基于Qtopia的嵌入式九宮格方式的中文輸入法設(shè)計

隨著基于ARM內(nèi)核芯片的大規(guī)模應(yīng)用，手持嵌入式設(shè)備迎來了一個龐大的市場。與用戶直接打交道的圖形界面的友好程度決定了用戶對該產(chǎn)品的感觀認(rèn)識。在這個方興末艾的市場，嵌入式Linux由于其系統(tǒng)優(yōu)異的健壯性，以及開源、免費(fèi)等顯著優(yōu)勢，成為嵌入式設(shè)備的主流操作系統(tǒng)。其中，Qtopia是Trolltech公司為采用嵌入式Linux操作系統(tǒng)的消費(fèi)電子設(shè)備而開發(fā)的綜合應(yīng)用平臺，因其友好的界面、完善的開發(fā)環(huán)境，已被國內(nèi)移動電話制造商中興通訊選作其移動電話ZTEU980基于Linux的應(yīng)用開發(fā)框架，使Qtopia電話版成為中興通訊支持中國3G標(biāo)準(zhǔn)TD-SCDMA的核心部件，Qtopia在嵌入式市場的競爭中撥得頭籌。

在Qtopia的應(yīng)用中，有許多需要用戶輸入本地文字的場合，如短信、通訊錄及記事本等，而Qtopia現(xiàn)有的輸入方式，是基于虛擬的QWERTY全鍵盤的，在實際應(yīng)用中，這種QWERTY全鍵盤不僅需要用戶雙手進(jìn)行操作，而且由于按鍵排布緊密，從而導(dǎo)致誤碼率居高不下。

　　本文提出一種基于Qtopia的采用傳統(tǒng)九宮格方式的中文輸入法設(shè)計。傳統(tǒng)九宮格的虛擬鍵盤不僅符合大眾的使用習(xí)慣，而且可以實現(xiàn)單手操作，可以為用戶帶來舒適的輸入體驗，提高產(chǎn)品的市場占有率。

　　1 Qtopia中文編碼及插件技術(shù)

　　要實現(xiàn)漢字在Qtopia系統(tǒng)里正確處理并顯示，必須滿足兩個前提條件：一是系統(tǒng)要有支持中文的編碼；另一個是要有能顯示這個中文編碼的字符字體存在。本文的Linux開發(fā)環(huán)境代碼編輯器的編碼為GBK，目標(biāo)機(jī)上的Qtopia平臺使用Unicode編碼，所以在程序里首先按如下的方式進(jìn)行編碼轉(zhuǎn)換：

　　接下來為Qtopia系統(tǒng)提供中文字體，Qtopia支持多種字體，包括ttf，bdf，qpf格式。其中qpf格式的字體使用最為方便，本文采用支持中文的Simsun_120_50．qpf字體文件，把該字體文件保存至MYMQTEDIR／lib／fonts目錄下，修改字體鏈接fontdir文件，在菜單Appearance的Font選項里選中該字體，此時系統(tǒng)中文顯示正常。

　　在Qtopia中，輸入法是以基于插件的方式實現(xiàn)的，Qtopia插件分為應(yīng)用程序插件、服務(wù)器插件和系統(tǒng)插件3種。其中，應(yīng)用程序插件是應(yīng)用程序使用的插件，服務(wù)器插件是在啟動時由Qtopia服務(wù)器進(jìn)行裝載的插件，系統(tǒng)插件是在應(yīng)用程序啟動時被裝載的插件。本文所涉及的輸入法屬于服務(wù)器插件。

　　Qtopia中通過類似COM的層來使用插件，建立一個插件的基本步驟為：創(chuàng)建插件的接口；寫插件將提供的功能函數(shù)；為接口定義子類；創(chuàng)建一個插件實例；裝載插件。

　　在實現(xiàn)輸入法插件的創(chuàng)建后，需將該插件編譯成動態(tài)鏈接庫的形式，并安裝到插件對應(yīng)的目錄下，對于輸入法插件而言。指定的存放目錄為$QTEDIR／plugins／inputmethods。系統(tǒng)啟動時，插件裝載器會自動裝載這個文件夾里的輸入法插件。

　　2? 輸入法在Qtopia中的實現(xiàn)

　　2.1? 輸入法模塊的實現(xiàn)

　　中文拼音輸入法的設(shè)計，要實現(xiàn)數(shù)字拼音鍵到漢字的轉(zhuǎn)換。所謂數(shù)字拼音是指按照手機(jī)鍵盤上英文字母的布局來輸入漢語拼音所得到的一串?dāng)?shù)字，對于九宮格形式的虛擬鍵盤來說。其鍵盤的布局特點導(dǎo)致不能直接輸人漢語拼音而只能輸入數(shù)字鍵盤掃描碼，然后由掃描碼的識別及糾錯處理模塊對其進(jìn)行拼音組合、文字匹配檢索后才能得到相應(yīng)的漢字，處理流程見圖1。

