CN104081328A - 智能触摸屏键激活检测 - Google Patents

Abstract

实施例涉及检测触摸屏上的尝试空格键激活的系统和方法。这样的系统和方法允许触摸屏上输入的容错数据。该系统和方法可以自适应并且当接收到附加用户数据时更准确地逐步生长。

Description

智能触摸屏键激活检测

发明内容

根据各个实施例，公开了一种检测虚拟键的激活的计算机实现的方法。该方法可以包括通过计算设备确定在计算设备的触摸屏处检测到的拇指接触的位置，通过计算设备确定拇指接触的区域的大小，以及确定拇指接触的方向。该方法可以进一步包括将区域的大小、方向和位置与和在触摸屏处检测到的先前拇指和手指接触相关联的数据进行比较。该方法可以进一步包括基于比较来确定拇指接触构成给定的虚拟键的预期激活，以及响应于该确定，输出与给定的虚拟键相关联的字符的电子表示。

附图说明

合并在该说明书中并构成该说明书的一部分的附图图示了本教导的实施例，并与说明书一起用来解释本教导的原理。在图中：

图1是根据各个实施例的装置的示意图；

图2是根据各个实施例的触摸屏键盘布局的示意图；

图3是根据各个实施例的当触摸键入时人类用户的手指(digit)的接触的示意表示；以及

图4是根据各个实施例的方法的流程图。

具体实施方式

采用触摸屏的设备可以将空格键用作例如激活预测性词语完成的输入或确认按钮。因此，这样的触摸屏设备倾向于取决于空格键激活的绝对准确度(即使这样的需求不是由其他键组成)。然而，用于由预测性词语完成所驱动的绝对准确度的需要使得难以正确地解释遗漏被指定为空格键的触摸屏的区域的空格键激活尝试。因此，需要用于触摸屏设备的智能空格键激活检测。

实施例不限于空格键激活尝试检测。通常，采用触摸屏的设备易于使用所公开的实施例来检测任何特定键的激活尝试，其中，获得下述中的一个或两个：通常由特定手指或手的部位激活特定键，以及特定键位于触摸屏的特定区域中。如上所述的示例性的这样键是空格键。作为另一例子，用户可以使用手的指关节或其他部位激活输入键，以及输入键位于触摸屏的特定区域。因此，输入键能经受在此公开的技术的检验。在此公开的实施例不限于空格键和输入键。

针对空格键激活检测的各个实施例跟踪用于每一可能空格键激活的拇指信号。当拇指触摸倾向于对应于空格键激活时，拇指信号用来区分拇指接触和手指接触。(注意，在整个公开内容中，词“手指”仅指非拇指手指。)拇指信号可以包括三个分量中的任何一个或组合：触摸区域大小、触摸区域方向和触摸区域纹理。触摸区域大小测量触摸屏和手指之间的接触的区域的大小，其倾向于对于拇指比对于手指大。触摸区域方向考虑拇指触摸倾向于触摸区域的形状为椭圆形(oblong)的事实，而其他手指的触摸倾向于更圆。触摸区域纹理测量诸如皱摺(ridge)和接合缝的质量，所述质量在拇指和手指之间是不同的接合缝。

针对检测空格键激活尝试的各个实施例可以另外或作为替代来跟踪用于每一可能空格键激活的位置信号。位置信号用来利用时间上接近较高接触的统计上有效较低接触(即指定为键盘的触摸屏的部分的下部)倾向于是尝试的空格键激活。

针对检测空格键激活尝试的各个实施例使用拇指信号和位置信号中的任何一个或两者来确定可能的空格键激活是否应当被认为真正的空格键激活尝试。这样的实施例可以使用自适应学习技术来将可能的空格键激活的拇指信号和位置信号中的一个或两个与来自过去动作的这样信号进行比较。由此，这样的实施例使用自适应学习来区分空格键和其他键激活尝试。

