CN104503591A - 一种基于折线手势的信息输入方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及人机交互领域，具体涉及一种基于折线手势的信息输入方法，该方法包括：根据折线每段有向线段的方向角度对折线进行分类；建立每种折线类型与特定字符或指令的对应关系；通过传感器或传感器组检测用户输入的折线运动轨迹；根据折线每段线段的方向角度，判断折线的类型；根据折线的类型，确定与其对应的字符或指令；输入对应的字符或执行对应的指令。本输入法只要求用户输入折线手势动作即可输入字符，适合于在小屏幕输入字符和指令。
Description
技术领域
本发明涉及人机交互领域，具体涉及一种基于折线手势的信息输入方法。
背景技术
目前手持设备如手机，平板电脑等电子设备通常通过触摸屏进行字符指令的输入。采用触摸屏进行文本输入一般采用两种方式，一种方式为手写输入，即在触摸屏上直接划出字符、汉字的字形或笔画，由系统进行识别；另一种方式是在触摸屏显示虚拟键盘，用户通过触按或划过虚拟键盘的按键来输入字符信息。对于手持电子设备，尤其是目前新出现的个人可穿戴电子设备如智能手表、智能戒指、智能手环等，由于其显示屏幕很小，用户无法在该屏幕进行文字书写，而用户触按小屏幕的虚拟键盘也容易出现误操作的情况。因此在可穿戴智能设备的触摸屏通过手写或触按虚拟键盘方式输入字符，具有很大的局限性，如何在该类设备进行字符指令输入的是一个迫切需要解决的问题。
在名为“Simple Motion Based Input System”的美国专利（专利号为US20090249258A1），提出一种利用滑动手势进行文本及指令输入的方法，该方法提出对用户的滑动手势进行分类，并将某一种特定滑动手势与特定的字符建立对应关系，在用户划出特定的手势后输入与该手势相对应的字符。但由于单个的滑动动作类型有限，无法与众多的输入字符相匹配，因而需要通过手势的输入区域、滑动手指的识别、多个手指滑动等方式实现滑动手势的多样化，但这需要用户记住大量手势与字符的对应关系，从而降低了用户的体验感受。
该专利还提出一种利用连续滑动的折线输入单词或符号序列的方法，该方法包括：将连续的划线动作根据方向角度分解成多段首尾相连的线段，对分解的单个线段根据方向角度进行分类，每种线段类型与一个或多个字符相关联，通过多个线段的方向特征可与字符串或特定的单词相匹配。以上方法中，对于线段依据方向角度特征分为“↑”、“↗”、“→”等八种类型，这些类型无法与诸多的输入字符相匹配，因此每种线段类型通常与多个字符相关联，这导致输入的字符存在重码，从而影响了输入的效率。
发明内容
基于现有技术存在的问题，本发明提出的改进方案为：将用户连续滑动输入的折线手势，根据折线中每段有向线段的方向角度对其进行分类，并对每类折线与特定的字符或指令之间建立起对应关系。在用户滑动出特定类型的折线手势时，传感器或传感器组检测到用户的折线手势，系统根据折线各线段方向角度判定出折线的类型，再通过检索折线类型与字符的对应表，找到与该类型折线所对应的字符或指令，最后输入字符或执行指令。如果以两段有向线段组成的折线为例，如果折线的第一段有向线段选取“↑”、“↗”、“→”等八个方位的角度确定其类型，第二段有向线段也选用八个方位的角度进行分类，理论上可有8×8=64中不同组合，意味着共有64种不同的折线类型，可对应于64种不同的输入字符或指令。
附图说明：
图1是本发明提出利用用户滑动折线手势输入字符方法的流程示意图；
图2是在折线第一段有向线段划分为8个方向时各方向角度范围的示意图；
图3是在折线第二段有向线段划分为4个方向时各方向角度范围的示意图；
图4是本发明在显示单元显示各类型折线对应字母分布的示意图；
图5是本发明在显示单元显示各类型折线对应数字分布的示意图；
图6是本发明一个实施流程的示意图；
图7是本发明实施例1中在触摸屏滑动输入字符的示意图；
图8、图9是本发明实施例2中利用划动折线切换当前活动图标的示意图；
图10是本发明实施例2中利用智能戒指触摸感应单元操控智能手表的示意图。
下面结合附图，对本发明进行具体的阐述。
图1是本发明提出利用用户输入折线手势输入信息方法的流程示意图，在用户输入折线手势动作时，本发明提出输入信息的方法，包含以下步骤：
