情報処理学会 インタラクション 2023
IPSJ Interaction 2023

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2023/3/1

PonDeFlick: スマートフォンの日本語入力とフリックの向きを共通化したスマートウォッチ向け円環型かな入力インタフェース
赤峰快†

加藤恒夫† 田村晃裕†

概要：スマートウォッチ向け日本語入力インタフェースは，これまで限られた操作領域の効率的な利用と規則的で分かりやすい操作性に主眼をおいた提案が行われてきた．本研究では，ユーザが使い慣れた既存のインタフェース，具体的にはスマートフォンのフリック日本語入力インタフェース（以降，テンキーフリック方式）との操作の共通性を考慮したかな入力方式 PonDeFlick を提案する．PonDeFlick はタッチスクリーン全体をフリック操作に利用できる円環型レイアウトを採用しながら，テンキーフリック方式とフリックの向きを共通化している．比較対象をスマートフォン上のテンキーフリック方式として大学生 18 名を対象に 10 日間の評価実験を行った結果，普段からスマートフォンでテンキーフリック方式を使用している実験群は，6 日目以降統制群に迫る入力速度に至った．誤入力率は，統制群の約 60％の 14.9%であった．

ード配列を用いた入力方式が多く提案されている．

1. はじめにSwipeboard[9]は QWERTY 配列の文字を 9 つのキーに分け

現在，スマートウォッチは内蔵センサを用いた運動量計て割り当て，最初のスワイプでキーを選択し，2 回目のスやスマートフォンからの各種通知の受信用として主に用いワイプで文字を特定する．Zshift[10]は，選択中の文字とそられているが，テキスト入力が簡便になればメッセージ送の周辺領域をポップアップ表示する Shift[11]という方式を信や情報検索などに用途が広がると考えられる．

用いることで，選択している文字が指で隠れてしまう問題

スマートウォッチにおける日本語入力には，限られた面を解決している．Flickey[12]では，Zshift のポップアップの積のタッチスクリーンを効率よく利用するとともに，操作機能を採り入れ，タッチした列が目的の列と異なる場合にの規則性が高くわかりやすいかな入力方式が必要になる．

はそのまま左右にドラッグすることで列を選択し直し，そ

これまで，小さなタッチスクリーンでかな文字を効率よくのまま指を離すか上下にフリックすることで文字を入力す入力する方式として ShuttleBoard[1], HARI キーボード[2]，る．WatchWriter[13]では，タップ入力用の確率的キーボー

QuadKey[3]，SliT[4] などが提案されてきた．当研究室でもドと 1 ストロークで単語を入力できるジェスチャーキーボ

円環型に行の先頭文字を配置するレイアウトに基づく一連ードを組合せることで高精度な入力を実現している．の イ ン タ フ ェ ー ス BubbleFlick[5] ， BubbleSlide[6] ，BubbleGlide[7]，BubbleOne [8]を提案してきた．

日本語入力用には，五十音表の行と段，即ち子音と母音の組合せの規則性を活かしたインタフェースが多く提案さ従来の日本語入力では，狭い操作領域の効率的な利用とれてきた．ShuttleBoard[1]は 10 個の子音キーと 5 個の母音規則的で分かりやすい操作性に主眼をおいた提案が行われキーで構成され，子音キーから母音キーへ指でなぞることてきた．しかし，使い慣れた既存のインタフェース，具体で文字を入力する．指を離すことなくこの動作を繰り返す

的にはスマートフォンのフリック日本語入力インタフェー

ことで連続して文字を入力できる．HARI キーボード[2]はス（以降テンキーフリック方式）との操作の共通性は見過

円環状に子音キーを配置したキーレイアウトで，子音キーごされてきた．

を指定し画面中央へ指をスライドすると子音キーが母音キ

そこで本研究では，タッチスクリーン全体を入力操作にーに切り替わり，目的の母音キーへ再度スライドすること利用できる円環型レイアウトを採用しながら，テンキーフでかなを確定する．BubbleFlick[5]は円環状に行の先頭文字

リック方式とフリックの向きを共通化した日本語かな入力のキーを配置し，キーをタップすると放射上に当該行の文方式 PonDeFlick を提案する．円環型に配置した五十音各行字が表示され，目的の文字の方向へフリックすることでかの先頭キーにタッチダウンして行を決定し，ア段であればなを確定する．BubbleSlide[6]は各キーから画面中央へスラ

