CN1055434A - 字符的图元输入方法及其键盘 - Google Patents

Abstract

一种字符及符号的图元输入方法以及只有十几 个键并使用这种方法输入字符及符号的键盘，使用这 种输入方法及其键盘可用于输入ASCII字符集、希 腊字母、阿拉伯文、日文、汉字及任何其字形可表示为 图元组合的字符集或符号，而无需改变键面标示符， 为计算机、电话机、游戏机及任何配置输入装置的数 字系统提供了直观、简便、通用、灵巧的输入装置。

Description

本发明涉及字符输入方法及其输入设备，更准确地说，本发明涉及对字符或符号的形状特征进行组合，并利用这种组合来输入字符或符号以及所使用的键盘。

现有的计算机键盘是以英文打字机键盘为基础，增加了若干编辑键和功能命令键而成的。这些键盘中，有的为52键，如Apple计算机;有的为83键，如IBM-PC计算机;有的为101键，如PS-Ⅱ计算机;有的键数还要多。由于键数多给键盘的小型化带来困难，或者即使小型化了，由于键距小，容易误触而不利于操作，使实用性受到影响。而使用现有键盘输入字符的方法主要是以字符与键一一对应的直接输入法，尽管直观，但是，这种直观所付的代价不仅是键盘的键数要随输入的字符数而增加，而且键盘上各个键的键面标示要随输入的字符集的改变而改变，不仅使键盘难以小型化，而且输入大的字符集或改变输入字符集尤为不便。

中国专利86104850号所公布的“安子介式编码输入的多功能语言文字处理装置-安子介式写字机”的发明专利就试图解决所述的问题。它提出一种20个键的小键盘，在每一键的键面上标示了二个字母、一个数字或标点符、以及其它图形或文字。这种键盘仅管减少了键数，但也只能直观地输入键面上标示的字符，对于键面上没有标示的字符必须用编码的方法来输入，要记住这些编码是不容易的。如果要直观地输入其它国家的文字，必须更换键面标示符，这对于多国文字的处理也是很不方便的。

汉字的输入是个难题。用现有标准英文键盘输入汉字更是困难。用拼音输入，重码太高，不能盲打。用六百多个汉字部件分别标在各个键上来实现拼形输入，键数太少，键盘难以容纳。但是，从中优选出一百多个常用部件分组标在字母及数字键上，也能拼形输入，中国发明专利85100837号所公布的“优化五笔字型编码法及其键盘”就是这样做的。由于用一个字母代表几个部件，几个不同的部件相拼难免有重码，为了减少重码，只好调整每个键上部件的组合，这必然使形状相差很远的几个部件放在一个键上，要记住一百多个部件在键盘上的位置是很不容易的。五笔字型输入法列出了一百九十多个常用部件，其他部件用哪个字母代表，也要死记。重码问题仍未解决，还必须用“字型”与“末笔”组合成识别码来区分重码，操作的时候太费脑子。

用现有标准英文键盘输入图形符号也很不方便。键盘上没有相应图形的标示，要输入标定图形（如半导体三极管的符号图形），只能用字母或数字代表。将图形粘在键面上，更换图形就麻繁。将图形与代号的对应关系显示在屏幕上，减少了屏幕绘图的有效空间。

本发明的目的在于提供一种既能输入英文、俄文、阿拉伯文、又能输入日文，朝文、中文等多国文字符号，还可以输入各种图形符号的直观、简便、通用、灵活的输入方法。

本发明的另一目的在于提供一种只需十几个键的键盘，使用这种键盘无需死记硬背组合编码就可直观地输入ASCII码字符、法文、德文、俄文、阿拉伯文、日文、朝文、中文等多国文字符号及各种图形符号，而无需改变键面标示符。

现有键盘的键面上标示的是要输入的字符，字符多必使键数多，改变输入字符，必然要改变键面标示符。对各种文字符号形状研究的结果表明：各国的文字符号形状虽然各不相同，但大多数国家的文字符号都可归结为由

等简单图形组合而成，不同字符包含的简单图形的数目及方位各不相同。如果用这些简单图形在各种字符中可能出现的方位图标示键面，那就可以按照字符形状直接看出该击的键位，而无须死记编码。而且多国文字的输入也无须改变键面标示符。为便于字符串的输入，必须增加一个“空格符”。我们可以用一个虚线方格图 来代表。为了指示二个图形的组合是上下结构还是左右结构，还必须增加一个组合方式指示符。可以用虚线双格图 表示二个图形是按左右结构组合。因此，我们可以用 等图形在字符中可能出现的各种方位图标示键面，按照字符的组合图形及组字方式击键输入各种字符。