根据折线每段有向线段的方向角度对折线进行分类；
建立每种折线类型与特定字符或指令的对应关系；
通过传感器或传感器组检测用户输入的折线运动轨迹；
根据折线每段线段的方向角度，判断折线的类型；
根据折线的类型，确定与其对应的字符或指令；
输入对应的字符或执行对应的指令。
优选的，采用以下方式进行折线各有向线段方向角度的判断：设定每种折线类型各有向线段的角度范围；通过传感器获得用户输入的折线运动轨迹；如果折线的有向线段角度在某设定角度范围内，则判定该方向角度为有向线段的方向角度。
参照图2，对于折线的第1线段有向线段1，预先设定其角度范围2。优选的，对于折线第1段有向线段1设定8种方向角度类型，如↑、↗、→等，每种有向线段的角度范围2见下表：
| 序号 | 线段方向类型 | 角度范围 |
| 1 | ↑ | 337.5°～360°；0°～22.5° |
| 2 | ↗ | 22.5°～67.5° |
| 3 | → | 67.5°～112.5° |
| 4 | ↘ | 112.5°～157.5° |
| 5 | ↓ | 157.5°～202.5° |
| 6 | ↙ | 202.5°～247.5° |
| 7 | ← | 247.5°～292.5° |
| 8 | ↖ | 292.5°～337.5° |
对于折线的有向线段，其方向角度既可以是与某一特定方向（如触摸屏正上方）的夹角，也可以是有向线段与折线中前一有向线段之间的夹角。
参照图3，优选的，对于折线第二段（或以上）有向线段采用相对于前一段有向线段的角度，相对角度分为4种，分别为0°、90°、180°、270°，各角度范围如下：
| 序号 | 线段方向类型 | 角度范围 |
| 1 | 315°～360°；0°～45° | |
| 2 | 45°～135° | |
| 3 | 135°～225° | |
| 4 | 225°～315° |
通过以上优选方案，第一段有向线段有8种类型，第二段有向线段有4种类型，组合起来有8×4=32种类型。以上类型折线与26个字母以及其它常用字符建立关联，可进行文本信息的输入。
优选的，各折线类型与26个字母以及其它常用字符的对应关系见下表：
优选的，各折线类型与10个数字以及其它常用字符的对应关系见下表：
如图4、图5所示，优选的，用户进行折线手势输入时，在显示装置5显示各折线类型对应字符6的方位分布，并显示用户文字输入界面，包括文本输入框7、候选字显示栏8。
优选的，在用户用本发明提供的办法进行字符输入时，在显示装置5以半透明方式显示与各折线类型对应字符6的方位分布。采用半透明的方式显示各折线类型对应字符6的方位分布，可减少输入界面对显示屏幕的占用面积。
用户通过观察各字符的方位分布，可直观地掌握字符与各折线类型之间的对应关系，免除了用户记忆字符与折线类型对应关系的麻烦，从而提升了用户的体验感受。
优选的，在用户输入折线手势过程中，在显示单元实时显示用户输入折线手势的轨迹。
优选的，在用户输入折线的上一段有向线段后，对由该有向线段构成所有可能折线类型对应的字符在显示单元进行醒目显示，醒目显示方式包括放大字体，改变或加深字体颜色、闪烁显示等。
优选的，在用户输入折线过程中，对已输入折线类型所对应的字符在显示单元进行醒目显示，显示方式包括放大字体，改变或加深字体颜色、闪烁显示等。
优选的，探测用户手势动作的传感器包括但不限于摄像头、触摸屏、触摸板、加速度传感器等设备。
所述折线在其所有线段只有一个角度方向时便简化为有向线段。
实际操作中，系统可将用户近似折线的滑动动作或轨迹处理为连续的折线，这种处理方式为本领域的公知技术，例如可比较轨迹上某个采样点与前后两个相邻采样点构成线段的角度变化，如果角度变化超过某一设定范围，则认为该采样点为折线的拐点，以此类推确定所有的折现拐点，最后连接轨迹的起始点、各个拐点以及终结点即构成折线。本发明对这类处理方法不做限定。
图6为本发明实施流程的示意图。参照图6，由传感器对用户的手势动作进行实时检测，在传感器扑捉到信号时判断是否检测到用户输入的手势，没有检测到用户手势时继续进行检测；在检测到用户输入的手势时，判断输入的手势是否为预设的折线手势，如果不是则进行其它手势的识别；在输入的手势为预设的折线手势时，检测折线每段线段的方向角度；
