手势识别智能传感器发展和未来的探究
手勢(shì)識(shí)別智能傳感器發(fā)展和未來(lái)的探究
手勢(shì)識(shí)別技術(shù)對(duì)于我們來(lái)說(shuō)并不陌生，該項(xiàng)技術(shù)在很早之前便已成功商用，如今在各大廠(chǎng)商努力完善下也逐漸成熟，現(xiàn)有大部分消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品都在試圖增加這一識(shí)別功能，以提高自身產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，無(wú)論是智能家居，智能可穿戴設(shè)備還是VR 技術(shù)等領(lǐng)域，若增加了手勢(shì)識(shí)別控制功能，則必能成為該產(chǎn)品的一大賣(mài)點(diǎn)。手勢(shì)識(shí)別功能酷炫，操作方便，在很多應(yīng)用場(chǎng)合都起到了良好的助力功能，擁有極大的發(fā)展?jié)摿桶l(fā)展空間，同時(shí)也擁有極高的市場(chǎng)價(jià)值。
一．手勢(shì)識(shí)別發(fā)展
手勢(shì)識(shí)別技術(shù)的發(fā)展，可以粗略分為兩個(gè)階段：二維手勢(shì)識(shí)別以及三維手勢(shì)識(shí)別。
早期的手勢(shì)識(shí)別技術(shù)是基于二維彩色圖像的識(shí)別技術(shù)，所謂的二維彩色圖像是指通過(guò)普通攝像頭拍出場(chǎng)景后，得到二維的靜態(tài)圖像，然后再通過(guò)計(jì)算機(jī)圖形算法進(jìn)行圖像中內(nèi)容的識(shí)別。二維的手型識(shí)別的只能識(shí)別出幾個(gè)靜態(tài)的手勢(shì)動(dòng)作，而且這些動(dòng)作必須要提前進(jìn)行預(yù)設(shè)好。
相比較二維手勢(shì)識(shí)別，三維手勢(shì)識(shí)別增加了一個(gè)Z軸的信息，它可以識(shí)別各種手型、手勢(shì)和動(dòng)作。三維手勢(shì)識(shí)別也是現(xiàn)在手勢(shì)識(shí)別發(fā)展的主要方向。不過(guò)這種包含一定深度信息的手勢(shì)識(shí)別，需要特別的硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)。常見(jiàn)的有通過(guò)傳感器和光學(xué)攝像頭來(lái)完成。
二．手勢(shì)識(shí)別的關(guān)鍵技術(shù)**
手勢(shì)識(shí)別技術(shù)中關(guān)鍵在于對(duì)手勢(shì)動(dòng)作的跟蹤以及后續(xù)的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理。關(guān)于手勢(shì)動(dòng)作捕捉主要是通過(guò)光學(xué)元件和傳感器兩種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。手勢(shì)識(shí)別推測(cè)的算法，包括模板匹配技術(shù)（二維手勢(shì)識(shí)別技術(shù)使用的）、通過(guò)統(tǒng)計(jì)樣本特征以及深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。
根據(jù)硬件實(shí)現(xiàn)方式的不同，目前行業(yè)內(nèi)所采用的手勢(shì)識(shí)別大約有三種：
1、結(jié)構(gòu)光（Structure Light），通過(guò)激光的折射以及算法計(jì)算出物體的位置和深度信息，進(jìn)而復(fù)原整個(gè)三維空間。結(jié)構(gòu)光的代表產(chǎn)品有微軟的Kinect一代。不過(guò)由于以來(lái)折射光的落點(diǎn)位移來(lái)計(jì)算位置，這種技術(shù)不能計(jì)算出精確的深度信息，對(duì)識(shí)別的距離也有嚴(yán)格的要求。
2、光飛時(shí)間（TIme of Flight），利用一個(gè)發(fā)光元件，通過(guò)CMOS傳感器來(lái)捕捉計(jì)算光子的飛行時(shí)間，根據(jù)光子飛行時(shí)間推算出光子飛行的距離，也就得到了物體的深度信息。代表作品為Intel帶手勢(shì)識(shí)別功能的三維攝像頭。
