28、三步键盘：创新的无触摸文本输入解决方案

三步键盘：创新的无触摸文本输入解决方案

1. 背景与现有技术

传统的屏幕键盘文本输入方式，通常需要通过指针操作在标准的屏幕 QWERTY 键盘上进行，过程繁琐且耗时。对于无触摸界面，也有一些替代技术，如语音识别、眼动追踪和脑机接口，但这些技术存在局限性，部分技术因用户残疾而不适用，部分技术价格过高。计算机视觉方法为解决这一问题提供了不错的替代方案。

现有的头部操作界面主要基于检测和跟踪用户的面部或面部特征。早期解决方案依赖于附着在头部特定部位的标记，而现代解决方案则基于计算机视觉和模式识别方法。捕获的头部或面部特征运动被转换为显示图形用户界面（GUI）上指针的运动。以下是一些不同的操作方式：
- 基于鼻孔位置 ：通过用户鼻孔相对于面部区域的位置变化来控制光标位置。
- 结合眼动和眨眼 ：跟踪鼻子的同时处理眼动区域以识别眨眼，眨眼被解释为鼠标点击；也可通过眼睛在图像平面的位置控制鼠标移动，通过嘴巴形状变化实现点击事件。
- 3D 头部姿态 ：利用 3D 头部姿态进行鼠标光标导航，通过相机与用户头部的距离实现点击事件。
- 深度成像 ：从深度图像中检测鼻子位置和嘴巴状态，用于控制和导航光标。

这些头部和面部特征操作的界面主要集中在非接触环境中的指向和传统鼠标替代，文本输入通常通过屏幕键盘实现。

2. 减少按键数量的键盘

2.1 QWERTY 键盘的局限性

QWERTY 键盘设计于 19 世纪，尽管有更高效、更符合人体工程学的布局