過(guò)初始化定位鍵實(shí)現(xiàn)，四個(gè)頂點(diǎn)鍵確定有效的輸入?yún)^(qū)域范圍。操作者在此區(qū)域內(nèi)進(jìn)行有效輸入；輸入場(chǎng)景成像區(qū)域是場(chǎng)景采集裝置中的區(qū)域，視頻以幀的單位存在于成像區(qū)域中；鍵碼顯示區(qū)域是便攜設(shè)備顯示屏中的部分區(qū)域，輸入?yún)^(qū)域的有效運(yùn)動(dòng)使顯示區(qū)域鍵碼凸顯或者鼠標(biāo)動(dòng)作。現(xiàn)有的手指輸入字符的方法中，手指輸入?yún)^(qū)域和鍵盤顯示區(qū)域重合。操作者通過(guò)觀察顯示的鍵符，選中對(duì)應(yīng)的區(qū)域或?qū)嶓w鍵。實(shí)驗(yàn)表明，操作者在熟練掌握某種輸入方法后，主要關(guān)注的是輸入?yún)^(qū)域，而不是鍵盤本身。與常規(guī)方法不同，本發(fā)明中，鍵盤區(qū)域與手指實(shí)際運(yùn)動(dòng)區(qū)域是分離的。如圖2。其中，鍵盤區(qū)域由顯示屏的部分和全部區(qū)域來(lái)動(dòng)態(tài)顯示；輸入?yún)^(qū)域是便攜設(shè)備安放臺(tái)面上確定的可視區(qū)域，操作者根據(jù)便攜設(shè)備顯示的鍵碼來(lái)確定正確的輸入位置。輸入?yún)^(qū)域的實(shí)際位置和大小由便攜設(shè)備的視野和軟件設(shè)置來(lái)確定。本方法避免了物理鍵盤的使用，也減少了建立投影式鍵盤區(qū)域的附加裝置與功耗。模塊構(gòu)成本發(fā)明的構(gòu)成如圖3，由手指運(yùn)動(dòng)采集模塊、信息處理模塊、虛擬鍵盤顯示模塊三個(gè)功能模塊構(gòu)成。本發(fā)明通過(guò)場(chǎng)景采集模塊和信息處理模塊識(shí)別在預(yù)先定義的輸入?yún)^(qū)域的手指運(yùn)動(dòng)，通過(guò)顯示模塊顯示字符鍵盤，并根據(jù)手指運(yùn)動(dòng)使鍵盤相應(yīng)字符凸顯。當(dāng)檢測(cè)到手指確認(rèn)動(dòng)作時(shí)，選擇對(duì)應(yīng)的字符信息，通過(guò)接口模塊實(shí)現(xiàn)與移動(dòng)設(shè)備交互。本發(fā)明各功能模塊細(xì)述如下手指運(yùn)動(dòng)采集模塊輸入動(dòng)態(tài)場(chǎng)景信息輸出兩類視頻信息，輸入?yún)^(qū)域的二維投影，手指遮擋的明暗信息；信息處理模塊輸入視頻信息；輸出位置信息；
顯示模塊輸入手指運(yùn)動(dòng)；輸出對(duì)應(yīng)鍵碼凸顯；如圖7所示。手指運(yùn)動(dòng)采集模塊手指運(yùn)動(dòng)采集模塊主要功能是采集兩類視頻信息，手指輸入通過(guò)視頻分析的方式實(shí)現(xiàn)，可采用但不限於雙目成像方案或深度與可視圖像結(jié)合的方案獲取手指運(yùn)動(dòng)的位置三維實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。此外，本發(fā)明亦提出一種場(chǎng)景采集裝置實(shí)現(xiàn)方案，如圖4。場(chǎng)景采集裝置以兩個(gè)傳感器為核心，并包括兩個(gè)攝像頭及相關(guān)的光 學(xué)鏡頭和支持電路。場(chǎng)景采集裝置用于采集兩類視頻信息，并將信息傳遞給信息處理模塊。第一類視頻信息是投影面上手指運(yùn)動(dòng)二維信息，由面?zhèn)鞲衅鲗?shí)現(xiàn)，第二類是由于手指運(yùn)動(dòng)遮擋產(chǎn)生的明暗變化信息，由線陣傳感器實(shí)現(xiàn)。信息處理模塊信息處理模塊是基于移動(dòng)設(shè)備的運(yùn)算能力分析視野中的特征目標(biāo)如手指等，可以實(shí)現(xiàn)以下功能提取運(yùn)動(dòng)信息，獲得手指對(duì)應(yīng)的鍵碼；將信息傳遞給顯示模塊，凸顯指向的鍵碼；判斷手指的動(dòng)作選中鍵碼傳遞給移動(dòng)設(shè)備，完成信息輸入。