汉字字形输入法的制作方法

专利名称:汉字字形输入法的制作方法
一.发明创造主要详细内容(包括关键内容)
本法是一种简单易学，面向大众的新颖汉字输入法。
钱伟长教授根据人们长期使用汉字的习惯及普遍接受的识字规律，并结合汉字结构的特点，提出将一个汉字以其宏观的形态进行编码，使编码方法尽可能与人们的识字规律相吻合，这在编码方法上是全新的，并具有编码规则简洁，逻辑性强，易学好记，便于使用和推广等特点。在本方案中，任何一个复杂汉字(简体、繁体)均只须输入三码，因而输入速度快，使用效率高。
1.在大量实践及统计的基础上，精取了若干基本部件。
汉字源于图形符号，是一种拼形文字，即是一种象形方块字，字数多，笔划多，字形多，是一个二维图形符号，为了将其转换成计算机能够接受的线性编码，在大量实践及统计的基础上，将那些组字频度较高的特征部分析出，定义了若干基本部件，成为编码的基本单元。当某些汉字或其中部分无法用基本部件复盖时，则辅以六种基本笔画(横、坚、撇、点、左折、右折)代替，进行编码，因此方法简单、自然，掌握方便迅速，同时本编码只取字形，不取字音，完全避免了拼音带来的困难。
2.切合识字心理规律，大胆变革基本部件归类方法-开创宏观归类新法。
大量的汉字心理学研究结果表明人们在书写汉字时，首先考虑的是关于该字的结构模型，当它在辨析一个汉字的字义时，并不需要精确地分解每一个笔划，而是近似地，甚至是模糊地从字形结构角度来捕捉字形的特征。根据大致的偏旁部首，根据上下文关系最后确定该字的含义。
本法为了最大限度减少人们对基本部件的记忆量，充分利用人们最基本的思维活动-联想力，对基本部件采用宏观方法，进行同构处理，即将那些形体相似相近的基本部件定义在一个键位上，等价一个字符。
例如在“L”键上定义了六个基本部件门、冂、匚、凵、
、也就是说从宏观的角度考虑，L键上的六个基本部件的码值具有单值性，统一为“L”。
3.编码规则注重逻辑性，严密性，简易性
汉字是一种冗余量较大的图形文字，既使舍去一些笔划，人们还能辨析出字义;识字心理状态是抓住汉字的特征部分，注意边框，忽略中间。本法对每一个汉字采用了“首次尾”的编码原则，丢失了汉字的冗余量，这是提高输入速度的关键。
4.中西文兼容输入，另附加拼音输入法，国标码，区位码及电报码输入法。
以上输入方法随时可以切换，使用非常方便，适用于文字编辑，字符处理工作。
在本法输入中还可对138个西文字符和常用图案直接编码，方法独特，使用灵巧。
5.适用于IBM-PC/XT/AT，IBM-PC-5550，及其兼容的微型计算机中，支持IBM-PC机大部分软件，可进行文书处理，插字、删字、插段、删段、存盘、读盘等中文操作，并在字符串一级支持各种语言加工系统。
二.发明创造历史背景
自从计算机问世以来，汉字信息的编码输入一直深受人们的重视，这些年来，不少人已根据汉字字符，发音的特性对汉字从各个角度采用不同的方法进行了编码，目前用西文代码输入计算机的编码方法已超出400多种，而在各类计算机中能实现汉字输入的也已超出40多种，可进行如下归纳
1.流水码
包括电报码，气象电报码及各种通讯编码。其特点是专业性强，不易掌握，难于推广。
2.纯音码
直接把拼音(汉语拼音方案)用字符或数字来进行编码，由于汉字同音字多，重码率高，输入速度慢。
3.音形码
或称作声韵与部形结合编码。这种编码方法较难掌握，因为不但要知道某些字的声韵，而且还要掌握其部首，意义等，支码就是音形码。
4.形码
取汉字结构特征的笔形，用字符或数字作为码元进行编码，这对于不熟悉汉字声韵的人来说，带来了方便。目前采用形码进行编码的人也不少。如
河南南阳科委的王永民
大连工学院的胡宝华、朱子龙
公安部上海876所的虞柏年
他们这些编码都是按字形结构进行编码，但对各自定义的各种组字部件难于很快记牢(即缺乏联想能力)，不少汉字的拆字方法难于全面掌握。
本法就是在这种历史背景下诞生的。它也是一种形码，但不同于其它形码，它的突出之处是将汉字以其宏观的特征和结构进行编码，并使基本组字部件具有联想力，为学习编码带来了方便，并具备输入速度快等特点。
三.发明创造已有技术及特点
本法是一种字形编码，而形码又是当前汉字信息领域中相当活跃的一个部分。目前已获得国外专利或正在申请办理的汉字编码大致有如下几种