　　首先用戶輸入的數(shù)字鍵盤掃描碼要轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的漢語拼音，本文采用查表檢索法實現(xiàn)數(shù)字拼音到漢語拼音的轉(zhuǎn)換，并對用戶無效的拼音組合進(jìn)行高亮提示。然后根據(jù)字典數(shù)據(jù)庫檢索相應(yīng)的漢字，并對用戶的輸入進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)，針對用戶輸入習(xí)慣不同，對用戶輸入常用詞進(jìn)行自適應(yīng)排序。利用自帶字庫的基礎(chǔ)語言模型與用戶常用詞模型相結(jié)合的檢索技術(shù)對候選字進(jìn)行自動排序，得到最終的候選字輸出。如圖2所示。

　　該輸入法注重對用戶輸入的常用詞、高頻詞的自適應(yīng)，利用基礎(chǔ)字庫模型和用戶習(xí)慣模型結(jié)合進(jìn)行解碼。主要思想是通過跟蹤用戶輸入過程，記錄用戶輸入習(xí)慣，然后根據(jù)用戶的輸入字詞的不同概率動態(tài)調(diào)整相應(yīng)的數(shù)據(jù)，并將結(jié)果存放于用戶模型中。

　　2.2? 移植輸入法到Qtopia中

　　Qtopia 2.x系統(tǒng)中支持彈出式輸入法的插件實現(xiàn)。彈出式輸入法在沒有鍵盤和其他文件輸入設(shè)備時使用，它彈出窗口部件，用戶可通過設(shè)備的觸摸屏操作產(chǎn)生鍵事件，它們也被看做基于筆的輸入方法。在本文中，采用ExtInputMethodInterface作為創(chuàng)建輸入法插件的接口。

　　(1)為彈出輸入方法設(shè)備窗口部件。彈出輸入法必須提供一個顯示在屏幕上的QWidget窗口部件，并在一個鍵被按下時發(fā)出一個信號，Qtopia處理輸入窗口部件的顯示和隱藏。信號和插槽是Qt的核心機(jī)制，應(yīng)用于對象之間的通信，信號和插槽是真正的信息封裝，所有從QObject或其子類派生的類都能夠包含信號，當(dāng)對象改變狀態(tài)時，信號就由該對象發(fā)射(emit)出去，對象并不需要知道另一端是誰在接收這個信號。本文的輸入法設(shè)計，在用戶點擊選字按鍵時，一個包含所選字符的keyPress信號被發(fā)射出去。

　　在這個keyPress信號中，ushort unicode為輸入字符的unicode編碼值，這樣就可以把所選字符的編碼傳遞給Qtopia系統(tǒng)，系統(tǒng)就會在當(dāng)前光標(biāo)處輸入相應(yīng)文字。

　　(2)創(chuàng)建一個ExtInputMethodInterface插件。

　　(3)編譯該輸入法插件。為了編譯輸入法插件，需要在．pro文件中設(shè)置如下：

　　依次完成上述步驟，即可實現(xiàn)Qtopia輸入法的創(chuàng)建及編譯，本文所實現(xiàn)的中文拼音輸入法如圖3所示，當(dāng)用戶選擇該輸入法時，會彈出一個輸入面板，該面板由候選字區(qū)、拼音組合選擇區(qū)、拼音輸人區(qū)及功能區(qū)組成。在開發(fā)板上運(yùn)行該輸入法如圖3所示。

　　候選字區(qū)? 位于面板的最上方，由6個QPushButton組成，單擊后相應(yīng)的文字會輸出至Qtopia系統(tǒng)當(dāng)前光標(biāo)處，并自動聯(lián)想該字的常用詞組合。

　　拼音組合選擇區(qū)? 位于面板下方的左側(cè)區(qū)域，由一個QListBox，供用戶選擇候選的拼音組合。

　　3×3的輸入?yún)^(qū)? 位于面板下方的中間區(qū)域，與傳統(tǒng)的手機(jī)鍵盤相對應(yīng)，由a～z拼音字母及“*”鍵組成，“*”鍵為標(biāo)點符號選擇鍵，其余8個按鍵為拼音輸入；

　　“Del”按鍵? 位于面板下方右側(cè)區(qū)域，用來回退當(dāng)前的拼音組合，如果當(dāng)前拼音組合不為空，刪除該組合最后一個拼音字母，并刷新拼音組合及候選字，若當(dāng)前的拼音組合為空，則單擊刪除光標(biāo)左側(cè)的一個字符，長按該鍵則連續(xù)刪除光標(biāo)左側(cè)字符；

　　“Up”及“Down”按鍵? 候選字區(qū)的上下翻頁鍵。

　　3? 結(jié)? 語

　　基于Qtopia的插件技術(shù)，實現(xiàn)了傳統(tǒng)九宮格方式的中文拼音輸入法，該輸入法在輸入中文時支持詞語聯(lián)想功能及用戶輸入高頻詞自適應(yīng)功能。該輸入法在一個基于Linux 2.6.13內(nèi)核的S3C2440嵌入式系統(tǒng)上運(yùn)行成功，經(jīng)過長時間的測試，該輸入法運(yùn)行穩(wěn)定，響應(yīng)速度流暢，可給用戶帶來舒適的輸入體驗。