信息處理模塊可以和便攜設(shè)備集成，利用便攜設(shè)備自身的處理能力，由軟件控制實(shí)現(xiàn)信息處理；也可以和其他幾個(gè)模塊構(gòu)成獨(dú)立裝置，通過(guò)無(wú)線有線方式與便攜設(shè)備連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)便攜設(shè)備的功能擴(kuò)充。如圖6所示。虛擬鍵盤顯示模塊本發(fā)明的顯示模塊由移動(dòng)設(shè)備顯示屏產(chǎn)生。根據(jù)鍵盤與鼠標(biāo)應(yīng)用，模塊的活動(dòng)區(qū)域有區(qū)別。A鍵盤模式與觸摸輸入方式類似，顯示屏劃分為鍵盤區(qū)域和工作區(qū)域。由于沒有手指直接鍵入的需求，單個(gè)鍵分配的尺寸可以做小，鍵盤區(qū)域安排更緊湊。鍵盤區(qū)域可進(jìn)一步分為當(dāng)前區(qū)域和潛像區(qū)域。當(dāng)前區(qū)域顯示當(dāng)前輸入字符的鄰近區(qū)域，鍵盤其它部分則不顯示在屏幕。單手指運(yùn)動(dòng)到對(duì)應(yīng)于潛像的區(qū)域，鍵盤區(qū)域移動(dòng)到對(duì)應(yīng)的潛像顯示。此種方式可用于大尺寸鍵碼顯示或顯示屏尺寸受限情況。B鼠標(biāo)模式在鼠標(biāo)模式下，顯示屏上顯示當(dāng)前位置圖標(biāo)，該圖標(biāo)隨手勢(shì)的移動(dòng)而改變，與實(shí)際鼠標(biāo)類似。當(dāng)手掌在一定的視野區(qū)域移動(dòng)時(shí)，顯示屏光標(biāo)隨運(yùn)動(dòng)方向與速度改變位置。當(dāng)手掌超過(guò)規(guī)定范圍，顯示屏光標(biāo)停在最近的邊界位置，直到手掌重新進(jìn)入視野區(qū)域。工作流程本發(fā)明中字符輸入的工作流程如圖5所示。首先，對(duì)設(shè)備初始化，在顯示屏上產(chǎn)生鍵盤圖案，在水平界面上確定有效輸入?yún)^(qū)域。初始化是對(duì)設(shè)備訓(xùn)練學(xué)習(xí)的過(guò)程。其次，建立輸入?yún)^(qū)域，輸入場(chǎng)景的成像區(qū)域和鍵碼區(qū)域的一一映射關(guān)系。再次，對(duì)手指運(yùn)動(dòng)檢測(cè)。手指運(yùn)動(dòng)采集裝置的傳感器I采集輸入?yún)^(qū)域的二維投影，并建立手指在該二維區(qū)域的位置對(duì)應(yīng)關(guān)系，傳感器2高速掃描采集手指在參考平面由明暗變化得出一維信息，場(chǎng)景采集裝置將視頻信息傳遞給信息處理模塊，由處理模塊判別運(yùn)動(dòng)信息。
然后，在建立的映射關(guān)系和第三步的手指運(yùn)動(dòng)檢測(cè)下，經(jīng)信息處理模塊傳遞，鍵碼區(qū)域顯示輸入情況。有效輸入后，鍵碼顯示模塊將手指對(duì)應(yīng)的鍵碼凸顯。如果凸顯鍵碼是要輸入的鍵碼進(jìn)行確認(rèn)，系統(tǒng)發(fā)出確認(rèn)提示音，否則重新移動(dòng)手指找出要輸入的正確鍵碼。最后，結(jié)束輸入關(guān)閉顯示屏鍵盤，退出輸入操作。初始化過(guò)程首先，操作者對(duì)便攜設(shè)備參數(shù)進(jìn)行輸入設(shè)置，使之在顯示屏上產(chǎn)生鍵盤圖案。其次，選取某一個(gè)鍵碼作為定位鍵，產(chǎn)生輸入提示。場(chǎng)景采集裝置檢測(cè)手指輸入情況，通過(guò)手指運(yùn)動(dòng)完成輸入位置該鍵碼與鍵碼區(qū)域的對(duì)應(yīng)。最后，完成所有手指輸入位置與鍵碼位置的對(duì)應(yīng)后，確定有效輸入?yún)^(qū)域范圍，之后操作者進(jìn)行正式輸入。 手指鍵入識(shí)別步驟如下首先，建立輸入?yún)^(qū)域、輸入場(chǎng)景的成像區(qū)域與鍵碼區(qū)域的映射關(guān)系。