由于图形

在字符中只出现四种不同的方位 ，图形1在字符中也只出现四种不同的方位｜-/\，图形 在字符中常有八种不同的方位

图形

只有一种可能出现的方位。因此可以将它们看成是构成字符的基本单元-图元，所有字符都可看成是这些图元的组合，按照组合图元击键就可输入各种字符。

上述图元共有21个，如果一个键上标示一个图元，就需21个键。为了减少键数，可在一个键上标示二个图元。可将

，等9个图形看作一组，其共同特点有一个角，都可称为角形图。将它们与 等9个图形搭配起来，再增加一个“角符选择键”，13个键就可以完成21个键的功能。因此，用

;等9组图形及

等3个图形标示12个键，再加一个“角形图选择键”，就可实现各种字符的输入。

为了便于记住各个图元的键位，可以将12个图元键按三行四列方式排列，让口符在中间，

符键在其上，

符键在其下，

符键在其左， 符键在其右，

符键在其左上角， 符键在其右上角，

符键在其左下角，

符在其右下角。这9个图形正好拼成一个＃字。键位极易记住。＃字的右边安排;

等三个符号键。

各种字符虽然都是由线条构成的，但各个字符的主要区别不在于线条的形状，而在于线条所描述的空间的特征。例如字母A也可写成

，由于这两个图形都由一个闭合空间图形与一个向下开口的空间图形拼合而成，尽管构成它俩的线段数不同，人们仍然认为它们都是A字。又例如数字8也可写成日（7段数码显示就是此形状），尽管一个是由园弧线构成，另一个是由直线段构成，但人们仍然把它们都看成8字。在字符中的园形0，方形□，半圆形D及三角形△，以及其他封闭图形有时可以看成一种图形，它们都是描述一个闭合的空间，都可以用方形图元□代表。

用图元组合的方法输入字符及图形符号要得到满意的结果，必须遵循一定的原则，使用正确的方法：

首先要对字符及图形符号进行“分集”“去枝”的予处理：

分集-就是将字符分成几个相对独立的集合，对每个集合分别进行处理。例如：字符“+”在ASCII码字符中它代表加法运算，在汉字中它表示数字10，如将汉字与ASCII码字符放在同一集合内处理就无法区分。

去枝-就是将字符的非本质信息去掉。二条线段夹角的大小往往关系不太，有时可以用直角代替。字母“Z”写成“ ”，汉字“刀”写成“

”、日文“ヌ”写成“

”，在各国的字符集内都不会造成混淆。有些线条的小勾也是可有可无。汉字“才”写成“

”、日文“セ”写成“

”、也不会引起混淆。

要用图元组合代表字符的前提是对字符进行分解，要使人们分解字符都得到同样的结果必须遵循“断节”“取大”的原则：

断节-就是只在线的交接点或面的交界线切断，而不在线的中间或面的中间切断，例如：可将“

”切成“□”和“丨”或“□”和“

”，而不能切成“

”和“

”。

取大-就是先切取的图形应包含尽量多的线段。例如：“±”应切成“+”与“-”，而不应切成“丄”与“丄”。

分解字符有四种方法：

抽线-就是将一组相交线的某些线抽出来分成二组线。例如：“申”字，按照书写顺序是先写“日”，后写“丨”，分解时自然会将“丨”抽出来，将“申”字分解成“日”与“丨”的组合。按此法，“田”和“甲”字也会分解成“日丨”的组合。同样的“工土干”等字都会分解成“一丨一”的组合，这就使几个字的输入码相同。造成重码的原因是这种分法不能准确反映相交线的相对位置。

断线-就是将相交的线在交点断开。例如：“申”可分解成“丨田丨”，“由”可分解成“丨田”，“甲”可分解成“田丨”。这种分法总线数增加，比较麻繁，但能较准确地反映相交线的相对位置，因而重码率较低。

切面-将字符看成是几个平面图形的拼合，在二个平面的交界线处切开。例如：字母“H”可切成“

”和“

”二个平面。这种分解法总线段数增加较多，单元个数并不增多，却能相当准确地反映交接线的相对位置，因而重码率更低。

混切-就是上述三种方法的混合使用。例如：“聿”字可先抽成“ ”与“

”，再将“

”断成“十”和“

”，然后将“彐”切成“

”和“

”。

分解应当按照先上后下，先左后右，先外后内的次序进行，否则也不会获得一致的结果，排列也应按照这个次序，否则就不能正确反映字符各部份的相对位置。例如“花”字按照先上后下，先左后右的原则应分解成“艹亻七”，“国”字按照先外后内的原则应分解成“囗王.”，“乘”字按照先上后下的原则应分解成“禾丬匕”。

