(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210921544.6 (22)申请日 2022.08.02 (71)申请人 潍坊学院 地址 261061 山东省潍坊市高新区东 风东 街5150号潍坊学院物理与电子工程学 院 (72)发明人 赵加强　张鲁筠　樊心民　戴长志　 (74)专利代理 机构 潍坊博强专利代理有限公司 37244 专利代理师 付露露 (51)Int.Cl. G06F 3/023(2006.01) G06V 40/20(2022.01) G06V 10/44(2022.01) (54)发明名称 光电智能纠错键 盘 (57)摘要 本发明公开了一种光电智能纠错键盘， 采用 软硬件结合的方式来实现纠错， 纠错原理为： 首 先检测出是哪个手指将按键按下的， 然后再根据 指法对应关系， 判断是否为操作者想按下的按 键， 如果不是， 则修改输出的字符编码； 例如： 如 果当前按下的按键为 “3”键时， 检测到按下该按 键的手指为左手食指， 根据指法对应关系， 左手 食指应该按下与“3”键相邻的“4”键， 显然操作者 的本意是按下 “4”键， 结果错按成 “3”键， 此时将 “4”键对应的字符输出； 本发明可以纠正左右相 邻按键的按键错误或左右相邻按键同时按下的 错误， 降低按键错误的概率， 提高字符输入的正 确率， 提高工作效率。 权利要求书3页 说明书9页 附图8页 CN 115291737 A 2022.11.04 CN 115291737 A 1.光电智能纠 错键盘， 包括若干按键， 其特征在于， 所述键盘还设有按键扫描模块、 光 电转换组件、 脉动光源、 接口模块以及编码纠错模块； 按键扫描模块， 用于判断各个所述按键是否处于按下状态， 当检测出当前按键处于按 下状态时， 将当前被按下的按键对应的字符编码输送至所述编码纠错模块； 光电转换组件， 安装在所述键盘上且位于所述按键的前方， 包括若干朝向所述按键方 向设置的光电转换模块， 所有 所述光电转换模块由所述键盘的左侧向右侧依次横向排列 布 置， 每个所述按键与其中至少五个相邻所述光电转换模块对应， 所述光电转换模块用于将 所述按键上方手指反射的光信号转换成电信号； 所述光电转换模块包括安装壳体、 成像镜 头、 若干个光敏传感器、 信号处理电路； 所述安装壳体为内部中空的密封结构， 所述成像镜 头安装在所述安装壳体上朝向所述按键一侧的镜头安装板上， 所述成像镜头的光轴与键盘 平面平行， 所述安装壳体上远离所述按键的一侧设置有传感器安装板， 所述传感器安装板 朝向所述成像镜头的一侧表面安装有若干个光敏传感器， 所述光敏传感器呈竖直排列且位 于所述传感器安装板左右方向的中间位置， 最顶部的所述光敏传感器位于所述成像镜头的 光轴延长线上； 所述信号处理电路与各所述光敏传感器分别连接， 包含放大检波电路和输 出控制电路， 每个所述光敏传感器均对应连接一放大检波电路， 所述放大检波电路用于将 光敏传感器生成的电信号进行交流放大、 检波后生成直流信号， 所述直流信号进入至所述 输出控制电路后连接 至总线电路， 所述输出控制电路用于控制直 流信号的通断； 脉动光源， 照射方向由前向后， 为所述光电转换组件提供光照， 所述脉动光源的光强呈 周期性变化； 接口模块， 用于与计算机信号连接； 编码纠错模块， 包括数据采集控制模块、 A/D转换模块、 传感位置预存模块、 手指位置识 别模块、 指法预存模块、 按键位置预存模块以及判断输出模块； 所述数据采集控制模块分别 与所述A/D转换模块、 所述光电转换模块信号连接， 所述A/D转换模块分别与所述光电转换 模块、 所述数据采集控制模块、 所述手指位置识别模块信号连接， 所述传感位置预存模块与 所述手指位置识别模块信号连接， 所述手指位置识别模块、 所述按键位置预存模块、 指法预 存模块分别与所述判断输出模块信号连接； 所述传感位置预存 模块内存 储有各个所述 光电转换模块在键盘上的横向位置数据； 所述数据采集控制模块控制所述A/D转换模块依次把各个所述光电转换模块的若干路 直流信号转换成数字信号， 并将这些数字信号传输到所述手指位置识别模块， 所述手指位 置识别模块把每个所述光电转换模块的数字信号对应的数据排成一列， 再把所有 所述光电 转换模块形成的数据列横向排列， 形成一个数据阵列， 