汉字键盘 李一华等 北京大学
汉字笔形编码法及其微型键盘 李金凯 北京师范大学
汉字编码 张淑英 清华大学(拼音)
26键五笔字型编码 王永民 河南 (形码)
声韵部形 郭淑贞 (音形)
唯物中文电脑输入法 黄金富 香港 (字形)
现将形码中较有代表性的“26键五笔字形编码”(王永民)的已有技术作如下讨论
1.参考汉字部件实用频度，选取150个左右基本部件，每个键位上刻有1～3个有代表性的基本部件。
2.编码顺序与书写汉字习惯顺序一致。
3.给优选部件及字型赋于记忆代号，做到部件键入与代号键入
双轨并行。
4.使用26键标准小键盘，构件及代号在键面上的安排兼顾构件的实际频度及键盘指法。
5.不等长编码。凡按规则取够四码者，由软件自动识别，凡取不足四码者，加击空格键一次。每一汉字最多按键四次。
6.设立26个高频字及600个简码。
7.重码尽量少，并可能挤到2级字库中去。
8.处理国家标准GB2312-80基本集全部汉字。
9.汉字的笔划横 竖 撇 捺 折
一 丨 丿
乙
10.汉字字型 左右型 上下型 包围型 单体型
11.汉字部件
横类 竖类 撇类 捺类 折类
王干夫 目上止 禾攵竹 言文方 心乙
土十于 日虫 白斤手 立广衤 子卩
大厂石 口 月用豕 水不 女刀九
木寸四 田四酉 人八亻 火小米 已马尸
廾无丁 山贝门 金鸟勹 之又宀 纟弓匕
12.汉字键位表 见附图(四)
13.编码规则
①构件码与识别码
任何构件，只要同位一键，在任何字中任何位置都享用同一代码，谓之构件码。
凡取不够四个构件的汉字需追加一个识别码。识别码一般由字的末笔代号与字型代号结合而成。
例江末代号1，字型代号1，识别码即为11;
笔末代号5，字型代号2，识别码即为52;
困末代号4，字型代号3，识别码即为43;
必末代号3，字型代号4，识别码即为34;
②单体字拆分原则
依书写顺序逐笔写成最大基本构件为止，如再加一笔构不成基本构件，则另起再写成第二个基本构件，如申日 丨;两;一冂人人。
③码式与码长。
单体字依单体字折分原则取3～4个构件码，不足四个时，追加识别码。
合体字按构件书写顺序依次取构件码，不足四个时，追加识别码。
多合字按构件书写顺序依次取第一、第二、第三，及末一个构件的代号码，共取4码。
合体字中的非基本构件一律按单体字拆分原则取两个码。
总码数以四个限。不足四时加识别码，加识别码后仍不足四时、以空格结束。
④一字多码
个别汉字的拆分或字型分类有二义性时，本方案允许分别按两种取法为该一汉编取两个代码。在输入检索软件上增加一个小表，以便两种外码可检索到同一汉字。
本方案与其相比，有如下显著优点或独到之处
1.根据字形的宏观结构，对偏旁部首进行归类
为了处理国家标准信息交换用汉字编码字符集基本集(GB2312-80)中的6763个汉字，及13000个繁体字，本方案共定义了6种基本笔划和若干个基本部件，使用标准西文键盘。为了便于操作，从宏观的角度将常用基本部件归类成，即把那些形体相似、相近，便于联想的基本部件定义在同一个键位上。由于同类的基本部件在其宏观的结构上十分相近，因而具有记忆量少，联想力强的特点。
例在“Ⅰ”键上定义了如下基本部件
目、且、耳、其、页、见、自、贝。
2.缩短码长，提高编码效率
本法编码对一个汉字输入最多击三次，对高频字采用单键方式，对一些常用字则采用双键即可(不包括空格)，故有利于提高输入速度。
据统计，本法的平均码长为2.8左右(不包括词汇码)
为了考察实际使用的平均码长，取朱自清《荷塘月色》一文为抽样对象，进行统计，该文的平均码长为2.1。
3.根据码元的使用频度，合理安排键位分布
本法用标准西文键盘作为输入工具。码元的分布是否合理，直接涉及到使用效率。在进行方案设计时，应用了计算机辅助分析方法，统计出每个码元的使用频率，并通过实际使用，广泛听取用户意见，经反复调整，最后确定码元在标准西文键盘上的位置。
4.既强调编码法则的逻辑性，又重视系统的编码自由度
本方案的可行性体现在其严格而合乎逻辑的编码法则。其核心是对字的切分原则。理论上这些原则能使任何人对任何汉字的切分都是唯一的，但由于汉字的字形结构复杂，人们的理解能力差异甚殊，因此总会对某些字各持不同的切分法。