有的字符比较复杂，分解后所得的图元串较长，如果将全部图元输入，击键次数太多，字符输入速度太慢。为了提高键入速度，可以减少输入的图元数。但是必须保证不重码。例如：日文片假名“木”用抽线法可分解成“一丨/\”四个图元，对于片假名字符集，只取“一丨\”三个图元作代表，也不会产生重码。希腊字母“

”用切面法可分解成“

”三个图元，但只取“囗凵”二个图元来代表，也不会重码。

字符分解成一串图元的集合是有序的，应当按照顺序将图元一个一个输进去。但这样做击键次数太多，输入速度太慢。为了提高键入速度，可以同时按几个键，让几个图元同时输入。这就使这几个图元的顺序信息丢失了，容易产生重码。对于ASCII码字符集，这个信息丢掉也不会重码，因而可以做到一次击键就输入一个字符。

符号 本是表示二个图元横向并列，也可以赋予它“重复”的意义，就使输入简便些。例如：希腊字母“Ξ”可分解成“ ”四个图元，我们可以用“ ”来代表。E也可用“

”来代表。

用切面的方法分解ASCII码字符集可知，极大多数英文字母、数字、标点符号及运算符是由2个图元拼合而成，少数字符如＊%

等是由2个以上的图元拼合而成，为简便起见，可取其两个特征图元作为代表，键入2个代表图元及其拼合方式便可输入ASCII码字符，另外，有的字符例如B与8，其图元组合相同，为便于区分，将其中一个字符用小写字母或手写体来代替，例如，用n来代替N，o代替O，b代替B，g代替G。至于数字5与2，都是由匚与

2个图元上下拼合而成，只是上下次序不同。因击键时不区分次序而产生重码，但仅这一对重码。但如将5用断线法分解，其代码是“匚

”，重码问题便解决了。这样处理使操作简便，并可同时键入两个图元，提高了输入速度。有的字母由一个图元构成（如C）。如果只输入一个图元。计算机不能区分输入的图元“匚”是否代表一个字母。为便于区分，应加一个空格符

。字母一般按大写字形取图元，仅B、G、N、o4个字母例外取小写字母（或手写体）。为便于记忆，可用口决“NO BIG”来联想其中四个字母取图元时用小写。

有的字符按图元输入要击4个键，为了简化操作，可以不按标定字形取代表图元。例如字母Q用图元□和\作其代表，按二个键就可以了。其他字符（如XSTZ）也可作相似的处理，只要直观易记，又不重码，都可采用。现将ASCII码字符集切面分解的结果罗列于下：

汉字的形状相当复杂，但可以归结为横、竖、撇、捺、折五种笔画的组合。用1，2，3，4，5五个数字分别代表五种笔划，按照汉字的书写顺序依次键入笔画代码，就可实现汉字的输入。五键五笔画输入法就是这样干的。本发明的21个图元不但包含五种笔画，而且包含笔画的某些组合。例如图元“□”就是“ ”三个笔画的组合。因此，将汉字用抽线法分解成21个图元的有序集合，按照书写顺序依次键入构成汉字的各个图元，就可实现汉字的输入，这可称为汉字的图元输入法。例如“同”字，按照笔画分解为“

”六个笔划，按照图元分解为“

”三个图元。后者码长为前者的一半，不但键入快，而且重码率也较低。

对于形状复杂的汉字，用图元输入法还太麻烦，为了提高汉字的输入速度，可把汉字中常见笔画的简单组合作为字母，每个字母都是由二个图元组合而成，在图元键盘上可以一次键入一个字母，字母可作为汉字编码的独立码元。按照汉字的书写顺序或空间顺序，遵从先上后下、先左后右、先外后内的原则可将汉字分解成一串字母、图元的有序集合，依次键入各个字母、图元，就可实现汉字的输入。这可称为汉字的字母输入法。对汉字笔画的各种组合进行分析、抽象、概括，可得如下56个汉字字母：