组成二维图像数据； 然后所述手指位 置识别模块对二 维图像数据进 行图像识别， 得到左右的食指、 中指、 无名指和小指的横向位 置数据； 所述指法预存模块内存储有各个手指与 所述按键的对应关系， 按照对应关系每个具有 纠错功能的按键都有唯一固定匹配的手指进行按下； 所述按键位置预存 模块内存 储有各按键在所述键盘上对应的横向位置数据； 所述判断输出模块的工作步骤为： A1、 当所述判断输出模块接收到所述按键扫描模块传来的当前被按下的按键的字符编 码后， 判断是否为单一按键；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115291737 A 2A2、 如果为单一按键， 则从所述按键位置预存 模块中读取对应按键的横向位置数据； A3、 将所述手指位置识别模块获得的各个手指的横向位置数据与从所述按键位置预存 模块中读取到的当前被按 下的按键的横向位置数据进 行比对， 与被按 下按键的横向位置数 据最接近的为按 下按键的手指； 如果按下按键的手指与被按 下的按键符合所述指法预存模 块中的对应关系， 那么字符编码不变直接传输至所述接口模块； 如果按下按键的手指与被 按下的按键不符合所述指法预存模块中的对应关系， 那么在被按 下按键的两个左右相 邻的 按键中， 选取与按下按键的手指的对应按键的字符编码传输 至所述接口模块。 2.如权利要求1所述的光电智能纠错键盘， 其特 征在于： 所述图像识别的步骤为： B1、 初次阈值处理： 用于将环境反射光所产生信号对应的数据过滤， 具体操作为： 首先 预设一个阈值， 该阈值的数据大于环境反射光通过所述A/D转换模块所产生信号对应的数 据， 将所有图像数据与预设的阈值进 行比较， 大于等于阈值的数据保留， 小于阈值的数据归 零； B2、 二次数据处理： 用于将初次阈值处理后的数据进行二值数据处理， 具体操作为： 首 先预设所有图像数据中最大值为P， 图像的邻域像素最大值为Q， 当前像素对应的数据值为 F， K为比例系数； 当F>＝K*(P+Q)/2时， 将当前像素对应的数据定义为 “1”， 反之， 则将当前像 素对应的数据定义 为“0”， 其中K值是一个可调量； B3、 识别手指位置 B31、 定义8个手指横向位置变量A、 B、 C、 D、 E、 F、 G、 H， 10个中介变量， 各变量初始化为0； 图像总行 数为i， 当前行编码为 n， n初始化 为0； B32、 n＝n+1， 检测数值连续为 “1”的区域， 如果检测到， 则与前一行已经检测到 的区域 对应的横向位置数据比对， 如果没有重合的数据， 则计算出对应的横向位置数据的平均值， 将该横向位置数据的平均值保存至一个中介变量中， 如果数据有重合， 则不进行横向位置 计算、 保存； 此步骤循环进行， 直到n ＝i为止停止检测； B33、 将数值非0的中介变量按数据大小排序， 由小到大的四个横向位置变量数值分别 赋值给A、 B、 C、 D， 对应的是左手的小指、 无名指、 中指和食指的横向位置， 由大到小的四个中 介变量数值分别 赋值给H、 G、 F、 E， 对应的是右手的小指、 无名指、 中指和食指的横向位置数 据。 3.如权利要求1所述的光电智能纠错键盘， 其特征在于： 所述图像识别的方法为通过边 缘检测计算工具得到手指的轮廓线， 然后再进行曲线拟合， 找出曲线的极值点， 极值点所对 应的横向位置数据为各个 手指对应的横向位置数据。 4.如权利要求1所述的光电智能纠错键盘， 其特征在于： 当前被按下的单一按键在执行 纠错时， 如果所述判断输出模块根据所述指法预存模块内对应关系， 在左右两相邻的字符 编码当中没有找到与当前按下按键的手指相对应的字符编 码， 那么当前被按 下所产生的字 符编码不做改变直接传输 至所述接口模块。 5.如权利要求1所述的光电智能纠错键盘， 其特征在于： 在步骤A1和步骤A2之间还包括 如下步骤： 如果当前被按下的按键不是单一按键时， 首先判断是否为组合按键， 如果为组合按键， 则不执行纠错， 直接将当前被按下按键的字符编码传输至所述接口模块； 如果不是组合按 键， 再判断当前同时被按 下的按键是否为两个左右相 邻按键， 如果不是左右相 邻按键， 则不权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115291737 A 3