[發明專利]一種用腦電波輸入漢字的虛擬鍵盤設計方案

無效

• 申請號: 201110269640.9
• 申請日: 2011-09-09
• 公開（公告）號: CN102339128A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發明（設計）人: 官金安;李梅;周到;謝鶯;陳亞光
• 申請（專利權）人: 中南民族大學
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G06F3/048
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本方案涉及一種全新的人機交互方式，采用腦-機接口技術實現用腦電波結合雙拼輸入方法進行漢字的錄入(無需手敲鍵盤或語音識別)，可以為癱瘓患者和其他嚴重運動機能喪失的人士提供一種與外界交流的方法。

背景技術

用腦電波控制計算機實現字符輸入所采用的是一種稱為腦-機接口的人機交互技術，該技術通過采集大腦思維活動中產生的電信號，然后對這些信號進行分析，判別出人的意圖，并將其轉換為命令來控制計算機等智能設備。腦-機接口按信號的產生方式可分為誘發和自發腦電兩種類型。誘發腦電BCI的誘發方式有視覺、聽覺、體感等多種方式。其中視覺誘發模式又有穩態、瞬態和事件相關電位等工作模式之分，特別適合構造虛擬鍵盤作為信息錄入接口。

目前，已有多種應用系統問世，主要分為兩大類應用：其一是直接用腦電波控制輪椅、家用電器等智能設備，其二是實現對計算機光標和鍵盤的控制。本發明屬于第二種應用，是基于視覺誘發事件相關電位(ERP)的腦-機接口，用來實現僅用腦電波而不用鍵盤和鼠標就能進行計算機中英文的輸入。

在字符錄入領域，最具代表性的是美國Farwell和Donchin等人在1988年提出的、利用腦電波中的P300成分構建一個36鍵的虛擬鍵盤，實現了26個英文字母和10個功能鍵的錄入[Electroencephalogr.Clin.Neurophysiol.，70：510-523，1988]。另外，還有一些采用穩態視覺誘發電位腦-機接口的字符錄入系統。

當前具有字符錄入功能的腦-機接口大多針對英文字母設計，多為美國Farwell和Donchin等人方案的改進。在中文的錄入方面，浙江大學報道了一個基于筆畫輸入的腦-機接口系統[電子學報，37(8)：1733-1738，2009]，其它漢字錄入系統未見報道。

發明內容

本發明是一種全新的漢字錄入方法，通過在電腦屏幕上構建一個虛擬的雙拼輸入鍵盤(即視覺刺激器)，使用者目視屏幕虛擬鍵盤上的某個按鈕，就能刺激人腦產生特定的腦電信號，對相應的腦電信號進行判別就能達到模擬漢字雙拼輸入的目的。是一種基于“模擬閱讀事件相關腦電位誘發模式”的腦-機接口技術。

本發明所采用的技術方案是：在電腦屏幕上構造一個由42(6行*7列)個按鈕組成的虛擬鍵盤，該鍵盤的每個鍵粒是由鍵名和一個小視窗組成的，每個鍵粒的上半部標注有代表該鍵名稱的字符，下半部是一個30*30像素的小視窗。第1行到第4行鍵粒的鍵名都是由兩部分組成，上半部字符是聲母，下半部字符是韻母。第5行的鍵名“1”、“2”、“3”、“4”、“5”、“←”、“→”，前五個數字代表漢字候選字的位置(該虛擬鍵盤在使用時，配套使用“搜狗/QQ拼音輸入法”，當然，其它任何一種雙拼輸入法均可，在這里，輸入法每頁候選詞數設為5個漢字)，鍵名“←”、“→”代表候選詞翻頁(前翻，后翻)。第6行的主要功能是實現對第1～5行的選擇，鍵名“(1)”、“(2)”、“(3)”、“(4)”、“(5)”分別代表虛擬鍵盤的第1行到第5行，鍵名“回車”、“刪除”代表回車，刪除操作。在用戶使用的過程中，每個雙拼符號的選擇需要兩步方能完成，第一步是對第6行某個按鈕進行選擇，來選中該雙拼符號所在的行，第二步對選中行中的目標符號進行選擇，如此周而復始。基于這樣的原理，雖然我們構造的界面上有42個待選項，但在實際操作中，在某一個時刻，我們都只用從某一行的7個待選項中選擇一個。

本方案的有益效果是，采用的這種兩相(Two?Phase)輸入法，減少了每次選擇的待選項數目，提高了腦電模式識別的準確率。相較于全拼輸入法，減少了每個漢字錄入時所需要的選擇次數，這對于每分鐘只能做幾次字符選擇的，速度還很慢的腦-機接口來說，錄入速度成倍增加，而錯誤的概率就減少了。此外，傳統的通過敲擊鍵盤的雙拼輸入法，由于打字時眼睛需要注視屏幕，且普通鍵盤沒有對韻母進行標注，需要記憶聲母和韻母的位置，而本發明的虛擬鍵盤則免除了這樣的煩惱。

附圖說明

圖1是本方案的結構流程圖。

圖2是本方案構造的界面。

圖3是本方案構造的第6行高亮顯示的界面。

圖4是本方案構造的第1行高亮顯示的界面。

圖5是本方案構造的第2行高亮顯示的界面。

圖6是采用本方案后輸入聲母“b”后輸入法的候選字狀態。

圖7是采用本方案后輸入聲母“b”和韻母“ai”后輸入法的候選字狀態。

具體實施方式