AI Virtual Keyboard Hệ Thống Bàn Phím Ảo Thông Minh Sử Dụng Nhận Diện Cử Chỉ Tay

Tóm tắt

Trong bối cảnh chuyển đổi số, phương thức nhập liệu qua bàn phím vật lý đang bộc lộ nhiều hạn chế, đặc biệt trong môi trường y tế, phòng thí nghiệm và ứng dụng AR/VR. Xu hướng tương tác không tiếp xúc (touchless interaction) ngày càng cấp thiết, tuy nhiên các nghiên cứu hiện tại về bàn phím ảo vẫn gặp thách thức về độ chính xác, độ trễ và khả năng triển khai thực tế. Nghiên cứu đề xuất hệ thống "AI Virtual Keyboard" sử dụng nhận diện cử chỉ tay thời gian thực qua webcam. Hệ thống gồm bốn thành phần: (1) Capture & Pre-processing với bộ lọc EMA (α=0.6) giảm nhiễu chuyển động, (2) Hand Tracker dùng MediaPipe Hands phát hiện 21 điểm đặc trưng, (3) Gesture Recognizer nhận diện "nhấn phím" qua khoảng cách Euclidean với ngưỡng 30 pixels, và (4) Input–Output Module với debouncing 200ms. Siêu tham số được tối ưu qua Grid Search với 4 người dùng, dựa trên cơ sở sinh lý học về finger tapping speed (120-180ms) và thực nghiệm thực tế. Kết quả thử nghiệm trên 2,847 ký tự cho thấy độ chính xác 97.1%, tốc độ 20.8 FPS, độ trễ 465.5ms và WPM 24 từ/phút. Phân tích 104 lỗi cho thấy 85% từ False Positive/Negative và nhầm phím lân cận, có thể cải thiện bằng adaptive threshold. Hệ thống ổn định trong ánh sáng phòng (Accuracy >90%) nhưng giảm hiệu năng khi điều kiện môi trường xấu.