專利名稱：一種文字信息輸入系統(tǒng)、手寫輸入設(shè)備及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及一種輸入裝置，尤其涉及一種文字信息輸入系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的文字信息輸入系統(tǒng)，例如計(jì)算機(jī)和手持終端(如手機(jī))，通常是利用鍵盤或觸摸屏等電子元件來接收使用者的輸入，并編譯成相關(guān)的信號(hào)，由計(jì)算機(jī)或手持終端的顯示屏進(jìn)行顯示，從而實(shí)現(xiàn)了手寫或鍵盤的文字、數(shù)字及命令輸入等。無論鍵盤還是觸摸屏，通常都是與電腦主機(jī)或手持終端相結(jié)合，在進(jìn)行輸入時(shí)，使用者的眼睛需要時(shí)刻盯住鍵盤或屏幕進(jìn)行輸入，無法讓使用者眼睛從鍵盤或觸摸屏上解放出來。同時(shí)這種傳統(tǒng)的文字信息輸入技術(shù)都不可避免地將使用者局限于計(jì)算機(jī)或手持終端的顯示屏之前。為此，目前已有研發(fā)人員致力于研究可以在各種場(chǎng)合和空間內(nèi)隨意進(jìn)行信息輸入的系統(tǒng)，但很多都是基于視覺下的圖像處理，需要復(fù)雜的算法。

發(fā)明內(nèi)容
本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N文字信息輸入系統(tǒng)及方法，能夠在任何場(chǎng)合下實(shí)現(xiàn)無屏文字信息輸入，豐富使用者的書寫體驗(yàn)。根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，提供一種文字信息輸入系統(tǒng)，包括、
微機(jī)電系統(tǒng)傳感器，用于感應(yīng)使用者書寫文字的動(dòng)作信息，根據(jù)動(dòng)作信息輸出相應(yīng)的信號(hào)，所述信號(hào)包括反映動(dòng)作信息的原始空間矢量組數(shù)據(jù)，所述原始空間矢量組數(shù)據(jù)包括動(dòng)作的空間位置信息、方向信息和書寫時(shí)間信息；識(shí)別處理器，用于接收與分析所述微機(jī)電系統(tǒng)傳感器的信號(hào)，將所述信號(hào)映射為輸入的文字。所述識(shí)別處理器包括接收模塊，用于接收所述微機(jī)電系統(tǒng)傳感器的信號(hào)；矢量生成模塊，用于將接收到的信號(hào)生成為可識(shí)別的矢量圖文字圖形；匹配模塊，用于匹配所述矢量圖文字圖形，將其轉(zhuǎn)換為文字信息。所述微機(jī)電系統(tǒng)傳感器安裝在能夠佩帶在使用者的手指上的設(shè)備或手持終端上。所述文字包括中文、和/或日文、和/或英文、和/或數(shù)字、和/或符號(hào)。根據(jù)本申請(qǐng)的另一個(gè)方面，提供一種文字信息輸入方法，包括使用微機(jī)電系統(tǒng)傳感器感應(yīng)使用者書寫文字的動(dòng)作信息，根據(jù)動(dòng)作信息輸出相應(yīng)的信號(hào)，所述信號(hào)包括反映動(dòng)作信息的原始空間矢量組數(shù)據(jù)，所述原始空間矢量組數(shù)據(jù)包括動(dòng)作的空間位置信息、方向信息和書寫時(shí)間信息；分析所述信號(hào)并將所述信號(hào)映射為輸入的文字。所述的方法還包括通過在不同的時(shí)間限度內(nèi)設(shè)置不同的動(dòng)作次序來實(shí)現(xiàn)與書寫文字相關(guān)的操控命令。所述根據(jù)動(dòng)作信息輸出相應(yīng)的信號(hào)包括所述微機(jī)電系統(tǒng)傳感器初始化一個(gè)坐標(biāo)系，并根據(jù)動(dòng)作信息測(cè)量使用者書寫文字時(shí)的運(yùn)動(dòng)加速度和角速度，計(jì)算得到使用者書寫文字的原始空間矢量組數(shù)據(jù)，原始空間矢量組數(shù)據(jù)包括動(dòng)作的空間位置信息、方向信息和書寫時(shí)間信息，還可以進(jìn)一步包括使用者書寫文字的動(dòng)作力度。所述分析所述信號(hào)并將所述信號(hào)映射為輸入的文字包括分析所述原始空間矢量組數(shù)據(jù)，生成可識(shí)別的矢量圖文字圖形，匹配所述矢量圖文字圖形，將其轉(zhuǎn)換為文字信息。