專利名稱：計(jì)算機(jī)聲紋輸入法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明簡(jiǎn)稱聲紋法(下同)，主要用于計(jì)算機(jī)的文字輸入，尤其是漢字輸入。
就本人所知，目前的計(jì)算機(jī)漢字輸入技術(shù)方案眾多，但真正實(shí)用、有代表性的大至只有幾種，如“區(qū)位碼輸入法”、“拼音輸入法”、“五筆字型輸入法”，其中“五筆字型法”目前最流行，為眾多專業(yè)人士所采用(見(jiàn)王永民所著《五筆字型》標(biāo)準(zhǔn)教材系列)。
本發(fā)明的目的是提供一種用聲音輸入漢字的方法(也可輸入其他文字、符號(hào))，使非專業(yè)人士也能簡(jiǎn)單、方便、快捷地將漢字輸入計(jì)算機(jī)中。
漢語(yǔ)常用字的發(fā)音總共只在一千三百個(gè)左右(見(jiàn)《現(xiàn)代漢語(yǔ)詞典》78年版，下面有關(guān)詞典內(nèi)容的依據(jù)同此)，每個(gè)字音可有多個(gè)同音字(至少一個(gè))。如果計(jì)算機(jī)能“聽(tīng)懂”這一千三百個(gè)音，知道每個(gè)音所對(duì)應(yīng)的拼音及其同音字，那么，當(dāng)我們將要輸入的字讀給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)就會(huì)將字音的拼音及全部同音字顯示在顯示器上，供我們選擇。
但是，如何讓計(jì)算機(jī)聽(tīng)懂字音呢？人類指紋的特征性與重現(xiàn)性眾人皆知，現(xiàn)代科學(xué)指出，人的聲音也具有指紋的這些特性，所以也稱作聲紋。也就是說(shuō)，當(dāng)一個(gè)人重復(fù)讀一個(gè)字時(shí)，每個(gè)字音信號(hào)反映在示波器上的圖形，相互間會(huì)非常相似。本發(fā)明正是利用聲紋的這種特性，采取對(duì)號(hào)入座的方式，讓計(jì)算機(jī)“聽(tīng)懂”入的聲音。
首先需要一個(gè)聲音處理裝置——“標(biāo)準(zhǔn)聲紋制作器”(這是本人的命名)。它能將由麥克風(fēng)送來(lái)的字音信號(hào)，逐個(gè)字音(單音節(jié))進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，制成標(biāo)準(zhǔn)聲紋信息碼(數(shù)碼式)，送給計(jì)算機(jī)。
每個(gè)人在第一次使用聲紋法之前，必須先進(jìn)行“預(yù)存標(biāo)準(zhǔn)聲紋碼輸入”。由計(jì)算機(jī)按詞典的順序，將從a→zuo的一千三百個(gè)左右的拼音逐一顯在顯示器上，并用最常用的同音字作提示。使用者跟隨屏幕逐一清楚地讀出每一個(gè)字音。聲音經(jīng)麥克風(fēng)→標(biāo)準(zhǔn)聲紋制作器→計(jì)算機(jī)，每一個(gè)字音變成一組標(biāo)準(zhǔn)聲紋信息碼存入存儲(chǔ)器中。例如，屏幕顯出“ā阿”，待使用者讀完“阿”音，計(jì)算機(jī)在收到“阿”音的標(biāo)準(zhǔn)聲紋信息碼后，再將a的下一個(gè)音“á啊”顯示在屏幕上，這樣一個(gè)一個(gè)下去，直至“zuò做”為止。這樣，計(jì)算機(jī)就記住了使用者所讀的從ā→zuò的一千三百個(gè)(左右)的字音。
經(jīng)過(guò)“預(yù)存標(biāo)準(zhǔn)聲紋碼輸入”步驟后，使用者就可用聲音輸入漢字了。做法是將要輸入的字(比如“中”字)讀出，字音經(jīng)麥克風(fēng)→標(biāo)準(zhǔn)聲紋制作器，化成標(biāo)準(zhǔn)聲紋信息碼，計(jì)算機(jī)將這組信息碼與預(yù)存的一千三百組進(jìn)行對(duì)比，從中找出最相似者(由于相同的機(jī)會(huì)小，所以將最相似者確認(rèn)為相同)，然后將此音的拼音及同音字顯示在屏幕上(“中”字音的顯示0 1 2 3 4 5 6 7是zhōng中<忠、衷、鐘、終、盅、螽、忪>)，供使用者選擇(按“0”或“確認(rèn)鍵”，中字即被選出，其余字及拼音消失)。
