键盘的键位排布方法 【技术领域】
本发明涉及一种键盘的键位排布方法，具体涉及一种可以提高输入效率、节省输入时间，并且能够减少误操作的键盘的键位排布方法。
背景技术
目前，ABC键盘和Qwerty键盘成为当今两种主流键盘被广泛使用。但是，在中文输入方面，这两者均存在着无法避免的缺憾。
最早出现的ABC键盘由于是按照英文字母表的顺序将26个字母“机械地”组合在一起，这种组合完全忽略了各字母在中文输入时使用频率的差异以及组合成汉语拼音(以下简称“拼音”)的特性这两种客观规律，从而不能根据这两种规律对26个字母进行合理的排列组合，致使手机本应有的较快的中文输入速度被大大削弱，造成中文输入速度缓慢，输入准确性大大降低的局面。
近年，有着较高输入速度和准确性的Qwerty键盘被移植到手机上，为手机的中文输入增添了一丝靓丽。但是，手机作为一种便携式的通讯设备，其体积是无法与pc相匹及的，因为“迷你”Qwerty键盘的按键过于小，其输入的舒适度远不如ABC键盘，并且过于小的按键还会增加误操作的几率，间接地降低了输入速度。所以，被用在手机上的Qwerty键盘不能发挥其原有的优势。
由上可见，ABC键盘由于忽略了“拼音拼写组合规律”和“汉语常用字频度的差异”不能实现快速输入中文；Qwerty键盘由于按键的体积较小而失去输入的舒适性，甚至导致误操作的几率增加。
【发明内容】
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种可以提高输入效率、节省输入时间，并且能够减少误操作的键盘的键位排布方法。
技术方案：为实现上述目的，本发明的键盘的键位排布方法，首先，根据拼音拼写组合规律及汉语常用字规律推导26个英文字母中每个字母的使用频率；其次，按照使用频率由高到低的顺序将26个英文字母分为八个一级字母、八个二级字母、八个三级字母和两个四级字母；最后，将八个一级字母分别放置在2至9这八个数字键的首位，将八个二级字母分别放置在2至9这八个数字键的第二位，将八个三级字母分别放置在2至9这八个数字键的第三位，将两个四级字母分别放置在2至9这八个数字键中两个键的第四位。
所述一级字母为i、n、a、u、e、h、g、o；所述二级字母为d、z、s、y、j、l、x、b；所述三级字母为c、q、w、m、f、t、r、k；所述四级字母为p、v。
每个数字键键位上各级字母的组合是按照字母组合拼音的特性对字母进行组合排列的。每级字母中各字母的键位尽量与ABC键位保持一致，声母和韵母尽量左右、上下分布。
作为优选方案，每个数字键与各级字母的对应关系是：每个数字键与各级字母的对应关系是：键位2上对应的字母是a、d、k、p；键位3上对应的字母是g、x、m；键位4上对应的字母是i、b、q；键位5上对应的字母是e、z、t；键位6上对应的字母是n、s、w；键位7上对应的字母是o、l、c；键位8上对应的字母是u、y、f；键位9上对应的字母是h、j、r、v。
有益效果：本发明的键盘的键位排布方法，根据汉语常用字的频度统计结果推算出26个字母在中文输入时的使用频率的差异，并对所有字母进行分类，根据拼音拼写组合规律对分类的字母进行最科学的排列、组合从而得到键盘的最佳形式，这种键盘按键布局合理，字母组合科学，能够把有限的的空间合理并最优分配，从而使中文输入的速度达到最大化；可以提高输入效率、节省输入时间，并且能够减少误操作；同时制作该键盘时，对现有地键盘改动极小，能够大大节约厂家生产成本。
【附图说明】
图1为本发明的键盘键位排布的示意图；
图2为汉语拼音组合特征表；
图3为常用拼音频度统计表(1)；
图4为常用拼音频度统计表(2)；
图5为26字母使用频率的柱状图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施例对本发明作更进一步的说明。
在拼音中，声母一共有23个，韵母一共有16个，但并不是任意两个声母和韵母都能组合成拼音(例如，“q”与“a”)，所以存在一些能与其他声母或韵母组合正拼音数目较多的韵母或声母，从而使26字母的使用频率产生差异。将所有韵母或韵母组合排成一行，声母或声母组合排成一列，制成汉语拼音组合特征表，如图2所示。
说明：1.本表的汉语拼音(已下简称“拼音”)组合参照《现代汉语词典2003版》，以常用为原则；2.表中对勾表明存在该声母和韵母组合的汉语拼音，无对勾不存在该声母和韵母组合的汉语拼音；3.本表滤掉了“hm、hng、m、n、ng”等在输入时极不常用的汉语拼音；4.考虑到有的声母和韵母也能够其他字母组合成新的声母和韵母(例如，声母“z”能够和“h”组合成新声母“zh”，韵母“i”能够和“an”组合成新韵母“ian”。)，将这种“新的声母或韵母”也作为一种常规声母和韵母。
