全球首款毫米波手勢(shì)識(shí)別SoC發(fā)布：基于毫米波雷達(dá)的手勢(shì)識(shí)別技術(shù)有何優(yōu)缺點(diǎn)?

在計(jì)算機(jī)科學(xué)中，手勢(shì)識(shí)別是通過(guò)數(shù)學(xué)算法來(lái)識(shí)別人類手勢(shì)的一個(gè)議題。手勢(shì)識(shí)別可以來(lái)自人的身體各部位的運(yùn)動(dòng)，但一般是指臉部和手的運(yùn)動(dòng)。用戶可以使用簡(jiǎn)單的手勢(shì)來(lái)控制或與設(shè)備交互，讓計(jì)算機(jī)理解人類的行為。其核心技術(shù)為手勢(shì)分割、手勢(shì)分析以及手勢(shì)識(shí)別。

手勢(shì)識(shí)別是計(jì)算機(jī)科學(xué)和語(yǔ)言技術(shù)中的一個(gè)主題，目的是通過(guò)數(shù)學(xué)算法來(lái)識(shí)別人類手勢(shì)。 手勢(shì)可以源自任何身體運(yùn)動(dòng)或狀態(tài)，但通常源自面部或手。 本領(lǐng)域中的當(dāng)前焦點(diǎn)包括來(lái)自面部和手勢(shì)識(shí)別的情感識(shí)別。 用戶可以使用簡(jiǎn)單的手勢(shì)來(lái)控制或與設(shè)備交互，而無(wú)需接觸他們。姿勢(shì)，步態(tài)和人類行為的識(shí)別也是手勢(shì)識(shí)別技術(shù)的主題。手勢(shì)識(shí)別可以被視為計(jì)算機(jī)理解人體語(yǔ)言的方式，從而在機(jī)器和人之間搭建比原始文本用戶界面或甚至GUI(圖形用戶界面)更豐富的橋梁。 [1] 手勢(shì)識(shí)別使人們能夠與機(jī)器(HMI)進(jìn)行通信，并且無(wú)需任何機(jī)械設(shè)備即可自然交互。 使用手勢(shì)識(shí)別的概念，可以將手指指向計(jì)算機(jī)屏幕，使得光標(biāo)將相應(yīng)地移動(dòng)。 這可能使常規(guī)輸入設(shè)備(如鼠標(biāo)，鍵盤(pán)甚至觸摸屏)變得冗余。

11月11日下午，主題為“人機(jī)交互·領(lǐng)航未來(lái)”的“2021智微科技·開(kāi)酷科技聯(lián)合新品發(fā)布會(huì)”在深圳召開(kāi)。在此次發(fā)布會(huì)上，智微科技聯(lián)合旗下的開(kāi)酷科技，發(fā)布了全球首款基于毫米波技術(shù)的非接觸式懸浮手勢(shì)控制芯片K60168系列。

眾所周知，在PC時(shí)代及功能機(jī)時(shí)代，人機(jī)交互模式主要是基于物理按鍵，但是到了智能手機(jī)時(shí)代，人機(jī)交互模式就進(jìn)入了觸控時(shí)代。而隨著AIoT時(shí)代的到來(lái)，開(kāi)始出現(xiàn)了很多新的交互方式，比如語(yǔ)音識(shí)別、手勢(shì)識(shí)別等。

相對(duì)于觸控技術(shù)來(lái)說(shuō)，語(yǔ)音識(shí)別和非接觸式手勢(shì)識(shí)別技術(shù)都是非接觸式人機(jī)交互技術(shù)，可以在不接觸設(shè)備的情況下，遠(yuǎn)距離實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，更為的方便和快捷。隨著近年來(lái)智能音箱一類設(shè)備的火爆，語(yǔ)音識(shí)別已經(jīng)是目前AIoT市場(chǎng)比較常見(jiàn)的一類人機(jī)交互方式，相比之下手勢(shì)識(shí)別技術(shù)此前主要被應(yīng)用在體感游戲、AR/VR等一些領(lǐng)域。