它们像英文字母一样简单，但字形对称，规律简明，更易记住。

一个字母或图元可以代表几个形态相近的笔划组合，其对应关系如下所示：

对于形态相近的汉字，由“断线法”分解，并遵循“取大的原则”例如：

土-十一  干-工丨

半-八十丅  王-工丄

矢-丄 羊-八工十

丰-十工一  主-冫十一

天-工 夫-十一

对结构复杂的汉字要用“混切法”，例如：

汉字中比字母更复杂的笔画组合可称为字根。如“弓、月、目、田”等。为了进一步提高汉字的键入速度，对于使用频度高的字根可以不必分解，而用该字根的几个特征图元来代表，一次同时键入一个字根的全部代表图元，就表示输入该字根，这些字根就成为汉字输入编码的独立码元。为叙述简便，可规定“字根”一词专指这32个笔画组合。按照汉字的书写顺序或空间顺序，将每个汉字分解成一串字根、字母及图元的有序集合，依次键入各个字根、字母及图元，就可实现汉字的输入。这可称为汉字的字根输入法。

根据字根的实用频度优选出32个笔画组合作为不分解的独立字根，其代表图元如下所示：

为了便于记忆，这32个字根可分为人物、器管、用具、动物、材料、土地、自然、状态等八类;

王女行立、心目扌足、车门弓戈、马鱼隹豕、

金贝木竹、田土石雨、水火西月、大小皿白。

对于形态相近的笔画组合可以归并。例如：“忄”与“小”归并，“月、

”与“月”归并。

用字根输入法使汉字的输入码长度明显缩短。例如：

姨-女大弓  想-木目心

润-氵门王 德-彳十

一心

雕-冂土口隹  琼-王亠口小

由于汉字的简繁不一，各个汉字的输入码长是不同的，为了让计算机能区分二个汉字代码输入的界线，必须在一个汉字代码输入完成后再键入“空格”符号。

按照上海交通大学汉字编码组编写的“汉字信息字典”统计，汉字是由623个形状不同的部件构成的，每个汉字都是这些部件的平面组合，各个汉字所包含的部件数目及部件的组合方式不同。如果能将部件的平面组合准确地变换成一串代码的线形组合，汉字的数码化输入就具备唯一性。为此，各个部件的代码必需不同，部件的相对位置也必需用代码充分描述。部件的相对位置可以用括号“（）”，横向组合符“

”及包容符“

”（囗与丶的组合）正确地描述。例如：“灞”字由四个部件构成，按照先上后下，先左后右，先外后内的顺序，该字可用如下线形表达式描述：

氵 （雨（革

月））

依此可得：

“国”字的表达式为：

（王丶）

“痿”字的表达式为：疒

（禾女）

按照表达式的顺序依次键入各个符号的代码就可实现汉字的唯一化输入，依据这串代码，计算机就可用623个部件组合出汉字的原形。

21个图元，56个字母及32个字根都是汉字的部件，都有不同的代码，共有109个独立码元，这些部件可称为独立部件，这个数目约为汉字部件总数的六分之一。其他非独立部件都可以分解成字根、字母及图元的组合。例如：部件“鸟”可以分解成“勹、

一”，“里”可以分解成“田土”，“角”可以分解成“

月丨”。这实际上是用109个码元为514个非独立部件编码，用二个码元代表一个部件，就可以不重码。如果用图元“，”代表括号，21个图元就可实现汉字的唯一化输入。

对于绝大多数汉字省略括号、“ ”号及包容符“ ”不会重码，只有个别字例外。例如：“叭”与“只”字就不能省略符号“

”的代码。“困”与“呆”字也不能省略“

”符。但由于这样重码的字很少，容易记住。而省略可以减少击键次数，提高键入速度，宜广泛采用。

常用汉字6763个，按部件计算平均每个字约为3个部件，3个部件的组合数，约为4×10⁷。六千多个汉字约为三个部件组合数的万分之二。由此可见汉字输入码的冗余度是很大的。还可以进一步压缩输入代码。例如：对码长较长的汉字可以限制最多输入四码或三码，采取一、二、三末或首、次、末的方法取码，舍去中间的某些代码。这样做会使重码增多。但对于操作熟练的人来说，会记住重码字，并对重码字相应地增加输入代码。

对于使用频度十分高的字，也可以不予分解，而用能表示其形状特征的几个图元来代表，同时键入该字的代表图元，就可实现汉字的高速输入。例如：是-口\ 不-一丨/· 在-/｜ 的-口 。它们的代码不同于所有字母及字根的代码，不用“空格”也能分辨。故能做到一次键入一个字。