根据《现代汉语常用字频度统计》(该书为语文出版社出版，作者为国家语言文学工作委员会汉字处编写)得知每个字母在汉语中的使用频率，用excel软针对拼音进行筛选，并将筛选的结果作和，用以替换图1中的“√”，制成常用拼音频度统计表，如图3和图4所示。
说明：1.表中“0”代表无该拼音组合或该拼音组合下的汉字的“字频*10000”之和为0。(例如，无“jan”这种拼音组合，而拼音组合“yai”虽然存在，但通过字频表计算的其“字频*10000”之和为0)；2.表中数据为通过excel软件对《现代汉语常用字频度统计》中数据进行筛选并将其筛选结果作和得到。
对图3和图4所示的常用拼音频度统计表作进一步处理，将表中数据以行和列作和，以及对结果进行适当处理，得下表：
表1.1韵母频度统计表
序号 韵母 频和1 频率％ 与“iong”比值 1 i 157992 16.3 242 2 e 98966 10.2 152 3 u 85075 8.8 130 4 ai 41705 4.3 64 5 a 38734 4.0 59 6 an 38592 4.0 59 7 ian 38073 3.9 58 8 ong 37857 3.9 58 9 en 36968 3.8 57 10 ao 35233 3.6 54 11 ang 34344 3.5 53 12 uo 34131 3.5 52 13 ou 33154 3.4 51 14 ing 29303 3.0 45 15 eng 26600 2.7 41 16 uan 23050 2.4 35 17 ei 22038 2.3 34 18 in 20008 2.1 31 19 iao 17252 1.8 26
序号 韵母 频和1 频率％ 与“iong”比值 20 ui 15952 1.6 24 21 iang 15292 1.6 23 22 ie 13912 1.4 21 23 iu 12242 1.3 19 24 o 10336 1.1 16 25 un 10018 1.0 15 26 ia 9614 1.0 15 27 ue 9395 1.0 14 28 ua 6735 0.7 10 29 er 6384 0.7 10 30 uang 5251 0.5 8 31 uai 2737 0.3 4 32 v 2197 0.2 3 33 iong 653 0.1 1
表1.2声母频度统计表
序号 声母 频和2 频率％ 与“p”比值 1 d 96766 10.1 9 2 y 89506 9.3 8 3 sh 77241 8.1 7
序号 声母 频和2 频率％ 与“p”比值 4 j 68381 7.1 6 5 zh 61669 6.4 6 6 l 53837 5.6 5 7 x 50720 5.3 5 8 b 46007 4.8 4 9 g 45926 4.8 4 10 h 45826 4.8 4 11 q 34611 3.6 3 12 z 34088 3.6 3 13 w 33941 3.5 3 14 t 33887 3.5 3 15 m 33236 3.5 3 16 ch 27297 2.8 2 17 f 24345 2.5 2 18 n 23187 2.4 2 19 r 20220 2.1 2 20 k 18830 2.0 2 21 s 16733 1.7 2 22 c 11449 1.2 1
序号 声母 频和2 频率％ 与“p”比值 23 p 10947 1.1 1
说明：1.“频和1”为对图3和图4常用拼音频度统计表中行或列作和的数值；2.“频率％”为该声母或韵母相对于全部声母或韵母中的使用频率的100倍；3.“与‘iong’比值”和“与‘p’比值”分别为该声母的“频和1”或“频和2”与“iong”和“p”的比值，旨在比较它们之间的倍数关系。
对表1.1和1.2进行整理，将表表1.1和1.2中有两个或两个以上字母组成的声母和韵母给予拆分，以字母为单位进行频度分析制成下表
表2.1声母字母频率统计表
序号 声母字母 频和2 频率％ 与“p”比值 1 n 339196 21.5 31 2 h 212033 13.4 19 3 g 195226 12.4 18 4 d 96766 6.1 9 5 z 95757 6.1 9 6 s 93974 5.9 9 7 y 89506 5.7 8 8 j 68381 4.3 6 9 l 53837 3.4 5 10 x 50720 3.2 5 11 b 46007 2.9 4 12 c 38746 2.5 4 13 q 34611 2.2 3
序号 声母字母 频和2 频率％ 与“p”比值 14 w 33941 2.1 3 15 m 33236 2.1 3 16 f 24345 1.5 2 17 t 24345 1.5 2 18 r 20220 1.3 2 19 k 18830 1.2 2 20 p 10947 0.7 1
表2.2韵母字母频率统计表
序号 韵母字母 频和2 频率％ 与“v”比值 1 i 396773 21.3 181 2 n 339196 18.2 154 3 a 306611 16.5 140 4 u 237739 12.8 108 5 e 214263 11.5 98 6 g 195226 10.5 89 7 o 168615 9.1 77 8 v 2197 0.1 1
说明：1.“频和2”为该声母字母或韵母字母出现的声母或韵母的“频和1”的累加之和；2.“与‘p’比值”和“与‘v’比值”分别代表其表中“频和2”与“p”和“v”的比值，其意义与1.1和1.2中的相同。
定义单独或与其他字母组合成声母或韵母的字母为声母字母或韵母字母。
表2.1和2.2是以在拼音中的不同位置来区分字母，进行频率统计的，现将表2.1和表2.2两个表统一，得到对26个字母使用频率不同进行分析的最终数据，见下表：
表3.26英文字母频度统计表
序号 声母字母 频和2 频和2/10000 频率％ 与“p”比值 1 i 396773 39.7 13.6 181 2 n 339196 33.9 11.7 154 3 a 306611 30.7 10.5 140 4 u 237739 23.8 8.2 108 5 e 214263 21.4 7.4 98 6 h 212033 21.2 7.3 97 7 g 195226 19.5 6.7 89 8 o 168615 16.9 5.8 77 9 d 96766 9.7 3.3 44 10 z 95757 9.6 3.3 44 11 s 93974 9.4 3.2 43 12 y 89506 9.0 3.1 41 13 j 68381 6.8 2.4 31 14 l 53837 5.4 1.9 25 15 x 50720 5.1 1.7 23 16 b 46007 4.6 1.6 21 17 c 38746 3.9 1.3 18 18 q 34611 3.5 1.2 16 19 w 33941 3.4 1.2 15 20 m 33236 3.3 1.1 15
序号 声母字母 频和2 频和2/10000 频率％ 与“p”比值 21 f 24345 2.4 0.8 11 22 t 24345 2.4 0.8 11 23 r 20220 2.0 0.7 9 24 k 18830 1.9 0.6 9 25 p 10947 1.1 0.4 5 26 v 2197 0.2 0.1 1
说明：1.此表是将表2.1和表2.2两个表合并，数据与表五完全相同；2.为了阅读方便，该表增加了“频和2/10000”一栏，数值为“频和2”除以一万倍；3.需要说明的是，每个英文字母的使用频率的不同均可“追溯到”其组成的不同拼音处，但如果其中的某一个拼音的声母和韵母组合的使用频率占据了该字母的使用频率的大部分，这时就要考虑将该组合作为一个新的“字母”来比较数据。但，从表2.1和2.2以及表3中可以看出，每个字母中，其使用频率均不及该字母使用频率的50％。所以，表3是数据统计的最终形式。
为了形象直观的表达表3数据的特征，现将表3转换成26字母使用频率的柱状图，如图5所示。
为了方便设计出键盘的具体形式，现将这″i、n、a、u、e、h、g、o″8个字母分成一类，并命名为“一级字母”，依次地，将“d、z、s、y、j、l、x、b”这8个字母作为“二级字母”，“c、q、w、m、f、t、r、k”为“三级字母”，“p、v”为“四级字母”。键位数确定为2至9的八个数字键，且一级字母分别要作为这八键的首选字母，现只需将余下的字母组合在键位上，就可完成键盘的设计。
前面已经说过，各个字母的组成拼音的能力不同，现根据各字母组合拼音的特性来对字母进行组合，见下表：
表4一级字母与二级字母拼音组合交集个数表
若两个个字母在拼音组合中位于该字母后面的部分相同，则称这个相同部分为这两个字母的拼音组合交集(例，“i”可以有“ian”，“b”可以有“ban”则“an”为“i”与“b”的交集)。
可见，若将表4中一级字母与二级字母组合起来，共有8！种组合方式，解出其中的和最小的组合是“i&b、n&s、a&d、u&y、h&j、e&z、g&x、o&l”。
确定了一二级字母组合后，现对三级字母和一二级字母进行组合。按照同样的方法，也可以对三级字母与一二级字母的拼音组合交集个数来确定其字母间的组合方式。但，与表七不同的是，三级字母能同时与一二级字母有交集，且这个交集有可能包含在一二级字母本身的的拼音组合中，为解决这个问题，现采取对不同的交集采取加权处理的方法。