毫米波作為下一代5G無(wú)線通信技術(shù)，可大幅度提高無(wú)線網(wǎng)絡(luò)速率。例如，運(yùn)行在60 GHz頻段的IEEE 802.11ad支持高達(dá)6.7 Gbps的數(shù)據(jù)傳輸速率，而其演進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.11ay將提供20Gbps的數(shù)據(jù)傳輸速率。

因此，毫米波無(wú)線電有望使無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入進(jìn)入到multi-Gbps時(shí)代。

在可預(yù)期的未來(lái)，毫米波無(wú)線電模塊將會(huì)被廣泛安裝在手機(jī)、可穿戴、智能硬件或更廣泛的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備上，成為一種主流的通訊技術(shù)。

毫米波的優(yōu)勢(shì)

除了超高速無(wú)線傳輸，毫米波的短波長(zhǎng)、大帶寬、有向波束等特點(diǎn)，也使得高分辨率、高健壯性的人員手勢(shì)感知成為可能。

并且，相比于其他方法，毫米波感知具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

比如，聲波手勢(shì)識(shí)別方法在周?chē)须s的時(shí)候面臨干擾影響，準(zhǔn)確度會(huì)大幅度降低。

基于可見(jiàn)光圖像分析的手勢(shì)識(shí)別在周?chē)h(huán)境在弱光或無(wú)光的環(huán)境下，其準(zhǔn)確率將會(huì)比較低。同時(shí)，圖像分析的手勢(shì)設(shè)備設(shè)計(jì)到嚴(yán)重隱私泄露問(wèn)題，不便于其普適部署與使用。

更重要的是，毫米波無(wú)線電可穿透塑料等非金屬類材料，因此毫米波模塊可隱藏在手機(jī)等設(shè)備屏幕內(nèi)部，對(duì)于手機(jī)外形設(shè)計(jì)意義重大。

使用毫米波技術(shù)，能夠提供更智能、便捷、有趣人機(jī)交互體驗(yàn)。

例如手勢(shì)拍照，用戶可以在空中做出特定手勢(shì)來(lái)控制手機(jī)相機(jī)的焦距調(diào)整、放大、縮小等操作。

類似地，毫米波手勢(shì)識(shí)別可應(yīng)用在手機(jī)音量控制、手機(jī)解鎖;也可應(yīng)用于更自然的界面交互，比如在屏幕上方凌空左/右/上/下滑，查看上一個(gè)/下一個(gè)應(yīng)用，返回桌面及進(jìn)入多任務(wù)。也可以在屏幕上方上滑，或多指捏合，進(jìn)入多任務(wù)或某特定模式。

又比如識(shí)別用戶在手機(jī)的邊框附近操作，來(lái)執(zhí)行特定按鈕操作，如隔空滑頁(yè)、調(diào)節(jié)視頻音量和亮度、切換音樂(lè)、切換相機(jī)濾鏡等。

不過(guò)，在近兩年的新冠疫情影響之下，手勢(shì)識(shí)別技術(shù)開(kāi)始被應(yīng)用到了更多的領(lǐng)域，特別是隨著近期“元宇宙”概念的火爆，也給手勢(shì)識(shí)別技術(shù)市場(chǎng)帶來(lái)了新的機(jī)遇?；诤撩撞ɡ走_(dá)的手勢(shì)識(shí)別技術(shù)有何優(yōu)缺點(diǎn)?所謂手勢(shì)識(shí)別，是指通過(guò)對(duì)于用戶自然地利用手指、手腕和手臂動(dòng)作的識(shí)別，來(lái)了解用戶的交互意圖，其具有更廣闊的交互空間、更高的靈活度和更好的交互體驗(yàn)等特點(diǎn)。