现在，详细地参考在附图中图示的本教导的示例性实施例。只要可能，在整个附图中将使用相同的参考数字来指代相同或类似的部件。

图1是根据各个实施例的装置的示意图。装置102可以是任何计算设备，诸如但是不限于智能电话、个人数字助理(PDA)或平板电脑。装置102可以是便携式或固定装置。在图1中，装置102包括或通信地耦接到触摸屏104。可以以使得装置102的用户能与触摸屏104物理交互的方式来定位触摸屏104。

触摸屏104可以实现多种技术中的任何一种。通过非限定例子，触摸屏104可以是下述类型中的任何一种：电阻式、表面声波、电容式(例如表面电容、投射式电容、互电容或自电容)、红外、光学成像、色散信号技术或声脉冲识别。在图1中，触摸屏104通信地耦接到处理器106。作为非限定例子，处理器106可以是微处理器或微控制器。在图1中，处理器106能执行电子存储的程序指令并且通信地耦接到永久存储器108。作为非限定例子，永久存储器108可以包括硬驱动或闪存设备。

图2是根据各个实施例的触摸屏键盘布局202的示意图。具体地，图2描绘了QWERTY键盘布局，尽管实施例不限于此(例如，实施例可以包括DVORAK键盘布局、数字键盘布局或另一种键盘或键区布局)。如在图2中所示，键盘布局202包括用于上键204的部分和空格键206。(在整个公开内容中，“空格键”与“空格条”同义)。如在图2中所示，空格键206与上键204分开设置，使得空格键206几何上低于上键204。

作为非限定例子，触摸屏键盘布局202可以在图1的触摸屏104中实现。即，触摸屏键盘布局202可以显示在图1的触摸屏104上，以及通过图1的装置的处理器106，划分为键的区域可以具有与它们相关联的相应的键功能。

图3是根据各个实施例的当触摸键入时人类用户的手指的接触的示意表示。具体地，当触摸键入时，人类用户很可能使左手指尖接触302的位置相对高于左手拇指接触306。同样地，通常右手指尖接触304定位比右手拇指接触308相对高。每一指尖接触302、304通常占据比拇指接触少的区域。

每一手指和拇指接触302、304、306和308具有相关联的直径，其可以被定义为能包含在接触的外周中的最长线段的长度。图3将拇指接触306的直径图示为能相配于拇指接触306的外周的最长线段310。通常，拇指接触306、308的直径显著大于手指接触302、304的直径(指尖接触302、304通常比本身基本上更椭圆的拇指接触306、308明显更圆)。

每一手指和拇指接触302、304、306和308具有相关联的方向，其可以被定义为向上指向射线和直径线段之间的角度。注意，通过将角度测量限定到笛卡尔平面的第一和第四象限，方向可以定义为从0°至180°的范围，或可以通过将角度测量限定到笛卡尔平面的第一和第二象限，等效地定义为从-90°至+90°的范围。图3图示了拇指接触306的方向θ。更具体地说，图3将拇指接触306的方向描述为如在笛卡尔平面的第一象限中测量的、直径310和向上指向射线312之间的角度θ。通常，拇指接触306、308的方向一贯地不同于与手指接触302、304的方向。

每一接触302、304、306、308具有相关联的纹理。纹理包括诸如摩擦皱摺和接合折痕的存在、位置和方向的质量。作为非限定例子，可以使用高分辨率光学触摸屏来确定纹理。通常，拇指接触306、308的纹理一贯地不同于手指接触302、304的纹理。作为非限定例子，拇指接触306、308通常包括接合折痕，而手指接触302、304通常不包括接合折痕。

图4是根据各个实施例的方法的流程图。图4所示的方法可以使用例如参考图1所述的装置来实现。参考图4所述的方法可以是特定于用户的，因为不同的用户可以与不同的历史触摸屏接触数据和基于其的数学模型相关联。例如，用户的登录简档可以与这样的数据相关联，或捕获和存储这样的数据。实施例可以允许用户选择退出采集和存储这样的个性化数据。

在块400，采集和存储历史触摸屏接触数据。历史触摸屏接触数据可以包括关于多个手指和拇指接触的、表示接触面积大小、接触方向、接触纹理和接触相对位置的数据。作为非限定例子，在该块对其采集数据的接触的数量可以是10、20、30、40、50、75、100、150、200、250、500或1000。在下文中将参考块402至408论述用于检测和将检测的接触信息转换成表示接触面积大小、接触方向、接触纹理和接触相对位置的存储数值的具体技术。历史接触数据可以存储在例如图1的装置102的永久存储器108中。

历史接触数据中的每一数据可以与有关该数据是来自手指接触还是拇指接触的标识符相关联。例如，激活上键(图2的那些键204)的触摸屏接触可以与手指接触相关联，而激活空格键(图2的206)的触摸屏接触可以与拇指接触相关联。(对于校准阶段，可以仅考虑准确的激活接触，可以排除接近发生的事件(near misses))。由此，多个触摸屏接触中的每一个可以与手指接触或拇指接触以及所存储的相关数据相关联。

可以在正常用户交互期间或在专用校准阶段期间采集历史触摸屏接触数据。专用校准阶段(如果使用的话)可以包括向用户显示请求用户键入某个预选择的文本(例如“the quick brown fox jumped over thelazy dog”)的消息。替代地，或附加地，校准阶段可以请求用户键入随机字符或其他文本。

块402-414涉及检测和评估单个触摸屏接触是否应当被解释为空格键激活。在下文中，这样的单个触摸屏接触被称为“可能空格键接触”。

在块402，检测可能空格键接触的接触面积大小。可以由电容和其他类型的触摸屏自动地报告接触面积大小。替代地，或另外地，可以通过例如计算接触区域的直径、计算垂直于直径的、在接触区域内的线段的长度、然后基于椭圆的长轴和短轴将公式用于椭圆的区域，来确定接触面积大小。即，如果M是直径，以及m是垂直容纳的线段的长度，那么作为非限定例子，可以将接触面积A计算为A＝1/4πMN。

在块404，确定接触区域方向。这可以通过例如首先确定直径、然后确定直径和向上指向射线(例如图3的310和312)之间的相对角度来执行。可以通过首先确定接触区域的周长、然后拟合最长容纳的线段来确定直径。只要确定直径，然后可以计算方向。

在块406，确定接触纹理。接触纹理信息可以可选地包括接合折痕和/或一个或多个摩擦皱摺是否存在于触摸屏接触中以及存在何处，及其任何附加特性。可以采用本领域技术人员公知的生物自动指纹分析技术来将所检测的几何纹理数据转换成数值量，以便存储。

在块408，检测触摸屏接触的相对位置。该数据可以包括相对于x和y轴的固定集合的在触摸屏本身上的绝对位置。在一些实施例中，可以确定和记录接触的质心。

在块410，将表示所检测的触摸屏接触的参数与所存储的历史触摸屏接触数据进行比较。可以采用若干不同的技术来执行该比较，如紧接在下面所述。

块410的比较可以包括或依赖于一个或多个数学模型的生成。通常，对于两群体(population)中的每一个：空格键接触和上键接触，包括在所存储的历史触摸屏接触数据中的每一接触面积大小、接触方向、接触纹理和接触相对位置可以分别看成是正常分布的。因此，可以对于每一参数(接触面积大小、接触方向、接触纹理和接触相对位置)为每一群体指定(空格键接触和上键接触)统计模型(例如，正态概率分布函数)可以专用于。可以基于在块400采集的历史数据，生成这样的模型。常见的贝叶斯统计，特别是最大可能性估算(MLE)，可以用来形成和测试这些模型。由此，每一参数和每一群体可以与概率分布相关联。MLE可以通过部分地计算用于每一群体(空格键接触和上键接触)和用于每一参数(接触面积大小、接触方向、接触纹理和接触相对位置)的方差和平均值来产生模型。如本领域的技术人员所公知的，可以通过给定方差和平均值，确定正态概率分布函数。

在块410，将用于可能空格键接触的参数与由数学模型预测的参数进行比较。通常，对可能空格键接触的每一参数，可以确定有关它是否是空格键接触群体的成员的概率，以及可以生成有关它是否是上键接触群体的成员的相关概率。由此，一个、两个、三个或四个概率(取决于所使用的来自接触面积大小、接触方向、接触纹理和接触相对位置中的参数的数量)可以与可能空格键接触相关联。在此将这些称为用于相应群体的“参数概率”。

对每一群体，可以将用于可能空格键接触的参数概率组合成有关可能空格键接触是否在该群体中的单个总分值。通过例如对用于可能空格键接触的空格键接触参数概率求和，可以获得用于可能空格键接触处于空格键接触群体中的总分值。类似地，可以通过例如对用于可能空格键接触的上键接触参数概率求和，获得用于可能空格键接触处于上键接触群体中的总分值。用于结合参数概率来获得用于空格键对上键接触的总分值的其他技术是可能的(例如，算术或几何平均值)。在一些实施例中，可以生成表示属于群体(空格键接触或上键接触)中的一个的概率的单个总分值。

在块412，基于块410计算的总概率，可以将可能空格键接触分类为属于空格键接触群体或上键接触群体。例如，如果用于可能空格键接触处于空格键接触群体中的总分值超出用于可能空格键接触处于上键接触群体中的总分值，那么块412处的确定可以是可能空格键接触表示真实空格键接触尝试。同样地，如果用于可能空格键接触处于上键接触群体中的总分值超出用于可能空格键接触处于空格键接触群体中的总分值，那么块412可以确定可能空格键接触不表示空格键接触尝试。

对计算表示属于群体(空格键接触或上键接触)中的一个的概率的单个总分值的实施例，块412的确定可以包括有关单个总分值是否大于或小于50％的确定。块412的确定可以基于单个概率。

在块414，如果块412的确定指示真实的空格键接触尝试，则输出空格键字符。该输出可以对键盘缓冲器、或直接对在可能空格键激活时通信地耦接到触摸屏的应用做出。如果在块412确定非真实的空格键尝试，实施例可以不输出任何内容，或可以输出由最近非空格键表示的字符。

注意，即使接触错过指定为空格键的触摸屏的部分，也可以将可能空格键接触认为实际的空格键接触尝试，只要如上所述，可能空格键接触与其类似于上键接触群体相比概率上更类似于空格键接触群体。

注意，块412做出的确定可以与来自可能空格键激活的其他参数、以及添加到在块400采集的历史数据的结果数据结合。用这种方式，实施例可以从重复的触摸屏交互自适应地学习。如果用户随后删除块414输出的字符，实施例可以更改结果数据来反映由用户随后键入的字符。例如，如果实施例在块414输出空格字符，以及如果用户随后删除该空格字符并且用非空格字符替代它，那么可以将与可能空格键接触有关采集的数据分类成非空格键接触，以与参考块400所述的历史触摸屏数据一起存储。同样地，如果在块414输出非空格键字符，然后由用户删除并且用空格字符代替，那么可以将相关联的数据存储为空格键接触群体中。

尽管本公开有时论述对其检测激活尝试的虚拟键是空格键的实施例，但一些实施例并不限于此。具体地，实施例可以涉及用来由拇指(与手指相对)接触、或与几乎所有剩余键相比几何上位于虚拟键盘更下部的任何虚拟键。

上述描述是示例性的，本领域的技术人员可以想到构造和实现的变化。描述为单个或集成的其他资源在实施例中可以是复数或分布式的，以及描述为多个或分布式的资源在实施例中可以被组合。因此，本教导的范围意图仅由所附权利要求限制。

Claims (25)

1.一种检测虚拟键的激活的计算机实现的方法，包括：

由计算设备确定在所述计算设备的触摸屏处检测到的拇指接触的位置；

由所述计算设备确定所述拇指接触的区域的大小；

确定所述拇指接触的方向；

将所述区域的大小、所述方向和所述位置与和在所述触摸屏处检测到的先前接触相关联的数据进行比较；

基于所述比较，确定所述拇指接触构成给定的虚拟键的预期激活；以及

响应于所述确定，在可操作地耦接到所述计算设备的显示器处输出与所述给定的虚拟键相关联的字符的电子表示。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述给定的虚拟键是空格键。

3.如权利要求1所述的方法，进一步包括检测所述触摸屏上的拇指接触的纹理，其中，所述比较进一步包括将所述纹理与历史数据进行比较。

4.如权利要求3所述的方法，其中，检测所述触摸屏上的拇指接触的纹理包括检测与所述拇指接触相关联的指纹皱摺。

5.如权利要求1所述的方法，其中，所述输出包括将空格字符输出到键盘缓冲器。

6.如权利要求1所述的方法，其中，所述输出包括将空格字符输出到应用。

7.如权利要求1所述的方法，其中，检测方向包括检测所述触摸屏上的所述拇指接触的最大直径。

8.如权利要求7所述的方法，其中，检测方向包括确定包括所述最大直径的线段的方向。

9.如权利要求1所述的方法，其中，在所述触摸屏处检测到的拇指接触并不是在与所述虚拟空格键相关联的触摸屏的区域处检测到的。

10.如权利要求1所述的方法，其中，检测区域的大小包括确定拇指接触的质心和在所述触摸屏处检测到的拇指接触的半径。

11.如权利要求1所述的方法，进一步包括向所述区域的大小、方向和位置中的每一个分配可能性分值。

12.如权利要求1所述的方法，其中，所述比较包括使用贝叶斯统计进行比较。

13.如权利要求1所述的方法，其中，所述比较包括使用最大可能性测试。

14.一种用于检测虚拟键的激活的系统，包括：

触摸屏，所述触摸屏被配置成显示键盘的表示；以及

计算设备，所述计算设备通信地耦接到所述触摸屏，其中，所述计算设备被配置成：

至少部分基于1)在所述触摸屏处检测到的拇指接触区域的位置、大小和方向，以及2)与在所述触摸屏处检测到的先前接触相关联的数据，来计算信息；

基于所述信息，确定所述拇指接触构成所述虚拟键的预期激活；以及

在所述触摸屏上显示与所述虚拟键相关联的字符的电子表示。

15.如权利要求14所述的系统，其中，所述虚拟键是下述中的一个：

空格键；以及

输入键。

16.如权利要求14所述的系统，其中，所述计算设备被进一步配置成检测下述中的一个：

在所述触摸屏检测处到的拇指接触区域的纹理；以及

在所述触摸屏处检测到的拇指接触区域的指纹皱摺。

17.如权利要求14所述的系统，其中，所述计算设备被进一步配置成将所述字符的所述电子表示输出到键盘缓冲器。

18.如权利要求14所述的系统，其中，所述计算设备被进一步配置成检测在所述触摸屏处检测到的拇指接触区域的最大直径。

19.如权利要求18所述的系统，其中，所述计算设备被进一步配置成检测包括在所述触摸屏上的拇指接触区域的最大直径的线段的方向。

20.如权利要求14所述的系统，其中，所述拇指接触区域不包括所述触摸屏的与虚拟空格键相关联的一部分。

21.如权利要求14所述的系统，其中，所述计算设备被进一步配置成检测在所述触摸屏处检测到的拇指接触区域的质心和半径。

22.如权利要求14所述的系统，其中，所述计算设备被进一步配置成向所述区域的大小、所述方向和所述位置中的每一个分配可能性分值。

23.如权利要求14所述的系统，其中，所述信息包括使用贝叶斯统计计算的概率。

24.如权利要求14所述的系统，其中，所述信息包括最大可能性测试的输出。

25.一种处理器可读介质，存储表示当由所述处理器执行时使处理器实现下述步骤的指令的代码：

确定在计算设备的触摸屏处检测到的拇指接触的位置；

确定所述拇指接触的区域的大小；

确定所述拇指接触的方向；

至少部分基于所述区域的所述大小、所述方向和所述位置与和在所述触摸屏处检测到的一个或多个先前接触相关联的数据的比较，来计算比较信息；

基于所述比较信息，确定所述拇指接触构成给定的虚拟键的预期激活；以及

发送被配置成使可操作地耦接到所述计算设备的显示器输出与所述给定的虚拟键相关联的字符的电子表示的信号。