CN1335965A - 改进多次敲击文字输入的设备及方法 - Google Patents

Abstract

标准电话机按键板(100)之文字输入标准,例如家用电话机,手提电话机,传真机都是使用多重按键法也就是当数个与输入装置(5000)相关的键钮在经由在此输入装置(5000)按下数次而达到将所需之字母排列在所需之位置时来选出。一般来说,以标准英文字母排列顺序为例,我们需要按下键钮许多次才能得到所需之字母。这项发明则透过使用前缀信息来多元化的纪录这样的选择程序,因此能够降低平均所需之按键次数。

Description

改进多次敲击文字输入的设备及方法

此发明是有关通过敲击键盘进行文字输入技术，键盘上的一组符号可分别与每组多重输入法有联系的。更详细的来说，它是和改进后之多次按键文字输入在通讯设备的使用相关，而这种设备中使用于符号输入的输入法数量比潜在输入符号的数量要小，就像一般的电话机的键盘一样。

在一般电话机上，与每组键纽相连的字按字母表顺序排列着。上面写着2的键纽同时也代表字母a，b和c；上面写着3的键纽同时也代表字母d，e和f。一部被设计用来使用多种语言的手提电话机，根据各种语言的不同一个键纽将代表一组相应的字母或重音符号。比如，一部使用法语的电话机，上面写着2的键纽不但代表a，b和c，而且也代表à，á和

。操作这种电话机的常用方法是按顺序在键纽上按一定的次数。比如，假如在前面我们举例的法语电话机上字母的顺序是a，b，c，à，á， 那幺用户就要在键纽上按六次才能得到字母 因此称为多次敲击文字输入法。这种方法的好处在于容易学，可按逻辑推敲，而且只需要复杂性最小的硬件和软件。正是这些优点使这一方法得到了广泛的接收度。然而这种方法也存在一个缺陷，那就是需要平均按一个键纽一次以上，才能打出大部分的文字，为了打出有些字，有时要按很多次。越来越多的用户感到这种过多的按纽次数执行起来很繁琐，为此任何一种能够减少按纽次数的改进都将意义重大。而在此我们所要介绍的正是这样一种发明，它保留了前面所提的常用方法的好学和所须硬件和软化复杂性最小的特点。虽然它的预见功能略小于常用方法，但它大大减少按键次数却是足以弥补的。这一发明大体上适用于那些字母符号有一定顺序的语言，也就是说所有能书写的文字，包括计算机语言和最具有综合性的人造语言，比如说世界语和克林贡语(Klingon)。

该发明最本质的一点是每一个输入信号可打出文字的顺序，可由用户自己选择安排。这一顺序是通过对语言的符号或符号系列的可能性分析制定的。事实上，任何一个程序所可能使用的资料的主次程度是不同的，掌握这一点可以使对一个顺序可能性的估计更加准确。

为减少按键的次数，传统方法是使用单字或一组字的预先文字输入，比如美国注册的US5818437号专利发明，或美国的60/111,665号的临时专利申请。该方法不可避免地带来一种不稳定的文字展示：当键纽被按下而应该打出想要的字时，这字常会不完整或不正确。这种情况出现时，一个字被选出用来作临时的展示，等待以后的操作中利用按键的次数来纠正这一临时展示出的文字。这样就会影响用户的操作而背离了广为人知的多次按键法之宗旨。为了保持多次按键法文字展示的稳定性，我们的新发明将避免先前按键的结果因下一按键所得的信息而使其符号展示有所改变。

此发明的首要宗旨之一就是要减少在使用多次按键来输入符号时所需按键的平均次数，也包括使其具体化的仪器和设备。

此发明更进一步之目的是在于提供一种可适用于所有能书写的语言一种方法和仪器。

另外此发明力图提供一个稳定的文字展示，也就是说文字一但被展示出来就不会改变，除非用户输入要求改变的指令。

此发明在减少使用多次按纽输入符号的按纽次数的总宗旨要求下，按主次程度来排列所有可能的信息，使资料的储存量和利用率达到最合理的程度，从而使这一方法及其仪器的信息储存短小精悍，取得像智能卡一样的功能。

此发明的另一个特点是将信息按各自独立的顺序合理地排列出来，从而减少为打出每一个字母符号所需要的平均按键时间。

此发明的另一个目的是提出一个不同位置排列方法来储存信息顺序的资料，以此来降低所需之资料信息的储存量。

此发明的另一个目的是提出一个根据主次关系排列资料的方法来储存信息顺序的资料，从而更进一步降低所需之资料信息的储存量。

此发明的另一目的是在顺序储存数据库中提供一个可供完善使用的指定资料储存量。

另一目的是将目前经过改善的多次按键文字输入法与不定代号法有机地结合起来。

另一目的是在顺序上为高层次的字母符号提供一个辅助性的输入方法，从而可以根据需要来合理安排传统作法中的信息或文字词尾的输入方法。

其它更进一步的发明目的我们将会在下面的章节中逐个作详细的说明和介绍。

图像的简要说明

下面将按顺序对各图像作具体说明：

图1：电话机图标，展示每个键纽的号码和通常所含的字母和数字符等符号。

图2：为此项发明而用的组织系统图表。

图3：发明的总体情况。

图4：举例说明在传统方法中为打出一个句子需要使用过多次数的按键及新发明改善此问题的两种方法。

图5：图表显示一般英文单字的储存库量，根据独立位置和不独立位置的不同以及1至4组词汇所需的平均按纽次数。

图6：与图5相同，举例列出其它几种语言的字母，其中包括罗马字母表。

图7：信息位置不独立时在传统方法与新发明作法所需的不同的按纽次数。

图8：信息储存量最佳设计组织系统图表

图9：为使用最佳储存量而设置信息数据库的秩序组织系统图表。

图10：在图3的基础上加上一个辅助输入法，输入按顺序排列的高层字母符号。

图11：在图10的基础上加上一个预测性的文字输入法，设置辅助输入法与预测性文字输入法配合使用。

我们知道在每个语言的一句话里，每个字母出现的次数是不同。比如在前面这个句子原文里，字母“e”出现了11次，而“z”一次也没有出现。同样一由两个或三个字组成的词组出现的次数也是不同的。另外，一个字母出现次数的多少可能取决它前面的字母。比如，在英语中如果一个字里先出现了“q”，那幺接下来就很可能出现“u”，而不是“v”或“t”，尽管“t”出现的一般频率比“v”或“u”高得多。这一特征可以被用来改进传统多次按纽文字输入法，方法如下：在传统方法中，按一下按纽“8”可以打出“t”，按两下打出“u”，按三下打出“v”，这就是按纽“8”所包含的字母和它们的先后顺序安排。