所述文字包括中文、和/或日文、和/或英文、和/或數(shù)字、和/或符號(hào)。本申請(qǐng)還公開了一種手寫輸入設(shè)備，包括載體和微機(jī)電系統(tǒng)傳感器，所述微機(jī)電系統(tǒng)傳感器附著在載體上，所述微機(jī)電系統(tǒng)傳感器用于感應(yīng)使用者書寫文字的動(dòng)作信息，根據(jù)動(dòng)作信息輸出相應(yīng)的信號(hào)，所述信號(hào)包括反映動(dòng)作信息的原始空間矢量組數(shù)據(jù)，所述原始空間矢量組數(shù)據(jù)包括動(dòng)作的空間位置信息、方向信息和書寫時(shí)間信息。一種實(shí)施例中，所述載體為可佩帶在使用者手指上的指環(huán)或手持終端，所述微機(jī) 電系統(tǒng)傳感器安裝在指環(huán)、特殊結(jié)構(gòu)書寫筆或手持終端的內(nèi)部或表面。本申請(qǐng)的有益效果是通過傳感器感應(yīng)手勢(shì)動(dòng)作，不僅能夠在一定范圍內(nèi)上取代其它信息輸入方式，而且使手持設(shè)備或計(jì)算機(jī)的使用更具人性化，帶動(dòng)了人機(jī)交互新模式的創(chuàng)新。


圖I是本申請(qǐng)一種實(shí)施方式的文字信息輸入系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本申請(qǐng)一種實(shí)施方式的文字信息輸入系統(tǒng)的使用的示意圖；圖3是本申請(qǐng)另一種實(shí)施方式的文字信息輸入系統(tǒng)的使用的示意圖；圖4是本申請(qǐng)一種實(shí)施方式的文字信息輸入系統(tǒng)應(yīng)用于書寫筆畫構(gòu)成文字時(shí)的基本手勢(shì)元素的示意圖；圖5是本申請(qǐng)一種實(shí)施方式的文字信息輸入系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)激活或操控命令的方式的示意圖；圖6a是本申請(qǐng)一種實(shí)施方式的文字信息輸入方法的流程示意圖；圖6b是本申請(qǐng)一種實(shí)施方式中根據(jù)原始空間矢量組數(shù)據(jù)匹配出文字的流程示意圖；圖7是本申請(qǐng)一種實(shí)施方式的文字信息輸入方法的流程圖；圖8是本申請(qǐng)一種實(shí)施方式的文字信息輸入方法中處理器的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式下面通過具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖對(duì)本申請(qǐng)作進(jìn)一步詳細(xì)說明。本申請(qǐng)實(shí)施方式的設(shè)計(jì)思想是通過MEMS (Micro Electro Mechanical System,微機(jī)電系統(tǒng))傳感器或裝有MEMS傳感器的手勢(shì)設(shè)備，感應(yīng)手勢(shì)動(dòng)作并輸出相應(yīng)的信號(hào)，通過算法識(shí)別相應(yīng)的文字信息并存儲(chǔ)在相應(yīng)的設(shè)備上。從而，可在任何場(chǎng)合下實(shí)現(xiàn)無屏文字信息輸入，不僅能夠在一定范圍內(nèi)取代其它信息輸入方式，且使得計(jì)算機(jī)或手持設(shè)備的使用更具人性化，豐富了使用者的書寫體驗(yàn)。如圖I所示，本申請(qǐng)一種實(shí)施方式中，文字信息輸入系統(tǒng)包括:MEMS傳感器和識(shí)別處理器。微機(jī)電系統(tǒng)傳感器用于感應(yīng)使用者書寫文字的動(dòng)作信息，根據(jù)動(dòng)作信息輸出相應(yīng)的信號(hào)；識(shí)別處理器用于接收與分析所述微機(jī)電系統(tǒng)傳感器的信號(hào)，將所述信號(hào)映射為輸入的文字。其中，識(shí)別處理器包括接收模塊，用于接收所述微機(jī)電系統(tǒng)傳感器輸出的信號(hào)；矢量生成模塊，用于將接收到的信號(hào)生成為可識(shí)別的矢量圖文字圖形；匹配模塊，用于匹配所述矢量圖文字圖形，將其轉(zhuǎn)換為文字信息。