日本語入力における最適なキーボード配列の研究

平成 24 年度 卒業研究発表会
日本語入力における最適なキーボード配列の研究
西川
浩志
1. 研 究 背 景 ･研 究 目 的
コンピュータの入力装置としてキーボードは、
現在も重要な役割を果たしている。最近では状況
が 変 化 し 、 iPad や Android タ ブ レ ッ ト 端 末 、 ス
マートフォンといった携帯情報端末を使用する光
景が当たり前となってきており、ここでは
QWERTY 配 列 の ソ フ ト ウ ェ ア キ ー ボ ー ド が 採 用
さ れ て い る 。 し か し 、 QWERTY 配 列 は 元 々 英 語
の文字入力を想定して考案されたものである。そ
のため、日本語入力に適したキーボード配列が求
められる。
本卒業研究は、従来からあるハードウェアキー
ボードに加えて、タブレット端末のソフトウェア
キーボードに着目し、日本語入力に最適なキーボ
ード配列を提案することが目的とする。日常的な
ローマ字入力での日本語タイピングに着目し、記
号や数字といったキーは使用しないことを前提に
提案するキーボード配列を考える。ローマ字入力
は、グローバリズムに富んだ訓令式を採用する。
また、編集の際に使用するバックスペースキーや
エンターキーなども考慮しない。
2. 研 究 目 標
本卒業研究の目標は、既存のキーボード配列
(QWERTY 配 列 )よ り も 、 日 本 語 入 力 に 適 し た キ
ーボード配列を提案し、複数人を対象に実際に検
証実験をすることである。
目標を達成するために以下の項目を満たすキー
ボード配列を考える。
･タ イ プ ミ ス の 回 数 を で き る 限 り 減 ら す 。
･タ ッ チ す る 総 移 動 距 離 を で き る 限 り 短 く す る 。
･タ ッ チ タ イ ピ ン グ で は な い の で 、視 認 タ イ ピ ン
グしやすいキー配置にする。
3． 既 存 の キ ー ボ ー ド 配 列 の 特 徴
キ ー ボ ー ド の 歴 史 や 既 存 の キ ー ボ ー ド 配 列 (主
に QWERTY 配 列 と DVORAK 配 列 )で 英 文 タ イ ピ
ングの特徴などの調査を行った。
(1) 両 手 使 用 度 の バ ラ ン ス の 違 い が あ る 。
QWERTY 配 列 で は タ イ プ す る 仕 事 量 の 57％
が 左 手 に か か り 、 43 ％ が 右 手 に 負 担 が か か る
ことが分かった。
(2) 各 指 の 使 用 頻 度 の バ ラ ン ス が 違 う こ と で あ る 。
蘆田
昇
こ の 場 合 、QWERTY 配 列 で は 各 指 に 応 じ て か
か る 負 担 が DVORAK 配 列 よ り も バ ラ バ ラ で
悪い。
(3) 中 央 段 だ け で タ イ プ で き る 語 囲 に 差 が あ る 。
QWERTY 配 列 で は 約 100 語 に 過 ぎ な い が 、
DVORAK 配 列 で は 約 3000 語 網 羅 し て い る こ
とが分かった。
以 上 の こ と か ら 、 QWERTY 配 列 に は 多 く の 問
題点があることが分かった。
4． 日 本 語 文 字 の 特 徴 分 析
Web 上 の 日 本 語 文 か ら ロ ー マ 字 の 出 現 頻 度 に
つ い て 調 査 を 行 っ た 。 フ リ ー ソ フ ト “ KAKASI”
を用いて日本語の文章を訓令式のローマ字に変換
後 、文 字 ご と の 頻 出 度 を java プ ロ グ ラ ム で 抽 出 し
た。
調 べ た 文 章 中 の ア ル フ ァ ベ ッ ト の 数 は 60360 字 、
数 字 や 記 号 な ど の 無 効 文 字 は 20058 字 で あ っ た 。
そ の 中 で 母 音 の 数 は 全 体 の 59.68％ 、 子 音 の 数 は
全 体 の 40.32％ と い う 結 果 と な っ た 。
表 1
順位
1
2
3
4
5
ア ル フ ァ ベ ッ ト 頻 出 (top10)
文字
％
順位
文字
14.5
6
A
T
13.3
7
O
K
12.5
8
I
E
11.9
9
U
S
9.0
10
N
R
％
8.7
7.6
7.4
5.6
5.2
ローマ字の 2 文字組、3 文字組の出現頻度につ
いても調査を行った。2 文字組と 3 文字組を合わ
せ た デ ー タ 数 は 57175 組 で あ る 。
57175 組 の 中 で 、 2 文 字 組 [no]が 一 番 多 く 、 逆
に 一 番 少 な か っ た の が 、 [nu]で あ っ た 。
50 音 以 外 の ロ ー マ 字 表 記 の も の ( 濁 音 ・ 半 濁
音・拗 音 )で あ ら わ さ れ る 組 み 合 わ せ で は 、特 に「 だ
行」で表されているものが多いことが分かった。
拗音については、全体的に発生確率は少ないとい