そのままタッチアップ，イ段からオ段であれば一度画面中イドした距離に応じて母音を確定する．BubbleGlide[7]と央に向けてスライドした後テンキーフリック方式と同じ向BubbleOne[8]は，行の先頭文字だけを指定する曖昧入力をきにフリックをすることで母音を決定する．

導入し，N-gram 言語モデルを用いてかな漢字変換を含む入2. 関連研究力を可能にした．

スマートウォッチは画面が小さいため，その限られた領域で効率的に文字入力ができる入力方式が提案されてきた．
英語入力用には，多くの人が使い慣れた QWERTY キーボ† 同志社大学大学院理工学研究科© 2023 Information Processing Society of Japan298

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図 1．PonDeFlick

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2023/3/1a）初期画面，b）「な」の入力．「な」のキーにタッチダウンし，タッチアップする．

c）「に」の入力．「な」のキーにタッチダウンし中央にスライドしてから左方向にフリックする．

図 2．フリック方向の判定

3. PonDeFlick
図 1 に PonDeFlick の画面を示す．図 1 a)は初期画面である．10 種類の行の先頭文字キーを画面の縁を沿うようにして円環状に配置している．小文字キーと句読点キーを画面下部に，完了キーとバックスペースキーをその上に配置した．入力テキストは画面中央に表示される．フリックによって選択された文字は入力テキスト表示部の上部に表示される．キーのサイズは直径約 8mm，入力テキスト表示部は横 15mm×縦 8mm である．
図 1 b)に，「な」の入力操作を示す．ア段のかなは，行の先頭文字キーにタッチダウンしたらその位置でタッチアップして確定する．図 1 c)に「に」の入力操作を示す．イ段
からオ段のかなは，行の先頭文字キーにタッチダウンした
後，画面中央にスライドしてから，図 2 に示すとおりテンキーフリック方式と同じ向きにフリックして確定する．
提案方式では，タッチダウン後のストローク途中で向きが変わることがある．フリックの向きの判定にはフリック操作の始点とみなす変曲点を確定する必要がある．以下に

図 3．フリック開始点となる変曲点𝑆の探索例
フリック操作の始点となる変曲点を𝑆，フリック判定に必要な最小の移動距離閾値を 𝐷 ，変曲点判定に必要な角度閾
値を 𝜃 とする．𝑆 はタッチダウン座標𝑃0 で初期化する．
タッチダウン後，タッチ位置の移動を検出すると約 2 ミ
リ秒間隔でタッチ位置を取得できる．まず，タッチダウン座標からの移動距離が𝐷に満たずにタッチアップが検出された場合には，ア段のかなが入力されたと判定する．
タッチ位置の移動が検出されると，ストローク途中の新しいタッチ位置𝑃𝑛 が取得されるたびに変曲点を探索する．
図 3 に模式図を示す．𝑃𝑛 に至る移動距離が閾値𝐷を超える最も近い点を新しい変曲点候補𝑃𝑛−𝑘 (𝑘 ≥ 1)とする（図 3 の場合は𝑃𝑛−2 ）．変曲点候補𝑃𝑛−𝑘 までのストロークの変位ベク⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗
トルは𝑆𝑃𝑛−𝑘 ，変曲点候補以降 の最新の変位ベクトルは⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗𝑃𝑛−𝑘 𝑃𝑛 である．この 2 つの変位ベクトのなす角𝛼𝑛 を測る．
𝛼𝑛 ≥ 𝜃であれば変曲点を𝑃𝑛−𝑘 に更新する（𝑆 = 𝑃𝑛−𝑘 ）．なお，今回𝜃 = 70° ，𝐷 = 30dp（約 4.8mm）と設定した．
タッチアップが検出されると，フリックの変位ベクトル⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗𝑆𝑃𝑁 が確定する．図 2 に示すとおり，45°を境界としてイ段からオ段のかなのいずれかに判定する．具体的には，変曲点の更新とフリック操作の判定アルゴリズムを示す．
1 ストロークの軌跡はタッチダウン座標を𝑃0 ，タッチアップ座標を𝑃𝑁 として，次の点列で与えられる．

⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ = (0, −1)𝑇 ，𝑑⃗⃗⃗⃗⃗⃗ = (1, 0)𝑇 ，𝑑⃗⃗⃗⃗⃗⃗ = (0 ,1)𝑇𝑑い = (−1, 0)𝑇 ，𝑑うえおとの内積をとって最大のかなに確定する．

𝑥0𝑥1
𝑥𝑁
𝑃0 = (𝑦 ) , 𝑃1 = (𝑦 ) , ⋯ , 𝑃𝑁 = (𝑦 )01
𝑁© 2023 Information Processing Society of Japan299

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図 4．スマートウォッチにおけるテンキーフリック入力画面

図 5．スマートフォンにおけるテンキーフリック入力画面（実物大）（2017 Google 日本語入力）（2020 Google 日本語入力）

表 1．実験で使用した短文（左：練習用，右：計測用）
私は大学の学生です．

夏がくるのを待っていた．

船に乗って向かう．

あの鳥は空を飛ぶ．

底抜けに明るい子供．

高級魚を食べる．

雪の中を歩く，血まみれの女．

内閣総理大臣は，話し上手．

カッパはエサを求めて，穴へやってきた．

補欠の夢は，先発出場．

4. テンキーフリック入力

してもらう短文を用意した．また，スマートウォッチでの日本語かな入力とスマートフォンのフリック日本語入力

テンキーフリック入力はスマートフォン上の日本語入（Google 日本語入力[14]）との関係を調査するため，最終力方式として最もポピュラーなインタフェースである．今日にスマートフォンを用いて文字入力を行ってもらった．

回は Google 日本語入力を比較用インタフェースとした．ス

5.2 実験条件

マートウォッチにおける入力画面を図 4 に，スマートフォ

5.2.1 実験協力者

ンにおける入力画面を図 5 に示す．画面上部はテキスト表

実験協力者は，大学生，大学院生の男女計 18 名とし内訳示部，それより下部は入力部になっている．入力部の中央は男性 14 名，女性 4 名，年齢が 19 歳～23 歳，右利きが 16には 3x4 の並びで行の先頭文字，濁点半濁点，句読点のキ名，左利きが 2 名であった．スマートウォッチを使用したーが配置されている．また入力部の両外縁にはカーソル移ことがある協力者が 2 名であったが，スマートウォッチで動，文字削除などのキーが配置される．文字キーをタッチ文字入力をしたことがある協力者はいなかった．スマートすると上下左右に当該行の文字が表示され，目的の文字のフォンの使用歴は 7～11 年であった．

方向にフリックすることで文字を決定する．また予測変換

実験群の協力者のうち，普段からスマートフォンでテン機能により，入力部の上部に候補文字が表示される．入力

キーフリック入力を利用している協力者 7 名を実験群（テ方式にはフリック入力に加えてトグル入力も備えており，ンキーフリック），普段からスマートフォンの QWERTY ロどちらでも入力ができる．トグル入力では文字のキーを連ーマ字入力を使用している協力者 2 名を実験群（QWERTY）続してタッチすることで，文字を決定する．とした．統制群の実験協力者は 9 名で，その中には普段か

5. 評価実験

ら QWERTY ローマ字入力を使用している人はいなかった．

5.1 実験の概要
PonDeFlick とテンキーフリック入力の性能と操作性を検証するために実験協力者を募り，10 日間の連続評価実験を実施した．実験期間を 10 日間とした理由は，多くの実験協力者にとってすでに慣れているインタフェースであるテンキーフリック入力に対して PonDeFlick がどれだけ迫れるの か を 観 察 す る た め で あ る ． 全 18 名 の 実 験 協 力 者 をPonDeFlick を使用する実験群とテンキーフリックを使用する統制群に分けて，それぞれのインタフェースを 10 日間使用してもらった．実験の準備として，実験協力者に入力© 2023 Information Processing Society of Japan

5.2.2 入力文セット
実験協力者には，1 日に練習用 5 文，計測用 5 文の計 10文の短文を入力してもらう．毎日の文セットは日替わりである．2 日分の文字を足し合わせると，ひらがなパングラムになるように短文を作成した．パングラムとは，指定した言語の文字を文章中に 1 文字以上使用して構成された文章を意味している．1 日の文字数は実験協力者の負担を考慮して，平均 80 文字程度とした．短文中には句読点も含まれており，句読点も 1 文字として数えている．実際に使用した例文を表 1 に示す．実験では漢字部分にルビを振って1 文ずつモニターで提示した．