其中，MEMS傳感器包括MEMS微加速度計(jì)和微陀螺儀，可以采用任何能夠感應(yīng)運(yùn)動(dòng)加速度及方向的微加速度計(jì)，以及任何能夠感知空間轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)角加速度的微陀螺儀，包括三軸或兩軸微加速度計(jì)，三軸或兩軸微陀螺儀等。電信號(hào)是根據(jù)微加速度計(jì)和微陀螺儀的檢測(cè)結(jié)果輸出的信號(hào)，該信號(hào)直接反映了手指的運(yùn)動(dòng)方向、空間位置、書寫時(shí)間等信息，能夠用于分析各單位動(dòng)作代表的不同筆畫，各動(dòng)作組所對(duì)應(yīng)的漢字或其它符號(hào)。也就是說，通過微加速度計(jì)和微陀螺儀感知到當(dāng) 前書寫動(dòng)作的加速度和角速度，通過加速度和角速度可以完成位置信息和運(yùn)動(dòng)方向信息的輸入。這些位置信息和運(yùn)動(dòng)方向信息可以組成字體的筆畫要素，即只要記住起筆的位置，那么，可以對(duì)書寫過程中的其他關(guān)鍵位置以及筆畫要素進(jìn)行記憶，從而完成文字的輸入。為方便使用者的輸入，在一種實(shí)施例中，公開了一種手寫輸入設(shè)備，包括載體和微機(jī)電系統(tǒng)傳感器，微機(jī)電系統(tǒng)傳感器附著在載體上，微機(jī)電系統(tǒng)傳感器用于感應(yīng)使用者書寫文字的動(dòng)作信息，根據(jù)動(dòng)作信息輸出相應(yīng)的信號(hào)，信號(hào)包括反映動(dòng)作信息的原始空間矢量組數(shù)據(jù)，原始空間矢量組數(shù)據(jù)包括動(dòng)作的空間位置信息、方向信息和書寫時(shí)間信息。所述微機(jī)電系統(tǒng)傳感器包括微加速度計(jì)、微陀螺儀和信號(hào)生成單元，所述微加速度計(jì)和微陀螺儀分別連接到信號(hào)生成單元，微加速度計(jì)用于感應(yīng)運(yùn)動(dòng)的加速度及方向并輸出到信號(hào)生成單元，微陀螺儀用于感應(yīng)運(yùn)動(dòng)的空間轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)角加速度、初始化一個(gè)坐標(biāo)系并輸出到信號(hào)生成單元，所述信號(hào)生成單元接收微加速度計(jì)和微陀螺儀的輸出，生成初始化坐標(biāo)系信號(hào)和與每個(gè)書寫動(dòng)作對(duì)應(yīng)的原始空間矢量組數(shù)據(jù)。一種實(shí)施例中，MEMS傳感器安裝在能夠佩帶在使用者的手指上的設(shè)備上，如圖2所示，使用者的手指尖位置上佩戴裝有MEMS傳感器的手勢(shì)設(shè)備(例如指環(huán)100)，指環(huán)100可以是環(huán)狀或可形成環(huán)狀佩帶的帶狀，微機(jī)電系統(tǒng)傳感器安裝在指環(huán)的內(nèi)部或表面，可直接安裝，也可以通過一個(gè)殼體安裝，例如微機(jī)電系統(tǒng)傳感器安裝在殼體內(nèi)，殼體固定在指環(huán)的內(nèi)部或表面。手指佩帶手寫輸入設(shè)備做書寫文字的動(dòng)作，引發(fā)傳感器感知手指的運(yùn)動(dòng)，并輸出相應(yīng)的電信號(hào)，然后通過有線或無線的方式傳輸給位于計(jì)算機(jī)或手持設(shè)備(如手機(jī)、掌上電腦等)上的識(shí)別處理器進(jìn)行分析，通過信號(hào)處理和模式識(shí)別，將識(shí)別出來的文字存儲(chǔ)在該設(shè)備上。當(dāng)MEMS傳感器通過無線的方式將根據(jù)使用者的運(yùn)動(dòng)生成的電信號(hào)傳輸給位于計(jì)算機(jī)或手持設(shè)備時(shí)，手寫輸入設(shè)備還包括數(shù)據(jù)傳輸模塊，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊為無線通訊模塊，用于將MEMS傳感器生成的電信號(hào)生成符合無線傳輸協(xié)議的數(shù)據(jù)包，通過無線傳輸?shù)姆绞桨l(fā)送給接收端(例如計(jì)算機(jī)、手機(jī)或掌上電腦等)，無線傳輸?shù)姆绞娇梢允荳IFI通信，或者藍(lán)牙通信，或者紅外線通信、或者3G通信等。具體的傳感器靈敏度可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)傳感器參數(shù)等設(shè)定，本申請(qǐng)實(shí)施例對(duì)此不作限制。