组成一个汉字的若干个基本成份，互相之间的关系大致可分为三种相离关系、相交关系、相接关系。前两种类型的汉字切分是显易的，而属最后一种的某些汉字在切分时往往会产生争议。为此，本方案在实施时，考虑以上情况，系统增加了较大的自由度，有利于编码的推广应用。
经统计，目前使用的宏观字形编码的自由度为13.8%。
5.审慎有效地处理重码
为了方便用户，提高输入速度，系统对重码处理，采取了如下的措施
(1) 当产生重码时，系统首先自动将该重码组中出现频率最高的汉字跳入正文行，同时在屏幕底行显示该重码组所有汉字，用户可根据情况，决定选择与否。
(2) 系统对使用过的重码字具有一定的记忆及适应能力，即在再次使用该字时，不须选择，自动跳入正文行。
(3) 为了方便用户对重码的选择，在当前显示重码组的每一重码右方显示其序号数。
四.创造发明结构论述
目录
第一章 汉字的组成单元
一 汉字的结构
二 基本部件
三 基本笔画
四 部件
五 单字型基本部件和优选高频字
六 键位的分布
第二章 编码的方法
一 代码串的形成
二 取码顺序
三 取码规则
四 编码规则
第三章 非汉字文字的编码
第四章 简体字宏观字形输入法
第五章 繁体字宏观字形输入法
第六章 本法32键字形输入法
第一章 汉字的组成单元
一.汉字的结构
字的整体称为单字。作为方块汉字的单字是由若干彼此分隔的块拼合而成，这些相对独立的笔画结构块称为部件。部件又由一些更基本的单元组成。本方案优选了若干种使用频度较高的常用笔画结构，作为汉字的基本组成单元，并规定了六种基本笔画作为补充，两者交错组合，形成部件。这样，按本法的编码思想，汉字字形被分为三级基本部件辅以基本笔画、部件、单字。
二.基本部件
1.定义与分类
如上所述，汉字中使用频度较高的常用笔画结构称为基本部件。如“口、人、土、木、火、王……”。本法方案所优选的基本部件，分别按类归并到西文键位上。
那些形体相似、相近、便于联想者被定义在同一个键位上。如L键代表了“门、
、冂、匚、凵、
”六个基本部件，K键代表了“又、文、攵、欠、父”。于是，每个基本部件都有一个确定的符号与之对应，而每一个符号对应着若干个同类基本部件。由于每一类的成员彼此间都有着共同的属性，主要的是在宏观结构上大致相近，联想力强，使得操作者的记忆量大为减少。
2.组字时的变异
同一个基本部件在组成不同的单字时，其形态往往有所变异，如下例三组字
A组 讥 殳 风
B组 详 着
C组 唐 庚 事 兼 肃
A组各字中包含了基本部件“几”，它在不同的字中出现时，笔画的长短比例各有变化。
B组中包含了基本部件“羊”，它最后一笔的笔势各有不同。
C组中包含了基本部件“肀”，它的变化就更大了。
这些变化并不影响人们联想到相关的那个基本部件。因为人们在辩字时，首先映入大脑的是该字大致的结构模型。B组中的“羊”与“”，宏观结构相同，即笔画组合的主要特征相同，虽然其中有一笔差异，但是这笔所带的差异信息量对比其他诸笔所带的相同信息量来说，比例较小，不影响主要视觉效果。
一般来说，笔画多些的基本部件，对其组字时的变异容忍度大些，比如上文B组中的“肀”。对笔画少者，因为各笔的信息比都较大，稍有变异就会改变主要特征，所以辨认时要细致些。
在第四、五、六章的基本部件组字例表中，给出个包含各基本部件的典型字例，引导了使用者的联想，指示出每个基本部件所允许变异的大致范围。
3.组字时的不可拆性
基本部件作为组成汉字的最基本单元，原则上不能再被拆分，特别是在组字时，它是拆分下限之一。组成单字的笔画块可以完全由一个或若干个基本部件所组成，例如“理”字，分为“王”、“里”两块，前者由一个基本部件“王”组成，后者由“日”、“土”两个基本部件组成。然而，并不是所有的汉字都是这样。当基本部件的组合不能包括一个汉字的所有笔画时，就须用笔形代码来补充。
三.基本笔画
现代楷书汉字的笔画共有38种，按运笔方向可以归纳为6种基本形式，每一种包含有与其相同笔势的其它笔画。
(1)横→
例一(三)
(刁)
(2)竖↓
例丨(非)
(师)
(3)撇
例丿(片)
(必)
(毛)
(身)
(飞)
(4)点(捺)
例丶(主)
(心)
(良)
(丈)
(入)
(5)左折
例乛(买)(也)
(今、甬)
(书)

