基于遗传算法的手机键盘字母布局的研究(组图)

基于遗传算法的手机键盘字母的布局研究陈彩云，李志国（天津市南开大学组合数学研究中心，天津“”“％＆）@AB：/ .: C3>; C：/ DE; F> DGE $ CGB摘要本文讨论了手机键盘上语音字母的布局，并给出了此问题的数学模型，使用遗传算法和多种方法对手机键盘上的语音字母进行了重组。在模拟普通汉字的过程中，采用了优化策略，即不断优化遗传算法，最终获得理想的键盘字母布局，实验表明，这种字母布局大大提高了拼音输入法的效率，使用方便。关键词手机字母布局遗传算法组合优化文档识别码H中文图书馆分类号IJ＃）＆（！“”＃）物品编号＆“”！A * ##＆A！％A“” %% A “＃！”＃ $$＃％＆'％＆（）* +＃$＃*，“ $-（％。” // 0 +（％“ 1＃-” 2（％3“％”，'* 4 /＆（$ '，+ 5. +“％。＃'67％8'9 +'＆7（（K>; L> M NGM KGBO / ;: LGM / CM，K3：M：CL> M;> L / C H .2GM / L3B，KGBO /;：L / G; XRL / B / V：L / G; &&&&&&&&&&&&&&&&&&介绍许多当前的信息技术产品，例如移动电话，已经实现了数字键盘的汉字键盘上拼音字母的适当组合和排列，以减少输入。尽可能多地使用汉字。这可以大大提高手机的拼音输入法的速度，并减少输入错误。

实际上，为了减少屏幕翻转的次数，有必要将与各种不同拼音拼写相对应的此类键盘输入的数量减至最少，这意味着键盘输入必须与拼音相同拼写。一个对应的次数达到最大值，从而有效地减少了屏幕翻转的次数，提高了速度。输入功能。而且，作为人们日常通信的重要工具之一，移动电话越来越受欢迎。根据中国信息产业部的公告，到今年年底，手机用户的数量已增加到10亿美元。在各种输入法中，拼音法由于其简单性和易学易用性而已成为使用最广泛的输入法。如今，智能拼音输入法在手机上更为常用。这种输入法不需要学习，并且比传统的拼音输入法要快得多。即使这样，由于当前移动电话键盘上语音字母的排列方式，这种输入方法并未发挥更大的效率。通常，很多常用的汉字只能通过多次旋转屏幕才能找到。如果可以合理安排数字键盘上语音字母的布局，则可以更好地解决此问题。目前，没有专门的文献来研究这方面的工作。本文首先探讨了手机键盘上拼音字母重组的问题，并取得了良好的效果。在实际模拟中获得的结果是，使用改进的字母布局输入汉字，与原始数字相比，屏幕翻转的次数减少了＃+，尤其是一些常用字符的输入，通常无需翻转即可找到屏幕，这是大大改善。输入效率。

输入法使用拼音字符。以Samsung-+！*手机的智能输入法为例。父母所在的数字键代表拼音输入。例如，如果要输入字符“李”，则需要在数字键上输入拼音。/（带有符号的数字键（/，/，/）上，此时按键的顺序为（，'。但与字母相同。（数字键上还有字母0，与字母/相同的键上还有字母2。因此，如果为1、3，则拼音0 /也将为生成，因此由于手机显示的限制，所有满足0 /和./的用户都将依次按下（，'键，中文字符。（Samsung-+！*手机只能显示（中文字符）每个屏幕可能需要翻动屏幕几次才能找到所需的字符，因此汉字的输入速度自然会非常慢。本文要记住手机！建立数学模型！ ！45“ $$＃6，这里！是！+字母集。$是汉语拼音的集合，$％5！＆！＆$$$！＆（！＆!!，）％＆$$$'， '4＆！'）其中7 $ 789和$中的元素是不同的 。 $是！，$ 6，＆，是所有中文拼音的集合，例如：/，0 / :;等都是$的元素。

$中的每个元素都有一个权重，称为单词频率。单词频率越高，汉语拼音越常用。在本文中，使用单词频率函数*（“）来表示每个“！$”的权重。关于字符频率的计算，作者收集了包含！''*＆*汉字的文本，并粗略计算了每个汉字的概率。例如，字符“的”的出现概率为“是”，字符的出现的概率为＆$ +（），然后加上＃$“）（，的具有相同拼音的汉字获得“”以“ $＆”出现的概率，然后记住“” *＃$（（等，等等，4'$＆“，（？=>？）因此，您可以获得每个拼音的频率。4＃$（（，让+是一组数字！到），+45！$$）6 +中的元素是用于在当前手机上放置字母的数字键电话键盘。作者的目的是找到满足以下条件的从！到+的映射：给$！中的一个加一个“ +，elements”，然后“可以以！＆！＆$$的形式编写$！＆，包括：＆！'资助项目：重点实验室国家教育部核心数学与组合数学讲堂）％＃关键基础研究发展规划项目（编号：Grant S＆））*“＃” +）作者简介：陈才云（＆）％（A） ），女，博士，研究方向：组合学和数据挖掘。