這種實(shí)施例的優(yōu)勢(shì)在于，含傳感器的感知端佩戴方便，直接佩戴至指尖即可，不需額外的電極。該實(shí)施例中，電信號(hào)輸出后在接收端(也就是計(jì)算機(jī)或手持設(shè)備)上進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后再進(jìn)行信號(hào)處理與模式識(shí)別；其他實(shí)施例中，可以在MEMS傳感器側(cè)先進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后，再發(fā)送給接收端，由接收端進(jìn)行信號(hào)處理與模式識(shí)別以識(shí)別出文字。
另一種實(shí)施例中，載體為手持終端200,微機(jī)電系統(tǒng)傳感器安裝在手持終端的內(nèi)部或表面。手持終端可以制作成各種形狀，手持終端也可以是鼠標(biāo)或特殊結(jié)構(gòu)的書寫筆。如圖3所示，此時(shí)，使用者手握該手持終端，通過手持終端中的MEMS傳感器感知手勢(shì)動(dòng)作，然后通過無線的方式傳輸給位于計(jì)算機(jī)或其他手持設(shè)備上的識(shí)別處理器進(jìn)行分析。這種實(shí)施例的一種變形中，手寫輸入設(shè)備還包括處理器，微機(jī)電系統(tǒng)傳感器與處理器連接，將生成的電信號(hào)輸出給處理器，例如可將系統(tǒng)中的識(shí)別處理器設(shè)置在使用者手握的手持終端中，直接由該手持終端中的處理器分析并進(jìn)行文字識(shí)別，將識(shí)別出來的文字信息通過無線傳輸?shù)姆绞桨l(fā)送給計(jì)算機(jī)或手持設(shè)備(如手機(jī)、掌上電腦等)。實(shí)施例中，MEMS傳感器可確定出書寫文字的位置，并將位置信號(hào)發(fā)送給處理器側(cè)，由處理器側(cè)通過慣性導(dǎo)航算法生成可識(shí)別的矢量，然后通過模式識(shí)別算法完成矢量匹配?？梢岳斫?，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的任一種慣性導(dǎo)航算法及模式識(shí)別算法來識(shí)別文字，本申請(qǐng)對(duì)此不做限制。
如圖4所示，一種使用本申請(qǐng)文字信息輸入系統(tǒng)在書寫筆畫構(gòu)成文字時(shí)的基本手勢(shì)元素的示意圖，特別是針對(duì)諸如漢字、日文等筆畫構(gòu)成文字，所需識(shí)別幾個(gè)基本手勢(shì)元素，從左到右、從上到下分別對(duì)應(yīng)漢字的“橫、豎、撇、捺、左彎鉤、右彎鉤、折、提”幾個(gè)基本筆畫。接收端根據(jù)對(duì)這些手勢(shì)動(dòng)作空間矢量序列的記錄，進(jìn)而可以通過模式識(shí)別等算法實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)單位漢字的識(shí)別。為實(shí)現(xiàn)相關(guān)操控命令，可以通過在不同的時(shí)間限度內(nèi)不同的動(dòng)作次序來實(shí)現(xiàn)相關(guān)操控命令，發(fā)送諸如“輸入開始或結(jié)束”的命令。如圖5所示，501是通過縱向的動(dòng)作(例如垂直于書寫平面的動(dòng)作)實(shí)現(xiàn)激活或者操控命令的方式。當(dāng)然，也可以通過硬件的開關(guān)或軟件的控制操作來決定啟動(dòng)或關(guān)閉書寫輸入功能。502所表示的手勢(shì)信息為“逆橫”，可在輸入過程實(shí)現(xiàn)刪除功能，即前一個(gè)字符如書寫錯(cuò)誤，可用502筆畫命定進(jìn)行刪除；同樣503為“逆豎”，可實(shí)現(xiàn)切換到下一文檔的功能；504可實(shí)現(xiàn)回到第一篇存儲(chǔ)文檔的功能，相當(dāng)于回到起始文檔，便于在虛擬輸入情況下，不用看屏幕也能確定所在文檔的位置；在盲寫輸入程序隨系統(tǒng)啟動(dòng)的情況下，505可作為激活虛擬輸入，如果程序沒有隨系統(tǒng)啟動(dòng)，即沒有在移動(dòng)設(shè)備的系統(tǒng)進(jìn)程中，可以通過進(jìn)入系統(tǒng)界面，正常開啟程序激活虛擬輸入狀態(tài)；506所表示結(jié)束虛擬輸入并存檔的命令。