3、多角成像（MulTI-camera），現(xiàn)在手勢(shì)識(shí)別領(lǐng)域的佼佼者Leap MoTIon使用的就是這種技術(shù)。它使用兩個(gè)或者兩個(gè)以上的攝像頭同時(shí)采集圖像，通過(guò)比對(duì)這些不同攝像頭在同一時(shí)刻獲得的圖像的差別，使用算法來(lái)計(jì)算深度信息，從而多角三維成像。
三． PAJ-7620U2手勢(shì)識(shí)別傳感器
PAJ-7620U2 是由手勢(shì)識(shí)別傳感器、LED 和鏡頭組合而成的一種小尺寸光學(xué)數(shù)組式傳感器模組，擁有手勢(shì)模式和游標(biāo)模式兩種功能，可識(shí)別單一手勢(shì)，并完成手勢(shì)的自動(dòng)判斷功能，還可以追蹤物體的尺寸、位置和亮度并即時(shí)輸出，有低功耗、高準(zhǔn)確、小尺寸及低成本的特點(diǎn)。其開(kāi)發(fā)廠(chǎng)商原相科技（Pixart）為CMOS光感應(yīng)用集成電路領(lǐng)導(dǎo)廠(chǎng)商，具有極強(qiáng)的產(chǎn)品背書(shū)能力。
PAJ-7620U2，可以快速準(zhǔn)確的對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行感應(yīng)和輸出處理。內(nèi)置光源和環(huán)境光抑制濾波器，能在黑暗或低光環(huán)境下工作。它支持上、下、左、右、前、后、順時(shí)針旋轉(zhuǎn)、逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)和揮動(dòng)的手勢(shì)動(dòng)作識(shí)別，以及支持物體接近檢測(cè)等功能?？纱笾聶z測(cè)物體體積大小、位置和亮度。
PAJ-7620U2在手勢(shì)控制領(lǐng)域具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，其造價(jià)低，體積小，手勢(shì)識(shí)別種類(lèi)可達(dá)9種，外圍電路硬件要求低，軟件可開(kāi)發(fā)性高，可替換性、可移植性極高，支持多種軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境，應(yīng)用范圍廣泛。
與微控制器相配合可實(shí)現(xiàn)多種應(yīng)用場(chǎng)景，尤其在工業(yè)控制和智能家居方面具有極高的商業(yè)價(jià)值，如利用手勢(shì)控制的機(jī)械臂、傳送裝置、可手勢(shì)控制的智能風(fēng)機(jī)、可手勢(shì)控制的智能電路、以及其他遙控式家居和按鍵式家居均可被改造成手勢(shì)控制的智能家居。擁有更加方便，更加人性化，人機(jī)交互感更強(qiáng)的智能家居將逐步淘汰傳統(tǒng)家居，市場(chǎng)潛力巨大。
四．手勢(shì)識(shí)別傳感器應(yīng)用場(chǎng)景及發(fā)展前景
與語(yǔ)音識(shí)別相類(lèi)似，從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，手勢(shì)識(shí)別技術(shù)仍然是為人機(jī)交互服務(wù)的，以取代原來(lái)的觸摸交互,伴隨著人機(jī)交互技術(shù)的飛速發(fā)展，手勢(shì)識(shí)別技術(shù)與手勢(shì)識(shí)別傳感器也將迎來(lái)一波高潮，近幾年無(wú)論是在消費(fèi)電子展、數(shù)碼展、家電展甚至汽車(chē)展上，都能或多或少的見(jiàn)到手勢(shì)識(shí)別的身影。我們知道計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史不過(guò)幾十年，但是這幾十年來(lái)它已經(jīng)為我們的社會(huì)發(fā)展帶來(lái)了巨大的變化，在計(jì)算機(jī)幾十年的發(fā)展過(guò)程中，人機(jī)交互也就是人和機(jī)器之間的信息交換的技術(shù)，隨著接口技術(shù)的變化，交互模式也發(fā)生了變化，計(jì)算機(jī)從實(shí)驗(yàn)室、機(jī)房已經(jīng)走到了我們的辦公室、家庭，甚至走到了我們的手上，計(jì)算機(jī)的臺(tái)數(shù)也發(fā)生了極大的數(shù)量級(jí)變化。到了今天，我們已經(jīng)走到了所謂的普適計(jì)算的時(shí)代，大量的設(shè)備進(jìn)入我們的日常生活，于此同時(shí)人們與設(shè)備有了更多、更頻繁的接觸，并且希望有更加自然、舒適的方式，和機(jī)器進(jìn)行交流，比如手勢(shì)動(dòng)作。
醫(yī)療服務(wù)