汉字的结构有四种：

1.单体结构。

例如：串、果、更、再、耳

2.左右结构。

例如：明、彻、悟、剖、飙

3.上下结构。

例如：吉、意、霞、想、辔

4.内外结构。

例如：国、同、匦、厕、阔

字母、字根都看作单体结构。

用字根法输入汉字的过程如图7所示：

参考图7，整个过程分为四部分：

第一部分：

字类分析-高频字进入4取其代码就完成了，非高频字必须进入2作进一步处理。

第二部分：

结构分析-通过2、5、6三次分析确定字的结构类型，决定取字的哪一部分。决定以后，将取下的那部分再进行结构分析，看是否还能分、直到分出的那部分是单体结构为止。

第三部分：

取码部分-通过3、7、8三次分析确定单体结构取哪一类码（图元、字母、字根）。如果不能直接取码，就要进一步对单体结构再作处理。

第四部分：

拆单体-通过9、10二次分析，决定怎样对单体进行拆分。拆开后，取其一部分进入取码分析。取完码，再将余下部分进入2进行结构分析，如果是单体就进入3进行取码分析。直到将单体分解取完为止。

例如：

“口”→（1）非高频字→（2）是单体结构→（3）是图元→（4）取代码

“果”→（1）非高频字→（2）是单体→（3）非图元→（7）非字母→（8）非字根→（9）不抽线→（10）断线→（12）取上部。

“田”→（3）非图元→（8）是字根→（4）取“田”的代码→（2）余部“木”是单体→（3）非图元→（7）非字母→（8）是字根→（4）取“木”的代码。

“剖”→（1）非高频字→（2）非单体→（5）是左右结构→13）取左部“咅”→（2）非单体→（5）非左右结构→（6）是上下结构→（14）取上部“立”→（2）是单体→（3）非图元→（7）非字母→（8）是字根→（4）取“立”的代码→（2）左部余下“口”是单体→（3）“口”是图元→（4）取“口”的代码→（2）右部“刂”是单体→（3）非图元→（7）是字母→（4）取“刂”的代码。

整个分解过程看起来很复杂，实际上常见汉字的结构有八种如：

按照方格顺序依次分解取码。

反复使用、熟练以后，不假思索就可直接将“剖”字分解成“立口刂”，而且可以一边分解一边击键，正像人们写字时写了前一笔画不用考虑后一笔画从哪儿下笔，往什么方向写，写多长等问题一样，习惯成自然。

如用字母法输入汉字，分解过程与字根法相似，但是不用判断是否字根。用图元输入法就不用判断是否字母及字根。

汉语拼音是用英文字母表示的，自然可以用图元键盘直接输入。但是现有的汉字拼音输入法都是用英文键盘输入的，不能充分利用汉语的优点，键入速度太慢。例如“光”字的汉语拼音为“guang”。由于结尾字母“g”是声母，字与字的界限不明确，必须加个空格符作字界。要击六次键才能输入“光”字。

汉字的韵母是由a、o、e、i、u、ü、n、ng等8组字母拼成的，如果用一个图元代表一组字母、全部韵母都可用图元表示如下：

其中ai与ia、ei与ie、ou与uo的图元相同，顺序不同，为了便于一次击键输入一个韵母，必须丢掉顺序信息，这会产生重码，为了消除重码，在ia、ie、uo三个韵母的后面加上图元 。它们后面的字母都含有封闭图形“口”，容易记住。

由此可见所有韵母的代表图元不会超过三个，可以同时按下三个图元键，实现一次击键输入一个韵母。由于汉语的全部汉字只有一个韵母，并且只在拼音汉字的后面，字界十分清楚、无需空格区分。因此击二次键就可输入一个“光”字，键入次数减少三分之二，键入速度可以提高二倍。

如果用词语输入汉字，只需在词的末尾加个空格就可实现。由于词语的码长较长，重码率将大为降低。这就充分发挥汉字的信息密集的优点。完全可以使汉字的键入速度超过英文。

为了使声母也能一次键入，可用 三个符号代替zh、ch、sh三个韵母，并用大写T代表声母t，用“切面”分解法可得如下结果：

汉字声母、韵母共计56个，其代表图元的组合都不相同，没有重码，可以一次键入一个声母或韵母。

可以用“一、/、\、丨、”五个图元分别代表“平、上、去、入、轻”五个音调，在韵母键入后，再键入音调符。有四个音调符的形状及键位与韵母符“ü、a、ng、i”的代表图元相同。但只要规定每个字都要输入调符，便不会引起混乱，而且可以降低汉字输入的重码率。

现有的汉字编码输入法，如音码、形码、音形码、形音码、五笔字型输入法等大都是用现有标准英文键盘输入，大都是用一个字母或数字代表声母、韵母或几个汉字部件，由于本发明的键盘能直观地输入全部字母及数字，因而这些现已运行的汉字输入法都可以用本发明的键盘输入。