根据折线每段线段的方向角度，判断输入折线的类型；根据折线的类型，确定与其对应的字符；输入字符或执行相应的指令；继续检测下一个手势动作。
本发明提出的输入方法与现有技术比较有以下优点：
本发明根据折线每段线段的方向角度将折线分成不同的类型，并建立起不同类型的折线与输入字符或指令的一一对应关系，取代了现有技术中不同类型折线与单词、拼音韵母或声母之间的对应关系。由于这种折线类型与输入字符之间的确定关系，一个滑动折线动作直接输入一个字符，而无需在候选字中再次进行选择，从而提高了字符输入的效率；
折线类型较多，适合于输入各类字符及指令，如采用两段折线，折线第一段分8个方向，第二段分4个方向，可组合成32种折线类型与字符对应；
用户的折线动作，相比较其它手势动作更为简单且易于区分，更便于用户的操作；
本发明提供的字符输入方法，对用户滑动折线的位置没有限制要求，用户熟悉各字符的折线类型后完全可实现盲打，从而提高了用户的体验；
本输入法只要求用户输入折线手势动作即可输入字符，适合于在小屏幕输入字符和指令。
实施例1：
在智能手机、智能手表、平板电脑、手提电脑等电子产品普遍具有检测用户划动轨迹的触摸感应单元，部分设备将触摸感应装置内置于显示单元中，如平板电脑的触摸屏，而另外一些电子设备则采用与显示单元独立的触摸感应装置，如手提电脑的触摸板。本实施例利用电子设备的触摸感应单元检测用户划动的折线轨迹，并通过对折线类型的识别判断输入字符。
对于采用触摸感应装置的电子设备，当用户在触摸感应单元划出折线轨迹时，本实施例通过以下步骤实现信息的输入；
通过触摸感应单元检测用户划动折线的轨迹；
根据折线每段线段的方向角度，判断折线类型；
根据折线的类型，确定与其对应的字符或指令；
输入对应的字符或执行对应的指令。
如图7所示，图中为一款智能电子设备的显示单元，显示单元内置触摸显示屏7，在触摸显示屏7显示输入字符6的方位分布。在用户按字符方位分布划出特定折线时，在触摸显示屏7显示出用户划动的轨迹8。在用户完成折线的输入后，系统根据折线各有向线段的方向角度特征判定其类型，并确定折线类型所对应的字符或指令，最后输入确定的字符或指令。
触摸感应单元既可以与显示单元合为一体，也可以与设备的显示单元相互分离，在两者之间分离时两者可通过无线方式进行连接。如用遥控器对智能电视进行遥控操作时，在遥控器内置的触摸感应单元检测用户的手势动作，遥控器与智能电视之间以无线方式进行连接。通过遥控板的触摸感应单元检测到用户的折线轨迹后，利用本发明提供方法确定拟输入的字符或执行的指令后，用户可向智能电视输入字符或指令。
实施例2：
目前配置触摸显示屏的电子设备如智能手机、平板电脑上，对于图标、菜单的操作方式为：用户通过向左或向右的划动切换不同的页面，完成切换后再由用户直接触按页面显示的图标（菜单）来激活图标（菜单）所代表的应用程序。但在某些便携式电子设备如智能手表、智能戒指等设备，由于其屏幕狭小，用户直接触按易造成误操作。
鉴于此，对于配置有触摸感应单元的智能设备，本实施例提出一种利用划动折线手势对屏幕显示对象进行操控的方法，当用户在采用触摸感应装置的电子设备划出折线轨迹时，该方法通过以下步骤实现屏幕对象的操控：
在设备的显示单元显示对象，并设定当前活动的对象；
通过触摸感应单元获得用户划动折线的轨迹；
根据折线每段线段的方向角度，判断折线类型；
根据折线类型确定对应的操控指令；
执行操控指令，实现当前活动对象的切换。
优选的，显示对象包括下面的至少一个：图标、页面、 菜单、文字、图像、文件、文件夹、网络浏览器的内容、网址、网络连接。
所述方法包括预先设定各折线类型与屏幕操控指令之间的对应关系，折线类型与屏幕操控指令之间的一种对应关系如下：
如图8、图9所示，在智能电子设备屏幕9显示图标10或菜单，显示图标中包含当前活动图标11。用户在电子设备触摸感应单元划动输入折线手势12时，系统根据折线方向角度判断折线的类型，并判断出该折线类型代表的操控指令，以上指令可以是与方向键“→”、“←”、“↑”类似的控制指令，利用这些指令可实现显示页面或当前活动图标11的切换。在图8中，当前活动的图标11为“360驱动大师”，在用户划动向下的有向线段12后，在图9中，当前活动图标11向下切换成“WPS文字”。