李志国（＆）%% A，男，硕，研究领域：组合与应用。计算机工程与应用！“”＃$！%%%（（“＃”＃$$$“＃）（！！）”！'（！“＃）！”＃）$$$（！“＃）＆ ！$＆！$字母，映射到：数字键等。可以看到每个这样的染色体都对应一个映射！步骤2：确定种群大小，种群大小，并将其取为：“”，知道根据经验，规模太小不利于寻求最佳解决方案，而规模太大会影响速度，此处取为：“”尽管运行时间稍长，但有助于找到最佳解决方案的所有元素的图像集会重新设置％＆，同一元素的出现次数以％＆为单位，在此称为元素的频率，以％＆为单位，频率＆重组为设置的％&&，已定义在％&&和％＆中元素的单词频率比率为：（％＆）'“！ !!＃！％&&（！＃）（“初始种群+”，随机生成初始染色体/（“）（/＆（”），（“），'/！$$$ /，（”）））！0 ，。

第3步：选择交叉算子和变异算子。交叉算子反映了遗传算法的局部搜索性能。交叉概率（+1）高性能模型被破坏；如果值太小，则最佳搜索范围是“ $ HD” $％。太大而陷入沉闷状态。变异算子反映了群体的变异性。如果变异概率（+ $）过大，则搜索趋向于是纯随机搜索；如果太小，它将降至局部最小值。在此变异算子中，交叉算子采用标准单点交叉，变异概率为+1'“ $％，并且选择了标准单点变异，变异概率+ $'” $“＆。步骤4 ：构造适应度函数（％＆）是最大化的问题，而“”'（％＆）在前面要求'“＆，因此您可以直接选择'（％＆）作为适应度函数。步骤5：设置终止条件（此处“””是经过多次实验获得的），将算法优化次数最多的解决方案作为最佳解决方案，然后结束程序。 。！＃！％＆（！＃）（（％＆）显然是'！（“，＆）。作者的目的是要找到使'（％＆）尽可能大！的映射。使用最快的字符输入，从而最大程度地减少了屏幕翻转次数，提高了汉字的输入速度。通过以上分析，我们可以知道大约有＆!!各种拼音字母布局，因此简单的遍历算法不现实。

因此，我想到了使用遗传算法（＆）解决组合优化问题。 ＃用于在电话键盘上排列拼音字母的遗传算法设计。遗传算法是由美国* +，-+。/ 0在美国%%早期的1234年后通过6682 0.（＆9％：），（＆9> 9）3/05开发的（ ！），; 235元组由教授首先提出：（），*，+“，,,＃，$，％，-）其中：H优化策略以使遗传算法收敛到全局最优解也使得获得的结果更适用于实践。在计算过程中使用以下优化策略。使用突出选择和“父子混合”选择（＆）结合的策略为了使遗传算法尽快收敛到全局最优解，一种将突出选择和“父子混合”选择结合的策略是通过。杰出的人员选择策略和“父子混合”选择策略都是确保收集遗传算法（＃）的执行策略。该算法的描述如下：“父子混合”的杰出人物选择遗传算法（初始化）来设置2＃”，并随机生成初始种群步长＆。“（”）（/（），），（“ ））/'/（$$ $ /，！0，＆“！”）D个体编码方法； * D个人健康评估功能； +“ D初始种群； D种群大小； #D选择算子； $ D交叉算子；％D突变算子；-D遗传操作终止条件。

遗传算法的设计从下面开始。第一步：设计编码方案（代码的长度标记为。）遗传算法中的编码是解决该问题的先决条件，也是E设计中的关键步骤。如果将！F字母映射为>数字，则可使用代码长度为％>位的二进制数字来表示染色体。在染色体中，每三个二进制数字的值代表字母/，！“”＃$！％这里，遗传算法的遗传和突变特征用于将较早生成的次优解放入初始种群Re -执行遗传算法，以期望通过诸如遗传，变异和交叉等算子进一步优化次优解决方案。这不同于简单地增加优化数量。前者利用初始种群的多样性进一步改善了次优解的性能，而后者则无法实现这种效果，因为在遗传算法的后期，种群中的各个“属性”是全部相对而言，不可能通过交叉和遗传继续优化。该策略在一定程度上也可以避免遗传算法的过早现象。 （＃）通过遗传算法使用均衡策略获得的解，尽管适应度函数很大，但不一定适用于实际应用。原因是在实践中不仅需要高效率，而且这些字母必须在手机键盘上标记。每个数字键上的字母数是有限的，不能太多地排列，最多只能排列T。