对于法文、俄文、阿拉伯文、日文、朝文等各种文字，使用本键盘都能输入。如将21个图元标在现有英文键盘上，只要修改键盘管理程序，使用本发明的图元输入法也可键入各种字符。

图元本身是一些简单图形，复杂图形能分解成简单图形的组合，因此本发明也适用于某些图形的输入。例如：电容器的标示符“

”是由“丄”及“丅”二部分构成，“丄”可分解成“

”及“

”，“丅”可分解成“ ”及“

”。先输入“ ”，后输入“ ”，就可表示输入图形“

”。符号“→”可分解成“一>”。符号“

”可分解成“

”。符号“△”可分解成“Λ－”。复杂图形可取其几个特征图元代表，只要对它所在的图形集不重码。键入其代表图元就可输入该图形。

对于电子电路的元件标示符进行分解、简化后可得如下对应关系：

其他图形，如方框图、流程图也可以用同样的方法输入。

与现有计算机键盘相比，本发明的字符的图元输入方法及其键盘具有如下优点：

1.键数少，易记好用：13个图元键在键盘上的位置很容易记住，便于单手操作，容易定位，便于盲打，适于袖珍计算机使用。并可将本发明的键盘和字符输入方法用于电子记事卡、游戏机、电话机，并易于实现遥控操作。

2.通用性强，便于实现多国文字的输入。无需改变键面标示符便可进行多国文字处理。

3.组合灵活，适应计算机发展的需要。组合击键是本发明的特点之一。如用13个图元键可有8千多种组合，足以应付今后计算机发展需要。字元的某些组合可构定新的字符（如，

等），可用作命令符，简单易记。

4.便于图形的输入：图元作为一套比较完整的简单图形，可以组合成各种复杂图形，因此能直观地输入某些规则图形，这是常用字符键盘所元法比拟的。

5.为汉字的输入提供了一套系统，完整，易学，好用的方法及轻便，灵巧的输入工具。与现有的汉字输入法相比，本发明具有如下优越性。

（1）.形状规则易记-汉字的部件繁多，结构复杂，很难记住。本发明的21个图元、56个字母的图形都很简单，规则，对称，容易记住。32个字母涉及人们生活的八个方面，也容易联想，便于记住。

（2）.信息全面唯一-本发明的汉字输入法有110个独立码元（包括符号 ），能正确，全面地描述汉字的形态，结构特征，既可以无重码地输入汉字，又便于组造新汉字。现有的拼形输入法是用一个字母代表几个汉字部件，这就把几个部件的形态差别信息丢掉了，重码高是必然的。

（3）.分级提高好学-本发明的汉字图元输入法，字母输入法及字根输入法由浅入深，后者是以前者为基础，联系紧密，既便于初学入门，又便于深入提高。

（4）.组合灵活高效-键盘有13个图元键，单手操作每次最多同时击五个键。5个键的总组合数为2379，现在只用了114个，还有二千多个可以利用，还可以为更多的字部件及字设置简码。这为汉字的高速输入提供了足够的发展余地。

（5）.音形兼备统一-不但可以输入形码，也可输入音码，并可为每个声母，复合韵母及音调设置简码，实现声韵双拼汉字快速输入。

6.能形成新的手势语言：当键盘的图元位置标定后，每个字符都对应于一定的手势，因此手势也能表示字符，传递文字及语言信息。

图1是基本图元键盘排列图。

图2是基本图元键盘错位排列图。

图3是配IBM-PC计算机用键盘排列图。

图4是配IBM-PC计算机用键盘外观图。

图5是配IBM-PC计算机用键盘电路原理图。

图6是配IBM-PC计算机用双手操作键盘排列图。

图7是汉字分解取码的程序框图。

下面结合附图说明本发明的实施例。

图1示出了键面标示规划整齐、便于记忆的本发明的图元键盘的基本布局。在图1的基础上，图2示出了，从上到下各行的图元键依次向右错半个键位置，而将“角形键”置于最下一行最左位置，这种排列，有利于同时按住上下相邻的2个键，从而便于单手操作。

图3是配IBM-PC计算用的图元键盘排列图。它只有16个键，却具有原键盘（83键）的全部功能并且可以直接连接PC计算机工作。它在上述13键的基础上增加了三个键，一个“编辑”选择键，一个“功能”选择键，一个“命令”选择键，还在每个图元键上增加了三个符号：一个编辑符，一个功能符，一个命令符。当“编辑”选择键与某个图元键同时按下时，键盘将输出相应的编辑代码。当“功能”选择键与某个图元键同时按下时，键盘将输出相应的功能（F0-F9）代码。当“命令”选择键与某个图元键同时按下时，键盘将输出相应的命令代码。

