CN1412662A - 一种数字键盘及汉字拼音输入法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种数字键盘及汉字拼音输入法。数字键盘是指：用2－9这八个数字键进行文字输入，同时用功能键进行特殊字符输入和功能性操作的键盘。拼音字母布满全部八个数字键：每键分布字母个数为2－4个。拼音字母的分布为：2orxz、3cqvw、4di、5gnst、6al、7efjk、8uy、9bhpm。根据使用该输入法的产品所需汉字的字频，把汉字事先按拼音按字母顺序和字频从大到小的顺序进行编码和排序。本发明简单高效，没有任何规则限制，无需学习，可以直接上手使用，该发明对现在手机的键盘改动极小，甚至可以不改变原有的手机键盘，只需在生产时专门生产特殊的手机外壳即，所以极易推广。

Description

一种数字键盘及汉字拼音输入法

所属技术领域

本发明涉及信息技术产品汉字输入的技术领域，特别是一种数字键盘及汉字拼音输入法；本发明中的数字键盘是指：用2-9这八个数字键进行文字输入，同时用功能键进行特殊字符输入和功能性操作的键盘。

背景技术

目前许多信息技术产品，如手机已实现了数字键盘的汉字输入功能。在各种输入法中，拼音法由于其简单易学上手能用，而成为使用最广的输入法。在众多的拼音输入法中，有一种输入法，该输入法通过按一次字母所在的数字键来进行拼音输入。例如：要输入“利”字，“利”的拼音为“li”，在传统的拼音布局中“l”在5号数字键上，“i”在4号键上，所以要输入“li”只须依次按下5号和4号键，程序就自动判断所输入的拼音。这样就大大提高了输入的速度，但是同时也有问题出现，由于与“l”同在5号键上的还是“j”，它与“i”也会形成拼音“ji”，从而所有满足ji和li的汉字都会被选择出来，由于手机的显示屏的限制，可能还需要多次翻屏才能找到我们所需要的字，这样汉字输入的速度自然就很慢。

发明内容

本发明的目的是提供一种数字键盘及汉字拼音输入法，它是一种改进的数字键盘字母布局和使用该键盘布局的汉字拼音输入法，实现汉字在数字键盘上简单而高效的输入。本发明只需将手机键盘上的拼音字母进行了一些调整，仍按原系统的输入方法进行汉字输入，这样对手机原来的汉字输入系统改动很小，而且大大减少了翻屏次数，提高了汉字输入速度，本发明操作简便，易学易懂、易记易用，非常有利于推广。

本发明的数学模型：

记A为一个字母集，A＝{a..z}，在这里A是26个字母的集合。W为一个汉字拼音的集合， $W=\{a_{i_1}{a}_{i_2}...a_{i_m}|a_{i_j}\∈A,j=1..m,m=\mathrm{1,2}...\}$ 其中|W|＜∞且W中的元素互不相同。在这里W即是所有拼音的集合，例如ai，jian等等都是W的元素。

W中每个元素都有一个权重，我们称之为字频，字频越大说明这个拼音越常用。我们用一个字频函数h(ω)来表示每一个ω∈W的权重。

关于字频的计算，我们搜集了含有244818个汉字的文本，统计了每个汉字出现的概率，比如说“的”字出现的概率是3.095％，“是”字出现的概率为1.659％，之后我们再把相同拼音的汉字的概率加起来，得到“shi”出现的概率为：4.10％，“de”出现的概率为3.55％等等，我们记“shi”的字频h(′shi′)＝4.10，“de”的字频h(′de′)＝3.55，这样我们就可以得到每个汉字拼音的字频了。我们将所有的汉字按拼音的字母顺序和字频从大到小的顺序存储到数据库中，组成汉字字库。如果我们已经有这样的字库，就不用新建了。

设D为一个数字集合，D＝{2..9}，D中的元素就是手机上面用来排列字母的数字键。我们的目的就是要找到一个映射f：A→D，满足如下条件：任给W中的一个元素w，那么w可以写成 $a_{i_1}{a}_{i_2}...a_{i_m}$ 的形式，满足 $f\left(w\right)=f(a_{i_1}{a}_{i_2}...a_{i_m})=f\left(a_{i_1}\right)f\left(a_{i_2}\right)...f\left(a_{i_m}\right),$ 由W中所有元素的象集组成了一个可重集合W′，W′中相同元素出现的次数我们称为该元素在W′中的频率，再将频率为一的元素重新组合成集合W₁′，定义W₁′和W′中元素的字频比为： $F\left(W^{\′}\right)=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{{\mathrm{\ω}}_i\∈W_1^{\′}}h\left({\mathrm{\ω}}_i\right)}{{\mathrm{\Σ}}_{{\mathrm{\ω}}_i\∈W^{\′}}h\left({\mathrm{\ω}}_i\right)}$

显然，F(W′)∈[0，1]，我们的目的是要找到使得F(W′)尽可能大的映射f，这样我们就可以做到最常用的字，输入的最快，从而最大幅度的减少翻屏的次数，提高汉字的输入速度，从数学的角度来看，这就形成了一个优化问题。利用遗传算法来解决这个优化问题：

基本遗传算法可以定义一个8元组：(C，E，P₀，M，Φ，Γ，ψ，T)

C-个体的编码方法

E-个体适应度的评价函数

P₀-初始群体

M-种群大小

Φ-选择算子

Γ-交叉算子

T-遗传运算终止条件

(1)设计编码方案(编码长度记为L)