上述命令對(duì)應(yīng)的手勢(shì)命令可自定義。本申請(qǐng)實(shí)施方式提供的文字信息輸入系統(tǒng)與以往各種輸入系統(tǒng)的本質(zhì)區(qū)別在于，傳統(tǒng)的鍵盤或屏幕輸入法需要實(shí)體屏幕或鍵盤手眼并用進(jìn)行相應(yīng)輸入，而本申請(qǐng)實(shí)施方式則脫離屏幕與鍵盤，在各種環(huán)境下僅通過手勢(shì)動(dòng)作實(shí)現(xiàn)“無屏輸入”，在手運(yùn)動(dòng)時(shí)，手可以在任意空間移動(dòng)，不需要被屏幕或鍵盤限制在特定的位置，因此不需要用眼睛關(guān)注手的動(dòng)作，可以將眼睛從屏幕或鍵盤上解放出來。基于上述文字信息輸入系統(tǒng)，本申請(qǐng)實(shí)施方式還提供了實(shí)現(xiàn)了一種文字信息輸入方法，如圖6a所示，包括以下步驟使用MEMS傳感器感應(yīng)使用者書寫文字的動(dòng)作信息，根據(jù)動(dòng)作信息輸出相應(yīng)的信號(hào)。在進(jìn)入書寫模式后，MEMS傳感器跟隨使用者的手指運(yùn)動(dòng)，感應(yīng)運(yùn)動(dòng)的加速度和角速度，通過計(jì)算得到對(duì)應(yīng)每一運(yùn)動(dòng)的原始空間矢量組數(shù)據(jù)，至少包括動(dòng)作的空間位置信息、方向{目息和書寫時(shí)間 目息。分析MEMS傳感器輸出的信號(hào)并將該信號(hào)映射為輸入的文字。分析所述原始空間矢量組數(shù)據(jù)，生成可識(shí)別的矢量圖文字圖形，匹配所述矢量圖文字圖形，將其轉(zhuǎn)換為文字信肩、O在一具體實(shí)施例中，分析MEMS傳感器輸出的信號(hào)并將該信號(hào)映射為輸入的文字的流程如圖6b所示,具體包括步驟S601，分析所述原始空間矢量組數(shù)據(jù)，根據(jù)原始空間矢量組數(shù)據(jù)中的位置信息和方向信息，生成與該動(dòng)作對(duì)應(yīng)的筆劃的矢量圖。步驟S602，根據(jù)原始空間矢量組數(shù)據(jù)中的書寫時(shí)間信息，將生成的筆劃按書寫時(shí)間先后排列成筆劃序列，并計(jì)算筆劃序列中相鄰兩筆劃的間隔時(shí)間。步驟S603，將間隔時(shí)間與設(shè)定閾值進(jìn)行比較，當(dāng)間隔時(shí)間小于設(shè)定閾值時(shí)，執(zhí)行步驟S604，將筆劃劃分為一個(gè)筆劃組合，繼續(xù)對(duì)書寫的間隔時(shí)間進(jìn)行判斷，如果間隔時(shí)間仍小于設(shè)定閾值，則仍將該筆劃劃入這個(gè)筆劃組合，直到出現(xiàn)間隔時(shí)間大于或等于設(shè)定閾值的情況。當(dāng)間隔時(shí)間大于或等于設(shè)定閾值時(shí)，認(rèn)為該相鄰兩筆劃分屬于不同的文字，應(yīng)將筆劃 劃入不同的筆劃組合中，則執(zhí)行步驟S605，結(jié)束上個(gè)筆劃組合，開始一個(gè)新的筆劃組合，將該筆劃劃入與上一筆劃不同的一個(gè)新的筆劃組合中。即如果相鄰兩筆劃的書寫間隔時(shí)間小于設(shè)定閾值，則這些筆劃都屬于同一個(gè)筆劃組合，屬于一個(gè)文字的筆劃。當(dāng)檢測(cè)到某相鄰兩筆劃的書寫間隔時(shí)間大于或等于設(shè)定閾值時(shí)，認(rèn)為是另外一個(gè)文字的開始。設(shè)定閾值可采用程序中的默認(rèn)設(shè)置，也可根據(jù)使用者的書寫習(xí)慣進(jìn)行設(shè)定。步驟S606，在文字庫中為已完成的筆劃組合匹配出對(duì)應(yīng)的文字。匹配時(shí)根據(jù)該筆劃組合中包含的筆劃，采用匹配算法匹配出文字，一個(gè)筆劃組合對(duì)應(yīng)一個(gè)文字?？刹捎矛F(xiàn)有的的圖像匹配算法進(jìn)行輔助識(shí)別，進(jìn)行校驗(yàn)以提高準(zhǔn)確率。最后推斷所要表達(dá)的文字，并與相應(yīng)文字建立單映射或多映射關(guān)系。為了更進(jìn)一步地說明這種手寫輸入的方法，圖7和圖8還示出了一個(gè)更為詳盡的實(shí)施例，其中，圖7為文字信息輸入方法的流程，圖8示出了接收端接收信號(hào)并映射為文字的流程。