【成果推介】一种基于符号挖掘的动态键盘生成方法及系统

【应用行业】互联网

【技术领域】计算机技术

【知识产权】发明专利

【成果完成单位】华中师范大学

【成果完成人姓名】余新国、何彬、陈想东

【完成人团队简介】团队主要研究视频分析、计算机视觉、人机交互、多媒体技术

【成果完成时间】2022-01-27

【专利号】CN202210099162X

【授权日期】2024-03-19

【技术成熟度】研发阶段

【应用背景】随着各类智能导学系统的发展，学习者面临大量非文字内容（如数学符号）的交互问题。如何利用智能化交互模块提升学习者与学习系统的符号交互效率具有重要的现实意义。传统的符号输入技术包括键盘输入和手写输入两大类。后者依赖一定的软硬件环境（如手写板、触摸屏等），应用场景受限。因此，符号输入仍然是键盘输入为主。

根据键盘的具体形态，可进一步将键盘分为物理键盘和虚拟键盘两种。物理键盘是一种计算机硬件组件，而虚拟键盘则是以软件形式模拟物理键盘完成符号输入。无论是物理键盘还是虚拟键盘，都面临了如何建立符号与键盘按键之间的对应关系的问题。对于物理键盘而言，由于按键数量有限，往往将一个物理按键对应一组符号，通过翻页的方式进行选择。因此，通过物理键盘进行符号输入面临效率低下以及用户体验不佳的问题。虚拟键盘由于不受按键数量和空间布局的限制，可以尽可能将所有符号显示在虚拟按键上供用户输入，一定程度缓解了物理键盘的输入局限。然而，当虚拟键盘上显示的符号数量过多时，又会带来选择效率问题。

针对上述问题，动态键盘技术随之被提出。动态键盘是一种虚拟键盘技术，其特点在于：一是与物理键盘类似，动态键盘使用有限的按键数量，仅显示与本次答题相关的符号；二是每个按键对应的符号内容不是固定不变的，而是可以根据本次答题的符号需求动态改变。动态键盘的这一特性使其在具有大量符号输入需求的学科在线学习系统中具有广泛和迫切的需求。

现有的动态键盘技术主要存在以下两方面问题：

一、符号自动发现能力不足。现有方法多依赖符号识别技术，直接从题目中提取符号。这类方法存在两方面不足：一方面，答题所需的符号完整度无法保证。存在大量无符号或仅包含少数符号的题目，此时如直接提取，则可能会出现答题所需的多数符号缺少的问题。另一方面，答题所需的符号相关度无法保证。教学实践表明，题目中出现的符号并不一定都是答题所需，因此造成无关符号的大量引入，影响符号输入效率。

二、符号的过度显示问题。现有的技术由于无法提高符号获取的精度，往往将该学科领域的所有符号按照一定布局逻辑显示在动态键盘上。这虽然在符号的覆盖率上达到最高，但是仍然增加了学生的选择负担，不够动态和智能。

现有技术CN106021498A中提出了一种基于问题求解的动态键盘信息生成方法，其符号的提取依赖于输入的问题属性信息，虽然在一定程度上可以帮助发现符号，但仍然比较局限。该技术也没有解决符号的过度显示问题。

【成果简介】本成果发明了一种基于符号挖掘的动态键盘生成方法及系统。该方法包括步骤：获取试题数据，提取所述试题数据的试题向量；将所述试题向量输入到训练后的情景模式识别模型，输出所述试题数据包含的情景模式，获取所述试题数据包含的情景模式对应的符号集合，对所述符号集合进行筛选形成候选符号集合；预先定义键盘界面分区、以及每个区域的符号筛选规则，按照预设符号筛选规则对所述候选符号集合进行筛选，分别形成每个区域的符号集合；按照键盘界面分区以及每个区域的符号集合生成虚拟键盘并显示。本成果具有符号发现能力强、动态化智能布局的优点。

【成果图片】

【联系方式】段治国、安红高、刘树楠、吴涛，02767868068，02767868067，02767862769