我们知道在遗传算法中编码是解决问题的先决条件，也是GA设计的关键步骤，在此问题中，我们要把26个字母映射到8个数字上面，可以用一个编码长度L＝78位的二进制数来表示一个染色体，在该染色体中，每三位二进制数的值依次表示字母a，b，...z对应的数字，如果该值为0，则表示在2号键上，1表示在3号键上，依次类推。例如，如果一个染色体为001110101...，可知，这个映射把字母a映射到3号键上，字母b映射到7号键上，字母c映射到5号键上等等。可见，每一个这样的染色体都对应着一个映射f。

(2)确定群种规模M

种群规模M取为500，规模太小不利于寻求最优解，而规模过大会影响速度，这里取为500虽然会导致运行时间过长，但是它有利于更好的发现最优解，而且也会避免早熟。初始种群P₀，随机生成初始染色体 $\stackrel{\→}{X}\left(0\right)=(X_1\left(0\right),X_2\left(0\right),...X_M\left(0\right))\∈H_L^M$

(3)选择交叉算子与变异算子

交叉算子体现了遗传算法的局部搜索性能，交叉操作概率Pc的最佳范围为0.4-0.7。过大，高性能的模式被破坏；过小，搜索陷入迟钝状态。变异操作体现了群体的多变性，变异概率(P_m)过大，搜索趋于纯粹的随机搜索；过小，将陷于局部最小。在这里，交叉算子我们取标准的单点交叉，其交叉概率P_c＝0.7，变异算子选取标准的单点变异，变异概率P_m＝0.01

(4)构造适应度函数

我们求的是F(W′)极大化的问题，而且0≤F(W′)≤1，所以我们可直接选取F(W′)做为适应度函数。

(5)设定终止条件

算法优化1000次(这里1000是经过多次试验的得到的)，取出适应度最大的解做为最优解，结束程序。

最终结果

由遗传算法我们可以得到，拼音字母分为以下8个组时，可以使得F(W′)尽可能大，同时又符合实际情况：

        1-gnst，2-cqvw，3-di，4-al，5-uy，6-orxz，7-bhpm，8-efjk。

在实际的操作中，还要尽量使得输入一个字母后，下一个要输入的字母就在该字母所在的数字键周围的键上面。经过统计计算，得到如下的键盘的布局：

        2-orxz，3-cqvw，4-di，5-gnst，6-al，7-efjk，8-uy，9-bhpm

使用上面提到的文本进行统计，用该字母布局进行汉字输入，平均的翻屏次数比用原来的布局减少了36％，而且可以做到，输入一个字母后，下一个要输入的字母以72％的概率出现在它周围的数字键盘上，这在一定的程度上方便了用户的输入。

综上所述，本发明改进的数字键盘可以描述为：  一种包含0-9十个数字键，数字键2-9上按一定的顺序排列着26个字母，形如：2-orxz，3-cqvw，4-di，5-gnst，6-al，7-efjk，8-uy，9-bhpm，其特征在于字母的分布满足如下的要求：

1)字母布满全部八个数字键；

2)每键分布字母个数为2-4个；

使用上述键盘的汉字拼音输入法如下所述：

1)输入字母：使用数字键进行拼音输入，通过按一次字母所在的数字键来进行相应的字母输入，程序根据输入的数字键进行编码查找；

2)选字、完成单字的输入：符合拼音编码的汉字出现在显示屏上，一屏显示不下时翻屏显示，按选择键、翻屏键进行选择和查找完成汉字的输入。

本发明的优点可以归纳为：

1)对使用者而言，简单高效，没有任何规则限制，无需学习，可以直接上手使用。

2)对于手机生产商而言，该发明对现在手机的键盘改动极小，甚至可以不改变原有的手机键盘，只需在生产时专门生产一种特殊的手机外壳就可以了。所以该发明极易推广。

附图说明

图1本发明的键盘和输入“利”字时的屏幕显示状态。

图2在传统键盘布局下输入“利”字的情况。

图3是该布局输入汉字时的计算机程序流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图具体说明本发明的技术方案。

以手机的键盘为例，键盘的十个数字键和若干功能键的布局采取其本来的方式，不予改变。本发明的改进在于拼音字母的重新布局。

将26个字母按附图1所示的布局分布到2-9号数字键上面。

以下结合附图以“专利”的“利”为例说明本输入法：

1、依次键入6、4键，输入拼音“li”

2、从屏幕中按选择键选出“利”即可，如果当前屏中没有，则按翻屏键查找。

从附图1和附图2中可以看到，实际模拟中我们只需一次翻屏就可以找到“利”字，而用原来的方法需要翻屏两次才可以找到。

Claims (4)

1、一种数字键盘，包含0-9十个数字键，数字键2-9上按一定的顺序排列着26个字母，其特征在于拼音字母的分布满足如下的要求：

a)拼音字母布满全部八个数字键；

b)每键分布字母个数为2-4个。

2、一种如权利要求1所述的数字键盘，其特征在于所述的拼音字母的分布为：2 orxz、3cqvw、4 di、5 gnst、6 al、7 efjk、8 uy、9 bhpm。

3、一种如权利要求1或2所述的数字键盘的汉字拼音输入法，其特征在于：

a)使用数字键进行拼音输入，通过按一次字母所在的数字键来进行相应的字母输入：

b)按选择键或翻屏键进行选择和查找完成汉字的输入。

4、如权利要求3所述的数字键盘的汉字拼音输入法，其特征在于：

a)根据使用该输入法的产品所需汉字的字频，把汉字事先按拼音按字母顺序和字频从大到小的顺序进行编码和排序；

b)使用中每输入一码后，程序按照事先的汉字排列顺序，在显示屏上显示满足当前条件的汉字。