而在新发明的方法中，当使用两个或更多的可能性信息时，一旦“q”在所选择的单字中出现以后，紧接着出现的就会是“u”，而不是“t”或“u”。通过这一改进，原来在传统方法中要按两次按键才能打出的“u”，在新发明里一次按键就可以打出。

这一发现构成了新发明的本质所在。另一个重要发现是字母的相对出现率也可能取决于其在单字中所在的位置。比如在英语中，“a”的使用率一般大于“b”的使用率，但同时以“b”打头的字的数量却大于以“a”打头的字。所以在新发明的方法里，在大部分文字设定是“a”被排在“b”的前面；在设置字的的第一个字母中，“b”就被排在“a”的前面，从而减少打出文字所需平均按纽次数。这里值得注意的是，对于一个技术熟练的人来说，“按纽的平均次数”这一概念将会被另外一个方便的统计概念所代替，说成“按纽次数的中间值”，但这并不改变新方法本职的特征。所以，通过这一具体说明，我们可以把按纽次数的平均数或预计数称作按纽次数的平均数或预计数，也可以用其它适当的统计方面的称呼。

要设置一个可能使用的信息储存来预测用户接下来要输入哪个字母，并以此减少所需之按键次数，就可能要储存大量词汇群和其可能出现率。然而为使这些字母的秩序达到最完善的排列又有大量的次序位置上的连续性需纳入考量。我们已经注意到，在一般情况下“a”的出现率比“b”要高，而考虑到字打头的字母时，“b”的出现率反而比“a”要高。解决这一问题的一个简单的途径就是在“b”的本位上来设定“a”的位置，这却会使此简单的信息储存法流于不必要。既然字母的顺序与字母根据字的结构而定的顺序大体上是相似的，也就是说存在相当数量的字母位置将会交叉不断出现，这就要采取其它的途径来储存和排列信息。与其对每一个字母位置进行排列，不如设定出一个最初级的字母位置，然后在它的基础上根据需要调整使用。这样就可以减少所需之信息储存量。如果还需要进一步减少储存量，我们可以通过限制信息变化之储存量，只选择那些最重要之信息变化即可。而这些变化的重要性则要用它们如何影响到文字输入时之按键的平均次数来衡量。

最后一点观察与前面所提到的字母位置的连续性相似，是有关词汇大储存可被视为对小储存的修改。也就是说，鉴于“t”在一般情况下出现的次数比“u”要多，而被排在“u”的前面来避免过多的按纽平均次数；但在某些情况下，比如在“q”出现时接下来很可能就会出现“u”而不是“t”。所以与其将“u”绝对地在“t”的本位上设定其位置，不如进行选择性储存，也就是说将“u”在特殊情况下会比“t”先出现这一信息储存起来。一般情况和特殊情况的比例关系，合理地将特殊情况所许信息储存起来，可以达到减少按纽次数的目的。就其操作规程我们称之为“等级差异”，并将在下一章进行详细说明。

图1是一部100型101个字母的键纽盘示意图。按键1上没有标字母，而按键2至按纽9上按字母表顺序各标有三到四个字母。在传统多次按键文字输入法中，要想打出“car”这个字时，就要在按键2先上按三下打出“c”，然后再按一下按键2打出“a”，最后在按键7上按三下打出“r”。也就是说，在打出“car”这个字的过程中要按键七次，比一般常用打字机多打四次。在电话机键盘上按键的次数多于在打字机上的敲键次数，我们称为是多余的按键次数，而新发明的宗旨就是要缩小或删除这些多余的按键次数。

通过以上例子可以看到，当要想在电话机上打出“car”，如果我们把需要按两次的按键2中a，b，c的顺序改为c，a，r；再把按键7中p，q，r，s的顺序改为r，s，p，q，这样就只需比打字机多打一次，而不是按传统方法那样多打四次了。也就是说，重新排列按纽中字母的顺序就可以减少按键的次数。如果字母的顺序根据想要被打出的文字的需要不断变换顺序，那幺按键的次数就会大大地缩小。比如，当开始按键的时候，按纽2中字母的顺序是c，a，b，当c被打出以后，顺序又变回a，b，c；同样，按键7的顺序开始的时候就是r，s，p，q，这样打“car”这各单字时就不会出现多余的按键次数了。如果我们能使按键中字母的顺序不断变换，使用户每一次按键就能按出所要的字母，那幺多余按键次数的现象就永远不会出现。

当然这一理想的情况在实际中是不能完全实现的，但是此项发明了这种新方法和仪器来接近这一理想境界。这一发明需要设定按键中的字母在不同情况下以不同顺序出现，从而使预计要按的次数尽可能的缩小，而我们发明的仪器就是达到这一目的的手段。

图2就是有关如何使用这一仪器的图标。开始操作时，用户是在第1000步骤上，这时他先根据自己想要打出的字输入字母或符号。在第1001步骤上仪器就会根据用户的信息输入，也就是按已输入的字母来提供字母排列的顺序。到了第1003步骤的时候，仪器就会通过视觉或听觉展示或念出所选择出字母顺序中的第一个字母，让用户来决定这个字母是否是他所需要(步骤1005)。如果是他所需要的，那幺该字母就会在第1007步骤上被输出；如果不是，用户就应按出下一字母重新选择(步骤1009)。在传统多次按键文字输入法中，这里1009步骤上按出下一个字母的方法与前面步骤1000输入字母或符号的方法相同。而在我们新发明里所倡导的方法中，第1009步骤的操作有能与第1000的操作一样，但更适宜的是我们专门为此设计的辅助输入法，本文下面将对此作更详细说明。