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表 2．3 つの実験協力者群の 5 日毎の平均 CPM と平均誤入力率
スマートフォン

入力方式

入力方式

平均 CPM [char/min]

平均誤入力率 [error/char，%]

人数
1 日目

5 日目

10 日目

1 日目

5 日目

10 日目

テンキーフリック

725.4

36.2

45.3

23.2

20.3

14.9

QWERTY

2

14.3

25.6

26.4

44.8

22.6

21.1

テンキーフリック

941.4

45.4

47.1

22.9

16.2

25.0

実験群
統制群

図 6．3 群の 10 日間の平均文字入力速度の推移
5.2.3 実験手順実験協力者には，研究室に来てもらい，割り当てられたインタフェースで，用意した短文のセットを入力してもらった．練習用の文セットを入力した後に計測用の短文を入力してもらった．入力する姿勢は自身が最適に入力できる

図 7．3 群の 10 日間の平均誤入力率の推移インチ（約 3.48[cm]）である．また，内部ストレージは 4GBで，RAM が 512MB である．

6. 評価結果
表 2 に 3 群の 5 日おきの平均文字入力速度，平均誤入力姿勢に定め，デバイスを利き腕と反対の腕に装着してもら率を示す．

った．誤入力に対しては両方式ともにバックスペースキー

6.1 文字入力速度で誤った部分を修正してもらった．

3 群の 10 日間の文字入力速度の推移を図 6 に示す．図最終日にスマートフォンのフリック日本語入力で別の 5

6，表 2 より実験群（QWERTY）の平均文字入力速度は，1文を練習なしで入力してもらい，スマートフォンにおける日目は 25.4[char/min]，10 日目が 45.3[char/min]であった．

文字入力速度を計測した．今回の実験ではかな文字入力機習熟の観点では 1 日目から 10 日目の間に 1 分間に約 1.8 倍能に限定して比較評価を行った．そのため実験協力者には，多くの文字を入力できるようになった．実験群（テンキースマートウォッチとスマートフォンのテンキーフリック入フリック）の平均文字入力速度は，1 日目は 14.3 [char/min]，力に備わっている予測変換，かな漢字変換機能は使用しな10 日目が 26.4[char/min]であった．統制群の文字入力速度はいように伝えた．

1 日目が 41.4[char/min]，10 日目が 47.1[char/min]であった．

5.2.4 評価項目

PonDeFlick はテンキーフリック入力と比べると遅い結果

性能評価指標は文字入力速度（CPM, char/min）と誤入力となったが，普段からテンキーフリックを使用している実率（EPC , error/char）とした．誤入力率を算出するにあたり，験協力者において，10 日間で同程度の入力速度まで上昇し文字入力中に修正されたものも誤入力としてカウントした．

た．

誤入力率は（入力中の誤入力数）/（入力文の文字数）であ6.2 平均誤入力率る．また，ユーザビリティの主観評価を取得するため，実3 群の 10 日間の平均誤入力率の推移を図 7 に示す． 図

験終了後には System Usability Scale（SUS）[15]の評価とイ

7 と表 2 より 10 日間の実験で実験群の平均誤入力率は統制

ンタフェースの使用感についてのインタビューを実施した．

群よりも低い値となった．10 日間での習熟の観点では，実5.2.5 使用したデバイス

験群（テンキーフリック）は 23.2%から 14.9％，実験群

スマートウォッチは Moto360 2nd Gen を使用した．

（QWERTY）は 44.8%から 21.1%に低減された．統制群はMoto360 2nd Gen の解像度は 263[ppi]，画面の直径は 1.37

1 日目が 22.9%，5 日目が 16.2%，10 日目が 25.0% となり
日によってばらつきが見られる．

© 2023 Information Processing Society of Japan301

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表 3．評価項目と各入力方式における平均 SUS スコア
実験群

