CN1655107A - 自动更正键盘系统 - Google Patents

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Abstract

详细说明了一种方法和系统，其确定一个或多个备选的每个在所指定的自动更正键盘区内所检测到的输入序列的原文解释。按键的实际接触位置，可以在特定的键盘键区的边缘之外，其中所述键区与所提议或所提供的以供选择的单词解释的实际字符相关联，其中，通常每个接触位置到每个相应的想要字符的距离，可以随着想要的单词在语言或特定的上下文中的预期频率而增加。

Description

自动更正键盘系统
相关申请的交叉引用
本申请是2000年5月26日所提交的、序号为09/580,319、名称为自动更正键盘系统(Keyboard System With Automatic Correction)的美国专利申请的继续，该申请通过引用而被全部包含于此。
技术领域
本发明提供了自动更正由于错按键盘或屏幕所造成的“马虎”的文字输入的键盘系统。尤其是，本发明提供了一种压缩键盘，诸如那些在触控面板或显示屏上的应用和那些应用到机械键盘系统的键盘，利用词级(word-level)分析来解决用户输入中的不准确(马虎的文字输入)问题。本发明属于小键盘输入领域，最好是用于小型电子装置的小键盘。
背景技术
这些年来，便携式计算机已经变得越来越小。键盘，已经成了致力于生产更小型的便携式计算机的主要的尺寸限制部件。如果使用标准打字机大小的键，则便携式计算机必须至少象键盘那么大。已经在便携式计算机上应用了小型键盘，但是人们发现小型键盘的键太小了，以至于用户不能足够准确地方便或迅速地进行操作。
把实足尺寸的键盘组装在便携式计算机中，同样妨碍了计算机实际的便携式使用。如果不把它放到平坦的工作面上以便让用户用双手打字，则大多数计算都不能被操作。最新一代小型计算机，叫做个人数字助理(PDA)，公司已经通过在PDA中结合手写识别软件来试图解决这个问题。用户可以通过在触控面板或显示屏上书写来直接输入文字。可惜的是，除了下述事实以外，即用笔印下或写下通常要比打字慢，手写识别软件的准确性和速度现在并不令人满意。使事情变得更糟的是，现在需要文字输入的手持式计算装置仍然在变得更小。在双向寻呼、蜂窝电话、和其他便携式无线技术方面的新进展，引发了对小型和便携式双向信息传递系统的需求、尤其是对即能够发送也能够接收电子信件(“e-mail”)的系统的需求。
由此，开发一种用于把文字输入到计算机的更加小的键盘，是有益的。随着键盘尺寸的减小，用户在选择感兴趣的字符时会遇到更大的困难。通常，有两种不同类型的键盘被用于这种便携式装置。一种是常见的机械式键盘，其由一组通过用手指或拇指按压它们而被触发的机械式键所组成的。然而，这些机械式键盘倾向于显著地小于与打字机、台式计算机、以及甚至是“膝上型”计算机所用的标准尺寸的键盘。由于键盘更小的物理尺寸，每个键都更小并更靠近邻近的键。这就增加了用户按下不想要的键的可能性，以及用户越试图更快地键入就越容易按错键。其他通常使用类型的键盘由印刷了某类型的键盘覆盖图(keyboard overlay)的触控面板、或能够在其上显示键盘覆盖图的触控显示屏所组成。根据特定键盘的尺寸和性质，手指或指示笔能够被用来在用户想要触发的键的区域内接触所述面板或显示屏。由于很多便携式装置减小了尺寸，通常使用指示笔以便在接触键盘以触发每个想要的键时达到足够的准确性。这里，这种键盘的小型的实足尺寸，导致了与每个键相关联的是一小片区域，以致对于一般用户来说足够准确地快速键入变得相当困难。
在机械式键盘方面的先前研发的一个方面中，已经考虑到了使用远远小于普通键盘中的键。通过较小的键，用户必须非常小心地控制每次键入。一种方法(美国专利5,612,690)提出了一种系统，即，耗用4个微型(miniature)键一起来定义主要字符(字母表)并把次要字符行(像数字)套嵌在主要字符行之间。对次要字符的选取，包括从每个周围的主要字符中按下小型键。以该种方式对小型键进行的分组，产生了由四个相邻的较小键所组成的外观更大的虚拟键，以便所述虚拟键足够大以致能够用手指按。然而，手指必须或多或少精确地接触四个相邻键之间的边缘的“十字准线”，以便一起按下它们。这就使得准确快速地打字仍很困难。
在触摸屏和机械式键盘方面的先前研发的又一方面，已经考虑到了使用非常少数量的实足尺寸的键。用较少的键，每一次键入都必须与多个字母相关联，以致每个键的触发都不能确定想要哪个字母。如在按键式电话机的小键盘布局中所提出的，很多压缩键盘已经使用了3乘4的键阵列，其中每个键都与三个或四个字符相关联(美国专利5,818,437)。为了解决关于这种键盘的按键序列的多义性，曾建议了几种方法。虽然，所述方法对于这种键数有限的键盘来说是有好处的，但是其不适用于压缩尺寸的、带有全部补充键的键盘。
在触摸屏键盘方面的又一方法，已经考虑到了对紧前面的几个字符进行分析，以便确定将为没有靠近一特定字符的显示位置中心的按键产生哪个字符(美国专利5,748,512)。当键盘被显示在一小型触摸屏上时，偏离字符中心的按键被删除。软件对两个或三个所键入字符的可能序列的可能的文字串和已知的组合进行比较，诸如以前所键入文字的历史或为其在上下文内出现的频率所列入的文字串的词典。当由系统所产生的字符不是用户想要的字符时，用户必须在接着选择后面的字符之前对字符进行更正，因为，所产生的字符将被用来为后面的按键确定可能性。
主要问题是，由用户试图触发键盘上的键而引起的特定的触发，并不总是精确地与用户的意图相符合。在触摸屏键盘上，用户的手指或指示笔可能会击中错误的字符或击中在与特定字符无关的边缘区域的键之间。利用小型化的机械式键盘，给定的按键(keypress)可以触发错误的键，或者可以同时或随着一个迅速连续地触发相邻键的“翻转”动作而触发两个或更多键。其他例子，包括动作或运动控制(motor control)幅度有限的用户所操作的普通键盘，其中始终如一地敲击任一特定空间或键的能力有限，或肢体(诸如在截肢者的情况下，或使用了带着手套的手或手指)或用来输入的装置(诸如指示笔)远远大于目标键或字符空间。
发明内容
本发明提供了一种改善的文字输入系统，其利用了字级明义来自动更正用户按键输入中的错误。尤其是，本发明提供了一种文字输入系统，其包括：
(a)一个用户输入装置，包括一个触控表面，所述触控表面包括一个由多个字母表字符组成的自动更正键盘区，其中多个字符中的每个字符都对应于一个在自动更正键盘区中的坐标已知的位置，其中每次用户在自动更正键盘区内接触用户输入装置时，都会确定一个与用户的接触相关的位置并且所确定的接触位置被添加到接触位置的当前输入序列中；
(b)一个存储器，含有多个对象(object)，其中每个对象都是一串构成单词或部分单词的一个或多个字符，其中每个对象还与使用频率相关；
(c)一个带有文字显示区域的输出装置；及
(d)一个处理器，连至用户输入装置、存储器、和输出装置，所述处理器包括：
(i)一个距离值计算部件，其为在输入的接触序列中的每个所确定的接触位置，计算一组在接触位置和相应于一个或多个在自动更正键盘区内的字符的已知坐标位置之间的距离值；
(ii)一个单词估算部件，其为每个所产生的输入序列，识别一个或多个在存储器中的候选对象，并为一个或多个所识别出来的候选对象中的每一个，通过根据所计算的距离值和与该对象相关的使周频率来计算匹配尺度，估算每个所识别出来的候选对象，并根据计算出来的匹配尺度值对估算出的候选对象进行排序；及
(iii)一个选择部件，用于(a)根据其估算出的顺序识别一个或多个候选对象，(b)把识别出的对象显示给用户，使用户能够选择一个所显示的对象以用来输出到输出装置上的文字显示区域。
优选地，选择部件还包括(c)一旦检测到用户为输出装置上的文字显示区域选择了一个所显示的对象就把接触位置的当前输入序列重置为一个空序列。
优选地，(a)存储器中的多个对象中的每一个，还与一个或多个对象的预定义分组相关联；和(b)单词估算部件，用于每个所产生的输入序列，限制对象的数目，其中为了所述对象通过识别一个或多个存储器中对象的候选分组来计算匹配尺度，并且为了一个或多个与一个或多个识别出的对象的候选分组中的每一个相关联的对象，根据所计算出的距离值和与每个候选对象相关的使用频率来计算匹配尺度，并根据所计算出的匹配尺度值对估算出的候选对象进行排序。这就降低了所需要的计算量，因为，相反地，一个或多个对象的分组被识别为含有用于给定输入的接触序列的非候选对象，以致不必为如此识别的分组中的任一对象计算匹配尺度。
优选地，字母表中的字符以近似于标准“QWERTY”的布局被排列在自动更正键盘区。最优选地，自动更正键盘区的宽高比，大约为2∶1，或者自动更正键盘区的宽高比小于2∶1。在一个实施例中，排列在自动更正键盘区上的一个或多个字符是难以辨认的。
优选地，自动更正键盘区包括一个或多个与一个或多个标点符号相关联的已知位置，其中所述存储器包括一个或多个对象，所述对象包括一个或多个与自动更正键盘区上的位置相关联的标点符号。优选地，存储器中的所述对象，还与一个或多个模块相关联，其中每个模块都包括一组带有一个或多个共同特征的对象。在一个实施例中，文字输入系统包括一个模块选择器，由此用户能够确定通过单词估算部件估计哪个模块以识别候选对象。在其他实施例中，所述多个模块包括词干模块和后缀模块，其中每个词干模块都包括一个没改变词形的词干对象的逻辑结构，并且其中每个后缀模块都包括一个后缀的逻辑结构，其中所述后缀能被添加到词干上以形成变形词(inflected word)，由此每个词干模块都与一个或多个后缀模块相关联，由此只要单词估算部件相对于一个输入序列内的一个接触的最初序列，为给定词干模块中的给定词干计算了匹配尺度，以便所计算出的匹配尺度值比一预定阈值排序更高，所述单词估算部件相对于相关联的后缀模块对输入序列剩下的接触进行估算，由此，只要单词估算部件为一个上述相关联的后缀模块中的给定后缀计算出匹配尺度值排序高于第二预定阈值，上述后缀就会被添加到上述词干上以构成一个与匹配尺度值相应的完整的单词，其中所述匹配尺度值是上述确定的词干匹配尺度值和上述确定的后缀匹配尺度值的函数。
优选地，所述单词估算部件通过对距离值求和、及通过根据与所述对象相关联的使用频率来应用加权函数，来为每个候选对象计算匹配尺度，其中所述距离值是根据在输入序列中的每个接触位置到在候选对象的相应位置中分配给字符的位置而计算出来的。此外，每个与自动更正键盘区相关联的字母表的字符，都被指定了一个笛卡儿坐标，并且其中所述距离值计算部件，根据标准笛卡儿坐标距离分析，计算接触位置和相应于每个字符的位置之间的距离。而且，每个与自动更正键盘区相关联的字母表中的字符，都被指定了一个笛卡儿坐标，并且其中所述距离值计算部件，计算接触位置和相应于字符的位置之间的距离，作为标准笛卡儿坐标距离的平方。此外，每个自动更正键盘区上的位置都通过一个水平和一个垂直坐标被定义，并且，其中接触位置和相应于字符的已知坐标位置之间的距离值，包括一个水平和垂直分量，其中在计算接触位置离字符的距离时，所述垂直分量通过加权系数来调节。单词估算部件在应用加权系数之前，根据与候选对象相关联的使用频率，把一增量值加到距离值的和上。最优选地，所述增量值为一个固定值，其近似于与字符相对应的自动更正键盘区上的相邻位置之间的平均距离的两倍。与存储器中每个候选对象相关联的使用频率，包括所述对象相对于存储器中的其他对象的序数排序(ordinal ranking)，其中与较高相对频率相关联的对象相应于在数字上较低的序数排序。最优选地，单词估算部件用来为候选对象对距离值求和的频率加权函数，包括用以2为底、对象的序数排序的对数乘以距离值的和。
优选地，存储器中的对象被存储，以便所述对象被分为包括相同长度的对象的分组。单词估算部件限制对象的数目，其中所述对象是为其通过最初识别的长度与输入序列中的输入数目相同的对象的候选分组来计算匹配尺度的。最优选地，如果少于一阈值数量的候选对象被估算以具有一个超过阈值的匹配尺度分值，所述单词估算部件识别长度逐渐增加的对象的候选分组，并为所识别的分组中的对象计算匹配尺度，直到所述阈值数量的候选对象被估算以具有一超过所述阈值的匹配尺度分值。而且，单词估算部件通过对输入序列中的每个接触位置到候选对象的相应位置中分配给所述字符的位置的距离值求和、并与一个增量值相加、及根据与所述对象相关的使用频率把一个加权系数应用到该和中，来为每个候选对象计算匹配尺度，其中与距离值的和相加的增量值，是一个基于候选对象中的字符数和当前输入序列中的输入数之间的差值的值。
优选地，单词估算部件通过对根据在输入序列中的每个接触位置到在候选对象的相应位置中分配给所述字符的位置所计算出来的距离值求和、并根据与所述对象相关联的使用频率应用一个加权函数，为每个候选对象计算匹配尺度。最优选地，与存储器中的每个候选对象相关联的使用频率包括，所述对象相对于与所述对象相关联的存储器中的一个或多个子组中的其他对象的序数排序，其中一个与较高相对频率相关联的对象相应于一个在数字上较低的序数排序。此外，为了每个所计算出的、在所述输入序列中的接触位置与相应于一个在自动更正键盘区内的字符的已知坐标位置之间的距离值，其中所述计算出的距离大于一个阈值距离值；为了存储器中每个对象，其中所述字符出现在所述对象的字符的序列中的一个位置上，所述对象相应于在所述输入序列中的所述接触位置的位置；所述对象，作为一个被排除在供用户选择的显示之外的对象，通过单词估算部件，被排序。一个或多个存储器中的对象的识别出的候选分组，包括被排除在供用户选择的显示之外的对象，其中至少一个所计算出的距离值大于一个阈值距离值，其中所计算出的距离值包括在为在每个对象所计算出的距离值的和中，所述的每个对象在所述一个识别出的对象的候选分组中。所述自动更正键盘区被分为两个或多个预定群(clustering)区，其中每个预定群区都含有一个或多个字符的已知位置，并且其中存储器中的每个对象，都根据所述两个或多个预定群区中的哪一个含有相应于一个或多个所述对象的主要字符的已知位置，而被分配到一个预定的组中。在一个实施例中，自动更正键盘区被分为三个预定群区，并且其中存储器中的每个对象都被分配给九个预定分组中的一个，基于三个预定群区的九个预定分组含有相应于每个所述对象的前两个字符的已知位置。
优选地，为每个相应于自动更正键盘区中的已知位置的字符，在一个或多个所述已知位置的周围预定义一个区，其中一个属于所述预定区的输入接触位置和在所述预定区内的已知字符位置之间的距离，作为0距离来计算。最优选地，所述预定区的相对尺寸相应于与所述预定区中已知位置相关联的字符所出现的相对频率。在字符的已知位置周围的所述预定区，相应于在触摸屏上所显示的键。而且，至少一个在自动更正键盘区中坐标已知的位置，相应于多个字符，其中一个或多个字符包括各种区分标记，其中所述多个字符包括单个基础字符的变体形式，并且其中用其正确的标有重音的字符在存储器中存储对象。
优选地，所述选择部件，显示所识别出的一个或多个候选对象以供用户在文字显示区域中的候选对象列表中进行选择。最优选地，所述选择部件识别排序最高的候选对象，并把所识别出的对象显示在离自动更正键盘区最近的位置中的候选对象列表中。此外，与在自动更正键盘区之外的接触相关联的字符的用户选择，在把所选字符输出到在文字显示区域中的文字插入点处之前，在文字显示区域中的文字插入点处接收并输出所确定的最高排序候选对象。用于在文字显示区域中的文字插入点处输入一个对象的用户选择，结束了当前输入序列，以便在自动更正键盘区内的下一个输入启动一个新的输入序列。此外，所述选择部件检测用来选择候选对象的不同的选择方式，并且其中根据已经通过所述不同的方式对对象进行了选择的检测，所述系统用相应于包括所选对象的字符坐标位置的接触位置的一个输入序列来代替实际接触位置的当前输入序列，并且，其中在自动更正键盘区的下一个接触被添加到当前输入序列上。
优选地，单词估算部件，为在接触位置的每个输入序列中的每个所确定的接触位置，确定相应于一字符的最近已知位置，并构建一个正确键入的对象，该正确键入的对象由所述确定的相应的字符按照相应于接触位置的输入序列的顺序所组成的。最优选地，为接触位置的每个输入序列，所述选择部件把所述正确键入的对象显示给用户以供选择。而且，当用户选择了用于输出到输出装置上的文字显示区域的所述正确键入的对象并且所述正确键入的对象还没有作为一个对象而被包括在存储器中时，所述正确键入的对象就被添加到存储器中。在向用户显示正确键入的对象以供其选择之前，所述选择部件对正确键入的对象和令人讨厌的(offensive)对象的数据库进行比较，其中每个所述令人讨厌的对象都与一个用来显示的可接受的供选择的对象相关联，并且如果发现了一个匹配，就替换与用来显示给用户的可接受的对象相关联的正确键入的对象。
优选地，所述选择部件识别最高排序候选对象，并在输出装置文字显示区域中的文字插入点处显示所述识别出的对象。最优选地，所述文字输入系统包括一个与对象选择功能相关的选择键区，其中当接触了所述选择键区时，在输出装置文字显示区域中的文字插入点处所显示的对象，就会被识别出的一个或多个候选对象的下一个最高排序对象所代替。
优选地，所述文字输入系统包括一个与一删除功能相关联的删除键区，其中当当前输入序列包括至少一个接触以及所述删除键区被接触了时，就从接触的当前输入序列中删除上一次的输入接触，而不用结束当前输入序列。在又一实施例中，文字输入系统包括一个与一编辑单词(Edit Word)功能相关联的编辑单词(Edit Word)键区，其中当没有当前输入序列存在并且所述编辑单词键区被接触了时：
(i)当在输出装置文字显示区域中的文字插入点，包含在先前所输出的单词中时，所述系统就建立一个由一接触位置序列所组成的新的当前输入序列，其中所述接触位置相应于与所述单词的字符相关联的坐标位置，和
(ii)当在输出装置文字显示区域中的所述文字插入点，位于两个先前所输出的单词之间时，所述系统就建立一个由一接触位置序列所组成的新的当前输入序列，其中所述接触位置相应于与相邻于该文字插入点的所述单词的字符相关联的坐标位置，和
其中所述文字输入系统，处理所述新的当前输入序列并确定新的候选对象的相应的排序，并且其中对新的候选对象中的一个所进行的选择，取代了用于建立所述新的当前输入序列的先前所输出的单词。
优选地，当用户通过在自动更正键盘区内执行一串接触动作来输入一个输入序列时，处理程序通过下述方法来确定与每个用户的接触动作相关联的位置：记录所述序列中的每个接触动作，作为固定数量的两个或多个有规律地间隔的接触点的带有下标的主组，其中所述接触点是沿着用户的接触动作所描出的路线有规律地间隔的；通过把具有相同下标值的接触点的序列、每个所记录的带有下标的接触点的主组中的一个，作为两个或多个可能的主下标值中的每一个，来组合两个或多个相应的接触点的副组；和相对于每个由用户所选的用于输出的单词确定一个最小化主下标值，其中该最小化的主下标值标识了所组合的接触点的副组，其中为该副组所计算出的、在所组合的接触点的副组和相应于所选单词的字符的已知位置之间的距离被最小化，和由此为用户接触动作的下一个输入序列，所述距离值计算部件根据被确定为接触点位置的副组的接触位置的一个序列，来计算距离值，其中所述接触点位置的副组是由相应于所确定的最小化的主要下标值的接触动作的所述下一个输入序列组合而成的。最优选地，为多个用户输入序列，所述距离值计算部件，计算距离计算的连续平均值(running distance)，所述距离计算是用于两个或多个所组合的、相应于两个或多个主要下标值的副组中的每一个的，并且由此为接触点的下一个输入序列，所述距离值计算部件，根据被确定为接触点位置的副组接触位置的一个序列，计算距离值，其中所述副组是由与相对于所述计算的连续平均值所确定的最小化主下标值相对应的所述接触动作的下一个输入序列所组合的。而且为每个主要下标值，距离值计算部件，计算偏移量的水平和垂直分量的连续平均值，该偏移量是相应于每个所选单词的每个字符的坐标位置相对于每个相应记录的带有下标的接触点的坐标位置的偏移量，并且其中在为单词估算部件执行距离计算时，距离值计算部件还用一数量来调整每个所记录的带有下标的接触点的水平和垂直坐标，其中该数量是相对于相应的主要下标值所计算出来的平均的水平和垂直偏移量函数。
优选地，为每个输入接触位置，距离值计算部件，计算与每个所选单词的每个字符相对应的坐标位置相对于每个相应于输入接触位置的坐标位置的偏移量的水平和垂直分量的连续平均值，并且，其中在为单词估算部件执行距离计算时，距离值计算部件还用多个数量来调整每个输入接触位置的水平和垂直坐标，其中该数量是所计算出来的标有水平和垂直偏移量的平均值的函数。作为选择，所述处理器还包括一个敲击(stroke)识别部件，其为每个在自动更正键盘区内的用户接触动作，确定接触点在被从触控表面提起之前，是否被从初始接触位置移动了一段小于阈值距离的距离，由此：
(a)当接触点在被从触控表面提起之前，被从初始接触位置移动了一段小于阈值的距离时，敲击识别部件就确定所述用户接触是一个轻敲式接触(tapcontact)，并且被确定为与用户接触相关联的位置，被添加到将由距离值计算部件、单词估算部件、和选择部件处理的接触位置的当前输入序列中；及
b)当接触点在被从触控表面提起之前，被从初始接触位置移动了一段大于或等于阈值的距离时，所述敲击识别部件就确定所述用户接触是多个与已知系统功能相关联的敲击接触中的一个，并且把敲击接触分为多个预定类型敲击接触中的一个。
优选地，当在输入序列中的一阈值数量的接触位置，离构成给定候选对象的字符序列中的相应字符的距离，比一阈值最大距离更远时，所述对象就被认为不再是用于选择部件的候选对象了。作为选择，所述处理器还包括一频率提升部件(frequency promotion component)，用于调整与存储器中的每个对象相关联的使用频率，作为所述对象被用户选择以输出到输出装置上的文字显示区中的次数的函数。而且，与存储器中每个对象相关联的使用频率，包括所述对象相对于存储器中其他对象的序数排序，其中与较高相对频率相关联的对象对应于在数字上较低的序数排序，并且其中当对象被用户选择以用于输出时，所述频率提升部件就用一个数量来调整与所述所选对象相关联的序数排序，其中所述数量是在所述调整之前的所述对象的序数排序的一个函数。而且频率提升部件用来确定数量的所述函数，其中通过该函数来调整与所述所选对象相关联的序数排序，为带有与相对较高的使用频率相关联的序数排序的对象减小了所述数量。频率提升部件对文字输入系统能够访问的其他信息文件加以分析，以识别含在所述文件中的、没有被包括在已经在所述文字输入系统的所述存储器中的对象中的新对象，并且其中把所述新识别出的对象，作为与低使用频率相关联的对象，添加到存储器的对象中。而且，与被添加到存储器的对象中的新识别出来的对象相关联的使用频率，由频率提升部件对其进行调整，其中该频率提升部件作为对所述其他信息文件进行分析期间检测到新识别出来的对象的次数的函数。
优选地，所述处理器还包括一个频率提升部件，作为所述对象被用户选择以输出到输出装置上的文字显示区中的次数的函数，用于相对于与同一预定分组相关联的其它对象，调整与存储器中的每个对象相关联的使用频率。最优选地，一对象被用户选择以输出到输出装置上的文字显示区中时，频率提升部件就把与所选对象相关联的频率的值增加一个相对大的增量，并把与和所选对象分组相同的未选的对象相关联的频率减少一相对小的减量。作为选择地，关于一个或多个对象的大写信息，连同对象一起存于存储器中，并且其中选择部件根据所存储的大写信息以优选的大写形式来显示每个识别出的对象。在又一实施例中，存储器中的一个或多个对象与存储器中的次要对象相关联，其中所述次要对象由一个或多个字母或符号的序列组成，并且其中当选择部件根据单词估算部件所计算出的匹配尺度，识别出一个显示给用户的所述对象时，所述选择部件就显示相关联的次要对象以供选择。
本发明还提供了一个文字输入系统，包括：
(a)一个用户输入装置，其包括由机械式键所构成的键盘，该键盘包括一个由多个键所组成的自动更正键盘区，其中每个键都与字母表字符相对应并且每个键都在已知坐标位置，其中每次用户在预定阈值的时间段内触发一个或多个自动更正键盘区中的键以产生一个键触发事件时，一个相应于该键触发事件的预定位置都被添加到该键触发事件预定位置的当前输入序列中；
(b)一个存储器，存有多个对象，其中每个对象都是一串构成单词或部分单词的一个或多个字符，其中每个对象还与一使用频率相关联；
(c)一个带有文字显示区域的输出装置；及
(d)一个处理器，连至用户输入装置、存储器、和输出装置，所述处理器包括：
(i)一个距离值计算部件，其为在键触发事件的输入序列中的每个所产生的键触发事件位置，计算一组在键触发事件位置和相应于一个或多个在自动更正键盘区内的键的已知坐标位置之间的距离值；
(ii)一个单词估算部件，其为每个所产生的输入序列，识别一个或多个在存储器中的候选对象，并为一个或多个所识别出来的候选对象中的每一个，通过根据所计算的距离值和与该对象相关的使用频率来计算匹配尺度，估算每个所识别出来的候选对象，并根据计算出来的匹配尺度值对估算出的候选对象进行排序；及
(iii)一个选择部件，用于根据其估算出的排序来识别一个或多个候选对象，并使用户能够选择一个所显示的对象以用来输出到输出装置上的文字显示区域。
优选地，(a)存储器中的多个对象中的每一个，还与一个或多个对象的预定义分组相关联；和(b)单词估算部件，用于每个所产生的输入序列，限制对象的数目，其中为了所述对象通过识别一个或多个存储器中对象的候选分组来计算匹配尺度，并且为了一个或多个与一个或多个识别出的对象的候选分组中的每一个相关联的对象，根据所计算出的距离值和与每个候选对象相关的使用频率来计算匹配尺度，并根据所计算出的匹配尺度值对估算出的候选对象进行排序。而且，以近似于标准的“QWERTY”布局，在自动更正键盘区内排列与字母表字符相关联的键。
优选地，当键触发事件被检测到包括同时触发了在自动更正键盘区内的多个相邻键时，相应于所述键触发事件的位置，就被确定为是同时被触发的键的位置函数，并且所确定的位置被添加到键触发事件的位置的当前输入序列中。最优选地，用来确定所述键触发事件的位置的函数，包括计算与同时被触发的键的位置的中心相对应的位置。而且，用于确定所述键触发事件的位置的函数，包括计算与同时被触发的键的位置的加权重心相对应的位置，其中与自动更正键盘区中每个键相关联的加权，对应于与该键相关联的字符出现的相对频率，其中所述相对频率是相对于存储器中的对象中的字符出现的频率而被确定的。
优选地，当键触发事件被检测到包括在预定阈值的时间段内触发了自动更正键盘区内的多个相邻键时，其中在所述键触发事件期间总是有至少所述多个相邻键中的一个被触发，并且其中在所述键触发事件期间的任一时刻同时触发了所述多个键的任一子组(subset)，所述同时被触发的键的子组包括连续相邻的键，相应于所述键触发事件的位置被确定为全部多个在所述键触发事件期间所检测到的相邻的键的位置的函数，并且把所确定的位置添加到所述键触发事件的位置的当前输入序列上。最优选地，用来确定所述键触发事件的位置的函数，包括计算相应于同时被触发的键的位置的中心的位置。而且，用来确定所述键触发事件的位置的函数，包括计算相应于同时被触发的键的位置的加权重心的位置，其中与自动更正键盘区内的每个键相关联的加权，相应于与所述键相关联的字符出现的相对频率，其中根据存储器中的对象内的字符出现的频率来确定所述相对频率。
优选地，自动更正键盘区包括一个或多个与一个或多个标点符号相关联的键，其中，所述存储器包括一个或多个在存储器中的对象，其中所述对象包括一个或多个与所述自动更正键盘区中的键相关联的标点符号。作为选择，单词估算部件，通过对从在输入序列中所确定的位置到键的已知位置所计算出的距离值求和，来为每个候选对象计算匹配尺度，其中所述键相应于在候选对象的相应位置中的字符。在其他实施例中，至少一个自动更正键盘区中的键，与多个字符相对应，一个或多个所述字符包括各种区分标记，其中所述多个字符包括单个基础字符的变体形式，并且其中用其正确的标有重音的字符在存储器中存储对象。
优选地，所述选择部件，显示所识别出的一个或多个候选对象以供用户在文字显示区域中的候选对象列表中进行选择。最优选地，所述选择部件识别排序最高的候选对象，并把所识别出的对象显示在离自动更正键盘区最近的位置中的候选对象列表中。此外，与字符相关联的键的触发，其中所述键没有包括在自动更正键盘区中，在把所选字符输出到在文字显示区域中的文字插入点处之前，在文字显示区域中的文字插入点处接收并输出所确定的最高排序候选对象。而且，用于在文字显示区域中的文字插入点处输出一个对象的用户选择，结束了当前输入序列，以便在自动更正键盘区内的下一个键触发启动一个新的输入序列。
附图说明
图1A，是便携式计算机优选实施例的示意图，其含有自动更正输入按键的本发明的压缩键盘系统；图1B是同一示意图，其示出了在用户已经在自动更正键盘区内输入一按键序列后所显示的单词选择列表。
图2，是图1A和1B的压缩键盘系统的硬件的方框图。
图3是自动更正所输入按键的本发明的压缩键盘的自动更正键盘区的优选实施例的示意图，示出了其分成三个群的区和三个示范的接触点。
图4A到4K示出了软件的优选实施例的流程图，所述软件响应于一按键输入序列而确定所要产生的预期的文字。
图5A到5E是示出了字符输入序列的示意图，作为在含有本发明压缩键盘系统的便携式计算机的优选实施例上输入一个单词的说明性的例子。
具体实施方式
因为假定了用户按键输入可能是不准确的，所以在关于如何解释一特定的按键序列以便产生用户想要键入的一字符序列方面存在分歧。本发明提供了一种处理和系统(即，装置或具有本发明软件的设备)，其提供给用户一个或多个相应于一单词的每一按键序列的候选解释，以便用户能够容易地选择想要的解释，并且不需采取特殊的动作来选择认为最像的解释。该方法使得所述系统能够在为所述序列的每个字符分析用户想要的是什么时，利用包含在对应于一个单词的整个按键序列中的信息。
本发明的方法具有两个比先前的系统强的非常显著的优点，例如美国专利5,748,512所公开的系统。一是本发明的系统在为每个按键确定想要的字符的过程中，能够利用和在前及在后按键相关的信息，连同单词的长度和一个包括关于潜在匹配单词的相对频率的信息的数据库。这比先前系统所能用的信息多得多，并极大地提高了系统的性能。第二个优点是，在每个单词的所有字符都已经被输入后，用户只需要响应于所述系统在单词边界处的预测和与其进行交互，并接受或拒绝系统紧随每次按键所产生的每个字符，而不是必须进行查看。这就极大地提高了系统的适用性，因为如此所述用户就能把更多的注意力集中在键盘上的文字输入上，而不必经常把其注意力转移到每次按键之后的显示上。另一个优点是，所述系统还提供诸如连字符或撇号这样的标点符号，在英语中所述标点符号常常被插入诸如带有连字符的复合词和缩写这样的单词中。这种插入了标点的字符，能够与包括在那些相关联的字母字符中的一个或多个键或字符位置相关联。
定义
“键盘”，意指包括任一具有定义区域的输入装置，包括，但不限于，具有含有与多个字符相关联的定义位置的定义区域的触控屏，具有为键、分散的机械式键、或膜式键所定义的区域的触控屏。
“自动更正键盘区”，指的是应用了本发明自动更正处理和特征的键盘区。
“对象(object)”，意指构成一个单词、词干、前缀或后缀的一个或多个字符串。
“词干”，意指“词根(root word)”。例如，单词“interestingly”包括词根“interest”，该词根附加了后缀“ingly”。
“模块”，是基于对象特性的对象的逻辑结构。例如，(1)与英语单词相对的法语单词，被安排在不同的模块中，(2)动词词干模块含有动词词干，其中每个动词词干都可能附加了一个或多个后缀，其中所述后缀包含在一个或多个与该动词词干相关的后缀模块中，其中所述后缀模块中的后缀能够被加到动词词干模块中的动词词干上以构成一个适当的变形词。
“接触动作”，包括导致与键盘接触的全部用户动作，从接触的第一点和时刻开始，以及包括任一直到结束了与键盘的接触为止时所检测到的接触的其他相邻点。接触动作的例子包括，但不限于，用指示笔(stylus)或手指物理地接触触控屏，并在从屏幕上提起指示笔或手指之前，较大或较小程度地移动指示笔或手指，或移动鼠标光标以在所显示的键盘区上定位并点击鼠标按钮，然后在松开鼠标按钮之前较大或较小程度地移动鼠标光标。
“接触位置”，是根据导致了与键盘相接触的用户动作所确定的位置。确定接触位置的方法，包括，但不限于，在用户在其上做出最初和最后动作的触摸屏或类似设备上检测所述点，或检测用户动作，诸如鼠标的点击，由此根据在第一次按下鼠标按钮时在所显示的键盘区内鼠标光标的位置来确定接触位置。
“距离值计算部件”，计算一组在接触位置和与在键盘自动更正区内的一个或多个字符相应的已知坐标位置之间的距离值。用来计算两个位置之间的距离的方法包括，但不限于，把笛卡儿(Cartesian)坐标分配给每个位置并根据标准的笛卡儿坐标距离分析来计算两个位置之间的距离，把笛卡儿坐标分配给每个位置并计算两个位置之间的距离作为标准笛卡儿坐标距离的平方，及把笛卡儿坐标分配给每个位置，并根据笛卡儿坐标距离分析来计算两个位置之间的距离，其中用加权系数来调整垂直分量。
“匹配尺度”，是为一对象相对于一个接触位置的输入序列而计算出的分值，作为在执行一输入的接触序列时，估算所述对象与用户意图符合得有多象的估算手段。例如，在一个实施例中，匹配尺度能作为从在输入序列中每个接触位置到分配给字符的位置的距离的平方和而被计算，其中所述字符是在一给定候选对象的相应位置的字符，接着用调整系数乘以平方距离的和，其中在一个优选实施例中，作为以2为底、单词相对于其他潜在候选对象的序数位置的对数，来计算所述匹配尺度，其中与较高相对频率相关的对象与较低的顺序位置相对应，即，频率最高的对象在位置“1”处。因此，在该实施例中，所计算出的匹配尺度的数字值越低，在产生接触点的序列时给定对象就越有可能被认为与用户的意图相符。
“估算排序”，是在产生接触点的序列时根据每个对象与用户的意图相符的可能性的一组候选对象的相对优先地位，其中所述可能性是根据为每个对象所计算出来的匹配尺度来确定的。
“键触发事件”，包括但不限于这样的事件，其包括在导致机械式键盘的一个或多个相邻键被触发的用户行动的过程中所检测到的全部被触发的键，起始于第一个被按下的键并且包括其被按下的时间，还包括任一其他与第一次所按下的键相邻并被同时按下、检测到的键，直到第一键和任一同时按下的相邻键都没被按下。
参见图1，根据本发明所形成的一种压缩自动更正键盘系统100，被描绘成了包含在一掌上型便携式计算机102中。便携式计算机102含有一个在一触摸屏显示器103上所实施的压缩键盘105，其被用来产生将要输出到文字显示区104的文字。为了该应用，术语“键盘”被广泛地定义以便包括任一具有定义区域的输入装置，包括但不限于，具有键定义区域的触摸屏、分散的机械式键、或膜式键。键盘105具有一自动更正键盘区106，其中以近似标准的“QWERTY(标准的传统键盘)”布局显示了英语字母表中的26个字母和一个撇号。在该优选实施例中，应该注意到键盘106的宽高比(其宽和高的比率)小于2∶1，而对于标准的计算机键盘或打字机来说，该比率近似于4∶1。这种宽高比使键盘106更容易使用，因为不那么细长的形状有助于减小指示笔在键盘两端的字母间必须移动的距离，同时通过增加它们的相对间隔而提高了系统辨别邻行字母的性能。这使用户更加容易地在垂直方向上相对靠近想要的字母的位置上接触键盘。因此，在优选实施例中，利用增加距离的垂直分量相对于水平分量的相对加权的方法，来计算离一字母的接触点的距离。
所述键盘可以是任一尺寸，非常小或非常大。例如，发现包括英语字母表的全部26个字母的、在自动更正键盘内应用每1cm间隔0.5cm那样小的间距的实施形式，对小型塑料指示笔来说相当好用。当具体化为这种尺寸的键盘时，可以采用一种公知的键布局，诸如标准的“QWERTY”布置。对于这种键布局来说，其不必包括清楚的显示字符，因为在所定义的键盘区中每个字符的相对位置，对于熟悉这种标准布置的用户来说都是公知的。可选的，可以在每个字符位置处显示一个非常小的标记，诸如一个点，来帮助用户。
根据本发明的其他方面，字符的内部逻辑表示不需反映在自动更正键盘中的实际字符上的标记所表示的实际布局。例如，在所构建的用来表示法语词汇模块的数据库中，重音字符
Figure A20041005000600281
和
Figure A20041005000600282
也可能与非重音字符A相关，其中非重音字符A是作为在机械式键盘中或在触控显示屏上所实施的键盘中的字符位置上清楚标记的键。在法语词汇模块中的单词项，包括确定给定单词是否用一重音或非重音字符拼写的必要信息，以便能够根据一个输入接触点自动生成正确的拼写形式，其中该输入接触点足够靠近与所述非重音字符相关的键或字符位置。因为利用它们的包括合适重音的正确拼法，不需特殊的键入技巧、其他键、或额外地按一下键，来键入单词，所以这对于象法语这样经常使用重音字符的语言来说是个非常有效的优点。
图1A的优选键盘，包括六个与特殊功能的执行或特殊字符的产生相关的额外的键。这些键包括一个Shift(移位)键108、一个Space(空格)键110、一个BackSpace(退格)键112、一个Edit Word(编辑单词)键114、一个SymbolsMode(符号模式)键116，一个Return(返回)(或“Enter(回车)”)键118、一个Alternate Keyboard Mode(转换键盘模式)键120、和一个Numeric Mode(数字模式)键122。将结合图1B讨论这些键的功能。
利用键盘系统通过在自动更正键盘106上按下键来产生文字。当用户利用键盘输入一按键序列时，文字就会显示在计算机显示器103上。在显示器上定义两个均向用户显示信息的重叠区。一个上输出文字区104，显示用户所输入的信息并起文字输入和编辑的缓冲器的作用。一个单词选择列表区150，其在图1B所示出的优选实施例中被叠加在文字区104的顶部，提供一列单词和其他相应于用户所输入的按键序列的解释。单词选择列表区150，帮助用户改正所输入按键中的错误。在其他实施例中，能够在显示空间受到限制的装置上实施所述系统，并只在正在生成的文字中的插入点107处显示Default(默认)或最可能的单词对象。
在又一优选实施例中，利用键盘装置来实施本发明的键盘。这种装置的例子，包括用于个人计算机的标准台式键盘，或诸如那些通常用于便携式、手提式电子装置，诸如双向寻呼机的非常小的机械式键盘，在英语或其他基于拉丁字母表的语言的情况下，其包括全套的至少26个小写的、紧邻的键，常常被布置成标准的“QWERTY”布局。该实施例在逻辑上与触摸屏装置相同，能够准确地按照与键盘字符相关的坐标集来检测与屏幕物理接触的点。因此，本发明的方法能够同样良好地适用于机械式键盘装置。
然而，机械式键盘具有不同于触摸屏的特性，因为个别的不准确和错误的键触发不会仅仅包括触发一个除了想要的那个之外的键，而且还会包括两个或多个相邻的键的同时或紧挨着的连续的触发，其中所触发的键中可能或不可能包括想要的键。因此，根据本发明的其他方面，在自动更正键盘上的一连串按键，通过时间和空间两个窗口被过滤，因为单个想要的按键可以触发多于一个的相邻的键。一个例子是，一旦用户的手指没有完全对准想要的键或任一单个特定的键，用户就会按下2个、3个、或4个键。因此，在收到每个按键之后，不对该按键进行处理，直到在系统等了一个非常短的超时阈值(timeoutthreshold)后，或直到收到在不相邻的键上的按键之后。如果接着按下了一相邻的键，或如果多次按下了相邻的键，在超时阈值终止之前，所检测到的键被看作是单个按键事件。在这种情况下，在“同时”被触发的键的集合的中心，计算一接触的“虚拟”点。通过插到分辨率好于物理传感器(键)的逻辑坐标框架，计算离该计算出的“虚拟”接触点和已知字符位置(若为机械式键盘，则是键位)的距离。
在本发明的又一实施例中，在自动更正键盘上的按键，不对应于孤立的字符，而是对相应于已完成单词的全部按键序列与候选单词的词典进行比较，其中所述候选单词的词典包括关于每个单词在有代表性的用法语料库中所出现的相对频率的信息。用该方法，所述系统通常能够正确地校正高于平均数量的偶然的按键错误，或者当想要的单词相对频率较高时，甚至能正确校正相对大量的多个错误。这种按键输入序列的单词级分析，是使本发明能够灵活地调节用户按键错误的关键因素。
按键序列的单词级分析，使该系统能够产生诸如连字符或撇号这样的标点符号，其中这种标点符号通常被插入诸如英语中带有连字符的复合词和缩写这样的单词中。这种插入的标点符号，能够与一个或多个包括在自动更正键盘中的、与字母字符相关的那些键之间的键或字符位置相关联。当与单个键相关联的标点符号不止一个时，可以根据词典中的信息来消除想要的特定标点符号的歧义。因此，例如，如果根据在有多种意思的标点键的区域中的键接触，词典中的一个单词在一位置处包括一个撇号，则所述匹配逻辑将自动确定相关的单词并把按键确认为撇号。同时，系统能够分别分析在标点键的区域中的键接触之前和之后的按键序列，以确定词典中最有可能的匹配单词，并计算用户想要带有连词符的复合词的可能性。对于在触控显示屏上所实施的键盘来说，其他符号、数字或其他不常用的字符，被归入一个单独的字符选择表，最好通过一连串临时显示的表格来显示。最好是通过靠近自动更正键盘区所指定的功能键或触摸输入部件，来访问这种符号表(Symbol Table)。对于机械式键盘来说，这些其他符号、数字或不常用的字符，通常通过不包括在自动更正键盘中的额外的键来提供。
根据本发明的其他方面，当收到全部输入时，与输入序列相匹配的候选单词，在显示器上的单词选择列表中，提供给用户。根据本发明的又一方面，按照由为每个候选单词所计算出的匹配尺度所确定的顺序来提供所述单词解释，以便根据匹配尺度被认为是最有可能的单词首先出现在列表中。选择输入序列的一个被推荐的解释结束了一个输入序列，以便在自动更正键盘区内的下一次按键启动了一个新的输入序列。仍是根据本发明的其他方面，只有单个单词解释出现在显示器上，最好是在正在生成的文字的插入点处。显示根据匹配尺度被认为最有可能的单词解释。通过重复触发一特别指定的选择输入，用户能够用备用解释来替换所显示的单词，其中所述备用解释是按照匹配尺度所确定的顺序来提供的。在触发了一个或多个指定的选择输入(为系统实际的输出有效地正确选择一个所述序列的推荐解释)后，也结束了输入序列，以便在自动更正键盘区内的下一次按键启动一个新的输入序列。
根据本发明的其他方面，对于接触点的每个输入序列来说，通过识别离每个接触点最近的字符并组成一个由识别出的字符所构成的单词来构建单词。接着，作为单词选择在单词选择列表中提供了所述“Exact Type(正确键入)”的单词。然后，可以用常规的方式通过，诸如在单词选择列表中触摸该单词来进行选择。例如通过按一次退格键从单词的结尾删掉一个字符，能够编辑ExactType输入。一旦用户选择了Exact Type单词，它就自动地“被接受”，为了输出  并被添加到正在构建的信息中。当如此选择了时，所述Exact Type字符串就可以作为候选词被添入单词的词典中，以便将来能利用自动更正键盘键入它而不需准确地接触在第一次输入一个Exact Type单词所必须的该单词的每个字母。
图1B示出了单词选择列表150的优选实施例，其在用户已经在自动更正键盘区106内输入一连串按键后显示。所述单词选择列表包括一个Cancel(取消)键152，其中接触Cancel键致使所述系统放弃当前的输入序列，清除所述单词选择列表并致使系统恢复任一被单词选择列表的出现所遮住的文字或图形的显示。所述“Exact Type”的单词154，示出了最靠近输入序列的实际接触点的字母序列，不论这些字母是不是与任一词汇模块中的任一单词相符。在图1B所示出的例子中，Exact Type单词“rwzt”并不是英语单词。在优选实施例中，为输出选择Exact Type单词，导致如果其还没有被包括进来就自动把所述单词添加到一个合适的词汇模块。Default(默认的)单词160(在图1B的例子中的“text”)，是词汇模块中被确定为具有匹配尺度值最小的单词(即，与用户意图相符的更有可能的单词)，并且在优选实施例中，其在单词选择列表的底部示出，最靠近自动更正键盘区106的。
符号模式键116、转换字母模式键120、和数字模式键122，都使标点和符号、拉丁字母、及数字(numeric digit)的相应键盘，分别出现在显示屏幕上。于是用户能够从所显示的键盘中选择想要的一个字符或多个字符。如果在显示这种备用键盘之前，显示了单词选择列表，则从所显示的备用键盘中选择任一字符，都会导致原先所显示的单词选择列表的默认单词在输出从备用键盘中所选的字符之前被输出到输出文字区104。类似地，如果在接触Space键110或Return键118之前显示了单词选择列表，则在分别产生单个空格或回车字符之前，默认单词160就会直接冲到输出文字区104。
在优选实施例中，Shift键108起锁定Shift键的作用，以便对它的接触使与在自动更正键盘106中的下一次接触相关的字母能够作为大写字母而产生。在又一优选实施例中，在Shift键108上的两次连续的接触使系统进入“Caps-Lock(大写锁定)”状态，并且随后的触发取消“Caps-Lock”模式。BackSpace键112，从当前接触的序列中删除最后输入的接触，如果存在一个的话，否则删除在输出文字区104中插入点107处的光标左侧的字符。当没有当前输入序列存在时，接触Edit Word键114，导致系统建立一个当前输入序列，其中该序列由单词字母的坐标位置组成，该单词含有插入点光标107，或导致系统立即到在输出文字区104中的所述光标的左侧。结果是，该单词被“拉入”创建了一个单词列表的系统，在该列表中所述单词作为默认的单词160和ExactType(正确键入)的单词154。
在图2中，给出了压缩键盘明义系统硬件的方框图。触摸屏202和显示器203经由适当的接口电路被连至处理器201。任选地，一个扬声器204也被连至处理器。处理器201接收来自触摸屏的输入，并且管理所有对显示器和扬声器的输出。处理器201被连至存储器210。该存储器包括诸如随机存储器(RAM)这样的临时存储介质和诸如只读存储器(ROM)、软盘、硬盘、或CD-ROM这样的永久存储器介质的一个组合。存储器210含有所有的软件例行程序以管理系统的操作。优选地，所述存储器含有一个操作系统211、自动更正软件212、和在下面的其他细节中所讨论的相关的词汇模块213。任选地，该存储器可以含有一个或多个应用程序214、215、216。应用程序的代表包括字处理程序(word processor)、软件词典(software dictionary)、和外语翻译程序。语音合成软件还可以作为一个应用程序来提供，以使得压缩自动更正键盘系统担任通信辅助程序(communication aid)。
根据本发明的其他方面，根据一个或多个词汇模块来处理每个输入序列，其中每个词汇模块都含有一个或多个单词连同关于每个单词的信息，所述信息包括在单词中的字符数和该单词相对于其他同一长度的单词出现的相对频率。换句话说，关于所述词汇模块或含有给定单词的模块的信息，是和每个单词一起被存储的。通过对所计算出的距离求和来处理每个输入序列，其中所述距离是从输入序列中的每个接触点到在每个候选单词的相应位置中分配给所述字母的位置的距离，该距离是根据一种优选方法所计算出的。该总的距离与关于每个候选单词的频率信息相结合，以计算匹配尺度，通过该匹配尺度各种候选单词有序地排列显示给用户。在一个优选实施例中，如下计算所述匹配尺度。计算从输入序列中的每个接触点到在每个候选单词的相应位置中分配给所述字母的位置的距离的平方(square)，并为每个候选单词计算距离的平方和。接着，用频率调整系数乘以该和，在优选实施例中所述频率调整系数为以2为底、在候选列表中的单词的顺序位置的对数，相对频率较高的单词被移到列表中相对于较低顺序位置来说“更高”的位置(即，最常见的单词在位置“1”处)。因此，所计算出的匹配尺度的较低的数字值，更可能的给定单词被认为符合用户的意图，在产生一串接触点中。
本发明的其他方面，在用频率调整系数乘以距离(从输入序列中的每个接触点到在候选单词中的每个相应的字母)的和之前，用一固定的增量加上所述和，以便其至少大于或等于该增量值。这就避免了当接触点序列正好符合给定单词的拼写时，甚至是当所述单词以非常低的频率出现时(即，具有一个高数字顺序位置)，计算零的匹配尺度值(即，最可能的匹配)。这就使得更经常出现的单词能产生一个较好的匹配尺度，甚至是在输入了一个不准确的接触点序列时。在优选实施例的实施中，发现大约两倍于键盘中相邻字符间的平均距离的固定的增量值对降低不常见单词的不合逻辑的匹配有效。
根据本发明的其他方面，存储在每个词汇模块中的单词，以便单词被分成由同一长度的单词所组成的群(cluster)或文件。首先通过搜索和输入序列中的输入数长度相同的单词的群和识别那些匹配尺度分值最高的候选单词，来处理每个输入序列。根据本发明的其他方面，如果识别出少于一最低限度的数量的候选单词，其中所述单词和输入序列长度相同并且匹配尺度分值超过了阈值，那么系统开始对N个输入的输入序列与长度为N+1的单词组中的每个单词的第一个N个字母进行比较。该处理继续进行，搜索越来越长的单词，并对N个输入的输入序列与每个组中每个单词的第一个N个字母进行比较，直到识别出最低限度数量的候选单词。由此可以把长度大于输入序列的可行候选单词，作为输入序列的可能的解释，提供给用户，这就提供了一种单词完备化的方式。在本发明的又一方面中，在用频率调整系数乘以距离(从输入序列中的每个接触点到长度大于当前输入序列的候选单词中每个相应的首写字母)的和之前，用一个第二固定增量加上所述和，以便其大于将为长度正好等于当前输入序列的长度的单词所计算出的所述距离和。这就把一个相对较高的匹配可能性指定给了长度正好等于它的单词。在又一优选实施例中，该第二增量系数随候选单词和当前输入序列之间的长度差而变化。
根据本发明的又一方面，为了增加能够被处理的词汇模块的效率，每个映射到自动更正键盘区中触控垫(touch-sensitive pad)的字符，都被指定了一个排除边界(boundary of exclusion)。每个这种边界都标识了这样一种区域，即超出了该区域从接触点到字符的距离将不被计算，并且所述字符将被从为输入序列中的接触点所做出的考虑中移除，这就降低了距离计算处理所需的计算量。几个字符的排除边界，可以共享一些或全部公共边界段。共享边界的例子包括，所述自动更正键盘区的最外边缘，或经由字符空间延伸以便把自动更正键盘细分为2、3或更多数量的群区的全部边缘。概念上，为每个给定接触点考虑排除边界是相同的，其中任一在边界之外的字符都被从作为所述输入点的匹配的考虑中排除。例如，图3示出了自动更正键盘区300，其由被垂直地分为三个大小大致相同的群区301、302、303的并排的长方形所组成，其中对这些区进行定义，以便每个字符都只属于三个群区中的一个。对所述群区进行定义，以便为在自动更正键盘区内的每个接触点，三个区中的至少一个并常常是两个区完全位于所述接触点的排除边界之外。例如，在区301左侧的接触点311，离区302足够的远以致在区302内的所有字符都可以被定义为位于接触点311的排除边界之外。相反，在区301右侧的接触点312的排除边界将延伸到区302内，以致区302内的一个或多个字符将被看作位于所述边界之内，所以唯一的完全位于接触点312的排除边界之外的区，将是区303。在区302的中心的接触点313的排除边界，将被认为离区301和区303都足够地远以致在这两个区内的所有字符都被定义为位于所述边界之外。
于是，这种群区被用来提高系统在用于接触点的一个给定输入序列的一个或多个词汇模块中能够识别最有可能的匹配单词的效率。继续在图3中描绘的在上面所描述的例子，根据发现了每个单词的每前两个字母的群区，能够把在每个词汇模块中的给定单词的长度分割成9个不同的子组，因为有9个这种区的可能的有序对(ordered pair)。需要注意的是，处理只有一个字母的单词，不必被最优化，因为只需要非常少的计算并且只有很少量的一个字母的单词，即使当每个字母都被视为好像其是一个字母的“单词”。对于在一个或两个群区中的每前两个接触点、字母来说，都可被从考虑中排除，所以在与字母相关联的子组中的全部单词，都能被跳过而不需执行任一距离计算。因此，为词汇模块中的单词的前两个字符位置的假定在三个区中的总字符频率的一个不同程度地等分，一旦收到第二个接触点，所述系统只需为至多4/9的候选单词(当只有一个群区被从对每个接触点的考虑中排除时)到至少1/9的候选单词(当为每个接触点排除了两个群区时)计算距离和进行比较。如对本领域技术人员来说显而易见的，能够用较大或较少数量的群区来使用该方法，并且对不同数目的初始接触点来说，用相应的数量的群区。例如，可以使用四个群区以根据前两个接触点把候选单词分成六个子组。
在本发明的其他实施例中，单词或功能的一个子集将与在自动更正键盘之外的唯一定义的区或键相关联，其中在这些区中的输入被解释为特定字符或功能的明确的输入，例如，当选择了Space键时，其将明确地产生一个空格。对于这种键的一个已定义组来说，紧随一个输入序列而选择这种键，并在执行任一系统为所述输入序列提供的解释的明确的选择之前，导致了自动接受被认为最有可能与为每个候选单词所计算出的匹配尺度相符合的输入序列的解释。结束所述输入序列，以便在自动更正键盘区内的下一个按键启动一个新的输入序列。一旦已经确定了输入序列的想要的单词解释，该序列就被结束，系统自动输入单词以便其被添加到正被构建的信息中。在某些功能的情况下，例如，backspace功能，在相关联的区内的输入被解释成backspace功能的明确输入，其中该功能随即就被执行。然而在该种情况下的结果是，不结束输入序列，只简单地从所述序列中删除最后的(最新)输入。通常，在自动更正键盘区外面的键会立即被解释并根据与该键相关联的字符或功能被执行。根据相关联的字符或功能，在某些情况下当前输入序列作为结果而被结束。
根据本发明的其他方面，所述系统消除了发生在触摸屏或触控显示器区域内的两种不同类型的接触事件的歧义，其中所述触摸屏或触控显示器区域用来显示自动更正键盘区和在自动更正键盘外的其他唯一定义的区或键。一种类型的接触由“轻敲”事件组成，其中触摸屏被接触并且接着结束该接触而不从接触的初始点移动到所限定的距离之外。该类型的事件，作为如在说明书中所描述的压缩自动更正键盘系统想要的按键来被处理。第二种类型的接触由“敲击”事件组成，其中触摸屏被接触并且接着所述接触点被在一个或多个方向上移动以致超出了用来定义轻敲事件的所限定的距离阈值。通过利用采用了本领域中公知得技术得敲击识别系统，能够接着处理该第二种类型的接触。这就提供了用户能够轻易使用的大量的其他功能或特殊字符，而不必触发下拉菜单或定义其他需要额外的屏幕空间或减少所提供的键的大小的键。这种敲击的解释和由此而得到的字符或与所识别出的敲击相关联的功能，接着由系统以和一个在自动更正键盘之外所唯一定义的区或键的触发相同的方式对其进行处理。以该方法，只有可用触摸屏或触控显示器的有限的区域，需要被用来提供基于键盘和敲击两者的识别输入途径。
根据本发明的其他方面，所述系统执行“轻敲”事件的额外的处理，以动态地调整特定用户接触触摸屏或触控显示器的风格。对于用紧密地靠近一个点的指示笔“姿势(gesture)”(即，指示笔接触显示器并在移动任一可接受的距离之前被提起)接触显示器的用户来说，关于用户想要在哪里接触键盘没有太大的歧义。然而，当指示笔在被从显示器上提起之前在不同程度的范围内移动了时，关于在指示笔“姿势”持续的期间所接触的点中的哪一个最好地表示了用户想要接触的点，初始接触的点、指示笔在该处被提起的最后的点、或某一其他沿着指示笔接触路径的点，是存有歧义的。在优选实施例中，系统记录了由每个接触所描出的路径，作为N个接触点的一个组，其包括了接触路径的终点和0或其他沿着所述路径等间隔的点。例如，在N被设为3的一个实施例中，所述组将包括路径的终点和中点。最初，每组所记录的点中的一个点，在计算到自动更正键盘中字母的距离时，被指定为用来表示接触点的坐标。例如，一个优选实施例中，在每组中所记录的接触的起点，在所有的距离计算中，被指定为用来表示接触点的坐标。每次单词被从单词选择列表中选择输出时，距离计算都被重复，从所选单词中每个字母到每一个其他组的所记录的点。例如，当N被设为3并且为接触的起点执行所述计算时，为中点组和终点组重复所述计算。无论哪个组的点，产生了最小计算距离，其随后都会被指定为这样的一组点，即在为每个接触序列产生单词选择列表时在所有随后的距离计算过程中其坐标将被用来表示接触的连续的点。在其他优选实施例中，计算为每个点组所执行的距离计算的连续平均值，并且连续平均数最低的点组被用于在创建所述单词选择列表中的距离计算。在又一优选实施例中，计算指定点离想要的目标字母的水平和垂直指定偏移量的连续平均数，并且，用该带有偏移量的平均值，或者用一固定的小部分的该偏移量，来调整在为创建单词选择列表的距离计算中所使用的坐标。由此，如果用户连续地在想要字母的稍微偏左下方的地方接触触摸屏，那么系统就能自动调整并平均起来更准确地预测想要的单词。
根据本发明的其他方面，每个被映射到自动更正键盘区中触控垫上的字符，都被指定一个起作用的区(region of territory)。每个这种区都标识了一个区域，在该区域中从用户输入到字符的距离被指定了0值，这就简化了距离计算处理。这种区的尺寸能够为不同的字符和功能而改变。例如，可以把一个较大的区指定给典型的用法语料库内相对出现频率较高的字符。在一个实施例中，该被指定给只相应于所定义的键的字符的区，被清楚地在触摸屏上画线区分了，并且把所述字符指定给了该区。
压缩自动更正键盘系统的操作，由自动更正软件212所管理，该软件部分地基于接触点和各种候选单词之间的距离。在本发明的一个实施例中，自动更正键盘区中的每个字符都被指定了一个笛卡儿坐标，以简化到按键的距离计算。由此，通过简单的笛卡儿坐标距离分析，计算在接触点和自动更正键盘内各种候选字符位置之间的所述距离。在本发明的又一实施例中，简单的笛卡儿坐标距离的平方，被用来简化计算(因为不需计算平方根)并被用来把非线性加权应用到更远的接触点。在其他实施例中，距离计算还利用其他非线性函数，诸如自然对数或离散步骤(discrete step)，专用地或以适当的带有笛卡儿坐标距离分析的加权组合。
同样地，在其它优选实施例中，对在x和y方向上的距离进行不同的加权。这种对距离计算的修改能够用来简化单词选择、降低处理需求、或用来根据对给定系统的特定需求和其执行过程调节系统输入异常。例如，对于在其上显示三行字符键的QWERTY键盘布局的触摸屏显示器面板来说，其通常不太可能在接触键盘时在错误的行上犯明显的错误。在这种情况下，可以对沿着y-轴的垂直距离加比沿着x-轴的水平距离重的权。
此外，根据任一给定字符在相应的语言语料库中以何种频率被使用，或根据在其相对于键盘中心或边缘的位置，在自动更正键盘上的字符间的间隔可以是不均匀的。作为选择地，当足够的计算资源可用时，一个或多个字符可以被指定多个相应的坐标位置，其中所述坐标位置在计算所述键离键盘所被接触的点的坐标位置的距离时被用作参考点，其中所述距离被算为从所述接触点到最近的这种被指定的参考坐标的距离。这将有助于降低到所述点的计算出的距离，其中在该点所述显示器以非线性的方式被接触，并且从而增加了字符周围的区域的尺寸，其中很有可能在所述区域中包括接触点的接触序列将与带有在相应位置中的字符的单词相匹配。
而且，所述字符的坐标，可以被指定给没有被键盘键共享的位置或者直接可由传感器检测。这就使得能够利用不太贵的触摸屏或具有在检测接触点时分辨率较低的键盘，来实施所述系统。其还允许根据用户的愿望来重新配置所述键盘，但是仍利用相同的物理键盘接触屏或传感器阵列。例如，在QWERTY布局中的普通的三行字符，可以被提供1、2、3或更多行传感器，以降低键盘的机械复杂性或允许动态重指定新的键盘排列。一个例子将从3行9个字符改变到4行7个字符。从而为每个字符键所指定的坐标位置，可以位于最近的两个或多个点之间，其中在该点对键盘的物理接触可以被检测和分析。在这种情况下，可以通过插入一个比物理传感器分辨率高的逻辑坐标框架，来计算离可检测接触点和所述指定字符位置的距离。
在所述系统的一个优选实施例中，通过设置一个限度实现了额外的最优化处理，所述限度关于有多少个在给定候选单词内的字母离相应输入接触点的距离能够比一预设阈值距离(最大键距离)大。如果当前阈值最大键距离被设为一个大于最大距离值(通过系统所用的距离测定算法来计算最大距离值)的值，那么第二阈值过大距离限度就被设为给定候选单词中的最大字母数，其中所述字母离相应输入接触点的距离可以大于最大键距离。
图4A到4K示出了自动更正软件212的主要例行程序优选实施例的流程图，其中所述的自动更正软件212产生并管理单词选择列表以帮助用户更有效地利用不准确的按键序列。图4A，示出了主要处理的例行程序，其中当所述系统被初次启动时，在方框4105把单词选择列表和当前输入序列初始化为一个空态。接着，在方框4110，所述系统等着接收来自触摸屏202的按键。一旦收到一个按键，在方框4115，所述系统就确定所收到的按键接触点的坐标x/y，是否位于自动更正键盘区106的边界之内。若不是，那么就如在图4I中所示出的那样执行在方框4120中所示出的处理，其中所述系统处理与所定义的含有接触点x/y的键区相关的特殊字符或功能。如果在方框4115，所接收到的按键接触点x/y位于自动更正键盘区106的边界之内，那么在方框4130，序列的长度k就加1，并且所述点x/y被添加到当前输入序列的末端作为第Kth次输入。接着，在方框4140，所述系统把键距离表项KDik设为从第Kth输入点x/y到自动更正键盘中每个键Ki周围的最近的点的笛卡儿距离的平方，当x/y在键区Ki内时把KDik设为0。在方框4150，为每个可能的字符Cj，即，在词汇模块213中的一个或多个单词中出现的正确的字符，一个把每个字符值Cj映射到它的相应的键Ki上的翻译表字符映射表，被用来把字符距离表的第Kth行字符的每个元素CDjk设为从Kth输入x/y到相应于每个可能字符Cj的键Ki的平方距离KDik。这就使得用于计算匹配尺度的距离只被计算一次(当在键距离表中设置KDik时)，并且当根据键距离表填写字符距离表时，同样只用一次翻译表字符映射表。这使得大量的计算能够更高效地进行，否则所述计算在处理词汇模块的单词中将被重复。
在判定方框4160中，检查变量最大键距离以确定其是否被设为不同于最大距离值(MAX-DISTANCE-VALUE)的值，如果是，在方框4170，对辅助下标数组排序，以便在搜索词汇模块的单词时，能够按照与映射到靠近x/y输入的键的字符相匹配的可能性的升序，来处理x/y输入。对将被处理的输入x/y以这种顺序进行排序，有助于减小为输入序列处理词汇模块所需计算的总量，因为，在所有输入已经被处理之前，这增加了遇到所有一个或多个x/y输入将大于离相应键的最大键距离的单词的可能性，以便剩下的输入不必被处理，因为这种输入的数量一超出过大距离限度，所述单词就会被取消候选资格。图4K，示出了如何计算与映射到靠近给定x/y输入的键的字符相匹配的可能性的优选实施例。词汇模块中包括一个字符频率表，其中字符频率ij元素含有所有作为词汇中任一单词的第jth字符的相对频率的和，并且所述字符在字符映射表中被映射到键Ki。在方框41110，当前输入x/y的匹配可能性k被初始化为0。在循环41120中，在判定方框41130，如果键Ki离输入x/y的距离不大于最大键距离，那么在方框41140，字符频率ij除以距离(KDik+1)，其中把距离KDik加1是为了避免除以0并且适当地缩放(scale)每个字符频率ij。当在循环41120中处理完所有的键时，接着，在方框41150，根据已经为每个输入所计算出来的匹配可能性k的值按照升序对键下标数组中的下标值1......k进行排序。
返回到图4A，在方框4180，基于长度为k的当前输入序列计算新单词选择列表。图4B，示出了计算新单词选择列表的优选实施例。在方框4220，如果，当前输入序列包括2个或更多个输入，则所述软件根据序列的前两个输入的坐标位置确定三个群区中的哪一个能够被从考虑中排除。在方框4230，根据词汇模块中每个单词列表的9个可能的子分组的被排除的群区，识别实际上需要处理的单词的子组。接着，在方框4240，只有这些识别出来的子组被处理，以便识别候选单词以在单词选择列表中示出。
图4C，示出了在自动更正键盘区内输入一个由接触点所组成的按键输入序列时，如何处理所识别出来的子组中的单词以构建一个最有可能与用户的意图相匹配的单词的单词选择列表。方框4305定义了循环的限度，从方框4310开始直到在方框4380对循环结束的测试。方框4380测试是否还有属于识别出的子组、仍没有被处理的、长为k(输入序列的当前长度)的单词。如果没有，那么在方框4385所述系统就测试单词列表是否已经被填满，及为每个列表中的单词所计算出的匹配尺度的值是否小于一预定阈值。如果有，那么单词列表就被认为是已经被填入了合适属性的潜在的匹配，并且在方框4395，处理程序返回到图4B中的方框4260。如果没有，那么在方框4390，系统测试是否还有属于识别出的子组、仍没有被处理、长度大于k的单词。如果没有，那么在方框4395，处理程序就返回到方框4260。
一旦在方框4310，从词汇模块获得了将要处理的下一个单词，就在方框4315把单词距离(word-distance)设为0以便从输入序列到该单词的加权距离能够被计入该变量。接着，在方框4320，过大距离数(over-max-distance-count)被设为0，以便能够用该变量计算在单词中的字母数，其中所述字母离所述输入序列中的相应接触点的距离比到该单词的预置最大阈值最大键距离更大。接着，在方框4330，如在图4D中所示那样处理所述单词。当已经处理了当前序列中的全部k个输入时，方框4410把循环计数器从i初始化为1并把循环的限度定义为从方框4420开始直到方框4490对循环结束的测试。在方框4420，变量下一个键(next-key)被设为下一个下标数组值键下标i(key-indexi)，其根据图4J被排序以便从那些为其所计算出的键距离最有可能超过了阈值最大键距离的输入开始处理所述输入。接着，循环计数器i被增加。在方框4430，键距离被设为如在上面所描述的那样在数组CD中的已经被计算和存储的相应的值，该数组含有从在输入序列中的每个接触点到出现在词汇模块中的任一单词中的每个可能的字符的距离。在判定方框4440，如果键距离超出了阈值最大键距离，那么在方框4450过大距离数被增加，并在判定方框4455测试过大距离数以确定是否已经超出了这种输入的最大数过大距离数。如果是，循环4410就会被提前终止并且不正确的单词距离(接着在方框4490被返回的)是没有价值的，因为该单词被取消了进一步考虑的资格。如果在判定方框4440，键距离没有超过阈值最大键距离，或者如果在判定方框4455，过大距离数没有超过阈值过大距离限度，那么在方框4460，键距离被计入正为当前单词所计算的总单词距离。为输入序列中的每个接触点重复该处理，直到在判定方框4470确定所有的输入都已经被处理了。当该处理从方框4490返回时，为当前单词所正确计算出来的单词距离、或过大距离数超过了阈值过大距离限度，就取消当前单词进一步被考虑的资格。
回到图4C，在判定方框4335，测定过大距离数以确定当前单词是否被取消了资格，如果是，执行进行到方框4380以测定单词处理循环4305是否应该结束。如果不是，在判定方框4340，如果当前单词的长度大于输入数，那么在方框4345，所计算出的单词距离被增加一个固定数量错误长度附加系数(wrong-length-additive-factor)。在另一优选实施例中，错误长度附加系数是作为单词中的字母数和输入序列中接触点数之间的差值的函数而被计算的。在两种情况中，处理都返回到方框4350，其中单词距离被增加一个固定数量全部单词附加系数，以防止任一单词具有为0的单词距离值，以便为单词所计算出来的匹配尺度反映其在词汇模块的列表中的相对优先地位。在方框4355，计算乘法系数idx-乘数(idx-multiplier)，以作为加权系数与计算出的单词距离一起使用，以为所述单词确定匹配尺度值。在图4C所示出的优选实施例中，idx-乘数，是作为在数字下标的二进制表示中被设为1的最高位的位的位置而被计算的，其中所述数字下标是单词在其所属的列表中的序数位置。该值的范围从0到31，其中0相应于最高位的位置(bit position)，31相应于最低位的位置。在方框4360，该值被增加1，所用的乘法系数也大于或等于1，以便任一非零单词距离都会产生一个非零匹配尺度值。
如果在判定方框4370，匹配尺度小于单词选择列表内最差的(即，最高的)匹配尺度分值，那么当前单词就被插入单词列表中。如果匹配尺度大于或等于整个单词选择列表内的最差匹配尺度分值，则当前单词被忽略。如果没有任一尚未处理、与当前输入序列长度相同的单词剩下，判定方框4380就返回到方框4310。当判定方框4380发现不再有长为k的单词需要处理时，判定方框4385就测定单词选择列表是否含有所有补充匹配单词(在一个优选实施例中，由四个单词组成所有的补充)，其中每一个都具有低于一个预定阈值的匹配尺度值。如果在判定方框4385，发现所述单词列表还没含有所有补充匹配单词时，那么在方框4390，系统确定是否有长度大于当前输入序列长度k的单词剩下，如果是，执行就从方框4310继续进行。继续进行单词测试，直到判定方框4385发现单词选择列表被填入了匹配单词，或直到判定方框4390发现没有要测试的其他单词为止。
返回到图4B，在方框4260处理单词选择列表。图4E示出了用于处理所述单词选择列表的优选实施例。在方框4510，根据单词长度按照升序对为单词选择列表所选的单词进行排序，以便长度等于用于输入串的键的数目的单词，将做为单词选择列表内最有可能的选择对象而被提供。在方框4520，根据为每个单词所计算出来的匹配尺度的值，按照升序对每组长度相同的单词排序，以便匹配尺度值较低的单词作为最有可能的选择对象而被显示。
单词可以被包括在被标记为已知的拼错的单词的词汇模块中，例如，在英语单词中，字母“i”和“e”的正确顺序常被颠倒过来。在一个优选实施例中，当这种被拼错的单词作为候选单词而从词汇模块中被识别出来并被包括在单词选择列表中时，它们是被标记的，以便在方框4540能在单词列表中用相应正确拼写的单词取代它们。类似地，单词还可以被包括在词汇模块中，其被标记为宏指令(macros)或缩写，所述宏指令(macros)或缩写与将要被输出和/或被指定了功能的其他文字串相关联，其中所述功能是根据相关单词的选择而将要被执行的。在方框4540还可以在单词选择中用相应的相关的文字串来替换这种宏指令。在方框4560，根据在执行相应于每个字母的按键时起作用的shift键的状态，对单词选择列表内的单词的全部字符应用合适的shift键状态，把相关单词转换成合适的大写或小写形式。在方框4580，通过移除优先权地位最低的重复单词，而除去单词选择列表内重复的单词。
根据本发明的其他方面，实施了本发明的输入方法的软件应用程序，被安装到现有装置中。在把应用程序安装到装置中期间，为将要被添加到词典中的单词扫描已有信息文件。扫描这种信息文件的方法在本领域中是公知的。当在扫描期间发现了新单词时，就把它们作为低频率单词添加到词典结构中，并且照此把其置于与该单词相关联的单词列表的末端。随着给定新单词在扫面期间所被检测到的次数的增加，通过在与该单词相关联的列表内提升该单词、增加在信息输入期间该单词出现在单词选择列表内的可能性，该单词被指定的优先地位也相对地越来越高。
根据本发明的其他方面，单词词典具有一个令人讨厌的单词的附录，与可接受性质的类似单词成对，以便输入该令人讨厌的单词，甚至是通过组成该令人讨厌的单词的字母位置的正确键入，只放弃正确键入字段内的相关联的可接受单词，并且如果其作为单词选择列表中的建议适当。该特性能够筛选出可能无心地出现在所述选择列表中的令人讨厌的单词的出现，一旦用户学会了，就有可能更快地进行键入而同时花很少的注意力在想要字母的精确位置处接触键盘上。因此，利用本领域中公知的技术，在显示正确键入的单词串之前，负责显示单词选择列表的软件例行程序，简单地对当前正确键入的单词串与令人讨厌的单词的附录进行比较，如果发现了匹配项，就用相关联的可接受单词来代替显示串。否则，即使当令人讨厌的单词被看作是一个非常低频率的单词时，在该单词的每个字母都被直接接触了时它仍将作为正确键入的单词而出现。虽然，这类似于在标准键盘上偶然地键入一个令人讨厌的单词，但是本发明的系统仍被设计成允许甚至鼓励用户以较低的准确性键入。用户可以启用或禁用该特点，例如，通过系统菜单选项。
本领域中的技术人员还将认识到，可以在计算机内启用其他词汇模块，例如含有法律术语、医学术语、和外语术语的词汇模块。借助系统菜单，用户能够配置该系统，以便能够使其他词汇单词首先或最后带特定颜色(coloration)或高亮度地出现在可能单词的列表中。
经图4B返回到图4A，在方框4110，把单词选择列表显示给用户并且主例行程序等待来自触摸屏202的下一按键。如果，刚一收到按键，在方框4115所述系统就确定所收到的按键接触点是否位于自动更正键盘区106的边缘之外，那么就如图4I所示那样执行方框4120的处理。方框4910识别与所定义的区域相关联的字符或功能。如果在判定方框4920，所述单词选择列表是空的，那么方框4925就产生与所定义的键区相关联的字符(s)，或者执行与所定义的键区相关联的功能，并且在方框4970所述系统返回图4A。如果当前一个或多个单词被显示在单词选择列表中，判定方框4930就确定按键x/y的坐标是否属于单词选择列表区150。如果是，在方框4935所述系统就处理单词选择列表的单词选择。
根据本发明的其他方面，用户按下Space键以限定(dilimit)所输入的按键序列。在收到Space键后，该明义系统就选择最常用的单词并把该单词添加到将要构建的信息中。所述Space键被用来限定所输入的序列。
根据本发明的其他方面，所述单词选择列表被显示成候选单词的垂直列表，每行显示一个单词，并且其中每行还被再划分为多个区或栏(column)。所述区或栏定义了关于显示在所选行中的候选串的接受的功能，诸如包括或不包括一个尾部空白间隔，添加标点符号或应用重音(diacritic accent)。当用户在包含在与想要的功能相关联的区或栏中的一个点处，触及了单词选择列表中想要的串的那一行时，就可应用该功能。当用户通过接触在某区或栏内的行而选择了想要的候选单词时，该单词就会自动地“被接受”以便输出并被添加到正被合成的信息中。例如，在与添加尾部间隔相关联的区内接触一行，立即输出带有尾部间隔的相关联的单词。根据本发明的其他方面，定义一个这种区或栏以便在该区内接触一行将激活一功能，用相应于组成所选行内单词的字母的坐标位置的接触点序列，取代实际接触点的当前输入序列，而不结束当前输入序列。结果，所选单词作为输入序列的正确键入的解释出现在选择列表中。在大多数情况中，所选单词还作为输入序列的最有可能的单词解释而出现，虽然如果单词的每个字母都接近(near)更常见的单词的字母，但是更常见的单词仍将作为最有可能的单词解释而出现。该性能，即重新定义输入序列为想要单词的字母的坐标位置而不结束输入序列，使用户能够因此继续键入，例如，想要添加到单词上的变形(inflection)或后缀(suffix)。当想要的单词相对少见时，尤其是当其只偶尔被看到带有想要的变形或后缀时，该特性使用户更容易地键入想要的不常见单词的不常见的出现形式，而不需认真地键入单词的每个字母。当通过接触在与该特性相关联的区域中的选择列表中的相关联的行而选择单词的未变形的形式时，只需要一个额外的选择步骤。
图4J，示出了一个优选实施例，其用于处理单词选择列表的选择，在区域154、157、或160内登记接触。在方框41010识别单词选择列表中的哪一行被接触了及相关联的单词。在方框41020，识别被接触的单词选择列表栏及该栏的相关联的功能Fcol。在图1B所示出的优选实施例中，定义了三个不同的栏：一个在栏标记170的左边，一个在栏标记172的右边，和一个在栏标记170和172之间。判定方框41030确定功能Fcol是否包括用一个新的所选单词的x/y位置的组来代替输入序列，该组在图1B所示出的优选实施例中相应于栏标记172右侧的一个x/y位置。如果是，方框41032就用相应于所选单词字符的x/y位置的序列来替换该输入序列，并且在方框41034如图4B所示那样产生一个新的单词选择列表。如果功能Fcol没有替换所述输入序列，从单词选择列表中选择单词的处理就继续进行。方框41040对所选单词的优先地位进行调整。
根据本发明的其他方面，在用户使用系统期间，通过“提升算法(PromotionAlgorithm)”来自动修改词典，每次单词被用户选择了，所述算法都通过增加与该单词相关联的相对频率在词典内“提升”该单词。在一个优选实施例中，所述提升算法把与所选单词相关联的频率值增加一个相对大的增量，同时把那些不予考虑的单词的频率值减少一个非常小的减量。就一词典来说，其中在该词典中用单词在列表中所出现的顺序(sequential order)来指示相对频率信息，通过把所选单词向上移动一段其离所述列表的头部的距离来进行所述提升。所述提升算法被设计成易于避免移动最常用的单词和离其初始位置非常远的、极不常用的单词。在一个优选实施例中，这通过改变一部分剩余距离来实现，其中根据其在整个列表中的当前相对位置来把所选单词提升所述一部分剩余距离。例如，在所选单词被开始和结束在词典中的提升期间的中间单词被有效地降低一个值1。持续“单词列表块”的保存，以便关于列表中单词的相对频率的信息被保存和更新，而不增加列表所需的存储器。
根据本发明的又一方面，提升算法即增加所选单词的频率，又在合适的情况下，降低未选单词的频率。例如，在一词典中，其中在该词典中用单词在列表中所出现的顺序来指示相对频率信息，出现在列表中的位置IDX处的所选单词被移动到位置(IDX/2)。相应地，在列表中位置(IDX/2)处的单词向下，被在列表中向下移动一个位置。当处理接触点的一个序列并根据所计算出的匹配尺度值产生一个单词选择列表时，单词就会在所述列表中被降低，并且在用户选择所述单词之前一个或多个单词出现在列表中。在选择列表中的较高位置出现但是没有被选中的单词，可以被假定被指定了一个不合适的高的频率(即，它们在所述列表中出现的位置太高)。这种单词，即最初出现在位置IDX处的单词，被降低，诸如，把它移动到位置(IDX*2+1)。因此，单词越常见，就被看作是越少被降低几步。
根据本发明的其他方面，提升和降低处理，可以仅仅响应于用户的动作而被触发，或者根据用户的输入而执行不同的处理。例如，仅当用户利用指示笔或鼠标通过“点击和拖动(clicking and dragging)”想要的单词到单词选择列表内最前面的位置来选择想要的单词时，比用户想要的单词在选择列表上所出现的位置高的单词，才被降低。作为选择，可以通过比普通系数大的系数来提升被手动地“拖”到选择列表内一个较高位置处的所选单词。例如，被提升的单词被从位置IDX处移动到位置(IDX/3)处。很多这种变形对于本领域普通技术人员来说都是很显然的。
图4F示出了一个当单词被从单词选择列表中挑选出来时用于提高单词的优先地位的优选实施例。判定方框4610，确定所选单词项是否为正确键入的单词(其x/y位置正好等于接触点序列的字符串)，其在优选实施例中被显示在单词选择列表内的不同位置处，诸如在图1B中，一条实线把正确键入的单词154(在所述的例子中为“rwzt”)与列表中的其他单词隔离开。如果所选单词不是正确键入的单词，诸如项157或160，就在方框4620提升所选单词(如在图4G所示出的优选实施例)，在方框4630，在单词选择列表中每个出现在所选单词前面的单词，都被明显地降低了(如图4H所示出的优选实施例，和偶尔的提升相对比，这可以仅仅由于其他单词的提升而发生在一个或多个单词身上)。
如果在方框4610，所选单词被确定为正确键入的单词，判定方框4640就识别所述单词是否为一个仍没被包括在词汇模块中的新单词。如果不是，则在方框4650提升将被提升的所选单词。如果所选单词还没有被包括在词汇模块中，方框4660就识别所述单词要被添加到的合适的单词列表。判定方框4665识别在合适的单词列表内是否可用空格。如果不能，在方框4670，删除合适的单词列表内的、最后的、可能性最低的单词，以为将要添加的单词腾出位置。在方框4675，添加作为所述合适的单词列表内的可能性最低的单词的所述新单词，接着在方框4680提升新添加的单词而不明显地降低出现在所述单词选择列表中的其他单词。
图4G，示出了在方框4620、4650、和4680所执行的单词提升的优选实施例。方框4710识别所选单词在单词列表内的位置，并指定所述位置值idx。方框4720把new_idx定义为idx的值的一半，在列表中指定了一个位置，即从当前位置到所述列表顶部(被认为是最有可能被选中的单词的位置)的一半。方框4730，把idx和new_idx之间的所有单词的位置都降低一个位置，在idx处填入单词的旧位置并为new_idx处的单词腾出位置。接着，方框4740通过把单词插回列表中的位置new_idx处来提升所选单词。需要注意的是，所述提升的优选方法，实质上具有减少1个在方框4355为单词所计算出的idx乘数的作用。
图4H示出了在方框4635中所执行的明显的单词提升的优选实施例。方框4810识别在其单词列表内被明显降低的单词位置，并指定所述位置值idx。方框4820把new_idx定义为idx的值的两倍加1。判定方框4830对new_idx的值和单词列表内的单词总数进行比较。如果new_idx大于单词列表内的单词总数，方框4835就把new_idx设为等于单词列表内的单词数的值，因为单词不会被降低到比列表尾部更低的位置。方框4840把位于idx和new_idx之间的所有单词提升了一个位置，填入在idx处的单词的旧位置，并为new_idx处的单词腾出位置。接着方框4850，通过把单词在位置new_idx处插回列表，降低所选单词。需要注意的是，所述降低的优选方法，实质上具有增加1个在方框4355为单词所计算出的idx乘数的作用。
图5A到5E是示出了一个字符输入序列的示意图，作为在便携式计算机102的优选实施例上输入单词的一个说明性的例子，其中所述便携式计算机102含有根据本发明所形成的如图1A和1B所示的压缩自动更正键盘系统100。便携式计算机102含有在触摸屏显示器103上所实施的压缩式键盘105，其用于产生将要输出到文字显示区104上的文字。
图5A示出了根据单词“text”的输入的按键序列中的第一个按键的位置510。响应于按键501，所述自动更正键盘系统显示叠加在文字区104顶部的单词选择列表区150，其示出了一个单词列表和其他相应于按键的解释，在该例子中，按键的坐标位置510，是与字母“r”相关联的、物理上最近的坐标位置。所述单词选择列表包括“R”511，作为默认的选择，其在单词选择列表中离自动更正键盘区106最近的位置中示出。由于当字母“r”作为只有一个字母长度的“单词”出现时，其大写形式更加常见(诸如，当“R”作为包括在人名中的首写字母出现时)，在单词选择列表中以大写形式提供“R”。这是根据本发明的一个方面，其中关于每个单词的大写信息连同该单词一起被存于词汇模块中，以便能够以较佳的形式显示该单词而不需用户触发键(诸如Shift键)来指定所输入单词的大写。根据本发明的一个方面，单词选择列表示出了“are”512作为下一个最有可能的选择，其中单词或符号可以与任意顺序的一个或多个字母相关联，以便当用户输入了与字母相关联的序列时，所述单词或符号作为单词选择列表中的一个选择被提供。在该例子中，单词“are”是作为英语发音相同的单个字母“r”的“宏”扩展而被关联的。类似地，单词选择列表示出了“”513作为第三最可能的选择，其中该符号是根据其与字母“r”的逻辑联系而被包括进词汇模块中的。单词选择列表示出了“a”514作为第四最有可能的选择，其中“a”是一个极常出现的一个字母的单词，所以其作为单词选择列表中的候选单词而出现，尽管与字母“a”相关联的坐标位置离接触位置510相对较远。上面的这些选择，是作为供选择的选项而显示“r”515的正确键入区，因为与字母“r”相关联的坐标位置比与其他字母相关联的坐标位置更靠近按键的坐标位置510。
图5B示出了下一个按键的位置520，其离与字母“w”相关联的坐标位置最近。单词选择列表包括作为默认选择的“re”521，“Re”522作为下一个最有可能的选择，“ra”523作为第三最有可能的选择和“Rs”524最为第四最有可能的选择。上面的这些选择，都是作为供选择的选项而显示“rw”525的正确键入区。
图5C使出了下一个按键的位置530，其离与字母“z”相关联的坐标位置最近。单词选择列表包括作为默认选择的“tax”531，“Rex”532作为下一个最有可能的选择，“fax”533作为第三最有可能的选择和“was”534最为第四最有可能的选择。上面的这些选择，都是作为供选择的选项而显示“rwz”535的正确键入区。
图5D示出了下一个按键的位置540，其非常靠近与字母“t”相关联的坐标位置。单词选择列表包括作为默认选择的“text”541，“year”542作为下一个最有可能的选择，“rest”543作为第三最有可能的选择和“fact”544最为第四最有可能的选择。上面的这些选择，都是作为供选择的选项而显示“rwzt”545的正确键入区。单词“text”作为下一个单词而被输入。
图5E在550示出了下一个按键的位置，其在被标为“space”键的区域内。所述space键位于自动更正键盘区106之外，并且由此能够被无歧义地与特定功能相关联。所述space键的作用是，接受所述默认单词“text”541，并在光标被最后定位的正在生成文字的文字输出区104中的插入点107处输入单词“text”542。同时，当前输入序列被清除，并且单词选择列表显示被从便携式计算机102的显示屏103中移去，以便文字输出区104不再被遮盖。
虽然已经示出并描述了本发明的优选实施例，但是应该意识到能够由此做出各种变形而不脱离本发明的精神和范围。例如，那些本领域中的技术人员将意识到，可以以各种方式配置键盘105和其自动更正键盘区106，并可以不定数目的明确的功能键108-122。这里所公开的自动更正技术，同样适用于不同尺寸的键盘、和各种尺寸的传统的机械式键盘以及基于诸如在优选实施例中所描述的键盘的触摸面板和触摸屏。单词选择列表150的特定格式，诸如所显示的单词选择的数目、单词选择的布局、和与单词选择列表的不同区域相关联的功能，都可以被改变。例如，本领域中的那些技术人员应该意识到，包括一个所选单词的x/y位置的新组来替换输入序列的功能，在某些应用中可以被省略。而且，用于在词汇模块内提升和降低单词的特定的算法，也可以被改变。例如，所选单词能够被提升，通过把其移动到其列表顶部的距离的1/4而不是用于上述优选实施例中的系数1/2。
虽然在此参照优选实施例对本发明进行了描述，但是本领域的技术人员将容易地意识到，其他应用能够取代再次所列举的那些例子而不脱离本发明的精神和范围。因此，本发明将只由下面所附的权利要求来限定。

Claims (18)

1.一种文字输入系统，包括：
(a)一个用户输入装置，包括一个自动更正键盘区，所述自动更正键盘区由多个字母表字符组成，其中所述多个字符中的每个字符都对应于一个在自动更正键盘区中的坐标已知的位置，其中每次用户在自动更正键盘区内与用户输入装置交互时，都会确定一个与用户的交互相关联的位置并且所确定的交互位置被添加到接触位置的当前输入序列中；
(b)一个存储器，含有多个对象，其中每个对象还与一个提升值相关联，并且其中存储器中多个对象中的每一个还与一个或多个预定组的对象相关联；
(c)一个带有文字显示区域的输出装置；及
(d)一个处理器，连至用户输入装置、存储器、和输出装置，所述处理器包括：
(i)一个距离值计算部件，其为在输入的交互序列中的每个所确定的交互位置，计算一组在交互位置和相应于一个或多个在自动更正键盘区内的字符的已知坐标位置之间的距离值；
(ii)一个单词估算部件，其为每个所产生的输入序列，识别一个或多个在存储器中的候选对象，并为一个或多个所识别出来的候选对象中的每一个，通过根据所计算的距离值和与该对象相关联的提升值，估算每个所识别出来的候选对象，并根据计算出来的匹配尺度值对估算出的候选对象进行排序；及
(iii)一个选择部件，用于根据其估算出的排序，识别一个或多个候选对象，把识别出的对象显示给用户，使用户能够选择一个所显示的对象以用来输出到输出装置上的文字显示区域。
(iv)一个提升部件，用于把一个与存储器中的每个对象相关联的提升值，设置为与所述多个对象交互的用户设置的函数。
2.根据权利要求1的所述系统，其中与存储器中每个对象相关联的所述提升值包括，所述对象相对于存储器中其他对象的序数排序，其中与较高提升值相关联的对象相应于在数字上较低的序数排序，并且其中，当用户选择了一个用于输出的对象时，所述提升部件就把与所述所选对象相关联的序数排序调整一个数量，其中所述数量是在所述调整之前的所述对象的序数排序的函数。
3.根据权利要求1的所述系统，其中当用户选择了一个用于输出到输出装置上的文字显示区域上的对象时，所述提升部件就把与所选对象相关联的提升值增加一个相对大的增量，并且把与未选对象相关联的所述提升值减少一个相对小的减量，其中所述未选对象与所选对象同组。
4.一种文字输入系统，包括：
(a)一个用户输入装置，包括一个自动更正键盘区，所述自动更正键盘区由多个字母表字符组成，其中所述多个字符中的每个字符都对应于一个在自动更正键盘区中的坐标已知的位置，其中每次用户在自动更正键盘区内与用户输入装置交互时，都会确定一个与用户的交互相关联的位置并且所确定的交互位置被添加到交互位置的当前输入序列中；
(b)一个存储器，含有多个对象，其中每个对象还与一个提升值相关联，并且其中存储器中多个对象中的每一个还与一个或多个预定组的对象相关联；
(c)一个带有文字显示区域的输出装置；及
(d)一个处理器，连至用户输入装置、存储器、和输出装置，所述处理器包括：
(i)一个距离值计算部件，其为在输入的键触发事件序列中的每个所产生的键触发事件位置，计算一组在键触发事件位置和相应于一个或多个在自动更正键盘区内的键的已知坐标位置之间的距离值；
(ii)一个单词估算部件，其为每个所产生的输入序列，识别一个或多个在存储器中的候选对象，并为一个或多个所识别出来的候选对象中的每一个，通过根据所计算的距离值和与该对象相关联的提升值，估算每个所识别出来的候选对象，并根据计算出来的匹配尺度值对估算出的候选对象进行排序；及
(iii)一个选择部件，用于根据其估算出的排序，识别一个或多个候选对象，把识别出的对象显示给用户，使用户能够选择一个所显示的对象以用来输出到输出装置上的文字显示区域。
(iv)一个提升部件，用于设置与存储器中的每个对象相关联的相对提升值。
5.一种文字输入系统，包括：
(a)一个用户输入装置，包括一个自动更正键盘区，所述自动更正键盘区由多个字母表字符组成，其中所述多个字符中的每个字符都对应于一个在自动更正键盘区中的坐标已知的位置，其中每次用户在自动更正键盘区内与用户输入装置交互时，都会确定一个与用户的交互相关联的位置并且所确定的交互位置被添加到接触位置的当前输入序列中；
(b)一个存储器，含有多个对象，其中每个对象都是一串一个或多个构成一个单词或部分单词的字符，其中每个对象还与使用频率相关联；
(c)一个带有文字显示区域的输出装置；及
(d)一个处理器，连至用户输入装置、存储器、和输出装置，所述处理器包括：
(i)一个距离值计算部件，其为在输入的交互序列中的每个所确定的交互位置，计算一组在交互位置和相应于一个或多个在自动更正键盘区内的字符的已知坐标位置之间的距离值；
(ii)一个单词估算部件，其为每个所产生的输入序列，识别一个或多个在存储器中的候选对象，并为一个或多个所识别出来的候选对象中的每一个，通过根据所计算的距离值和与该对象相关联的使用频率，估算每个所识别出来的候选对象，并根据计算出来的匹配尺度值对估算出的候选对象进行排序；及
(iii)一个选择部件，用于根据其估算出的排序，识别一个或多个候选对象，把识别出的对象显示给用户，使用户能够选择一个所显示的对象以用来输出到输出装置上的文字显示区域。
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述单词估算部件，通过对由在所述输入序列中的每个交互位置到在所述候选对象的相应位置中指定给所述字符的位置所计算出的距离值求和，来为每个候选对象计算匹配尺度，并根据与所述对象相关的使用频率应用一个加权函数。
7.根据权利要求6所述的系统，其中与自动更正键盘区相关联的每个字母表字符，都被指定了一个笛卡儿坐标，并且其中，所述距离值计算部件，根据标准笛卡儿坐标距离分析，计算交互位置和相对于所述字符的位置之间的距离。
8.根据权利要求6所述的系统，其中与存储器中每个候选对象相关联的使用频率包括，所述对象相对于存储器中其他对象的序数排序，其中与较高相对频率相关联的对象相应于一个在数字上较低的序数排序。
9.根据权利要求6所述的系统，其中所述单词估算部件，根据与候选对象相关联的使用频率，在应用加权函数之前，把所述距离值的和加上一个增量值。
10.根据权利要求5所述的系统，其中单词估算部件，通过对由在所述输入序列中的每个交互位置到在所述候选对象的相应位置中指定给所述字符的位置所计算出的距离值求和，来为每个候选对象计算匹配尺度，并根据与所述对象相关联的使用频率应用一个加权函数。
11.根据权利要求5所述的系统，其中所述选择部件，在文字显示区域中的一个候选对象列表中，显示所识别出的一个或多个候选对象，以供用户选择。
12.根据权利要求5所述的系统，其中一个与在自动更正键盘区之外的一个交互相关联的字符的用户选择，在把所选字符在所述文字显示区域中的文字插入点处输出之前，接受并输出在文字显示区域中的文字插入点处所确定的排序最高的候选对象。
13.根据权利要求5所述的系统，其中一个用于在所述文字显示区域中的文字插入点处的输出的一个对象的用户选择，结束了当前输入序列，以便下一个在自动更正键盘区内的交互启动一个新的输入序列。
14.根据权利要求5所述的系统，其中所述单词估算部件，为每个所确定的在交互位置的每个输入序列中的交互位置，确定相应于一个字符的最近的已知位置，并且按照根据交互位置的输入序列的顺序来构建一个正确键入的对象，其中该对象由所确定的相应字符组成。
15.根据权利要求5所述的系统，其中所述选择部件识别排序最高的候选对象，并在输出装置上的文字显示区域中的所述文字插入点处显示所识别出的对象。
16.根据权利要求5所述的系统，其中所述处理器还包括一个敲击识别部件，其为每个在自动更正键盘区内的用户交互，确定交互点是否被从初始交互位置移动了一段小于阈值距离的距离，并且由此，
当交互点被从初始交互位置移动了一段小于阈值的距离时，敲击识别部件就确定所述用户交互是一个轻敲式交互，并且被确定为与用户交互相关联的位置，被添加到将由距离值计算部件、单词估算部件、和选择部件处理的交互位置的当前输入序列中；及由此
当交互点被从初始交互位置移动了一段大于或等于阈值的距离时，所述敲击识别部件就确定所述用户接触是多个与已知系统功能相关联的敲击接触中的一个，并且把所述敲击接触分为多种预定类型敲击接触中的一种。
17.根据权利要求5所述的系统，其中当一阈值数量的在所述输入序列中的交互位置，离构成给定候选对象的字符序列中的相应字符的距离，比一阈值最大距离更大时，所述对象就被认为不再是用于选择部件的候选对象了。
18.根据权利要求5所述的系统，其中所述处理器还包括一个频率提升部件，用于调整与存储器中的每个对象相关联的使用频率，作为所述对象被用户选择以输出到输出装置上的文字显示区中的次数的函数。
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