第1005步骤和第1009步骤将不停地交错运行直到出现用户所需要的字母。

我们现在看图3。我们先从总体上来分析此项发明的一些基本特性。字母或符号是由5000多样性步骤来进行输入，一般是通过用户用手指在键纽敲击来进行操作，然而输入也可以已许多不同形式进行，比如嗓音鉴别或呼吸速度鉴别的方式等等。信号通过输入行为被传入第5001这一顺序选择步骤上，它根据刚收到的输入行为，或更准确地说，刚被存入的史料来决定字母的展示顺序。  当这些史料被具体化后就被存入到记忆情况5003步骤上。字母顺序选择部门再根据刚收到信息的输入行为，也就是说已变成史料的信息的输入行为在信息顺序数据库5002上依照实际状况选出一个适当的字母顺序排列，也就是说，现阶段的信息输入代表着有效操纵行为，更理想的则是已变成史料的信息的输入代表着一连串有效操纵行为。被选定的字母顺序排列被传送到5004这一字母展示顺序连接器，它再一方面根据与钢材输入行为有关的信号，另一方面根据从5001顺序选择器中选中的字母输出顺序，来为5005有效地提供应展示的字母或符号。最常见的展示方法是视觉，但也可以是听觉上的，比如声音传送使用户听到字母的发音，或触觉式，比如通过震动将信号传送给操作者等。

前缀和位置：为了这一揭示的目的，一个信号的前缀是指紧连在要打出信号前面的信号。在讲解这一发现中，信号和字母作为术语是相通的。比如在“car”字中，字母“r”的单一前缀是“a”，字母“r”的双前缀是“ca”，而在句子中字母“r”前面的三位字母是“_ca”，这里“_”是指一个空格或其它标点符号。这里用的术语位置是指所要符号前面的符号数，包括前面最后一个标点符号。这就使我们知道在“car”这个字中“r”的位置是3。

我们知道输入有关的最理想的符号排列就是将被输入的符号之前缀和符号位置的功能。因此，从本质上说，我们这一新发明就是针对如何利用符号前缀并配合符号位置，根据输入信息来选定符号的排列顺序。

前缀为基础选择符号排列顺序：为了简化说明过程，让我们假设某种语言有abaa，cca和cac这样三个字，它们出现的可能性分别为0.1 0.3和0.6，并都能在普通电话机上的键纽2打出来。如果使用a，b，c这些一般性之字母顺序要打出这三个字所产生的多余按纽次数分别为1次，4次和4次。因此每一个字母被预计产生的多余按纽次数是(0.1*1+0.3*4+0.6*4)＝1.23。为了减少这些多余的按扭次数我们可以选择c，a，b这一字母排列顺序，  因为这里“c”是作为字头出现率最高的，“a”其次，而“b”则没有作为字头出现。同样的，在第二位置上，我们发现“a”的出现可能性最大，“c”其次，“b”最小，所以对于在第二位置上最理想的字母顺序还应是c，a，b。最后在第三位置上我们还是应再一次选择c，a，b的顺序，因为这里“c”出现最多次，而“b”一次也不会出现在第三位置上的情况。这样通过将字母顺序选择为c，a，b，预计的多余按键次数被大大地缩小为(0.1*4+0.3*1+0.6*1)＝0.433。

但通过利用前缀功能我们还可以做得更好。比如在ab，ba，cc，ca和ac这组由两个字母组成的系列中，它们出现的可能性分别为0.05，0.05，0.15，0.45和0.3，先不考虑前缀出现的位置。那幺“a”在某个位置出现以后，“a”再出现的可能性就是零。“b”再出现的可能性是0.05/(0.05+0.3)＝0.14。“c”再出现的可能性是0.3/0.35＝0.86。我们可以选择c，b，a作为在“a”出现以后减低多余按键次数的字母顺序。同样的，在“b”出现以后，我们则可以选择a，b，c或a，c，b的字母顺序；而在“c”出现以后我们可以选择a，c，b的字母顺序。现在我们在考虑了单一字母和前缀这两个功能以后再来打出“cca”这个字。在第一位上，因为没有前缀字母我们就用原始的顺序c，a，b，输入“c”以后我们选择a，c，b的顺序，输入下一个“c”以后我们选择a，b，c的顺序，这样在该字的输入过程中只产生了一个多余的按键次数。如果我们再用同样的方法来计算按键次数，此种语言之预估多余按键的次数是0.17。

前缀和位置信息的混合使用：在前面的举例中，我们选择的字母顺序是根据前缀信息而不考虑位置问题。然而如果我们再仔细观察这些字，我们就会发现，当“a”作为字头出现以后，“b”就成为在位置二上的第一选择，因为“a”只在“aba”字中作为字头出现。但是当“a”在位置二上出现以后，那幺“c”就变成了下一个字母的第一选择，因为“a”只在“cac”字里以位置二出现。在这种情况下，字母顺序的选择不仅要根据前缀而且还要根据其出现的位置来决定。这时我们就会发现我们输入aba字时只需多按一次，在输入cca字时也只需多按一次，在输入cac字时则不需要多按，这样文字输入的预计多余按键次数为(1*0.1+1*0.3)/3＝0.13。可以看出这一预计多余按键次数比传统方法减少了近十分之一。

显而易见，一位熟练操作者通过对以上知识的学习，就能利用不止一个字的前缀功能，而是整个一种语言，不论这种语言的字有多少，不论这些字的字母和符号有多多，分多少节。

句子举例说明：图4a就是有关这一新方法的举例说明。图4a中每个字母的下面标有一个数字表明它所需的多余按键次数。为求一致，空百的地方则用来代表无多余按纽次数。同样的，在图4b中说明同一个句子作为一整节在采用了前缀位置功能后的字母顺序排列；图4c中说明同一个句子分四节在采用了前缀位置功能后的字母顺序排列。为了计算按键的多余次数，我们使用一个英文文字可能性统计标准线。只要是用来设定字母顺序的统计标准线足够代表那种语言，其结果总是同标准线相似的。显然，字母前缀功能的利用越频繁，多余的按键的次数就越减少。