輸入?yún)^(qū)域小塊(虛擬鍵碼塊)與攝像區(qū)域一一對(duì)應(yīng)，圖像區(qū)域與鍵碼區(qū)域一一對(duì)應(yīng)，三者之間建立直接或間接的對(duì)應(yīng)關(guān)系。場(chǎng)景采集裝置采集到手指運(yùn)動(dòng)視頻以后，將信息傳遞給處理模塊，由處理模塊分析綜合獲得手指運(yùn)動(dòng)信息，并通過(guò)鍵碼區(qū)域與手指輸入?yún)^(qū)域的一一映射關(guān)系選取對(duì)應(yīng)的鍵碼，傳遞給顯示模塊，在鍵碼區(qū)域顯示。其次，識(shí)別手指運(yùn)動(dòng)，這與場(chǎng)景采集裝置的作用有關(guān)。場(chǎng)景采集裝置采集兩類視頻信息，第一是投影面上手指運(yùn)動(dòng)，第二是輸入?yún)^(qū)域因手指運(yùn)動(dòng)遮擋產(chǎn)生的明暗變化。傳感器I為面?zhèn)鞲衅?，它通過(guò)采集輸入?yún)^(qū)域二維圖像，根據(jù)輸入?yún)^(qū)域的物理映射關(guān)系，確定手指在投影面輸入?yún)^(qū)域的二維位置。即通過(guò)跟蹤手指運(yùn)動(dòng)獲得手指運(yùn)動(dòng)視頻，將信息傳遞給處理模塊，由處理模塊分析獲得二維位置信息。傳感器2為線陣傳感器，它僅采集平行于基面一定狹窄高度范圍內(nèi)因手指遮擋產(chǎn)生的明暗的變化。以基面為標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)手指運(yùn)動(dòng)遮擋在該基面以下時(shí)亮度變暗認(rèn)為是一次有效按鍵，反之無(wú)效。此外，為實(shí)現(xiàn)手指運(yùn)動(dòng)采集裝置的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確采集，要求傳感器具有500以上像素分辨率，其中，線陣傳感器以大于100幀每秒的幀率掃描采集手指的上下快速運(yùn)動(dòng)，通過(guò)判斷某手指遮擋有效平面的時(shí)間或連續(xù)幀數(shù)來(lái)判斷真實(shí)按鍵與誤觸發(fā)。本方案中，傳感器I采集輸入?yún)^(qū)域的二維投影，并建立手指在該二維區(qū)域的位置對(duì)應(yīng)關(guān)系；傳感器2高速掃描采集手指在參考平面變化的一維信息，不同手指對(duì)應(yīng)于線陣圖像的不同區(qū)域，每一區(qū)域內(nèi)被遮擋產(chǎn)生的亮度變化對(duì)應(yīng)手指的按鍵動(dòng)作，通過(guò)二者組合，本方案可實(shí)現(xiàn)多手指輸入操作。相似的，本方案亦可用于鼠標(biāo)功能的實(shí)現(xiàn)。鼠標(biāo)功能鍵的選擇通過(guò)手掌的左右傾斜來(lái)確定，通過(guò)判斷手掌的上下或組合動(dòng)作實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的鼠標(biāo)功能。輸入中的聲音和視覺反饋在輸入過(guò)程中，鍵碼顯示模塊將手指對(duì)應(yīng)的鍵碼通過(guò)放大或加深增強(qiáng)顯示。當(dāng)手指移動(dòng)到不同鍵碼區(qū)域和確認(rèn)鍵碼時(shí)，顯示模塊驅(qū)動(dòng)移動(dòng)設(shè)備產(chǎn)生切換或確認(rèn)的提示音。相似的，在鼠標(biāo)和鍵盤輸入功能切換時(shí)，顯示模塊也驅(qū)動(dòng)移動(dòng)設(shè)備產(chǎn)生視覺與聲首提不。集成方式