2016年谷歌展示了超炫的雷達(dá)芯片——Project Soli?；?0GHz FMCW雷達(dá)來(lái)捕捉細(xì)微的手勢(shì)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件的操控。在展示視頻中可以實(shí)現(xiàn)隔空操作智能手表，可以取代觸摸屏隔空操控手機(jī)，可以取代觸控板操作電腦，甚至已經(jīng)有開(kāi)發(fā)者實(shí)現(xiàn)隔空打字的功能!相比于當(dāng)前流行的二維觸屏系統(tǒng)，它的控制手勢(shì)是三維立體的，所以顯得更加直觀，更加生動(dòng)，再加上利用了“電磁波”這只看不見(jiàn)的手來(lái)操控，頗有些魔術(shù)效果。如今這套開(kāi)發(fā)平臺(tái)對(duì)普通開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)不再遙不可及，安富利北京射頻實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)了基于英飛凌公司BGT60TR13芯片的硬件及軟件算法一整套評(píng)估系統(tǒng)，便于客戶快速的開(kāi)發(fā)自己的產(chǎn)品，

為了實(shí)現(xiàn)5G，60GHz毫米波的研究成為世界多國(guó)矚目的研究項(xiàng)目。三星、日本電信公司KDDI為此都做出了努力，不過(guò)，google的亂入，讓這一切黯然失色。

為了實(shí)現(xiàn)5G，60GHz毫米波的研究成為世界多國(guó)矚目的研究項(xiàng)目。三星連續(xù)突破毫米波(mmWave)局限， 日本電信公司KDDI最近更是提出了一個(gè)以內(nèi)容為中心的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架技術(shù)，讓60GHz頻段與LTE網(wǎng)絡(luò)協(xié)同工作，可將下載速率直線提升5倍。

不過(guò)，google的亂入，讓這一切黯然失色。

今天的智能手機(jī)、平板、可穿戴設(shè)備都是觸控的，能不能通過(guò)手勢(shì)控制?我的意思是說(shuō)，不用接觸觸摸屏，你只需要在空氣中用指頭劃一劃。這是來(lái)自google的顛覆式創(chuàng)新，這一切都是通過(guò)60GHz毫米波實(shí)現(xiàn)的。google的這一項(xiàng)目叫Project Soli，在今年的google I/O大會(huì)上，google向外界展示了這一技術(shù)。

據(jù)媒體報(bào)道，在日前舉行的AWE大會(huì)中，高通證實(shí)已收購(gòu)HINS SAS團(tuán)隊(duì)和其全資子公司手部追蹤和手勢(shì)識(shí)別供應(yīng)商Clay AIR。Clay AIR是一家位于法國(guó)巴黎的手勢(shì)追蹤和手勢(shì)識(shí)別公司，公司技術(shù)已經(jīng)用于支持Nreal的AR眼鏡及其他類似產(chǎn)品。實(shí)際上，Clay AI與高通的關(guān)系十分密切，并已就AR/VR交互進(jìn)行過(guò)合作。高通曾指出：“變革AR與VR行業(yè)，以及為生態(tài)系統(tǒng)與客戶提供支持依然是高通的首要任務(wù)，而Clay AIR的解決方案體現(xiàn)了這一點(diǎn)。像Clay AIR軟件這樣的創(chuàng)新正在迅速推動(dòng)AR與VR行業(yè)為OEM，開(kāi)發(fā)商和消費(fèi)者開(kāi)辟新的可能性。”

利亞德(300296)子公司虛擬動(dòng)點(diǎn)OptiTrack為全球頂尖運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)提供商。Facebook此前公布了一項(xiàng)手部追蹤的新研究，該研究將能夠幫助AR/VR用戶在虛擬現(xiàn)實(shí)世界中實(shí)現(xiàn)無(wú)需真實(shí)鍵盤(pán)的全虛擬輸入。該項(xiàng)目使用了高精度的手勢(shì)追蹤系統(tǒng)，這套系統(tǒng)由OptiTrack運(yùn)動(dòng)捕捉攝像機(jī)、定制的動(dòng)捕手套及Motive運(yùn)動(dòng)捕捉軟件等構(gòu)成。