可以看到，每個(gè)人只需進(jìn)行一次“預(yù)存標(biāo)準(zhǔn)聲紋碼輸入”后，就能重復(fù)不斷地在同一部計(jì)算機(jī)上使用聲紋法輸入漢字，而此計(jì)算機(jī)對(duì)其他人的聲音不予理會(huì)。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，每個(gè)人只要將自己的“標(biāo)準(zhǔn)聲紋信息碼”存在軟盤中，就能帶著軟盤到任何一部有聲紋法功能的計(jì)算機(jī)上使用聲紋法。
將一千三百個(gè)音存入計(jì)算機(jī)，如果每秒一個(gè)，需時(shí)22分鐘；若2秒一個(gè)，也不過(guò)需要43分鐘。這種一勞永逸的付出，應(yīng)該說(shuō)聲“值！”。
同一個(gè)人讀同一個(gè)字，字音的聲紋互相會(huì)很相似，但音量的大小、字音的長(zhǎng)短卻會(huì)有差別，“標(biāo)準(zhǔn)聲紋制作器”的工作之一就是要消除這種差別。比如，用放大縮小的辦法，將音信號(hào)的峰值統(tǒng)一；以峰值為中心，取0.4或0.6秒(須在實(shí)驗(yàn)中定)時(shí)間段為標(biāo)準(zhǔn)段，以避免音信號(hào)長(zhǎng)短不一。
由于受環(huán)境噪聲等因素干擾，同人同字音的聲紋也很難100％重復(fù)。所以在實(shí)際中，并不要求聲紋碼的重復(fù)為100％，而只要求“相似”。至于相似的程度，應(yīng)看實(shí)際效果而定，以“盡量大的檢出概率和盡量小的出錯(cuò)率”為原則，從中找到平衡點(diǎn)。
目前“將漢字輸入計(jì)算機(jī)”成了中國(guó)人使用計(jì)算機(jī)的最大障礙。雖然已推出的方案眾多，卻都未能擺脫“漢字的復(fù)雜性”這一缺點(diǎn)，更談不上發(fā)揮漢語(yǔ)的優(yōu)點(diǎn)。就拿“區(qū)位碼法”、“拼音法”、“五筆法”為例“區(qū)位碼法”的缺點(diǎn)在于難以記住眾多的編碼；“拼音法”則要求使用者讀音標(biāo)準(zhǔn)，熟悉拼音，這對(duì)于用慣方言，讀不準(zhǔn)普通話的人來(lái)說(shuō)，也是難以使用；“五筆法”目前流行最廣，但要使用它必須經(jīng)過(guò)專門的學(xué)習(xí)訓(xùn)練；熟記一百多個(gè)字根及各種拆字組字規(guī)則，這對(duì)于非專業(yè)人士，尤其是記憶力不佳的人，困難很大。
其實(shí)，漢語(yǔ)的優(yōu)點(diǎn)在于“由字組詞，字加詞組成句，總共1300個(gè)左右的常用字音就組成了千千萬(wàn)萬(wàn)的日常用語(yǔ)”。本發(fā)明正是發(fā)揮了漢語(yǔ)的這種優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)避開(kāi)了漢字“字型復(fù)雜”這一缺點(diǎn)。在整個(gè)用聲紋法輸入漢字的過(guò)程中，人只需用口讀字，用手按鍵盤選字，完全不需動(dòng)腦去思考，用心去記憶，一切繁復(fù)的工作都由計(jì)算機(jī)去完成了。
還應(yīng)指出，聲紋法并不要求使用者一定用普通話，任何方言都能使用，甚至習(xí)慣性的錯(cuò)誤讀音也無(wú)妨(因?yàn)橛?jì)算機(jī)按重復(fù)性規(guī)則選字)。
總的來(lái)說(shuō)，只要懂得漢語(yǔ)(中文)的人，就能使用聲紋法。
至于其他語(yǔ)言，如英語(yǔ)、日語(yǔ)等，也一樣能用聲紋法進(jìn)行輸入，其原理是一樣的，只是具體的操作會(huì)和漢語(yǔ)有差別。比如英語(yǔ)，如果按字母輸入，情況非常簡(jiǎn)單，但輸入的速度可能不如手敲鍵盤快，如果按詞輸入，情況會(huì)非常復(fù)雜，因?yàn)橛⒄Z(yǔ)的詞匯數(shù)以萬(wàn)計(jì)。所以英語(yǔ)使用聲紋法無(wú)優(yōu)勢(shì)(但對(duì)手有殘疾的人優(yōu)勢(shì)明顯)，而其他與漢語(yǔ)結(jié)構(gòu)相似的語(yǔ)言使用聲紋法時(shí)，其優(yōu)勢(shì)與漢語(yǔ)相同。