多余的按键的次数对前缀及所在位置的依赖性：我们已为我们发明的压缩信息储存技术在此正式提出了专利申请，为了能够更好地认识它的原理，研究一下前缀的数量及其所在位置对按纽预计次数的作用是必要的。我们已经知道前缀功能的利用率越高，我们所发明的这一新方法对传统多次按键文字输入法的改进程度就越大。然而，当前缀不断加长时，它所需要的库存量也会戏剧性地增大，这样如何设置一个高效率的储存就更加重要。

在图5中我们可以看到文字前缀的大小与及其所在位置同预计按纽次数的关系。横线上的轴心0代表传统多次按键输入法中前缀功能的利用情况，而横线上的1至4代表改进后的新方法中前缀的利用情况。竖线上的数字表示预计的按键次数。这一图表是通过查阅英文词典，研究了每个字的可能性以后绘出的。曲线200标明前缀及其所在位置功能被利用以后所需的按键次数，曲线201标明在只利用前缀而不考虑其所在位置的情况下所需的按键次数。可以看出，不论利用前缀位置与否，当前缀的长度不断扩大时，所需的按键次数都会跟着迅速缩小。但是无论前缀长度如何增大都无法完全的补偿不考虑前缀位置的后果。在前缀长度增大的情况下，代表有前缀位置因素的202渐进线和代表无前缀位置因素的渐进线203会不断接近，而有前缀位置因素的渐进线高于无前缀位置的渐进线。然而，这一切也清楚地标明，利用前缀长度的增长-至少多于3或4个字母-所得的效率远远高于利用前缀位置所得的效率。在图6中我们看到通过利用前缀的长度来减少预估按键次数这一原理不仅仅适用于英文。同图5一样，这里曲线200代表无前缀位置因素情况，与它相对应的是根据其它的罗马和日耳曼语言信息资料所得204这一系列曲线。虽然这一系列曲线依循大致相同的轨迹，但由于其它语言在书写上是以多于英文的符号写成的，  因有重音符号的关系，数量越多图中代表它的曲线相对曲线200的位置就越高。这一原理适用于所有人类自然语言。

图7是展示新发明比传统多次按键文字输入法优秀的另一图表。这里曲线300代表传统多次按键文字输入法中使用文字的位置输入而产生的按键多余次数曲线301代表新方法利用前缀长度为4和不独立位置的原理而产生的多余按键次数。可以看到，随着字位置的改变，当使用新方法而产生的按键多余次数迅速下降的同时，使用传统方法而产生的按键多余次数却在相当程度上保持不变，甚至有所加大。在使用新方法时，大多数按键多余次数是在输入字的第一个字母时造成的。当第一个字母被输入以后，前缀功能开始运转，将下一个所需的字母以相当可靠程度排列在第一位。

最佳储存方法

为了理解这一最佳储存方法，我们暂且把它比作一个地形图，上面有像湖水一样大面积的平坦地带，也有连绵起伏的山脉。你的任务就是要用直径和厚度不同的圆盘把这地形图做成一个精确的模具，而要达到这一目的，你不仅要做好一个精确的模具，而且还要使用最少量的圆盘。你可以用少量而规模较大的圆盘来勾画地势变化缓慢的区域，但在地势变化迅速的区域你就要使用大量的小规模的圆盘来达到测量变化的目的。如果你只被规定使用一定数量的圆盘来制作这个模具，你就要精心选择圆盘而尽量完善地做出高质量的模具。

现在我们可以把前缀和位置比作圆盘的厚度和宽度。圆盘越大，前缀部分就越小。你可以把前缀部分想象成地形图上给出的一个应被遮盖着的地方，这一地方面积越小，用来注明它的地址就必须越长越详细。最后，我们把地形图中的地形比作由前缀及在一各单字中的位置而产生的多余按纽次数的变化情况。

习惯的作法是将互换系列指定为四重关系：键纽，前缀，位置和互换。互换系列的意思是：如果键纽被按下去，当前缀占据了字的某个位置，这时就会向操作者展示出由置换提供的符号。这样，字母顺序储存就是对置换系列的收集。

利用字母顺序储存信息来控制向操作者展示的符号时，我们需要一个配合功能：状况与置换系列的配合，由它来决定某个置换系列是否适用于目前的状况。这里的“状况”包括在文字输入的某个时刻被按下的键纽所打出的前缀，包括键纽被按下后，所打出的字母在字中的位置，还包括刚刚被按下去的键纽本身，也就是说，“状况”是一个没有具体置换的置换系列。

我们还需要一个对比功能：置换系列1与置换系列2的对比，用来对比哪一个系列更适用于此刻的状况。

图8向我们讲解配合功能和对比功能的使用方法。在第一步3000上以及数据库中的每个置换系列，配合功能首先要决定此刻被打出的前缀符合输入置换系列，此刻的位置是否与置换系列的位置兼容，及置换系列所具有的键纽是否与刚被按下的键纽相同。如何确定是否为同一键纽这一问题是很清楚的，而就位置问题，置换系列位置长度一定要小于或等于此刻的位置，最后，就前缀因素而言，此刻状况下的前缀必须能够容纳置换系列里的前缀。是否容纳是通过对置换系列里的前缀和此刻的前缀一个字母一个字母进行比较而确定的，从刚被打出的字母开始，从后向前推进。比如，此刻的前缀为_ga，那幺置换系列可以用前缀a或前缀ga来配合此刻的前缀，而任何其它的前缀，比如fga都不可与此刻的前缀组合，除非那些可以与任何前缀配合的无效的前缀。

在完成3000上的第一步骤以后，所有置换系列都已被作为组合因素确定是否能与此刻的状况配合。在3001上那些被指定的置换系列通过对比功能进行对比。

对于信息储存的建立，我们将来还会讨论一个问题，就是对位置的估价应该高与对前缀的估价，还是对前缀的估价要高于对位置的估价的问题。这里为了不中断我们的分析，我们暂且假定对位置的估价高于对前缀的估价。那幺，以任两个置换系列为例，如置换系列1和置换系列2，进行了对比以后，如果置换系列1与此刻的状况更接近的话，对比功能就会将它送回；如果情况相反，就会把置换系列2送回。被送回的置换系列将被放在比其它系列更前面的地方。如果置换系列1与置换系列相同，对比功能将把前缀最长的置换系列送回。