如圖7所示，以輸入一個(gè)漢字為例，一個(gè)漢字包含若干筆劃(稱為筆劃組)，包括如下步驟步驟S701，使用MEMS傳感器進(jìn)行初始化坐標(biāo)系等工作；理論上，要描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，首先要建立坐標(biāo)系，本實(shí)施例由微加速度計(jì)發(fā)出的信號(hào)來完成，某個(gè)特殊動(dòng)作使加速度計(jì)發(fā)出開始信號(hào)，即以發(fā)出該信號(hào)的點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，然后根據(jù)初始條件計(jì)算速度、加速度和空間位置等，這個(gè)由微加速度計(jì)和微陀螺儀共同來完成。這里，特殊動(dòng)作即前述實(shí)現(xiàn)相關(guān)操控命令的動(dòng)作。步驟S702，通過前述實(shí)現(xiàn)相關(guān)操控命令的方法，如通過縱向的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)激活或操控命令的方式來確定當(dāng)前是否結(jié)束輸入，如果是，則結(jié)束輸入，并輸出相關(guān)信息，如果否，則轉(zhuǎn)步驟S703。步驟S703，感應(yīng)動(dòng)作信息。通過MEMS傳感器感應(yīng)使用者書寫文字時(shí)的動(dòng)作信息，其中，具體的傳感器靈敏度可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)傳感器參數(shù)等設(shè)定，本申請(qǐng)實(shí)施例對(duì)此不作限制。步驟S704，信號(hào)處理。如前述，一種實(shí)施例中，MEMS傳感器感應(yīng)得到的電信號(hào)可以在MEMS傳感器側(cè)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，然后將轉(zhuǎn)換后的信號(hào)發(fā)送給接收端(即處理器側(cè))，由處理器側(cè)對(duì)接收到的信號(hào)根據(jù)慣性導(dǎo)航算法進(jìn)行信號(hào)處理，生成可識(shí)別的矢量。另一種實(shí)施例中，MEMS傳感器感應(yīng)得到的電信號(hào)后，直接將電信號(hào)發(fā)送給處理器側(cè)，由處理器對(duì)接收到的電信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換等信號(hào)處理，確定書寫過程中關(guān)鍵位置，生成可識(shí)別的矢量。步驟S705、S706這兩個(gè)步驟是對(duì)可識(shí)別的矢量進(jìn)行單位手勢(shì)筆劃匹配以及筆劃組匹配，將關(guān)鍵位置參數(shù)轉(zhuǎn)換為文字?？梢圆捎矛F(xiàn)有模式識(shí)別算法生成文字信息(即步驟S707)，本申請(qǐng)對(duì)此不做限制。步驟S708，結(jié)束單位文字輸入。圖8是接收端(即處理器側(cè))接收信號(hào)并映射為文字的流程，包括如下步驟步驟S801，接收MEMS傳感器輸入信號(hào)，可以通過硬件或軟件觸發(fā)來確定當(dāng)前存在MEMS傳感器的輸入信號(hào)，確定當(dāng)前需要輸入的文字； 步驟S802，設(shè)備端激活文本輸入狀態(tài)；也就是說，步驟S801和S802相當(dāng)于一個(gè)初始化過程，喚醒接收端準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)；步驟S803，接收MEMS傳感器數(shù)據(jù)；步驟S804、S805、S806，這三個(gè)步驟由處理器來完成，由其分析接收的空間矢量組，生成可識(shí)別的矢量圖文字圖形存入設(shè)備端，或者把矢量圖形轉(zhuǎn)換成可復(fù)制的文字信息后在存入設(shè)備端。至此，文字信息輸入完成。當(dāng)然，根據(jù)圖7和圖8的上述步驟，在不脫離本申請(qǐng)的精神和原則下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以進(jìn)行簡(jiǎn)單的更換、增加或刪減步驟。