(卫)(习)
(专)
(鼎)

(与)亅(乎)了(函)ㄋ(乃)
(6)右折
例乚(亡)
(发)
(
)
(收)ㄑ(巡)

(长)
(曳)乚(电、屯)乙(乞)

(九)(飞)
(鼎)
本方案以“1、2、3、4、5、6”六个数作为“横、竖、撇、点、左折、右折”六类基本笔画的代码。
当一笔写下去出现多种笔势时，如“
”(与)，以最后的笔势“”为取码依据，即取左折代码“5”。
四.部件
如前所述，那些彼此分隔、相对独立的笔画结构块被称为部件。部件是由基本部件与基本笔画遵循以下规律而成

本编码方案定义凡与L、[、O键上的各基本部件持有内外关系的形式为相围。
(4)由基本笔画与上述各结构相交或相连组成

(5)由几个与上述各结构分离的基本笔画(不包括点)组成

(6)由单独的基本笔画中的左折或右折组成

五.单字型基本部件和优选高频字
基本部件中有一部分本身就是可独立使用的单字，被称为单字型基本部件。如Q键代表了基本部件“禾、千、干、衤”，前三个就是单字。一个单字型的基本部件有时代表多个相似的单字，它们是
土-土，士
己-己，巳
来-来，耒
乌-乌、鸟
王-王、壬
使用频度较高的单字，被称为高频字，与各键位上的基本部件或基本笔画共享同一键位代码。优选高频字可以按后文所述的编码规则，单键快速输入。
六.键位的分布
从附图(→)-键图表上可以看出，各键位以优选高频字为中心，基本部件排列在周围(1～6数字键位表示基本笔画，只有高频字)。按各自的排列位置享有位置值如下