據(jù)北京聽(tīng)力協(xié)會(huì)2017年預(yù)估數(shù)據(jù)，我國(guó)聽(tīng)力障礙人士已達(dá)7200萬(wàn)，其中有2800萬(wàn)聽(tīng)障者需通過(guò)手語(yǔ)等方式進(jìn)行溝通交流。這個(gè)數(shù)量可能遠(yuǎn)超普通人的想象，而因?yàn)檫@個(gè)群體的特殊性相對(duì)更不容易在大眾視野里發(fā)聲。盡管我國(guó)在信息無(wú)障礙建設(shè)上的投入逐漸增加，但聽(tīng)障人群在許多場(chǎng)景下的溝通障礙仍然亟待解決。如何讓他們也能享受現(xiàn)代科技帶來(lái)的便利這不但是技術(shù)問(wèn)題，更是民生問(wèn)題。盡管現(xiàn)已有將語(yǔ)音轉(zhuǎn)化為手勢(shì)的設(shè)備來(lái)為聽(tīng)力障礙人士提供服務(wù)，但人與人之間的交流絕不是單方向的交流，如何將手勢(shì)轉(zhuǎn)化為語(yǔ)音來(lái)實(shí)現(xiàn)雙向交流目前仍然是一項(xiàng)技術(shù)難題。手勢(shì)識(shí)別技術(shù)有望為聽(tīng)力障礙人士帶來(lái)福音。
家庭娛樂(lè)
家庭娛樂(lè)一直是家庭生活中不可分割的一部分，人們?cè)诩矣?0%以上的休閑時(shí)間都是在看電視或者玩游戲，手勢(shì)識(shí)別技術(shù)首先需要占領(lǐng)的就是電視和游戲機(jī)。在電視手勢(shì)識(shí)別方面，三星、康佳、TCL等電視廠(chǎng)商都已經(jīng)推出了帶有手勢(shì)識(shí)別的電視機(jī)產(chǎn)品，直接用掌心揮動(dòng)、握拳抓取、左右揮動(dòng)、雙拳合作等手勢(shì)來(lái)完成移動(dòng)控制、選擇確認(rèn)、切換頁(yè)面、縮放和旋轉(zhuǎn)等功能;而在游戲機(jī)方面比較著名的則是微軟的游戲機(jī)Xbox。Xbox游戲機(jī)的手勢(shì)識(shí)別主要由Kinect來(lái)完成，Kinect是一種3D體感攝影機(jī)，上面集成了可以識(shí)別用戶(hù)動(dòng)作及表情的攝像頭和紅外傳感器，用戶(hù)只需通過(guò)扭動(dòng)身體部位即可達(dá)到控制游戲中角色的效果。
智能駕駛
駕駛中與中控平臺(tái)的互動(dòng)一直被認(rèn)為是不安全因素之一，隨著汽車(chē)智能化中控臺(tái)功能越來(lái)越全面的同時(shí)操作也越來(lái)越繁雜，極大的加大了不安全因素，其主要原因就在于人機(jī)交互過(guò)程吸引了駕駛者過(guò)多的注意力，這方面語(yǔ)音交互方案的呼聲比較高漲，應(yīng)用也較多，而手勢(shì)識(shí)別作為另一種替代方案也被很多大牌廠(chǎng)商重視。在15年的CES展上，寶馬展出了最新iDrive系統(tǒng)，其重要變化之一就是引入了手勢(shì)識(shí)別功能，通過(guò)安裝在車(chē)頂上的3D傳感器對(duì)駕駛員手勢(shì)的識(shí)別，實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛導(dǎo)航、信息娛樂(lè)系統(tǒng)的控制;而在今年的后市場(chǎng)展會(huì)上，善領(lǐng)科技發(fā)布的新一代安全后視鏡產(chǎn)品X750D上也同樣集成了手勢(shì)識(shí)別的功能。
智能穿戴
移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)的發(fā)展催生了智能穿戴產(chǎn)品的興起，很多人認(rèn)為智能穿戴產(chǎn)品將會(huì)取代手機(jī)的下一代終端中心，因此在智能穿戴上進(jìn)行的新技術(shù)嘗試數(shù)不勝數(shù)，而最具代表性的莫過(guò)于微軟的全息眼鏡hololens。用戶(hù)可以通過(guò)HoloLens以實(shí)際周?chē)h(huán)境作為載體，在圖像上添加各種虛擬信息，無(wú)論是客廳中玩Minecraft游戲、查看火星表面、甚至可以進(jìn)入虛擬的知名景點(diǎn)，而這一切都只需要通過(guò)用戶(hù)的雙手就可以完成。
未經(jīng)授權(quán)，請(qǐng)勿轉(zhuǎn)載
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的手势识别智能传感器发展和未来的探究的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
- 上一篇： 冒泡型事件
- 下一篇： swift实战-豆瓣电台