当所有可配合的置换系列都通过对比功能进行了比较而被收入储存以后，就产生了一个最高估价出来的置换系列。在步骤3002上，这一置换系列中的置换就被执行将符号来向操作者展示出来。

字母顺序储存的建立

图9将说明最佳字母顺序储存的建立方法。在建立顺序储存第一步4000上，先从字典里的词汇和它们的可能性收集成一个文字储存，再建立一切可能的置换系列。置换系列的可能性是指在某个操作时刻被用来与此刻状况进行配合的可能性。这一可能性将被用来提供对置换系列的估价标准。所有可能的置换系列包括所有对键纽，前缀(包括无效前缀)和字典中字母的位置的可能的选择，以及就键纽的符号的每一个可能的置换相关的键纽，前缀及位置的选择。因为键纽的数字是固定的，所以置换系列的数字符也是有限的，前缀不会长过字典里最长的字，其所在位置也不会超出最长字的范围。尽管如此可能的置换系列数字符还是会相当大，这一情况可以通过固定最长的前缀或将位置信息放入一个小单位里而这些位置信息基本相等等方法来限制置换系列的数量。

在步骤4001上将对每一组置换系列给予一个初步的估价。如果指定的置换系列必须被包括在顺序信息储存中，而这一顺序又与当符号出现在如按字母表排列的这种初级的无选择的顺序时所需预计按纽次数有关，那幺，这一初步估价就以缩小输入字典里某个字时所需的预计按键次数为前题。这一缩小数量会很容易被计算出来，因为对于每一个置换系列来说，我们只要考虑此置换系列是否能配合所要置换的文字，当置换系列被采用以后再计算出所需的多余按键次数。比如，如果字典只由“the”字组成，那幺只需要考虑下面几组只含有位置与前缀两重关系的置换系列(1，无效)，(2，无效)，(2，t)，(3，无效)，(3，h)和(3，th)，这里无效代表没有的意思，也就是说没有前缀。这里的就每一个置换系列，每一个可能的置换，可以计算出它们多余按键次数的缩小数量。

当所有置换系列都被估价以后，哪个获得最高估价，也就是那个对预计按键次数缩小量最大的置换系列被选入4002上的顺序信息储存里。如果获得最高估价的系列不只一个，将选择那个位置最低，如果位置相同，将选择那个前缀最小的，如果前缀的长短和位置的前后都相同，将随意选择一个系列。

现在，为寻找包括在下一步4003信息储存上的置换系列，所有置换系列又需要重新估价。这一重新估价是以减少按键次数为标准，而这一减少量是指比固定顺序和至目前建立起来了的顺序按纽次数少而言的。就上面所举的例子，“the”是字典里唯一的字，假如置换系列(4，2，无效，hig)-这里4代表键纽4，2代表按键位置2，无效是指无前缀，h，I，g代表字母的顺序-已在步骤4002上被选入顺序信息储存的范围内，那幺这时置换系列(4，2，无效，hig)的估价值是零，因为任何有效的因素都已被包含在信息储存中的置换系列解释过了。可以看到开始的时候置换系列(4，2，无效，hig)与置换系列(4，2，t，hig)的估价值一样，根据如果两个置换系列的估价值一样就应采用前缀小的原则置换系列(4，2，无效，hig)就会比置换系列(4，2，t，hig)优先进入信息储存中。这一优先权也就实现了等级差异。同样，置换系列(a)(3，1，无效，edf)的意思是，当键纽4被按下，在1或比1更大的位置上，没有前缀，这时字母的顺序是e，d，f；置换系列(b)(3，2，无效，edf)的意思是，当键纽3被按下，在2或比2更大的位置上，没有前缀，字母顺序为e，d，f；置换系列(c)(3，3，无效，edf)的意思是，当键纽3被按下，在3或比3更大的位置上，没有前缀，字母的顺序为edf。这三种情况在打出”the”时所需的多余按纽次数都是一样。根据在同一前缀个估计的前提下，位置最低的将有优先权这一原则，前面的(a)置换系列将被选中。这样就实现了位置差异的程序。

4002与4003可不断交错运行直到为信息储存选出附加的置换系列。在每一轮运转中都将被那些可能被作为附加置换系列选入信息储存的置换系列重新估计。只有那些位置相等或大于最后附加置换系列，前缀包括或被包括在最后附加置换系列的前缀里，并和作为最后附加置换系列而执行同一个按键的置换系列需要取得重新估价，  而只有那些置换系列相较于其它置换系列需要重新调整。

前面的原理描述了建立顺序信息储存最根本的起步。在操作中使用者也许希望一开始就将一些最大的已知的次级顺序，比如所有前缀大于1的字母顺序，拿来应用。在不考虑最初的置换系列群的情况下，上面所讲解的附加置换系列也是可行的。

这一最佳储存方法只是新发明的指导原则中用来减少所需储存量的众多方法之一，他的原则有两条：第一，位置差异，其优点是利用位置相近时一般会需要有相似的顺序。第二，主次差异，其优点是利用较长的前缀一般会需要与较短的前缀顺序相似。这两项原则在最佳储存方法中的应用，其优点在被存入的顺序信息数量事先规定好的情况下表现更为突出。利用这一最佳方法，无论库存可否为信息使用，都可用以减少预计按键次数的目的完善地存满。

多次按键输入的辅助输入法

在传统多次按键输入法中，必须用某种办法来区分用来打出同一个字时所需的多次按键动作是由于符号顺序不同或是由于开始输入下个新字的动作。比如，“cab”这个字即可利用按键2按3下，1下和2下就可以分别打出c，a，b。要想把它们分组合并一般采用两种方法：第一种，时间计算的机械性：按键之间相隔较近的会被视作同一组，而按键之间相隔时间比较长的则被视作新的下组输入开始。第二种，一个辅助按键：一般是由电话机按键盘上的#字键来担任，在字母后面输入，也就是说，“cab”的输入将是222#2#22#。第一种方法最大的缺点是影响使用者的输入速度，使用者操作起此按键盘来既不能太快也不能太慢，这也是我们的新发明中首先要避免的。第二种方法的缺点是又增加了一个按键次数使操作速度变得更慢。

