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SoundWave:基于声波的手势识别 笔记本一秒变Kinect

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2015-05-14 20:20:45

江大可

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手势正成为日益流行的人机交互方式。然而现有的手势识别系统的价格并不便宜,而一个来自微软研究院的团队研发出了一个基于声波的的手势识别技术。这一手势识别技术的原理利用的是多普勒效应,依靠麦克风和扬声器来感知和理解你的手势。也就是说像笔记本这些拥有扬声器和麦克风的设备可以瞬间变成Kinect。

我们高中课本上都讲过多普勒效应,它指的是波源和观察者有相对运动时,观察者接受到波的频率与波源发出的频率并不相同的现象。如,远方急驶过来的火车鸣笛声变得尖细(即频率变高,波长变短),而离我们而去的火车鸣笛声变得低沉(即频率变低,波长变长)。但你可能没有想过多普勒效应居然可以帮助你来控制电脑。

微软研究院的一组研究人员正在研究利这一技术。虽然手势控制已经越来越普遍,甚至有些电视已经内置了这种功能。而这些体感技术,如微软自己的Kinect都是利用摄像头来感知和理解动作和手势。而SoundWave的技术更加简单仅需要声音即可。

微软研究院首席研究员Desney Tan称,这个技术已经可以用来检测一些简单的手势。而通过智能手机和笔记本电脑上的多个扬声器和麦克风,可以让这一技术变得更加灵敏。

SoundWave 的想法是在去年夏天诞生的,当时Desney和其他人正在研究一个利用超声波传感器来穿创造触觉效果的项目,一研究人员注意到当他的身体移向声波的周围时声波发生了些奇怪的变化。发射出的超声波会被研究员的身体反弹。

研究人员很快意识到可以将这个技术运用到手势感应上。现在许多的设备上都已经配备有麦克风和扬声器。他们想看看能否用这些传感器来检测运动。
配备了特定的超声波软件后电脑就可以发出恒定的20-22KHz的超声波。如果周围没有任何物体移动,计算机的麦克风听到音调是不会发生变化的。但是如果有一个物体朝着电脑移动个,这时候声音的频率就会变高,如果物体远去,声音的频率将会下降。Tan说,经过软件对频率的分析,可以确定物体的大小,移动速度和运动方向。基于这一切,就可以让SoundWave 推断出手势。 

Tan说该软件的准确性在90%左右,而且整个操作并没有明显的延迟。还有即使你的扬声器播放着音乐时,也可以照常操作。

到目前为止,SoundWave的团队已经设计出了一系列可以被软件理解的动作。通过这些动作,研究人员已经可以在计算机上进行简单的网页浏览。Tan说,当用户接近和远离电脑时,传感可以自动的唤醒或让电脑进入休眠状态。此外,你还可以利用这个技术来玩俄罗斯方块。

Tan设想SounWave将来会和其它的手势传感技术一同协作,虽然说SoundWave的优点是不受环境光线强弱的影响,但它却不善于感应一些像捏手指的小动作。Tan说,”理想的状况是世界上有很多不同的传感器,而用户不知道也不关心他们用的是什么传感器,他们只在乎自己与任务之间的互动。”

Via:TR

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