例如，可以將分析與識(shí)別信號(hào)的步驟都放到感 知書寫動(dòng)作的外設(shè)上，在外設(shè)中將文字識(shí)別出來，然后再發(fā)送給設(shè)備端進(jìn)行存儲(chǔ)等其他操作。相比于傳統(tǒng)的輸入方式需要通過視頻信息，嚴(yán)重依賴屏幕，本申請(qǐng)文字信息輸入系統(tǒng)及方法不是通過視頻信息，而是通過基于MEMS的手勢(shì)動(dòng)作信息進(jìn)行文字識(shí)別，可以有效脫離屏幕實(shí)現(xiàn)各種場(chǎng)合下信息的虛擬輸入，實(shí)現(xiàn)無屏文字信息輸入，不僅能夠在一定范圍內(nèi)上取代其它信息輸入方式，使計(jì)算機(jī)或手持設(shè)備的使用更具人性化，還帶動(dòng)了人機(jī)交互新模式的創(chuàng)新。并且，一種實(shí)施例中，含MEMS傳感器的感知端可直接佩戴至指尖，其佩戴方式不僅方便，而且不需要額外的電極。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實(shí)施方式對(duì)本申請(qǐng)所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本申請(qǐng)的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本申請(qǐng)所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本申請(qǐng)構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換。
權(quán)利要求
1.一種文字信息輸入系統(tǒng)，其特征在于，包括 微機(jī)電系統(tǒng)傳感器，用于感應(yīng)使用者書寫文字的動(dòng)作信息，根據(jù)動(dòng)作信息輸出相應(yīng)的信號(hào)，所述信號(hào)包括反映動(dòng)作信息的原始空間矢量組數(shù)據(jù)，所述原始空間矢量組數(shù)據(jù)包括動(dòng)作的空間位置信息、方向信息和書寫時(shí)間信息； 識(shí)別處理器，用于接收與分析所述微機(jī)電系統(tǒng)傳感器的信號(hào)，將所述信號(hào)映射為輸入的文字。
2.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述微機(jī)電系統(tǒng)傳感器包括微加速度計(jì)、微陀螺儀和信號(hào)生成單元，所述微加速度計(jì)和微陀螺儀分別連接到信號(hào)生成單元，微加速度計(jì)用于感應(yīng)運(yùn)動(dòng)的加速度及方向并輸出到信號(hào)生成單元，微陀螺儀用于感應(yīng)運(yùn)動(dòng)的空間轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)角加速度、初始化一個(gè)坐標(biāo)系并輸出到信號(hào)生成單元，所述信號(hào)生成單元接收微加速度計(jì)和微陀螺儀的輸出，生成相應(yīng)的信號(hào)。
3.如權(quán)利要求I或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述識(shí)別處理器包括 接收模塊，用于接收所述微機(jī)電系統(tǒng)傳感器的信號(hào)； 矢量生成模塊，用于將接收到的信號(hào)生成為可識(shí)別的矢量圖文字圖形； 匹配模塊，用于匹配所述矢量圖文字圖形，將其轉(zhuǎn)換為文字信息。
4.一種手寫輸入設(shè)備,其特征在于,包括載體和微機(jī)電系統(tǒng)傳感器,所述微機(jī)電系統(tǒng)傳感器附著在載體上，所述微機(jī)電系統(tǒng)傳感器用于感應(yīng)使用者書寫文字的動(dòng)作信息，根據(jù)動(dòng)作信息輸出相應(yīng)的信號(hào)，所述信號(hào)包括反映動(dòng)作信息的原始空間矢量組數(shù)據(jù)，所述原始空間矢量組數(shù)據(jù)包括動(dòng)作的空間位置信息、方向信息和書寫時(shí)間信息。
5.如權(quán)利要求4所述的手寫輸入設(shè)備，其特征在于，所述載體為可佩帶在使用者手指上的指環(huán)或手持終端，所述微機(jī)電系統(tǒng)傳感器安裝在指環(huán)或手持終端的內(nèi)部或表面。