为此我们的新发明提供一个辅助按键来打出指定顺序中的字母个符号。图10向我们展示了这一辅助输入是如何实际应用在此项发明的装置中。

辅助输入在5007上与字母展示顺序连接器5005相连，也就是说在5007上的每一个辅助输入行为都会按顺序将输入符号展示出来。通过增加这一辅助按键也可以改进传统多次按键法。这里字母顺序不受上下问的影响，辅助输入装置仍可以用在已指定的、固定的字母顺序来打出同一个字。

歧异编码在多次输入法上的应用

根据我们新发明的方法，不论是改进后或是传统多次按键输入法都可以与歧异编码混合使用，与美国暂行60/111,665(GUTOWITZ′98)所提出的方法，这也是我们这里正式证明合并使用。为了保证在使用上的有效，我们将介绍这种与GUTOWITZ′98合并的方法，也就是几个被选中的字母通过两个输入同时进行的。一个技术熟练的操作者可以将这一方法与任何一个歧异编码发并用。然而，如果此方法用的不恰当，歧异编码法的优点将会因与多次按纽键混合被消弱。这里我们将介绍一种特别有效的多次按键与歧异编码混合法，此方法现在此提出专利申请。

在GUTOWITZ′98法指出，通过在一般电话机上的其中一个字母按键代表一个被选中的字母来进行辅助输入，也就是说，如果所选字母的顺序被编排成c，e，h，l，n，s，t，y，那幺以误差和质疑误差来测量的含糊程度将比一般的含糊程度大大的减少。这也将是我们讨论问题的一个准则。将这一方法与新发明方法混合使用的方法之一是混合从传统多次按键输入及歧异编码输入的证明来从一组可能的字或字母中选择可能性最大的字或字母。

在图11中我们看到，一个将传统多次按键输入与预计文字输入合并起来的装置的全貌。这一多次按键装置的组成部分已经在前面详细介绍过。组件5009是一个预计文字输入的组件，比如说它可以是GUTOWITZ′98中所介绍过的一个预计文字输入。为求将来能更详细的介绍这一具体体现，此预计文字输入需要一个辅助输入行为。在这一具体体现里，被选中的字母来自每一个输入行为，而这些选中后被输入的字母是通过一个辅助输入行为与字母密码化输入装置联合选出的。这时便需要一个为预计文字输入的辅助输入装置。这一辅助输入可在图11的5 008上看到，它与同类装置是有区别的，特别是与5007上多次按扭输入法的区别，也就是当所设定的辅助输入装置应用在多次按键输入法装置时。

在一个假想的极端情况下，当一个使用者可能任意选择使用歧异编码法，或者使用改进后的多次按键法。大部分的字都能用许多不同的方法输入。比如，要想输入“bed”，这里我们先假设改进后的多次按键输入法在按纽2里排列的字母几极其顺序是c，a，b，；在按纽3里是d，e，f。我们将打一个空格来表示字尾。为操作歧异编码法我们将以2作为2的辅助键，3作为3的辅助键。如果只用改进后的多次按键输入法，在输入“bed”时，则要按222 333，用歧异编码法是233。假设操作者按下233，而我们接受歧异编码法和改进后新方法两种解释。当233被按序接收到以后，我们不知道操作者是否只想用歧异编码法打出第二个字母，还是所有的字母，还是第一个和第二个字母，还是第二个和第三个字母。所以这一系列可以被解答成“bed”：只用了歧异编码法，也可以被解答成“ced”：第一个和/或第三个字母是多次按键法。然而假设“ced”不是字典里的字，也就可已将它排除在外，这个排列则可修正为“bed”。

现在考量22 33这组按键排列，用改进后的多次按键法可解读为“add”，用歧异编码法则可解读为“aadf”，“abdf”，“badf”，“bbdf”，“aafd”，“abfd”，“bafd”，“bbfd”，“aadd”，“abdd”，“badd”，“bbdd”，“aaff”，“abff”，“baff”，“bbff”。现在我们假设它们中的“baff”是一个字，那幺这组输入就有两个可能的答案：“add”或“baff”，这时就需要以一个问号来提醒使用者，也就是允许使用者在这两个可能中作选择。

这一例证说明了多次按键法和歧异编码法可以被同时操作，如果出现相冲突或是模棱两可情况的时候，可以打出一个问号，提醒操作者来选择自己所需要的正确答案。

与歧异编码法组合的最佳方式

歧异编码法与多次按键法的合并可以被设计成许多不同的方法。比方说根据上一节的例子，一个好的方法是可以在输入每个字的第一个字母时使用多次按键法，而其它字母的输入采用歧异编码法。

要将歧异编码法与多次按键法最有效结合起来的方式是从下列几个具发明性的见解中得出的：第一，多次按键法的最大用处是在于修改歧异编码法所无法正确修正的字，如专有名词； 第二，使用者在单一的字上不大有可能希望同时用歧异编码法与多次按键法；第三，分别给与歧异编码法和多次按键法设置一个辅助输入就可以相对容易的知道操作者是在使用两者中的哪一种进行文字输入；第四，使用有顺序的符号，也就是说通过用歧异编码法的辅助输入先打出所需要的字母，用多次按键法接着打出后面的字母，可以减轻两者被同时操作时的模棱两可性。

接下来我们将歧异编码法和多次按键法有效结合的最佳方法进行进一步的讲解和说明。

不论在传统多次按键法或改进后的多次按键法中，由于歧异编码法与多次按键法的结合而产生的模棱两可性大多是来源于多次按键法中字之间的分界问题。比如，我们不知道一个重复输入的系列，如系列22，是用来代表同一个字或数个字。在改进后的新方法中，需要重复按键次数的可能性被大大减少，重复按键可以通过辅助输入同时应用于字尾输入法来完成。我们现在将*2作为2的辅助输入行为。那幺如果键纽2中的字母顺序是c，a，b，则用“2”打出c，用“2*2”打出a，用“2*2*2”打出b。现在如前面讲解过的用2^来代表歧异编码法在键纽2上的辅助输入行为，那幺“cab”的输入就是22*22*2*2，这是只使用多次按纽法，或者只使用歧异编码法则是2^22。如果两者同时都是可行的，操作者在输入时就可以在下面这几组系列中选择使用任何一种来输入“cab”：2^22，2^2*22，2^2*22*2*2，2^22*2*2，222，22*22，22*22*2*2和222*2*2。