本發(fā)明可以作為移動(dòng)設(shè)備的功能模塊集成到移動(dòng)設(shè)備，亦可以獨(dú)立裝置附加到主設(shè)備。包含本發(fā)明的獨(dú)立裝置可集成戴雙場(chǎng)景采集裝置的采集模塊與信息處理模塊，同時(shí)通過(guò)藍(lán)牙、wifi或有線方式與主設(shè)備交換數(shù)據(jù)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)軟件等形式實(shí)現(xiàn)鍵盤的屏幕顯示。獨(dú)立裝置亦可僅包含采集模塊和通訊模塊，由主設(shè)備實(shí)現(xiàn)處理功能。兩種系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式如下a)將手指運(yùn)動(dòng)采集模塊、信息處理模塊、鍵盤顯示模塊集成到便攜設(shè)備上，便攜設(shè)備完成整個(gè)的信息采集處理，操作者手指放在輸入?yún)^(qū)域，集成設(shè)備中的采集模塊通過(guò)介紹的手指鍵入識(shí)別技術(shù)采集手指運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)信息處理模 塊處理成數(shù)字信息，然后鍵碼顯示模塊鍵碼區(qū)域顯示操作者按鍵，通過(guò)凸顯鍵碼提示操作者按鍵是否成功。b)采集模塊和信息處理模塊作為單獨(dú)的功能設(shè)備對(duì)場(chǎng)景信息做采集處理，將鍵盤顯示模塊集成到便攜設(shè)備上，操作者在輸入?yún)^(qū)域運(yùn)動(dòng)手指，手指運(yùn)動(dòng)采集模塊采集手指動(dòng)作，處理模塊處理采集信息，通過(guò)藍(lán)牙、wifi或有線方式將處理信息傳輸給便攜設(shè)備，主設(shè)備上顯示鍵碼輸入情況。本發(fā)明是實(shí)現(xiàn)便攜設(shè)備虛擬鍵盤，由三個(gè)單元模塊組成，場(chǎng)景采集模塊、處理模塊、顯示模塊。本發(fā)明的突出特點(diǎn)是輸入?yún)^(qū)域和鍵盤區(qū)域是分離的，并且輸入?yún)^(qū)域是通過(guò)初始化上下左右移動(dòng)手指確定有效輸入?yún)^(qū)域范圍，通過(guò)定位鍵實(shí)現(xiàn)輸入?yún)^(qū)域各個(gè)鍵碼與鍵碼區(qū)域?qū)?yīng)。場(chǎng)景采集主要采集手指運(yùn)動(dòng)視頻，由處理模塊提取分析手指運(yùn)動(dòng)信息，判定所在位置并傳給顯示模塊顯示。主要是通過(guò)手指移動(dòng)，人眼觀察鍵碼區(qū)域是否超出范圍確定。
權(quán)利要求
1.一種用于便攜設(shè)備的字符輸入方法，其特征是，包括下列步驟 手指鍵入識(shí)別 通過(guò)建立輸入?yún)^(qū)域、場(chǎng)景成像區(qū)域和鍵碼顯示區(qū)域的映射關(guān)系，識(shí)別手指在輸入?yún)^(qū)域的幾何運(yùn)動(dòng)和位置信息，實(shí)現(xiàn)輸入。手指輸入通過(guò)視頻分析的方式實(shí)現(xiàn)，包括雙目成像方案或深度與可視圖像結(jié)合的方案獲取手指運(yùn)動(dòng)的位置三維實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)； 信息處理 信息的處理是基于移動(dòng)設(shè)備的運(yùn)算能力分析視野中的特征目標(biāo)如手指，實(shí)現(xiàn)以下功能提取運(yùn)動(dòng)信息，獲得手指對(duì)應(yīng)的鍵碼；將信息傳遞給顯示模塊凸顯指向的鍵碼；判斷手指的動(dòng)作選中鍵碼傳遞給移動(dòng)設(shè)備，完成信息輸入； 虛擬鍵盤顯示 虛擬鍵盤顯示步驟采用移動(dòng)設(shè)備顯示屏產(chǎn)生，根據(jù)鍵盤與鼠標(biāo)應(yīng)用，顯示步驟有區(qū)別如下 A鍵盤模式 顯示屏劃分為鍵盤區(qū)域和工作區(qū)域； B鼠標(biāo)模式 在鼠標(biāo)模式下，顯示屏上顯示當(dāng)前位置圖標(biāo)，該圖標(biāo)隨手勢(shì)的移動(dòng)而改變，當(dāng)手掌在一定的視野區(qū)域移動(dòng)時(shí)，顯示屏光標(biāo)隨運(yùn)動(dòng)方向與速度改變位置；當(dāng)手掌超過(guò)規(guī)定范圍，顯示屏光標(biāo)停在最近的邊界位置，直到手掌重新進(jìn)入視野區(qū)域。