う 結 果 に な っ た が 、[子 音 +yu]、[子 音 +yo]の 形 の
ものの発生確率が多いという結果になった。
5． ソ フ ト ウ ェ ア キ ー ボ ー ド の 提 案
今回調査を行ったデータを基に、片手でメール
やインターネットの検索を行うことを想定して図
１のようなキー配列を考案した。上段の左右隅の
４つのキーは割り当てていない。
平成 24 年度 卒業研究発表会
図 1
考案したキー配列
このキー配列は、２つの観点を考慮して配置を
行った。１つ目は、母音を全て集めて、さらにソ
フトウェアキーボードではタッチタイピングでな
く、視認によるタイピングとなるため、最下部の
中心に配置するようにした。２つ目は、より少な
い移動距離にしたという点である。母音ごとに対
に な る 子 音 に 特 徴 が あ る こ と が わ か っ た 。そ こ で 、
それらの子音を母音から上下左右のいずれかの１
つのキーの範囲に配置した。図 1 に示すように赤
色は一番使用される母音、青色は母音程使わない
が重要な文字群、緑色は優先順位が一番低い文字
群と区別し、キーを配置した。用意した文章タイ
プ A,B,C(表 3)を 用 い て 移 動 距 離 を シ ミ ュ レ ー シ
ョンプログラムで調べたところ、表２のような結
果が得られた。
表 2 各キー配列の移動距離の比較
(ソ フ ト ウ ェ ア キ ー ボ ー ド 上 で 使 用 す る と 仮 定 )
キーボード配列名
移動距離
QWERTY 配 列
4557cm
考案したキー配列
3874.5cm
備 考 キ ー の 幅 :1.7cm
キ ー の 高 さ :1,7cm
キ ー 間 の ス ペ ー ス :縦 ・ 横 同 じ で 0.4cm
移動距離とは、2 点間の直線距離を意味す
る。
考案したキー配列を評価するため、被験者 5 名
による評価実験を行った。評価方法の手順は次の
通りである。
(1) キ ー 配 列 (QWERTY 配 列 ) を 用 い て 文 章 タ
イ プ A,B,C を そ れ ぞ れ 一 分 間 ず つ ど ち ら か 利
き手の指一本でタイピングする。
(2) 文 章 Ｃ を 実 験 者 の 打 ち や す い 方 法 で 一 分 間
タイピングをする。
(3)考 案 し た キ ー 配 列 を 用 い て 、ま ず 練 習 用 文 章
で練習する。
(4) 考 案 し た キ ー 配 列 を 用 い て (1) と (2) の 作 業
を繰り返す。
(5)10 項 目 程 度 の ア ン ケ ー ト に 答 え て も ら う 。
表３ 文章の特徴
文章タイプ 総文字数
特徴
Ａ
280
3 文字以下の単語が多い
Ｂ
345
4 文字以上の単語が多い
Ｃ
420
短い文章形式
6． ハ ー ド ウ ェ ア キ ー ボ ー ド の 提 案
３ ． よ り 、 QWERTY 配 列 で は な く 、 DVORAK
配列をベースにしたキーボード配列を提案する。
右側に子音、左側に母音を配置する形になる。上
段 左 か ら 文 字 を 並 べ て 、 PLYD 配 列 と 呼 ぶ 。 子 音
の割り当て方は、使用頻度の高い順に人差指、中
指、薬指、小指の順に割り当てた。残りの子音は
上段から配置した。自分の手の甲によって下段が
見づらくなってしまうのを防ぐ目的がある。下段
に は 、 QWERTY 配 列 で も 下 段 に あ る 文 字 を な る
べく配置した。
図 2
図 3
PLYD 配 列
各指の負担率
シ ミ ュ レ ー シ ョ ン し た 結 果 図 3 よ り 、各 指 に か
かる負荷が均等になり、疲労感が軽減されること
が 予 想 で き る 。ま た 、各 段 の 使 用 回 数 を 調 べ る と 、
中段の使用頻度が一番高く、中段でタイプできる
範囲が広くなっている。
7. 結 論
ソフトウェアキーボードでは、シミュレーショ
ン の 結 果 通 り QWERTY 配 列 に ま さ る キ ー ボ ー ド
配 列 を 提 案 で き な か っ た 。 原 因 は 、 QWERTY 配
列の慣れが影響し、新しいキーボード配列の練習
時間が短かったことが挙げられるため、実験方法
をもう一度吟味する必要がある。ハードウェアキ
ー ボ ー ド で は 、QWERTY 配 列 や DVORAK 配 列 よ
りも指の負担が少なく、総移動距離の少ないキー
ボード配列を提案することができた。今後、より
幅広い年齢層の一般の方を対象にした検証実験を
行うことが望ましい。
参考文献
１ .「 キ ー ボ ー ド 配 列 QWERTY の 謎 」
NTT 出 版 安 岡 孝 一 安 岡 素 子 著
２ ． 平 成 23 年 度 卒 業 論 文
「 個 人 に 適 し た キ ー ボ ー ド 配 列 の 提 案 」井 上 朋 紀
３ .平 成 22 年 度 卒 業 論 文
「 Java プ ロ グ ラ ミ ン グ に お け る 最 適 な キ ー ボ ー
ド配列に関する研究」東 和樹