这里的八种可能在部分可以是与字母系列的排列有独特的联系：一个”star”字母系列的排列只能有一种解读方式，而一个”。”字母系列的排列也只能有一种解读方式。所以这八种可能可以被修正为：c22，ca2，cab，c2b，222，2a2，2ab，22b。每当输入不会存在模棱两可性时，这里系列中的部分字母就会被字母替换。如果是使用多次按纽法则这些系列中剩余的每个2｀都代表“c”；而如果是使用歧异编码法则代表“a”或“b”。也就是说，每按一下键纽2，打出的可能是a，是b或是c。这样在系列222中a，b，c的九种可能的置换都是可行的，这就是如何减少歧异编码法中密码应用的一个很好的例子。

前面的例子是一个极端的情况，说明了使用一般歧异编码法，减少模棱两可性的密码和多次按纽法而产生的所有密码的结合。在这一说明中可以看出，由于使用多次按键法或减少歧异编码法而产生的多余模棱两可性而带来不比一般歧异编码法程度小的完全模棱两可程度。但在一般情况下通过辅助输入行为而得到的附加信息将用来减少模棱两可性，其程度相对一般歧异编码法要高。

根据新发明的最佳操作方法，由于在歧异编码法或多次按键法中各种同时产生的可能性而造成的模棱两可性可以通过创照一种在两个可能情况机构之间的先例关系。下面这一惯例的完善性表现在：第一，它使多次按键法可以被用来输入字典上可能没有的字，也就是那些不能正确解释的字；第二，可以使用歧异编码法来输入字典里有的字；第三，可以使学习歧异编码法的操作者在学习过程中不费力地从多次按纽法变幻过来。惯例是那些被用多次按键法输入的字得到解释，除非该字中的某一个字母是被用歧异编码法辅助输入法输入的。惯例的相反情况也是可能存在的。

在输入一般的字时，正常情况下都要使用其中一种辅助输入，那幺无论操作者使用的是歧异编码法还是多次按键法，就会一下被鉴别出来。我们已经分析过，每一个字母的平均多余按键次数为15％，也就是说，每一个字母有15％的机会来使用多次按键辅助输入法，这是针对在多次按键状态下使用辅助输入法的装置而言。因为英文每个字的平均字母数是5.5，那幺在输入任何指定的字时至少要使用一次多次按键辅助输入法的机会应该是60％。同样的，使用前面所讲到减少歧异编码法时，输入任何一个指定的字时使用辅助输入的机会是45％，也就是说，当使用此法输入任何一个字时至少使用一次的机会是96％。所以，在大多数情况下我们可以把它做成软件使操作者能用在任何一个指定文字输入的过程中被使用的辅助输入所能提供的字。如果两种辅助输入法都没有被使用在指定的字上时就可能要采取其它原始设定的方法，这时首先被考虑使用的应该是歧异编码方法。

当一个操作者正在学习使用歧异编码法的辅助输入时，除了那些为歧异编码法文字输入而使用辅助输入打入的字以外，也许使用多次按键法来解释所有的字是较有利的。

这样使用歧异编码输入法的辅助输入装置就能逐步插入，并总能提供条件使操作者直接地、无模棱两可地输入特定的字母，而用不着使用多次按纽法。

将辅助输入装置配合符号加码装置以两种方式来应用是较受看好的，也就是以根据辅助输入是与多次按纽法有关还是与歧异编码法有关而定，虽然这一办法并不能完全消除模棱两可性。如果是歧异编码法的辅助输入，那幺辅助行为将出现在符号密码输入之前或当中；如果是多次按纽法辅助输入，那幺辅助行为将出现在符号密码输入之后。一般情况下，歧异编码输入法用在操作者在字典里有的字，而多次按纽法被操作者用来输入那些字典里没有的字。

通过完善密码来减少按键次数

多次按键打字设计不同于键盘打字，也就是说，每一个符号的打出所使用的系列是不一样的。然而很多GUTOWITZ′98里提出的完善打字设计的方法可以被用在多次按纽法中。根据我们新发明提出的方法，改进多次按键的一个最根本的终极标准是预期的多余按键次数。根据GUTOWITZ′98里的方法是将符号合理完善地分配在每一个键盘上以求减低多余按键次数。其最大的特点是，通过设置一个最佳符号分割法，字母表顺序得以保留而按键次数得以减少。

选择不同的统计结果

目前为止我们一直是以根据所要输入文字之代表性抽样所得的统计结果来选择字母的顺序。在某些情况下，其它字母顺序可能会较占优势。例如，当使用我们改进后的多次按键法及装置来输入和读取储存于如手提电话机或个人数字助理等手提式装置信息库里的名字和地址时，那幺统计结果就是和人名和地址而不是和一般词汇有关。事实上，当此装置是用来输入人名或地名时我们可能会采用通过输入大量最常用人名而得的统计结果，而由已输入的人名、地名所得的统计结果则用来读取。就后一种情况来说，字母及前缀的取舍可经由在信息储存库中人名和地址被读取次数来决定，而非经由一部分操作者对这些专用词的一般用量而定。

远距离信息储存  字母顺序信息不一定必须设计成实体供文字输入使用。举例来说，公司的自动接线总机允许当有人以电话机的按纽输入职员的名字后即可同职员通话。一个最完善的字母顺序与为输入一个无限语言的字母顺序可能有所不同，当拨话者按下按纽，自动接线总机可以将选好的字母顺序传达至他的电话。这一作法能提供以下优点：字母顺序不仅适用于公司的电话信息，而且操作者的手机只需要最小的储存量和最快的作业程序。较好的情况是手机就能就操作者所选的按纽发出指示信号。然而这一方法的使用范围远远超过了一般电话机上的使用，它甚至可以被用在没有专门装置的手机上。在这种情况下，使用在远距离计算机上的语音软件可以作为显示器。

