華為筆記本或首發(fā)超聲波操控，無(wú)接觸手勢(shì)的“神仙操作”

華為即將在12月23日的冬季旗艦新品發(fā)布會(huì)中發(fā)布新一代的MateBook筆記本電腦，在預(yù)熱信息中，華為透露該筆記本將支持隔空操控的“神仙操作”。網(wǎng)絡(luò)消息爆料華為筆記本將支持超聲波操控，不需鼠標(biāo)和觸控，而是靠用戶(hù)在電腦前做出的非接觸式的手勢(shì)來(lái)完成交互。

隔空操作宣傳圖 / 華為

超聲波手勢(shì)的實(shí)現(xiàn)方式

根據(jù)網(wǎng)上透露的專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)表明，這種超聲波操控的實(shí)現(xiàn)并不需要超聲波傳感器或攝像頭，而是利用筆記本上已有的傳感器，喇叭和麥克風(fēng)。喇叭發(fā)射自相關(guān)的超聲波信號(hào)，該信號(hào)接觸到手勢(shì)后會(huì)發(fā)射反射信號(hào)，由電腦上的麥克風(fēng)來(lái)采集反射信號(hào)。

超聲波手勢(shì)識(shí)別 / 來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)

收到反射信號(hào)后，提取出該信號(hào)的速度與距離特征，通過(guò)兩個(gè)模型的推理分別得出手勢(shì)分類(lèi)和手勢(shì)跟蹤的結(jié)果，融合處理后最終得出該手勢(shì)表達(dá)的交互指令。傳統(tǒng)的非接觸手勢(shì)控制經(jīng)常使用攝像頭等傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)，但超聲波的方案與其相比功耗和成本都要更低，而且不會(huì)受到環(huán)境光的限制。

從這套流程圖看來(lái)，該方案還有一個(gè)開(kāi)關(guān)控制模塊，只有啟動(dòng)之后才會(huì)開(kāi)始識(shí)別過(guò)程，這也就減少了喇叭和麥克風(fēng)時(shí)時(shí)工作所造成的額外功耗。

超聲波手勢(shì)操控的應(yīng)用

早在過(guò)去，其實(shí)不少?gòu)S商都提出了超聲波手勢(shì)識(shí)別的方案，當(dāng)時(shí)的設(shè)想是用于Kinect、PS Move和Wii Motion之類(lèi)的體感控制器，或是在智能手機(jī)設(shè)備上實(shí)現(xiàn)。但如今手機(jī)觸屏交互方案已經(jīng)足夠完善，反倒是超聲波的手勢(shì)方案顯得有些多此一舉，更不用說(shuō)還要用到額外的喇叭和揚(yáng)聲器。而在如今的筆記本電腦應(yīng)用中，觸屏仍是較為小眾的市場(chǎng)，但協(xié)同處理的需求又不斷涌現(xiàn)，超聲波手勢(shì)控制一下找到了突破的契機(jī)。

華為在筆記本電腦上做了不少創(chuàng)新，不可否認(rèn)的是，華為筆記本與華為手機(jī)等智能設(shè)備做的協(xié)同功能讓友商望塵莫及。超聲波手勢(shì)操控的加入，或許會(huì)為這種協(xié)同生態(tài)帶來(lái)新的交互方式，比如利用手勢(shì)完成互傳或投屏等操作。

巧合的是，AI軟件公司Elliptic Labs也在近日宣布，將于英特爾達(dá)成合作，將Elliptic Labs的AI虛擬智能傳感器平臺(tái)搭載到基于英特爾的PC及物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中。Elliptic Labs的AI虛擬智能傳感器平臺(tái)也是一套純軟件的方案，在無(wú)需ToF和雷達(dá)等高成本傳感器的條件下，實(shí)現(xiàn)人體存在檢測(cè)和無(wú)接觸手勢(shì)功能。據(jù)Elliptic Labs聲稱(chēng)，其無(wú)接觸手勢(shì)功能具備180度的視野角度，用戶(hù)在設(shè)備上方、下方、前方和側(cè)面做出的手勢(shì)動(dòng)作都可以被識(shí)別到。

純軟件無(wú)硬件要求？

盡管這種超聲波的方案不需要額外的傳感器，只需要喇叭和麥克風(fēng)，但對(duì)這兩者還是有一定的要求。比如喇叭要能夠發(fā)射20kHz以上的超聲波信號(hào)，麥克風(fēng)的頻率響應(yīng)范圍覆蓋后，才能夠采集到超聲波反射信號(hào)等等。

普通的喇叭往往只能發(fā)射聽(tīng)力范圍內(nèi)的聲波，要想發(fā)射超聲波的話(huà)，就必須要用到換能器。比如村田的MA40S4S，這個(gè)開(kāi)放型的超聲波傳感器支持發(fā)射中心頻率為40kHz的超聲波，覆蓋角度為80度。

SPH0641LU4H-1 數(shù)字麥克風(fēng)/ 樓氏

樓氏在2015年就推出過(guò)一款支持超聲波的SiSonic數(shù)字麥克風(fēng)，SPH0641LU4H-1。這款MEMS麥克風(fēng)可以支持到最高80kHz的超聲波頻率，功耗卻比其它數(shù)字麥克風(fēng)要小上3倍。除了超聲波模式外，該麥克風(fēng)還支持休眠、低功耗和標(biāo)準(zhǔn)模式，所以也可以用于非超聲波應(yīng)用的日常音頻應(yīng)用。

當(dāng)然了，這套超聲波手勢(shì)控制的方案想要應(yīng)用至筆記本上自然是為了追求普及，所以對(duì)喇叭和麥克風(fēng)的要求都不會(huì)特別高。其次，多數(shù)成年人對(duì)15kHz以上的頻率就沒(méi)有感知了，這種超聲波手勢(shì)控制所用到的超聲波頻率必定不會(huì)太高。

小結(jié)

超聲波手勢(shì)識(shí)別的“文藝復(fù)興”恰好是對(duì)如今強(qiáng)大AI算法的佐證，喇叭和麥克風(fēng)這些常見(jiàn)傳感器在AI模型幫助下可以被分類(lèi)識(shí)別，原本“雞肋”的數(shù)據(jù)有了別的功用。這讓人不禁遐想，還有哪些傳感器在AI的幫助下能夠重獲新生？