每个选择键都有三种功能：“角符”选择键兼作“清除”及加法运算;“编辑”选择键兼作“shift”及等号;“功能”选择键兼作“ctrl”及乘法运算;“命令”选择键作“Alt”及除法运算。按一下“清除”键，就清除其前面输入的一个图元，用以纠正错误的击键。按一下“shift”键、接着再键入一个字符，键盘将输出shift及某个字符的代码。键盘如处于“大写”状态，这时将输出小写字代码，反之亦然。按一下“Ctrl”键，接着再键入一个字符，键盘将输出Ctrl及某个字符的代码;按一下“Alt”键，接着再键入一个字符，键盘将输出Alt及某个字符的代码。

如果键入“Calcu”命令，键盘将进入“计算器”状态，这时不用组合击键，而是按一个键就输出一个数字或运算符代码。这时功能代号即为数字代号（例如F1代表数字1），图元“一”代表减号，图元“·”代表小数点。

“Sound”命令是键盘发音开关命令，可以控制键入一个完整字符后是否发音。

符号“

”表示回车，符号“ ”表示向左清除一个字符，即Backspace。

图4是供IBM-PC计算机用的键盘外形图。16个键排成4×4的方阵。用五芯电缆线与计算机相连。其五芯插头可直接插入IBM-PC计算机主机的键盘插座内。该键盘具有IBM-PC计算机原键盘（83键）的全部功能，可代替原键盘工作。

图5是该键盘的电路原理图。该电路的核心是一片8749型的单片计算机。其接口1负责对键盘扫描。接口1的高四位依次循环地输出三个“1”讯号及一个“0”讯号。接口1的低四位读入16个键的状态信息。键按下得“0”，键放开读得“1”，16个键的状态可用16位二进数描述，其“0”的个数表示同时按下键的个数。“0”的位置表示按下键的位置。驻留在单片机内的管理程序将读得的键态码转换为原IBM-PC键盘的键位码，然后以串行码的方式从接口2输出。其P21线输出的是串行键位代码。P20线输出的是同步时钟。为了提高驱动能力，二者都经驱动器7404输出。T1是经驱动器7404与时钟线相连。当主机要求键盘发出键盘类型代码时，单片机从T1的状态可以得知。

图6是配IBM-PC计算机用的双手控打键盘。它有27个键。

符键比较长，便于组合击键。双手同时击键，可提高键入速度，适于台面工作。

希腊字母可作为一个独立的字符集。其字符“△”与“0”不好区分，为便于区分，可用“∧”和“-”代表“△”。对其字母Φ与Ψ用抽线的办法分解，其他字符用切面的方法分解，可得如下结果：

将日文片假名去勾，正角后也容易分解成图元串：

其中コ与モ重码，如将其中的一个去掉

符，重码就解决了。字母“シ”与“ンツ”很难区分，为了清除重码，用“\”代替“·”，故它的代码为“·/\”。

阿拉伯字母也可以分解为图元。为便于分解，先将其整形，也就是用直线段模拟，例如字母“

”可写成“

”就容易分解了。分解结果如下所示：

其“· ”代表“··”，“， ”代表“∴”。

上面列出了分解的全部图元，输入取码时在不重码的原则下也可以舍弃某些图元。

用字根输入法输入汉字时，按照“取大”原则，应尽量先取出字根，然后取出字母，其次是图元，并按照先上后下，先左后右，先外后内的次序排列。例如：

“墅”字可分出“田土土”三个字根及“丁”二个字母，按序排列为“田土丁土”。

“園”可分出字根“土”及字母“亻

”和字元“囗口”，包在外面的囗要用“ ”代表，按序排列为“

”。

如只取四码则按一、二、三末取码，“墅”的代码为“田土土”，“園”的代码为“ ”。

用字母输入法输入汉字时，“墅”字的代码为“

”，“園”的代码为“

”。

如只取五码按一、二、三、四末取码，“墅”的代码为“ 十一工”，“園”的代码为“

”。

用字元输入法输入汉字时，应按书写顺序将汉字都分解成图元。“墅”的代码为“

”，“園”字的代码为“囗一丨一口/丨/\”。

如只取六码按一、二、三、四、五末取码，“墅”的代码为“ ”，“袁”的代码为“囗一丨一口\”。

按照笔划及其组合与图元、字母的对应关系，通过图元键盘就可输入计算机。实际使用时并不像上面说的那么复杂，如选择字根输入法，依照字形按照书写顺序依次分解，同时击键输入即可。例如：