以下定义：A1为一级字母全部拼音组合中非与二级字母拼音组合交集的部分；A2为二级字母全部拼音组合中非与一级字母拼音组合交集的部分；A为A1与A2之和，B为一级字母与二级字母拼音组合交集部分。
表5.1三级字母拼音组合与B交集数表
ib ns ad uy ez hj gx ol c 5 12 1 4 1 2 3 1 q 1 3 1 1 1 2 3 1 w 5 7 0 2 0 1 1 0 t 5 12 1 4 1 2 3 1 m 5 10 1 4 1 1 1 0 f 4 5 0 2 0 1 1 0 r 4 11 1 2 1 1 2 1 k 5 12 0 3 0 2 3 1
表5.2三级字母拼音组合与A交集数表
ib ns ad uy ez hj gx ol c 4 3 14 8 13 13 11 12 q 6 9 8 6 3 13 11 11 w 5 1 7 4 8 8 6 6 t 8 3 18 8 13 17 14 15 m 12 8 15 8 11 11 16 16
ib ns ad uy ez hj gx ol f 3 2 7 4 8 8 7 7 r 4 2 12 7 12 12 10 10 k 4 5 14 7 14 14 13 11
将表5.1中数据*75％与表5.2中数据*25％作和，填在表5中。
表5三级字母与一二级字母拼音组合交集数综合表
ib ns ad uy ez hj gx ol c 4.75 9.75 4.25 5 4 4.75 5 3.75 q 2.25 4.5 2.75 2.25 1.5 4.75 5 3.5 w 5 2.5 1.75 2.5 2 2.75 2.25 1.5 t 5.75 9.75 5.25 5 4 5.75 5.75 4.5 m 6.75 9.5 4.5 5 3.5 5 4.75 4 f 3.75 4.25 1.75 2.5 2 2.5 2.5 1.75 r 4 8.75 3.75 5.75 3.75 3.5 4 3.25 k 4.75 10.25 3.5 4 3.5 5.25 5.5 3.5
可得最佳的字母组合是“ib&q、ns&w、ad&k、uy&f、ez&t、hj&r、gx&m、ol&c”。现已确定了14个字母的组合方式，最后只剩下“p、v”两个字母了，仿照表5的产生思路，现定义：一二三级字母同时共有拼音组合的交集部分为X；一二三级字母仅两两共有的拼音组合的交集部分分别为Y1，Y2，Y3；Y为Y1，Y2，Y3三者之和；一二三级都互不相同的拼音组合部分分别为Z1，Z2，Z3；Z为Z1，Z2，Z3三者之和。
将X中数据*1/2，Y中数据*1/3以及Z中数据*1/6作和，并将结果填入下面的表格：
ibq nsw adk uvf ezt hjr gxm p 27 32 19 26 32 33 20
选取交集数最少的一个，则“p”应与adk组合。
现在考虑“v”的组合，“v”在汉语中的拼音组合是极其特殊的，其能组合的拼音特别少，主要是“lv，nv”(还有“jve”的拼写，但被“jue”替代)，所以，对于“v”，只要保证“lv，nv”有教准确的输入即可。
这样，含有“l，n”的“olc”和“nsw”键被排除，还有就是可以与“l，n”组合的字母“a、e、i、u”其所在的键位“adk、ezt、ibq、uyf”被排除。现在只剩下“gxm”和“hjr”两键位，但对于字母“g”而言，能组成“ing”与“l”组合成拼音，所以“hjr”是“v”的最佳组合。这也说明，有且只有一个键位能与“v”组合成键位，即“hjrv”键。
将26个字母进行最合理的组合之后，就要考虑这八个键位在键盘中的具体位置。因为同样具有八个字母键，所以该键盘和ABC键盘的形式类似，只是字母不同(需要重申的是，本键盘的键位数是通过对数据分析，推理得出的，和ABC键盘的吻合只是一种巧合)。为了使用户能尽快上手，对于使用频度很大的一些字母，使其键位尽量与原来的字母的键位保持一致，这是键位排布的原则之一；另外一个原则是：使声母和韵母尽量左右，上下分布。这样做的目的是使用户在输入汉字时更好地左右手同时分工协作，提高输入效率，缩短输入时间，甚至减少误操作的可能性。
根据这两个分部原则，如图1所示，最后将这八个键位分布在2至9这八个数字键上，每个数字键与各级字母的对应关系是：键位2上对应的字母是a、d、k、p；键位3上对应的字母是g、x、m；键位4上对应的字母是i、b、q；键位5上对应的字母是e、z、t；键位6上对应的字母是n、s、w；键位7上对应的字母是o、l、c；键位8上对应的字母是u、y、f；键位9上对应的字母是h、j、r、v。每个键位上排在最左面是首选字母，往右依次是二选，三选和四选。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。