要實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，必須編制一套相應(yīng)的計(jì)算機(jī)軟件——聲紋輸入法軟件(這是本人的命名)，并研制出配套的專用設(shè)備——“標(biāo)準(zhǔn)聲紋制作器”?？煽紤]做一種“聲紋卡”(這是本人的命名)，卡中含“標(biāo)準(zhǔn)聲紋制作器”和“聲紋輸入法軟件”，并有足夠存儲(chǔ)單元供軟件運(yùn)行?？ǖ囊粋€(gè)接口接麥克風(fēng)，另一個(gè)接口接計(jì)算機(jī)。這樣，現(xiàn)在一般的計(jì)算機(jī)都能利用聲紋卡輸入漢字，無(wú)需增加存儲(chǔ)單元。
聲紋輸入法軟件除制成中文版外，還可制成其他語(yǔ)言的版本(輸入其他文字用)，或兩種以上語(yǔ)言合用的版本。在程序編輯、運(yùn)行時(shí)，也可用聲紋法去輸入數(shù)字、各種符號(hào)、命令等，這樣既方便漢語(yǔ)軟件的使用，又能加速各種軟件的漢化。比如符號(hào)“(、)、＞、＜、＝”，可分別用“左、右、大、小、等”字音代表，又如命令“IF”(假如)可用“假”字音代表，這些代表字音在中文編輯時(shí)代表漢字音，在程序編輯、軟件運(yùn)行時(shí)代表符號(hào)命令，只要小心處理就不會(huì)造成混亂。至于26個(gè)英文字母，用鍵盤輸入已很方便，當(dāng)然也能使用聲紋法輸入，但對(duì)“E、G”這樣容易與漢語(yǔ)字音混淆的字母，需小心處理。
現(xiàn)舉例說(shuō)明聲紋輸入法軟件的部分操作情況。例如要輸入“中華人民共和國(guó)”，使用者首先對(duì)準(zhǔn)麥克風(fēng)讀出“中”字音，計(jì)算機(jī)顯示器就顯出0 1 2 0 1“zhōng中(忠、終…)”，再讀“華”音，顯示變成“zhōng中(忠、↑2 0 1 2終…)húa 劃(滑、華)”，在健盤上按“2”，顯示為“中華”，再讀↑0 1 2 3“人”，顯示“中華rén 人(仁、壬、任)”，再讀“民”，顯示為“中↑0 1 2 3 0 1 2華rén人(仁、壬、任)mín民(珉、岷…)”，再讀“共”，顯示為↑0 1 2 3 0 1 20 1 2 3“中華rén人(仁、壬、任)mín民(珉、岷…)gòng貢(共、供、質(zhì)↑)”，按“1”鍵，顯示改為“中華人民共”。再讀“和”，顯示為“中↑0 1 2華人民共hé河(何、合…)”，將光標(biāo)“↑”右移至“()”下，顯示↑0 1 2 3 4 5 6 7 8 9為“中華人民共hé河(何、合、核、荷、盒、和、禾、頜、郃…)”，按↑“6”鍵，顯示為“中華人民共和”，讀“國(guó)”，顯示為“中華人民共和↑0 1 2guó國(guó)(馘、腘…)”，按“確認(rèn)”鍵，顯示為“中華人民共和國(guó)”。
↑ ↑說(shuō)明符號(hào)“…”在“()”中，表示仍有同音字未顯出。一般當(dāng)光標(biāo)不在“()”下時(shí)，“()”內(nèi)的同音字只顯2個(gè)(也可考慮3或4個(gè))，其余用“…”表示，但若“()”內(nèi)的同音字不多過(guò)5個(gè)，則全部顯出(如上面的“人”和“貢”字)。要選擇“()”內(nèi)未顯出的字時(shí)，可將光標(biāo)“↑”移至“()”內(nèi)第一個(gè)字下面，“()”內(nèi)即顯出9個(gè)同音字(少于9個(gè)時(shí)全部顯出，9個(gè)后面仍有的，用“…”表示，如上“河”字)，若同音字很多，只要將“↑”往右移一位，“()”內(nèi)即顯出下一組9個(gè)同音字(前一組消失)，由于最多的同音字是82個(gè)，減去“()”外一個(gè)，剛好81個(gè)，所以當(dāng)“↑”移到“9”號(hào)位時(shí)，最多82個(gè)同音字的第82個(gè)字也已顯出?！?)”內(nèi)字上面的數(shù)字“1、2…”表示位置，供選擇用。按“1～9”鍵，光標(biāo)所在音的“()”內(nèi)相應(yīng)位置的字就被確認(rèn)，按“0”或“確認(rèn)”鍵，“()”外拼音右面的字(0位置)就被確認(rèn)。需確認(rèn)的字在“0”位時(shí)，可不確認(rèn)而直接讀下一個(gè)字，后面的字被確的同時(shí)，前面未確認(rèn)的字也會(huì)被確認(rèn)(計(jì)算機(jī)自動(dòng)選“0”位置字確認(rèn)，如上面的“中華”，“華”字被確認(rèn)時(shí)，“中”字自動(dòng)被確認(rèn))。當(dāng)“↑”停在空位或已確認(rèn)的字下面時(shí)，按“0～9”鍵會(huì)輸入“0～9”的數(shù)字(因?yàn)橐褵o(wú)可確認(rèn)之字)。用聲紋法輸入漢字時(shí)，鍵盤輸入仍有效，即可同時(shí)用鍵盤輸入數(shù)字、符號(hào)、英文字母。