啊-口阝丁口  埃-土厶大

哀-亠口亻 皑-白山已

字根输入法对这些字的分解过程如下所示：

如用字母输入法，则对上述字根字根进一步分解。图元输入法则对字根，字母都要分解成图元。

本发明的实施例仅仅是说明性而不对本发明构成限制，本发明的精神和特征包括在权利要求书范围内。

Claims (15)

1、一种字符及符号的输入方法，其特征在于将一些简单图形的各种方位图作为构成字符及符号的基本单元，而将各个字符及符号分解成这些基本单元的集合，按照一定的规则输入上述基本单元的集合，从而完成字符及符号的输入。

2、按照权利要求1的方法，其特征在于所述简单图形的各种方位图至少包括 ，以及空格图 和组合方式指示图 ，这些图形可作为构成字符及符号的基本单元-图元，而将各个字符及符号分解成图元的集合，按照一定的规则输入各个集合，就可完成字符及符号的输入。

3、按照权利要求2的方法，当输入ASCII码字符时，将组成每个ASCII码字符的一至三个图元作为代表图元，在输入某一ASCII码字符时，只需将该字符的代表图元输入，即可完成该ASCII码字符的输入。

4、按照权利要求2的方法，当输入汉字时，将每个汉字按照先上后下、先左后右、先外后内的顺序分解成一串图元的有序集合，依次输入这些图元，即可完成汉字的输入。

5、按照权利要求2的方法，其特征在于将常见的二个简单图形的组合作为汉字字母，这些字母至少包括：

将每个汉字按照先上后下，先左后右、先外后内的顺序分解成一串字母及图元的有序集合，依次输入该集合的各个单元，即可完成汉字的输入。

6、按照权利要求2的方法，其特征在于将常见的二个以上简单图形的组合作为汉字字根，这些字根至少包括：王女彳立、心目扌足、车门弓戈、马鱼隹豕、金贝木、田土石雨、水火西月、大小皿白，每个字根用构成它的二至四个简单图形作为代表图形，将每个汉字按照先上后下，先左后右，先外后内的顺序分解成一串字根、字母及图元的有序集合，依次输入该集合的各部分，即可完成汉字的输入。

7、按照权利要求2的方法，其特征是对使用频度高的汉字不予分解，而用与某个字相关的几个简单图形作代表，一次输入该字的代表图形，即可完成该字的快速输入。

8、按照权利要求2的方法，其特征是用八个简单图形分别代表汉语拼音的八个韵母字母a、o、e、i、u、ü、n、ng，用一至三个简单图形的组合代表复合韵母及声母，用五个简单图形分别代表平、上、去、入、轻五个音调。输入各个汉字的声母、韵母及音调的代表图形，即可完成汉字的输入。

9、按照权利要求2的方法，当输入电子元器件符号时，将每个符号按一定规则分解成图元的有序集合，依次输入每个集合的各个图元，就可完成各种电子元器件符号的输入。

10、按照权利要求1的方法，其特征在于所述的字符包括英文、法文、德文、俄文、希腊文、阿拉伯文、朝鲜文、日文、汉字等所有能用简单图形的集合表示其形状特征的字符，所述的符号包括电子元器件符、逻辑单元代表符、程序单元代表符、流程单元代表符等各种能用简单图形的集合描述其形状特征的符号。

11、一种用于输入各种字符及符号的键盘，其特征在于用至少包含

等简单图形标示的键，敲击组成每个字符或符号的图形键，就可进行各个字符或符号的输入。

12、按照权利要求11所述的键盘，其特征在于该键盘至少包含13个键，其中12个键分别标示了

;等12组图形，另一个键标示了“角符”，当它与某个图形键同时按下时，表示选择角形图输入。

13、按照权利要求12所述的键盘，其特征在于，所述的12个图形键按三行四列方式排列，其最上面一行从左到右安排了

四个键，中间一行从左到右安排了 四个键，下面一行从左到右安排了

四个键。

14、按照权利要求12、13所述的键盘，其特征在于，每个图形键上还标示了“编辑符”、“功能符”和“命令字”，使每个图形键具有多种用途，此外还设置了“角符”选择键、“编辑”选择键、“功能”选择键和“命令”选择键，用以选择各个图形键的具体用途。

15、按照权利要求12、13、14所述的键盘，其特征在于四个“选择键”上还分别标有“Clear”、“Shift”、“Ctrl”、“Alt”等字，当敲击“Clear”键后就清除其前面的一个图形输入，当敲击某个“Shift”、“Ctrl”或“Alt”键后，其后输出的一个字符就有附加功能。

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