2.一種用于便攜設(shè)備的字符輸入裝置，其特征是，包括 便攜設(shè)備，用于在其顯示屏上產(chǎn)生鍵盤圖案，利用自身運(yùn)算處理能力，建立輸入?yún)^(qū)域，場(chǎng)景采集裝置成像區(qū)域和鍵碼區(qū)域的映射關(guān)系；分析視野中的特征目標(biāo)如手指，提取運(yùn)動(dòng)信息，獲得手指對(duì)應(yīng)的鍵碼；將信息傳遞給顯示模塊凸顯指向的鍵碼；判斷手指的動(dòng)作選中鍵碼，完成信息輸入； 場(chǎng)景采集裝置，以兩個(gè)傳感器為核心，用于采集兩類視頻信息；第一類視頻信息是輸入?yún)^(qū)域的手指運(yùn)動(dòng)，第二類是由于手指運(yùn)動(dòng)遮擋產(chǎn)生的明暗變化信息；兩個(gè)傳感器中傳感器I為面?zhèn)鞲衅鳎ㄟ^(guò)采集輸入?yún)^(qū)域二維圖像，并根據(jù)輸入?yún)^(qū)域的物理映射關(guān)系，確定手指在投影面輸入?yún)^(qū)域的二維位置；兩個(gè)傳感器中傳感器2為線陣傳感器，僅采集平行于基面一定狹窄高度范圍內(nèi)因手指遮擋產(chǎn)生的明暗變化，即以平行于基面一定狹窄高度范圍內(nèi)平面為標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)手指運(yùn)動(dòng)遮擋在該平面以下時(shí)亮度變暗認(rèn)為是一次有效按鍵，反之無(wú)效；場(chǎng)景采集裝置通過(guò)兩個(gè)傳感器獲得手指的運(yùn)動(dòng)信息，傳遞給信息處理模塊。
3.如權(quán)利要求2所述的用于便攜設(shè)備的字符輸入裝置，其特征是，還包括有信息處理模塊，實(shí)現(xiàn)便攜設(shè)備上利用自身運(yùn)算處理能力，建立輸入?yún)^(qū)域，場(chǎng)景采集裝置成像區(qū)域和鍵碼區(qū)域的映射關(guān)系；分析視野中的特征目標(biāo)如手指，提取運(yùn)動(dòng)信息，獲得手指對(duì)應(yīng)的鍵碼；將信息傳遞給顯示模塊凸顯指向的鍵碼；判斷手指的動(dòng)作選中鍵碼，完成信息輸入；信息處理模塊通過(guò)無(wú)線或有線方式與便攜設(shè)備連接。
全文摘要
本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)等的字符輸入技術(shù)領(lǐng)域。為提供一種更適合移動(dòng)應(yīng)用的輸入方法與裝置。該裝置能夠靈活適應(yīng)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)的移動(dòng)應(yīng)用環(huán)境，適合操作者的使用習(xí)慣，盡可能減少便攜設(shè)備額外的硬件和能量消耗，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是，用于便攜設(shè)備的字符輸入方法，包括下列步驟手指鍵入識(shí)別通過(guò)建立輸入?yún)^(qū)域、場(chǎng)景成像區(qū)域和鍵碼顯示區(qū)域的映射關(guān)系，識(shí)別手指在輸入?yún)^(qū)域的幾何運(yùn)動(dòng)和位置信息，實(shí)現(xiàn)輸入；信息處理信息的處理是基于移動(dòng)設(shè)備的運(yùn)算能力分析視野中的特征目標(biāo)如手指；虛擬鍵盤顯示。本發(fā)明主要應(yīng)用于計(jì)算機(jī)等的字符輸入場(chǎng)合。
文檔編號(hào)G06F3/023GK102880304SQ201210326298
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月6日
發(fā)明者劉立, 李鳳英, 王建 申請(qǐng)人:天津大學(xué)