6.如權(quán)利要求4或5所述的手寫輸入設(shè)備,其特征在于,所述微機(jī)電系統(tǒng)傳感器包括微加速度計(jì)、微陀螺儀和信號(hào)生成單元，所述微加速度計(jì)和微陀螺儀分別連接到信號(hào)生成單元，微加速度計(jì)用于感應(yīng)運(yùn)動(dòng)的加速度及方向并輸出到信號(hào)生成單元，微陀螺儀用于感應(yīng)運(yùn)動(dòng)的空間轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)角加速度、初始化一個(gè)坐標(biāo)系并輸出到信號(hào)生成單元，所述信號(hào)生成單元接收微加速度計(jì)和微陀螺儀的輸出，生成相應(yīng)的信號(hào)。
7.一種文字信息輸入方法，其特征在于，包括 使用微機(jī)電系統(tǒng)傳感器感應(yīng)使用者書寫文字的動(dòng)作信息，根據(jù)動(dòng)作信息輸出相應(yīng)的信號(hào)，所述信號(hào)包括反映動(dòng)作信息的原始空間矢量組數(shù)據(jù)，所述原始空間矢量組數(shù)據(jù)包括動(dòng)作的空間位置信息、方向信息和書寫時(shí)間信息； 分析所述信號(hào)并將所述信號(hào)映射為輸入的文字。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，還包括通過在不同的時(shí)間限度內(nèi)設(shè)置不同的動(dòng)作次序來實(shí)現(xiàn)與書寫文字相關(guān)的操控命令。
9.如權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)動(dòng)作信息輸出相應(yīng)的信號(hào)包括所述微機(jī)電系統(tǒng)傳感器初始化一個(gè)坐標(biāo)系，并根據(jù)動(dòng)作信息測(cè)量使用者書寫文字時(shí)的運(yùn)動(dòng)加速度和角速度，計(jì)算得到使用者書寫文字的原始空間矢量組數(shù)據(jù)；所述分析所述信號(hào)并將所述信號(hào)映射為輸入的文字包括分析所述原始空間矢量組數(shù)據(jù)，生成可識(shí)別的矢量圖文字圖形，匹配所述矢量圖文字圖形，將其轉(zhuǎn)換為文字信息。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述分析所述信號(hào)并將所述信號(hào)映射為輸入的文字具體包括 分析所述原始空間矢量組數(shù)據(jù)，生成與該動(dòng)作對(duì)應(yīng)的筆劃； 根據(jù)原始空間矢量組數(shù)據(jù)中的書寫時(shí)間信息，將生成的筆劃按書寫時(shí)間先后排列成筆劃序列，并計(jì)算筆劃序列中相鄰兩筆劃的間隔時(shí)間； 將間隔時(shí)間與設(shè)定閾值進(jìn)行比較，將間隔時(shí)間小于設(shè)定閾值的筆劃劃分為一個(gè)筆劃組合；根據(jù)筆劃組合中包含的筆劃在文字庫中為筆劃組合匹配出對(duì)應(yīng)的文字。
全文摘要
本申請(qǐng)公開了一種文字信息輸入系統(tǒng)、手寫輸入設(shè)備及方法，其中，系統(tǒng)包括微機(jī)電系統(tǒng)傳感器，用于感應(yīng)使用者書寫文字的動(dòng)作信息，根據(jù)動(dòng)作信息輸出相應(yīng)的信號(hào)，所述信號(hào)包括反映動(dòng)作信息的原始空間矢量組數(shù)據(jù)，所述原始空間矢量組數(shù)據(jù)包括動(dòng)作的空間位置信息、方向信息和書寫時(shí)間信息；識(shí)別處理器，用于接收與分析所述微機(jī)電系統(tǒng)傳感器的信號(hào)，將所述信號(hào)映射為輸入的文字。本發(fā)明通過傳感器感應(yīng)手勢(shì)動(dòng)作，不僅能夠在一定范圍內(nèi)上取代其它信息輸入方式，而且使手持設(shè)備或計(jì)算機(jī)的使用更具人性化，帶動(dòng)了人機(jī)交互新模式的創(chuàng)新。
文檔編號(hào)G06F3/01GK102722240SQ20121015532
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月18日
發(fā)明者徐軍帥, 王新安, 申凌, 程如中, 趙勇, 郭中洋, 閆桂珍, 魏益群 申請(qǐng)人:北京大學(xué)深圳研究生院