因此，我们必须改善获得的结果，以使每个数字键上的字母数最多为T，并且自适应值的减小应尽可能小。以下算法用于调整字母布局。分别使用！ ”，该算法可以描述如下：“＃！$$ H代表每个数字键，“如果有确定的”，则使c！ “ cdT，然后执行步骤！否则！！”！H，执行步骤＃;步！对于每个字母$“！”，请将其从中取出！ “然后将它们放入！％，然后计算＆（'（），然后将$放回！！”计算后。设置＆（'（）％＃”，获得最大值时取出的字母为$。 （，其他数字键为！％（，从$（取出！！并将其放入！％（中，转到step'; step＃put）数字键的结果输出。单词的拼音和键盘输入是的对应关系，大大提高了键盘的利用率，两种布局分别通过计算机仿真输入上述！TTR'R汉字，其结果是：传统的键盘布局需要OHT”＃来翻转屏幕，但改进的拼音布局只需要＃R'％T来翻转屏幕，减少了＃＆f。可以看出，新布局有效地提高了键盘的效率并改善了拼音输入。法律的速度。

表！数字拼音字母！ ＃TO＆％RH * E’a：0;。 5 \ VQ / 2Lb 3 + 7，4 = -8 @？实际上，可以在实践中进一步调整布局。因为数字键和拼音字母的组合不仅是上述组合，例如：“：0;”。字母组不仅可以放在！键，但也可以放置在＃号T键上。在实际操作中，在数字键周围的键上输入字母后，尝试输入下一个字母。这需要调整数字键和拼音字母组合的相对位置。仍然使用以前的汉字进行整体计算，最后得到像Table＃这样的布局：Table＃digit拼音字母！#T 3 + O，0;。＆％RH / 2Lb 5 \ VQ78 * E'a 4 = @-？ ：经过统计，可以实现此布局。输入字母后，下一个要输入的字母将以％！f的概率出现在他周围的数字键上，这在一定程度上有助于用户输入。 ＆结束语本文使用遗传算法来初步讨论手机，电话和其他通信终端的键盘O拼音字母的布局。传统的手机键盘布局是从第一行开始排列26个英文字母，即使用遗传算法给出一个很好的结果。实际仿真表明，使用这种字母布局的手机键盘进行汉字输入时，与最快的流行汉字输入法相比，＃＆f屏幕翻转次数更少，并且提高了汉字输入速度。

可以看出该结果在实践中是有效的，并且还表明了遗传算法表的开始，在每个键上依次排列了三个或四个字母，并将其放在第三行和第三列中。如表’所示：数字和拼音字母对于解决手机键盘字母的布局是可行的。 （接收日期：！“”！年“月）＆：0 /％RH QL = b？\ 2; .4V！ 7 @ 5＃3 * ET，-+ O'a8参考Sun Shudong $遗传算法应用原理ABC $北京：国防工业出版社，'$ Zhou Ming，'HHH此布局只是复制了英语布局，其效果是输入拼音时不是很好。使用此布局计算＆（'（），结果为＆（'（）e“ $ !!＆。也就是说，只有!! $＆f的拼音与键盘一一对应。输入是作者使用遗传算法的结果。该算法的结果显示在表中！（'（）也就是说，在这种布局下，韩文与＆！$ Hf一起，您可以得到＆e“ $＆！H，（续％＆page）！$> / 88703 M / -0> $ 937？。7. + / 0 +0 g 7. 4278 703 9 2. + E +。+ 78 F =;。*：ABC $ 900 92 @ / 2：（-* X0 + V * 2; +。= / E B + 5-+，70 62 * ;;，'H％O Nie Zankan，Zhang Wenxiu $父母群体几乎参与了遗传算法的竞争不可避免的＃$许宗本，收敛AMC $应用学报数学学报，（'）：!“” !;！O'＆％P'％O＆$ WB * 8- * :, N G- + 72488 +，F）* V + .70 $ F？75 *：4 8. +？8 * L + 0，/ E Q7V *，4 + 3 *; +0 /?.+5788= + 0. * 25/00 * 5. * 3：4 8. +？2/5 * ;; / 2; =;。* :; AMC $（-* G / :? 4. * 2 M / 42

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