优选的，在用户通过划动有向线段或折线，实现活动对象的切换后，通过在触摸感应单元任意位置单击或双击操作，执行对象对应的指令或应用程序。
所述折线在其所有线段只有唯一角度方向时便简化为有向线段。
所述触摸感应单元既可以与显示单元合为一体，也可以与设备显示单元分离，在分离时两者之间可通过无线方式进行连接。如图10所示，图10为利用智能戒指触摸感应单元操控智能手表的示意图。用户佩戴的智能戒指（智能指环）12内置触摸感应单元15，用户佩戴的智能手表（智能手环）13内置显示单元14,智能戒指12与智能手表13通过无线方式进行连接。通过智能戒指12内置的触摸感应装置15，检测到用户划动的折线轨迹，由系统对检测的折线按各线段的方向角度判断折线类型，再根据折线类型确定对应的操控指令并执行该指令，可对智能手表（智能手环）13内置显示单元14显示的对象进行操控。
本发明的上述方法可在硬件、固件中实现，或实现为软件或计算机代码（可被储存在记录介质诸如CD ROM、RAM、软盘、硬盘或磁光盘中），当由计算机、处理器或硬件访问和执行软件或计算机代码时，该软件或计算机代码实现这里描述的处理方法。这里使用的术语“单元”包括硬件（诸如配置有机器可执行代码的微处理器）。
本发明提出信息输入方法及实施例提出方法步骤顺序的变动、步骤的合并或拆分处理，因篇幅所限没有一一列举，均应认为包含在本发明的保护范围之内。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，本发明不限于以上实施例或实施例列出的方案。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的基本构思的前提下直接导出或联想到的其它改进和变化均应认为包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种利用折线手势进行信息输入的方法，该方法包括：
根据折线每段有向线段的方向角度对折线进行分类；
建立每种折线类型与特定字符或指令的对应关系；
通过传感器或传感器组检测用户输入的折线运动轨迹；
根据折线每段线段的方向角度，判断折线的类型；
根据折线的类型，确定与其对应的字符或指令；
输入对应的字符或执行对应的指令。
2.如权利要求1所述的方法，还包括：设定每种折线类型各有向线段的角度范围；通过传感器获得用户输入的折线运动轨迹；如果折线的有向线段角度在某设定角度范围内，则判定该方向角度为有向线段的方向角度。
3.如权利要求2所述的方法，其中折线第1段有向线段设定8种方向角度类型，每种有向线段的角度范围如下：
。
4.如权利要求1所述的方法，其中，有向线段的方向角度既可以是与某一特定方向的夹角，也可以是有向线段与折线中前一有向线段之间的夹角，在采用相对于前一段有向线段的角度时，相对角度分为4种，分别为0°、90°、180°、270°，各角度的范围如下：
。
5.如权利要求1所述的方法，其中，各折线类型与26个字母以及其它常用字符的对应关系如下：
。
6.如权利要求1所述的方法，其中，各折线类型与10个数字以及其它常用字符的对应关系见下表：
。
7.如权利要求1所述的方法，其中，用户进行折线手势输入时，在显示装置显示各折线类型对应字符的方位分布。
8.如权利要求1所述的方法，其中，在用户输入折线手势过程中，在显示单元实时显示用户输入折线手势的轨迹。
9.一种利用划动折线手势对屏幕显示对象进行操控的方法，当用户在采用触摸感应装置的电子设备划出折线轨迹时，该方法通过以下步骤实现对屏幕显示对象的操控：
在设备的显示单元显示对象，并设定当前活动的对象；
通过触摸感应单元获得用户划动折线的轨迹；
根据折线每段线段的方向角度，判断折线类型；
根据折线类型确定对应的操控指令；
执行操控指令，实现当前活动对象的切换。
10.如权利要求9所述的方法，包括预先设定各折线类型与屏幕操控指令之间的对应关系，折线类型与屏幕操控指令之间的一种对应关系如下：
。
11.如权利要求9所述的方法，包括：在用户通过划动有向线段或折线，实现活动对象的切换后，通过在触摸感应单元任意位置单击或双击操作，执行活动对象对应的指令或应用程序。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150408 |