項目

トフォンにおける文字平均入力速度との関係の散布図を図8 に示す．相関係数は実験群全体が 0.89，統制群は 0.93 で

実験群
統制群

（テンキーフリック） （QWERTY）

頻繁に使いたいと思う

3.6

3.5

2.2

複雑だと感じる

1.6

1.5

1.4

簡単に使える

4.1

4.0

3.6

技術者のサポートが必要

2.3

3.0

1.7

様々な機能がまとまっている

3.6

4.5

2.7

多くの矛盾があると思う

1.4

1.0

1.3

使い方をすぐに覚えると思う

4.4

4.5

4.7

とても扱いにくいと思う

2.3

1.0

3.9

使用できる自信があると感じた

4.7

3.5

3.4

使用前に多く学ぶ必要がある

1.7

1.5

1.0

平均 SUS スコア

77.9

80

68.1ある．平均文字入力速度についてそれぞれの入力方式で高い相関が見られる．PonDeFlick はスマートフォンのテンキ
ーフリック入力の文字入力速度が速い人ほど早く入力ができるといえる．
両方式ともに高い相関が見られたため，今後の研究では，事前にスマートフォンの文字入力速度によってグループ分けすることで，個人差の偏りを抑えた比較評価が行える．
6.5 インタビュー調査
10 日間の実験終了後に，PonDeFlick と実験全体についてインタビュー調査を実施した．以下に PonDeFlick に対しての回答で有効だと考えられるものを示す．
・「フリック入力と方向が同じで覚えやすかった」という意見が得られた．このことから PonDeFlick のスマートフォンのフリック入力とフリックの向きを統一するというテーマは効果的であったといえる．
・「現在選択されている文字が分かりづらい」という意見があった．PonDeFlick では選択されている文字を画面上部に表示するだけであった．この問題を解決するにはキーをタップした際にそれぞれのフリック方向の入力候補を示すなど，視覚的に見やすくする対策が必要である．
・「ヴァイブレーションのタイミングがつかめない」という意見が得られた．PonDeFlick のヴァイブレーションのタイミングはキーをタップした瞬間のみである．既存のテンキーフリック入力では，キータッチ時だけでなく，フリックを検出し入力する文字が確定した瞬間にもヴァイブレーションが起こっている．フリック検出時や選択文字が変わるたびにヴァイブレーションを追加するなどの対策をする必

図 8．各実験協力者のスマートウォッチによる 5 日目以降要がある．の平均文字入力速度とスマートフォンにおける文字平均入力速度との関係の散布図

7. おわりに本研究では，スマートフォンの日本語入力とフリック入6.3 SUS スコア

力を統一したスマートウォッチ向けかな入力インタフェー

3 群の平均 SUS スコアを表 3 に示す．表 3 から PonDeFlickス PonDeFlick を提案し，従来のテンキーフリック入力と比はテンキーフリック入力よりも平均 SUS スコアが高いこ較実験を行い，結果を比較した．実験期間は多くの実験協力とが確認できた．また，項目ごとのスコアを見ると者にとってすでに慣れているインタフェースであるテンキ

PonDeFlick は「頻繁に使いたい」，「簡単に使える」，「機能ーフリック入力に対して PonDeFlick がどれだけ迫れるのかがまとまっている」，「使用できる自信がある」の項目でを観察するため 10 日間とした．

PonDeFlick がテンキーフリック入力を上回っている．

PonDeFlick とテンキーフリック入力との比較では，文字6.4 スマートフォンのフリック日本語入力との比較

入力速度では普段からテンキーフリック入力を行っている

PonDeFlick，テンキーフリック入力の両方式ともに，スマートフォンのテンキーフリック入力とフリックの向きを協力者で同程度の値を示し，平均誤入力率では PonDeFlickが上回る結果となった．

統一している．そこで，スマートフォンのフリック日本語アンケート調査やスマートフォンとの比較から，改善のにおける文字入力速度との関係を調べた．各群での 5 日目

必要はあるもののテンキーフリック入力とフリックの向き以降の平均文字入力速度とスマートフォンのフリック日本を統一するという試みは効果的であったと考える．

語入力の文字入力速度を比較した．各実験協力者のスマー

今回の実験では，実験協力者数が計 18 名と少数であった．

トウォッチによる 5 日目以降の平均文字入力速度とスマー

今後は改良を行いさらに実験協力者数とバリエーションや© 2023 Information Processing Society of Japan302

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日数を増やして評価を行いたい．

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