键位代码与功能键“＝”组合，将依次显示该键上的所有单字型基本部件，供用户自行选择。
如;键上

高频字是“国”，单字型基本部件“西”的位置值为“4”，单独使用时取码为“;4”，组字时以“;”代表，如组字时以“;”代表，如组成“洒”字时取码“G;”。键入“;＝”时，将显示“而两雨西酉四皿臼”，若用户再键入“SHIFT-4”，则“西”被存入正文。
第二章 编码方法
一.代码串的形成
作为二维图形的汉字，是由前文所述的基本组成单元以“交、连、离”空间关系和“上下、左右、内外”方位关系组合而成。依次提取各基本组成单元，并以其所在键位的代码表示，将形成对应一个汉字的代码串。当代码串超过三位时，按编码规则舍弃其中的一部份。这样，即把二维汉字转换成了计算机所能接受的线性编码。
二.取码顺序
本方案因袭人们的书写顺序进行部件排序，并以“先上后下，先左后右，先外后里”的原则提取组成各部件的基本单元(基本部件和基本笔划)。并做如下约定
1.在相交相连结构中，依先左后右取(见例A组);否则则先上后下(例B组)。
例A组 世＝
、廿 B组 内＝人、冂
出＝凵、山 弗＝
、弓
九＝丿、乙
兆＝儿、
2.连接笔画中，起点或起笔笔势相同者，依先左后右(例C组)，否则，依起点的高低位置，先上后下(例D组)。
例C组 毋＝
、、
收＝
、丨、攵
D组 非＝丨、一、一、一、丨、一、一、一
3.内外结构中，先内外，后上下(例E组)。
例E组 凶＝凵、ㄨ
幽＝山、幺、幺
三.取码规则
本方案按以下规则对一个部件提取代码
1.按上述取码顺序提取第一笔，若该笔是某基本部件的一部分，则提取该基本部件的所有笔画，并以相应键位的代码表示之(见例字“夹”);否则，按第一笔的笔形取相应基本笔画代码表示之(见例字“天”)。再用同样方法对剩余笔画继续提取
例夹＝大、
天＝一、大
2.当被提取的基本部件有多种可能性时，优先提取笔画多者
例甲＝日、丨
(不取甲＝口、十)
生＝牛、一
(不取生＝、土)
若笔画数相同，则按先后次序取
例丈＝、
(不取丈＝乂、一)
3.同一笔画不可拆分
例串＝中、口
(不取串＝中、中)
里＝日、土
(不取里＝田、土)
4.离散的一点(或横、竖、撇、捺)可以忽略不取，只有在取不足三码时，按其位置依次取码。
四.编码规则
1.只有一个部件的字，按上述取码规则依次取码，最多取三码。
2.由二个部件构成的字，第一部件依次取二码，第二部件取一码。如果第一部件取不足二码，则第二部件依次取二码。
3.由三个部件构成的字，每个部件各取第一码。
4.由多于三个部件构成的字，则各取第一、第二和最后一个部件的第一码。
5.基本部件中可以作为单字使用者，取其所在键位代码为第一码，位置值为第二码。
6.优选的高频字，取所在键位代码，单码输入。
7.凡以上取不足三码者用一位空格结束。
第三章 非汉字文字的编码
增加一个功能键“＝”，可以将数字、字母、部分字符按以下格式进行编码。
1.数字

2.字母
编码格式
(注字母取一位，大小写任意)
例如 字母 编码
A AL＝
B BL＝
b BL＝
3.符号
编码格式
(符号取一位)
处理范围通用键盘上除“，。< >”外的所有符号

4.其他
没有被列入上述处理范围内的符号，除“，。、”可以作为编辑符直接输入外，其他需转入国标码输入。
第四章 简体字宏观字形输入法
一.为了处理国家标准信息交换用汉字编码字符集基本集(GB2312-80)中的6763个汉字根据宏观字形编码的基本原理，本输入法定义了六种基本笔划和153个基本部件并从宏观的角度将它归类在39个键位上。
二.简体字基本部件及字例










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呆 OF 带 RN] 袋 ESM
歹 Z3 殆 ZDO 待 EV[
傣 ETG 代 ES4 逮 M]G
戴 7SE 贷 ESI 垂 QR1
椿 DTP
第五章 繁体字宏观字形编码
一、本法(繁体字)在简体字的基础上，适当加减若干基本部件，便能以简体字的同样方法进行操作。繁体字选用了164个基本部件，归类后排列在41个键位上。
增加的基本部件为麥
婁爾
亞
長為臼鹿
二、繁体字基本部件及字例