当填计算机化表格时，选择不同的字母顺序也是合适的。有些表中的空格可能需要输入语言中不同的次系列，这样就会有不同的统计结果，以及不同的最佳顺序。例如，当我们在输入一个网站地址(URL)时就会发现“www”是一个常见的字母组合，而在正常语言使用中却是很不寻常的。所以有多个w组合的一个条件顺序就是在操作者输入一个网站地址时让w首先出现，然而这对于一个用来接收无限制英文输入的词组时则可能是不合适的。

总之，我们可以看到，通过以上讲解说明新方法的用处是众多的，甚至可能超过我们所举的例证，然而都包含在本文附加的申请书中所阐述的范围里。尤其是一个不了解此专业的人都可以明白，这些讲解并不只限于使用一般含糊密码法，也也不只限于使用我们这里所提到的文字，更不只限于电话机的使用。实际上任何一个电子装备都可以受益于文字输入装置，也就代表受益于我们此项新发明的讲解。更进一步，我们可以明显的看出这里所讲解的文字输入方法还可以同著名的单字完成装置相结合来缩小其它几种文字输入所需的按键次数。

参考专利资料

US5818437，缩小按键次数及不确切性操作法，发明人：Crover；DaleL.，King；Martin T.和Kushler；Clifford A1998年10月6日美国暂行申请书号码60/111,665，1998年12月10日，“以歧异编码和方法为基础的触键打字设计”发明人：Howard Gutowitz。

Claims (20)

1、包括以下几项之仪器

一组键入功能至少与一组符号相关，

显示装置，

与一组键入功能至少一组符号相关之排列数据库，指明与上述一组键入功能至少一组符号排列顺序。键入功能以上述之排列而减少通常键入以上符号所需之键入数目。

依上述之排列中选择及连续使用键入功能的情况下，此装置亦可连结上述之排列顺序与在此显示装置上显示符号之运作步骤。

2、如权利要求1所述的装置，其特征在于：排列数据库包括与位置有关之排列顺序，且上述之装置包括决定键入字符位置的功能，以及依目前字符位置选择排列数据库中的排列顺序。

3、如权利要求2所述的装置，其特征在于：依目前字符位置选择排列数据库中排列顺序的功能称为位置差异功能。

4、如权利要求1所述的装置，其特征在于：排列数据库包括前缀限制性排列而上述之装置更包括以现有之符号来决定有作用前缀的功能，以及依此前缀在上述排列数据库中选择排列顺序。

5、如权利要求4所述的装置，其特征在于：排列数据库中的前缀限制性排列，可以有不同长短的前缀。

6、如权利要求1所述的装置，其特征在于：可连结上述之排列数据库与在此键入装置之运作步骤之装置乃电讯装置，而上述之数据库与此键入装置之间可能有很长的距离。

7、如权利要求1所述的装置，其特征在于：  包括至少一项辅助键入功能，以及能够将此辅助键入功能与选择之符号连结，且与上述之排列数据库选择排列不同。

8、如权利要求1所述的装置，其特征在于：更包括储存和传送在上述之显示装置显示出的符号的功能。

9、如权利要求1所述的装置，其特征在于：显示装置是由一组包括影像及音效功能之设备中挑选而出。

10、如权利要求1所述的装置，其特征在于：排列数据库因装置是否用于文字键入或是文字恢复而有不同选择排列。

11、如权利要求1所述的装置，其特征在于：键入功能与符号相关而达成减少按键次数的目的。

12、如权利要求1所述的装置，其特征在于：可连结上述之排列数据库与在此键入装置之运作步骤之装置包括辅助键入功能，以促进上述之显示装置显示出的符号。

13、如权利要求1所述的装置，其特征在于：包括预测型文字键入功能，此功能选择性地将键入之序列解译成文字。

14、如权利要求13所述的装置，其特征在于：更包括决定上述排列顺序或预测型文字是否正确之功能，进而决定于显示装置上显示出的符号。

15、如权利要求1所述的装置，其特征在于：排列数据库是以字段限制性排列构成，以便于计算器表格之文字键入。

16、创造多重按键文字键入的方法包括以下几个步骤：

取得一组符号在所需键入语言之可能性，

提供此装置键入和储存的功能，

指定此语言中符号的子集于此装置的键入功能上，

计算符号的排列来减少一般用来输入符号之输入装置的操作程序，这是依此符号块的可能性而定的，

将此排列作为前面已输入的这段文字以及目前所输入之符号之函数功能来储存于这个记忆装置之中，

将此排列经由这个排列选择器来与此输入装置结合，如此从这个语言中的符号可透过按照此排列选择器所找出的排列以操作此输入装置来选出。

17、如权利要求16所述的方法，其特征在于：指定此语言中符号的子集于此装置的键入功能上的这个步骤当中会进一步包括下列步骤

按照一般用来输入符号之输入装置的操作程序数字来排列具可能性并由此语言中选出之子集符号的指定，

选择这些指定中会造成一个实质少量一般用来输入这些符号中一个的输入装置的操作程序数字的一个。

18、建立一个排列组之信息储存的方法，这个方法包括下列步骤：

建立与输入装置相关的符号排列以及至少一个由输入装置位置和前缀所组成的群组中所选出的属性的相连性，

排定每一个预估输入装置的操作程序数字的影响，这是在此排列组之信息储存中的相连性，假设存在时，为已知的情况下，

从这些排定的相连性中选出一个实质高定值的子集相连性，

将此实质高定值的子集相连性中的一个包括在这个排列组信息储存当中，

重复这个排定步骤，也就是继续依所需来进行选择及包括。

19、如权利要求18所述的方法，其特征在于：进一步包括下列步骤

按照实质高定值的子集相连性的关系位置进行排列，

从按照关系位置之排列当中选出一个实质低位置之相连性，如此这个排列组信息储存则成为一个具位置差异性的排列组信息储存。

20、如权利要求18所述的方法，其特征在于：进一步包括下列步骤

按照前缀关系与实质高定值的子集相连性的关系进行排列，

从按照前缀关系之排列当中选出一个实质前缀短之相连性，如此这个排列组信息储存则成为一个具等级差异性的排列组信息储存。

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