Text entry interfaces on mobile devices : modeling, design and evaluation

par Hamed Sad

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Franck Poirier.

Soutenue en 2009

à l'Université européenne de Bretagne .

  • Titre traduit

    Interfaces de saisie de texte en mobilité : modélisation, conception et évaluation


  • Résumé

    This thesis focuses on one of the currently active areas of Human-Computer Interaction (HCI): text entry on mobile devices. Specifically, it deals with the evaluation of text entry method interfaces on mobile devices. We address the two main approach of the evaluation: empirical user testing and model based evaluation. A platform is presented for empirical user tests. The platform aims to shorten the evaluation time and make the evaluation more reproducible and generalizable. It’s implemented on mobile device and equipped with many existing entry methods. It also facilitates the implementation of a new idea for text entry. New ideas can be tested by comparison to the already implemented methods. The platform also includes valuable tools for the evaluation. One tool is provided to help in the creation of a set of test phrases that represent a given language. Another tool is for automating the most common analysis in text entry tests. We presented a framework to identify, classify and model the different operation in the text entry process on mobile devices. It divides the process to two stages: action planning stage and execution stage. The action planning stage studies how the word or the text to be typed is mapped to the physical actions allowed by the entry system used. The execution stage concerns the primitive tasks the user should done to produce text. Some measures are proposed for the evaluation of the two stages. The framework also identifies the different entities that should be taken into account during the evaluation. Model based evaluation requires human performance models for the primitive tasks used in the entry process. We studied three tasks frequently used in the execution stage of the entry process: word disambiguation, word selection from a list, and tilt based interaction. We present an algorithm and design guidelines for the design of efficient ambiguous keyboard layout. A model for the selection of a word from a word-list is constructed from an experimental study. Another model for pointing and scrolling using tilt sensor on a mobile device is also presented. Finally, we present new design directions for the action planning stage that we think more interesting when compared to current designs. They are based on knowledge we already have about our life and about the text we write. They use this knowledge to allow typing a word in a more direct way compared to typing it letter by letter as it’s the case in the current designs. We provide two implementations to help the concretization of the concepts presented in that part of Page 6 Abstract Text entry interfaces on mobile devices: Modeling, design and evaluation, PhD thesis 2009 the thesis. The first shows how our knowledge can be used to type frequent words through using pictographs. The second exploits language syntax to enable the user to type fast and to protect her/him from committing typing errors. The two implementations employ a specially constructed text prediction engine. It implements language redundancy in storage efficient data structures. It introduces the concept of meaning (concept, object, action, relation, etc. ) and separates it from its lexical representation in a given language.


  • Pas de résumé disponible.


  • Résumé

    Cette thèse concerne la saisie de texte sur les dispositifs mobiles qui est un domaine très actif de l'interaction home-machine (IHM) depuis quelques années. Cette recherche traite plus particulièrement de l'évaluation des méthodes de saisie de texte. Nous abordons les deux approches principales de l'évaluation : l'évaluation expérimentale et l’évaluation par modélisation. Une plateforme pour l'évaluation expérimentale est présentée. Elle vise à faciliter, rendre plus rapide et plus reproductive l'évaluation. Cette plateforme qui intègre de nombreuses méthodes de saisie rend possible leur comparaison et simplifie grandement la conception et le développement d'une nouvelle idée pour la saisie de texte. Enfin, la plateforme inclut des outils pour l'évaluation, comme un outil d'aide à la création d'un corpus de test représentatif de la langue cible ou un outil pour automatiser l'analyse des performances sur la base des métriques standard du domaine. Nous proposons également un cadre (framework) pour décrire, classifier et modéliser les opérations impliquées dans la saisie de texte sur dispositifs mobiles. À la base, nous distinguons deux étapes : la planification et l’exécution. La première étape correspond au processus mental de planification des actions physiques requises pour saisir un mot avec une méthode donnée ; la deuxième étape concerne le processus moteur de production du texte à partir des actions disponibles pour l’utilisateur. On propose, dans cette thèse, des mesures pour une évaluation théorique de ces deux phases de la saisie. L’évaluation théorique s’appuie sur des modèles de la performance humaine pour l’exécution des différentes tâches impliquées dans la saisie. Nous avons étudié en particulier deux tâches fréquemment utilisées dans la phase d'exécution : la sélection d’un mot dans une liste de mots et le pointage et défilement par une interaction basée sur l’inclinaison (tilt). Nous présentons un algorithme et des recommandations pour la conception de claviers ambigus efficaces. Un modèle de performance pour la sélection de mot dans une liste est proposé qui fait suite à une étude expérimentale. Un autre modèle prédit le temps d’exécution du ciblage et du défilement par inclinaison sur un dispositif mobile. Enfin, nous proposons de nouvelles directions originales pour la saisie de texte qui concernent la phase de planification. L’approche exploite notre « connaissance du monde » ainsi que la nature syntaxique des mots du message. Nous nous affranchissons le plus possible d’une saisie de texte « lettre par lettre », pour suivre une approche pictographique où les mots les plus fréquents sont Page 8 Résumé Text entry interfaces on mobile devices: Modeling, design and evaluation, PhD thesis 2009 directement accessibles à partir d’une représentation graphique. L’approche proposée exploite également la syntaxe de la langue pour permettre à l'utilisateur de filtrer gestuellement le mot désiré selon sa catégorie grammaticale. Cette approche pictographique et syntaxique utilise un moteur de prédiction et un codage du lexique spécifiques qui assurent une structure de données efficace et adaptée aux performances limitées des dispositifs mobiles.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (226 p.)
  • Annexes : Bibliogr. en de chapitre

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