三、繁体字编码样品
雜説四 韓愈
HEJ HER ; 7P＝ ECU





第六章 本法32键字形输入法
一.为了进一步减少操作者的记忆量，提高键入速度，使得编码方法更为简便、直观，本法32键输入法在39键输入法的基础上，基本部件合并为140个，并将基本笔划和基本部件共同归类，一起定义在相应的键位上。即把6种基本笔划和140个基本部件件按照其宏观结构的特征，把结构相同、相近、相似、或便于联想的基本笔划和基本部件归为一类，其定义在32个键位上。
二.基本部件及字例









三.拆字样品
码本节录(GB2312-80)第29区汉字
健 EM2 舰 CI 剑 EYX
饯 6S1 溅 GIS 涧 GLP
建 M21 僵 EPP 姜 J3
将 GZ5 浆 GZG 江 GV
疆 CPP 蒋 RG5 奖 GZA
讲 HR1 匠 LS1 酱 GZ1
降 WKJ 蕉 REG 椒 FXK
礁 4EG 焦 JG 胶 GHK
交 HK 郊 HKW 浇 GSR
骄 B3R 娇 33R 嚼 OY5
搅 TNI 铰 6HK 矫 5AR
侥 ESR 脚 CVW 狡 BHK
角 ZC2 饺 6HK 缴 DIK
绞 DHK 剿 6PX 教 VTK
酵 1VT 轿 23R 较 2HK
叫 O62 窖 NJO 揭 TP5
接 TH3 皆 66I 秸 QVO
街 EV5 阶 WER 截 3SJ
劫 VDZ 节 RW 桔 FVO
杰 FG 捷 T3 睫 I3E
竭 HP5 洁 GVO 结 DVO
解 ZCJ 姐 3I 戒 S4R
藉 RTP 芥 RER 界 PER
借 ERP 介 ER 疥 SER
诫 HSR 届 WP 巾 22
筋 6CZ 斤 S12 金 61
今 E45 津 G21 襟 QF1
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晋 1YP 禁 FF1 近 MS1
渐 G2S 桨 GZF 烬 AWG
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五.预后效益
1.可在计算机上对错综复杂的汉字进行快速输入、输出、成为汉字信息处理的重要和有效的工具。一般人员只要1～2天的学习就可掌握，一旦掌握，长久不忘，便于普及推广和广泛应用。
2.可以用于IBM-PC/XT/AT等其它微型计算机上应用，在一个中西文操作系统支持下就可以达到上述目的。
3.可以在办公室自动化管理、文字处理系统及企业事务管理，印刷排板系统，计算机网络通迅中广泛使用。
4.目前已在工资管理、人事管理、学生档案管理、文字处理系统中应用，节省人时，效果显著，反映良好。
权利要求
1、汉字字形输入法是一种汉字形码输入法，其特征在于从宏观角度把汉字特征和结构相似或相近的便于联想的基本部件予以归类，并辅以基本笔划。
2、按权利要求
1所述的输入法，其特征在于把汉字组字结构归为六种基本笔划，一百五十三个基本部件。
3、按权利要求
2所述的输入法，其特征在于把基本笔划和基本部件定位在39个键位上，如附图(一)所说明的。
4、按权利要求
1所述的输入法，其特征在于把汉字繁体字归为六种基本笔划，一百六十四个基本部件。
5、按权利要求
4所述的输入法，其特征在于把基本部件定位在41个键上，如附图(二)所说明的。
6、按权利要求
1所述的输入法，其特征在于把汉字简化字归为六种基本笔划一百四十个基本部件。
7、按权利要求
6所述的输入法，其特征在于把基本笔划和基本部件定位在32个键位上，如附图(三)所说明的。
8、按权利要求
1所述的输入法，其特征在于每输入一个汉字最多击键三次。
专利摘要
汉字字形输入法是钱伟长教授研制的计算机汉字新颖输入法。本法根据人们长期使用汉字的习惯及普遍接受的识字规律，结合汉字结构的特点，将一个汉字以其宏观的字形部件进行编码。输入速度快，并具有编码规则简洁，逻辑性强，易学好记等特点，便于使用和推广。汉字字形输入法对简体字和繁体字都适用，已在微型计算机上实现。
文档编号G06F3/023GK85102777SQ85102777
公开日1986年11月12日 申请日期1985年4月1日
发明者钱伟长 申请人:上海工业大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan