基于触摸屏的多人机交互要素优化输入方法及系统技术方案

一种基于触摸屏的多人机交互要素优化输入方法，通过追踪用户在滑动过程中的轨迹并分析轨迹中的特点，判断用户的触发意图并据此动态调整各个按键的压力敏感度，同时根据触发意图调整虚拟键盘的外观以及轨迹判断的范围，从而实现优化输入。本发明专利技术能够根据用户的滑动速度、压力等变化判断用户滑动过程中触发按键的意图，并以此为基础设计了允许用户通过在触摸屏上滑动手指完成输入，提高用户在触摸屏设备上进行中文输入的体验和效率。

Optimal Input Method and System of Multi-Human-Computer Interaction Elements Based on Touch Screen

【技术实现步骤摘要】
基于触摸屏的多人机交互要素优化输入方法及系统
本专利技术涉及的是一种计算机领域的技术，具体是一种基于触摸屏的多人机交互要素优化输入方法及系统。
技术介绍
现有的触摸屏拼音输入方式也和传统的基于键盘的拼音输入法近似，没有对于触摸屏设备的一些特点进行针对性的调整和优化。触摸屏设备为输入法设计者带来了一些需要解决的问题，但同时也提供了更多的设计方向和改变空间，现有触摸屏设备上的中文输入法仍是基于传统的物理键盘设计的虚拟键盘输入法，很多触摸屏设备的特点没有在输入法的设计中得以体现。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的上述不足，提出一种基于触摸屏的多人机交互要素优化输入方法及系统，将触摸屏设备的一些特性与传统的中文输入法进行结合，能够根据用户的滑动速度、压力等变化判断用户滑动过程中触发按键的意图，并以此为基础设计了允许用户通过在触摸屏上滑动手指完成输入，提高用户在触摸屏设备上进行中文输入的体验和效率。本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术通过追踪用户在滑动过程中的轨迹并分析轨迹中的特点，判断用户的触发意图并据此动态调整各个按键的压力敏感度，同时根据触发意图调整虚拟键盘的外观以及轨迹判断的范围，从而实现优化输入。所述的分析具体是指：周期性地对滑动轨迹进行采样，对于滑动过程中的第t个采样点(xt,yt)，即当前滑动的位置在屏幕上的横纵坐标，计算由(xt,yt)，(xt-1,yt-1)，(xt+1,yt+1)三个点所形成的三角形的外接圆的半径R作为判断触发意图的标准，其中：所述的分析，当滑动过程中有连续多个采样点落在某个按键的范围内而且其中的不止一个采样点的R值大于设定的阈值时，则当用户的手指滑动到某个按键区域内后，直到用户的手指离开这个按键区域，输入法最多触发这个按键一次，避免出现某个按键被多次触发的情况。所述的分析，优选将触摸压力引入滑动行为判断，即在用于判断用户意图的变量R中加入与用户触摸屏幕时压力的大小p相关的修正量，将用户触摸屏幕的压力以线性形式加入R中，得到优化判断变量R′＝R+α(p-q)，其中：α为对压力的影响程度进行调整的参数，q为设定的标准压力，可以是对于用户所有滑动动作的全局参数，也可以对每个按键或是区域进行单独设定。这一设计也可以作为前面提到的对滑动轨迹的追踪和分析的一种补充和优化，也允许用户通过手指触摸屏幕的压力变化来触发某些按键，比如对于前文提到的用户希望触发在位置近乎在一条直线上的多个按键时，就可以在手指滑过希望触发的按键时增大触摸的压力，输入法即可以通过对这一特征加以识别，触发相应的按键。所述的轨迹中的特点是指：用户滑动轨迹的起始和终止位置应该都可以被认为处在用户想要触发的按键区域内，因为用户在输入过程中如果希望高效输入应该不会采取多余的动作，那么一条轨迹应该是起始于对应于用户想要输入的第一个字母的按键，终止于对应于用户想要输入的最后一个字母的按键。汉语拼音中的韵母的必要组成字母“a”、“i”、“u”、“e”、“o”、“v”，这些字母也是中文拼音输入过程中使用比例较高的，都分布在键盘的边缘位置上，在进行汉语拼音的输入的时候，组成合法的拼音音节字母的按键很多时候不会在同一条直线上，因此用户在滑动过程中很可能在希望触发的按键位置改变滑动的方向。因此在分析用户的滑动轨迹的时候，如果假设用户的滑动过程是在希望触发的按键之间进行近乎直线的滑动的话，那么滑动轨迹出现的方向变化便是能够最明确地体现出用户触发某个按键的意图的因素。所述的动态调整是指：在用户的输入过程中试探性地改变虚拟键盘的外观布局或按键触发的压力阈值，如果检测到调整后提升了用户的输入速度，则鼓励这种调整，相反则进行相应的惩罚，经过长期的输入和调整应该可以逐渐提升用户的输入速度到一个较高的水平。所述的压力敏感度，即按键触发的压力阈值，当触摸屏幕的压力高于这个值的时候，将判断为希望触发手指所在位置对应的按键，否则将判断为不希望触发此时手指所在位置对应的按键。通过这种设计，用户可以在手指在自己希望触发的按键之间滑动时不用改变滑动的习惯或者适度减轻滑动的压力，而在手指到达希望出发的按键的位置时适当的增加手指触摸屏幕的压力，这样输入法会更有可能识别出用户想要触发某个按键的意图。同时如果将标准压力的值设置的略高于用户在滑动过程中的平均压力，可以减少输入法触发将用户不希望触发的按键的几率。所述的调整虚拟键盘的外观是指：对触发意图中可能希望触发的按键，在滑动方向上增加按键的宽度，并且将按键向当前手指所在位置靠近。优选地，为了保证虚拟键盘整体的美观和协调，同时也是因为增大按键面积可以降低误触几率，实际的布局调整中同时增加按键的长度和宽度。所述的调整虚拟键盘的外观，具体步骤包括：i)为每个按键ki计算得出一个权值wi；ii)对于每个按键ki，将其长和宽变更为原来的(1+d*wi)倍，其中d是一个全局变量，用于确定按键缩放的倍率；iii)将预测得到的目标按键向用户手指所在位置或滑动方向靠近；iv)根据上述方法，在键位布局调整的过程中为每个按键ki确定其权值wi和制定出对应按键移动方案。在滑动输入法的按键布局调整中，主要关注用户滑动目标区域内的按键大小变化，并且根据按键大小的变化对按键位置适度微调，不进行大范围的按键位置变化，使得虚拟键盘的键位布局较为接近经典布局，方便用户对下一步滑动目标按键的位置进行预判。本专利技术涉及一种实现上述方法的系统，包括：轨迹特征采集模块、触发意图分析模块、虚拟键盘调整模块以及按键判断模块，其中：轨迹特征采集模块与触发意图分析模块相连并传输轨迹信息，触发意图分析模块与虚拟键盘调整相连并传输用户意图信息，虚拟键盘调整模块与按键判断模块相连并传输外观控制和压力敏感度信息，按键判断模块执行对应的输入操作。技术效果与现有技术相比，本专利技术能够根据用户当前输入和滑动动作预测用户下一步想要输入的目标字母，动态调整按键的压力敏感度，并且根据预测结果对键盘布局进行调整，并从而提高用户的输入效率；并且本专利技术允许用户在触摸屏上不抬起手指进行连续滑动，用户只需将手指滑过希望触发的按键，输入法便会根据用户的滑动轨迹以及滑动过程中触摸点移动速度、压力等的变化，自动触发按键，减少用户起落手指所花费的时间，提高输入效率。本专利技术能够在用户的输入过程中实时改变按键的布局，包括对按键的大小、位置进行改变，并动态调整按键的压力敏感度，使得用户在滑动过程中能够更快地到达期望的按键，从而缩短输入过程中的滑动时间，提高输入的效率。附图说明图1和图2为实施例中键盘效果示意图；图3和图4为实施例效果示意图。具体实施方式本实施例在Android操作系统下实现了这一滑动输入法，用户的触摸数据包括触摸点的个数、位置、触摸时的压力均可以从Android系统的相关接口获得。具体运行输入法的设备搭载了Android6.0系统，屏幕的分辨率为1920*1080，屏幕的大小为5.2英寸。本实施例对Android操作系统默认的InputMethodService类以及KeyboardView类中的相应方法进行了重载，改变了输入法在用户的手指在屏幕上滑动时采取的行为，根据从系统接口得到的用户的触摸数据进行分析，通过上述的方法进行判断并触发相应的按键。在“拼音-汉字”转换的过程中则是使用了Mo本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于触摸屏的多人机交互要素优化输入方法，其特征在于，通过追踪用户在滑动过程中的轨迹并分析轨迹中的特点，判断用户的触发意图并据此动态调整各个按键的压力敏感度，同时根据触发意图调整虚拟键盘的外观以及轨迹判断的范围，从而实现优化输入。

【技术特征摘要】
1.一种基于触摸屏的多人机交互要素优化输入方法，其特征在于，通过追踪用户在滑动过程中的轨迹并分析轨迹中的特点，判断用户的触发意图并据此动态调整各个按键的压力敏感度，同时根据触发意图调整虚拟键盘的外观以及轨迹判断的范围，从而实现优化输入。2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的分析具体是指：周期性地对滑动轨迹进行采样，对于滑动过程中的第t个采样点(xt,yt)，即当前滑动的位置在屏幕上的横纵坐标，计算由(xt,yt)，(xt-1,yt-1)，(xt+1,yt+1)三个点所形成的三角形的外接圆的半径R作为判断触发意图的标准，其中：3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是，所述的分析，当滑动过程中有连续多个采样点落在某个按键的范围内而且其中的不止一个采样点的R值大于设定的阈值时，则当用户的手指滑动到某个按键区域内后，直到用户的手指离开这个按键区域，输入法最多触发这个按键一次，避免出现某个按键被多次触发的情况。4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是，所述的分析，将触摸压力引入滑动行为判断，即在用于判断用户意图的变量R中加入与用户触摸屏幕时压力的大小p相关的修正量，将用户触摸屏幕的压力以线性形式加入R中，得到优化判断变量R′＝R+α(p-q)，其中：α为对压力的影响程度进行调整的参数，q为设定的标准压力。5.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的压力敏感度，即按键触发的压...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵海，张倬胜，孟真，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31