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3D视觉深度研究:智能交互进入新时代

汽笛声 2018-06-14 来源:汽笛声原创 组织:汽笛声 110 0 收藏 0

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       来源:科普云

       3D深度视觉作为一个崭新的技术,已经出现在微软Kinect、英特尔RealSense等消费级产品中,随着硬件端技术的不断进步,算法与软件层面的不断优化,3D深度视觉的精度和实用性得到大幅提升,尤其是TOF方案与VCSEL的快速成熟,使得“深度相机 手势/人脸识别”具备了大规模进入移动智能终端的基础。

3D深度相机助力智能人机交互进入新时代

从按键、触控笔到触摸屏,智能交互的进步助力智能手机的辉煌

人机交互(简写HCI),是指人与计算机之间使用某种对话语言,以一定的交互方式,为完成确定任务的人与计算机之间的信息交换过程。在上世纪计算机高速发展的过程中,除了硬件芯片技术和软件系统技术的突飞猛进之外,键盘和鼠标这两大交互设备的出现,极大地推动了计算机在普通消费市场的应用,普通用户可以通过键盘和鼠标,来实现与计算机和网络的交互。 

手机可以说是最近二十年里最成功的消费电子产品,而手机的发展史也伴随着人机交互方式的变迁,可以说人机交互的变革在一定程度上促进了手机的辉煌。

2002年左右,大尺寸显示技术更加成熟,手机正面的按键由于太占面积,而被大尺寸的屏幕所取代,为实现更加方便的交互,触控笔开始出现,并且得到了普及。随着无线通讯和手机性能的提升,手机可以像电脑一样工作,2005年出现的黑莓手机,采用全键盘设计,实现快速办公。

同时,人脸识别与追踪也是体感交互最具前景的方向之一。我们认为,人脸识别在移动端具有更加广阔的应用空间。例如目前指纹识别已经成为智能手机的标配,通过指纹识别来实现开机、支付、登陆确认等功能已经被大众所认可,并且创造了巨大的市场价值,但是指纹识别的局限性在于必须通过手指完成,手指放置的位置、手指表面的洁净度等因素都会极大地影响使用体验,而人脸识别可以完全解放双手,只需要借助摄像头对人脸信息的采集便可以完成识别与交互。

手势识别被广泛看好,前景广阔

无论是消费级市场的游戏、娱乐、交互,还是商业领域的医疗、工业、军事等,都需要丰富的手部动作来参与,因此手势识别具有非常广泛的应用场景。

3D深度相机将进一步解放双手,打开新的智能人机交互空间

现如今,大尺寸触控显示屏已经是大多数智能终端的标配,无论是智能手机、平板电脑,还是笔记本电脑,甚至于汽车中控台、智能家电等。

尽管触控显示屏的识别精度和清晰度越来越高,但是,触控显示屏的局限性非常明显:手指必须接触于屏幕表面,无法离开屏幕工作,这极大地限制了用户的使用空间和灵活性,为了解决这一问题,语音控制与体感控制开始出现,并被广泛看好。

2007年苹果手机的横空出世,宣告了智能手机新时代的到来,苹果手机凭借其突破性的大尺寸触控显示、丰富的APP内容资源、优质的拍照和音乐体验以及出色的产品质量,成为了全球智能手机皇冠上的明珠。尤其是第一代苹果手机配有的大尺寸触控显示屏幕,具有划时代的意义,为消费者带来了前所未有的用户体验,引领越来越多消费者选择智能手机。

根据IDC的统计数据,2008年全球智能手机出货量为1.5亿部,到2015年提升到14.3亿部,复合年均增速38.0%,尤其是2010-2013年间,增速在60%左右。如果与PC电脑相比的话,智能手机在2007到2011年的5年时间内,出货量就超过了已经发展30多年的个人电脑(从1980年到2011年)。

苹果公司于2011年推出的iPhone4S配备了语音识别助手Siri,利用人工智能技术,通过与消费者的语言对话,实现信息的交互。随后,语音交互越来越多地出现在智能终端上,尤其是随着人工智能语义识别技术的进步,语音交互的准确性和实用性大幅提升。亚马逊于2015年推出的ECHO智能音箱便是典型成功例子。

语音识别可以完全解放双手,但是在人机互动方面的应用场景有一定的局限性,对于游戏娱乐、互动体验、拍照等领域,这些必须有用户肢体参与的场景,语音交互无法满足需求。因此,比现今触控屏更高层次的体感交互成为了广大厂商追求的目标。

要实现体感交互,最重要的就是手势识别,因为手部动作是人体最丰富也是最常用的体感动作。对于智能手机而言,如果手势识别可以得到应用,那么包括手机自拍、游戏、浏览网页、购物等众多应用场景,在用户体验上均可以实现大幅提升,手机也将从触控屏时代走向手势识别时代。

当然,智能手机市场才是最吸引人的市场,因为智能手机可以说已经成为全球几十亿用户的生活必需品,智能手机庞大的用户数量以及用户每日超长的使用时间,都将带来巨大的市场价值。手机中集成手势识别将带来众多的益处,包括:全新的用户界面实现了超越触摸屏的更深层次的控制功能,并将引领游戏和智能手机控制进入全新时代;新的控制感知更为灵活,戴着手套或是手不干净时也可进行控制;带来更丰富的用户体验,它无需机械开关、无需触摸屏或按钮就可实现家居自动化。

受益于游戏机、PC电脑以及平板等移动装置的技术整合,市场研究机构ABI Research预估,全球眼球追踪、手势以及距离传感器技术领域在2016年创造近50亿美元的收入。

根据IHS的数据,2014 年全球手势识别与传感器市场达到了31.2亿美元的规模,过去几年的复合年增长率为32.78%,预计到2022年该市场规模预计将达321.6亿美元。技术进步使硬件精度大幅提升,从而进一步拉升了对手势识别与传感器市场的需求。在智能手机与汽车领域,手势识别与传感器市场呈现指数增长,其中的关键因素为硬件成本低廉,同时可大幅改善用户体验。

人脸识别从专业市场走向消费市场,应用领域大幅扩宽

早期的人脸识别主要用于身份认证与安全检测,主要针对专业市场。例如在金融、政府、军事、海关、监狱等机密单位,通过人脸识别完成用户身份的验证与权限的检测等。随着人脸识别算法的不断优化,人脸识别技术不再局限于简单的单体身份认证,而是扩展至群体的安防监控领域。

正如我们前文所述,人脸识别更大的机会在于消费级市场,人脸识别在移动端具有更加广阔的应用空间,而目前人脸识别向消费市场渗透的趋势越发明显,尤其是在人脸识别技术逐步提升的背景之下。

例如,人脸识别可以替代手势识别完成移动端的身份认证、支付交易确认、权限登录等功能;人脸识别直接获取消费者面部表情、生理年龄或精神状态;人脸识别用于移动端自拍的快速对焦,用户自拍美颜等功能……

 


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