經(jīng)初步統(tǒng)計(jì)，同音字在6個(gè)以內(nèi)的音占總數(shù)(1300)的60.5％，所以60％的字只按一鍵即可選出。同音字在10個(gè)以內(nèi)的音占77.3％，同音字在19個(gè)以內(nèi)的音占94.1％，所以需按鍵3次以上才能確認(rèn)的字不足6％。
權(quán)利要求
請(qǐng)求對(duì)以下幾項(xiàng)給予專利保護(hù)1、計(jì)算機(jī)聲紋輸入法(簡(jiǎn)稱聲紋法，下同)。聲紋法是利用人的語(yǔ)音將文字(以及符號(hào)、命令)輸入計(jì)算機(jī)中的一種方法。聲紋法主要用于漢字輸入，也適用于其他語(yǔ)言。聲紋法的特征是(1)利用標(biāo)準(zhǔn)聲紋制作器，將人讀出的字音轉(zhuǎn)化成計(jì)算機(jī)能接受、又易于對(duì)比的標(biāo)準(zhǔn)聲紋信息碼(數(shù)碼式)。(2)利用人類聲紋的特征性和重復(fù)性，采取對(duì)號(hào)入座的方式，先將使用者的聲紋信息(漢語(yǔ)是一千三百個(gè)常用字音)，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)聲紋制作器制成標(biāo)準(zhǔn)聲紋信息碼，預(yù)存在計(jì)算機(jī)(存儲(chǔ)器)中，并長(zhǎng)期保留。今后使用者將想輸入的字讀出，計(jì)算機(jī)就將此字音轉(zhuǎn)化成的標(biāo)準(zhǔn)聲紋信息碼，與預(yù)存的全部標(biāo)準(zhǔn)聲紋信息碼進(jìn)行對(duì)比，從而確定此字音的內(nèi)容，并將此字音的拼音及全部同音字顯示在屏幕上，供使用者選擇。“對(duì)號(hào)入座”的意思是指每個(gè)人只能用自己預(yù)存的標(biāo)準(zhǔn)聲紋信息碼輸入文字，而不能使用其他人的預(yù)存標(biāo)準(zhǔn)聲紋信息碼輸入文字，
2.聲紋輸入法軟件(以下稱“S軟件”)“S軟件”是用在計(jì)算機(jī)上，指揮計(jì)算機(jī)運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)文字輸入的一種軟件產(chǎn)品，“S軟件”的特征是含有聲紋法的主要內(nèi)容，能實(shí)現(xiàn)聲紋法的使用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，制造“S軟件”是實(shí)現(xiàn)聲紋法經(jīng)濟(jì)價(jià)值的主要手段、“S軟件”的部分操作內(nèi)容如說(shuō)明書(shū)中所述。
3.標(biāo)準(zhǔn)聲紋制作器它是將使用者的語(yǔ)音轉(zhuǎn)化成計(jì)算機(jī)能接受的數(shù)碼式標(biāo)準(zhǔn)聲紋信息碼的裝置，是聲紋法的專用設(shè)備。其特征是能將麥克風(fēng)送來(lái)的音信號(hào)按音節(jié)進(jìn)行處理，將每個(gè)音節(jié)的信號(hào)制成以峰值為中心、時(shí)間長(zhǎng)度相等、音量峰值大小統(tǒng)一、方便對(duì)比的標(biāo)準(zhǔn)聲紋信息碼。
全文摘要
計(jì)算機(jī)聲紋輸入法(簡(jiǎn)稱聲紋法,下同)聲紋法是利用人類聲音的可辨認(rèn)性,設(shè)法讓計(jì)算機(jī)聽(tīng)懂人的語(yǔ)言,從而達(dá)到用聲音輸入文字給計(jì)算機(jī)的目的。聲紋法可用于各種語(yǔ)言,但最適合漢語(yǔ)。會(huì)讀中文的人都能用聲紋法輸入漢字,完全不需專門訓(xùn)練、學(xué)習(xí)。而且讀字(輸入)時(shí)允許使用各種方言、口音。
文檔編號(hào)G06F3/16GK1178940SQ97112848
公開(kāi)日1998年4月15日 申請(qǐng)日期1997年7月11日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月11日
發(fā)明者林廷 申請(qǐng)人:林廷