微软:利用扬声器和麦克风进行手势识别

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近日,微软的研发部门——微软研究院(Microsoft Research,MSR)与华盛顿大学合作,开发出一种可利用笔记本电脑内置麦克风和扬声器进行手势识别的技术,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华丽变身为Kinect,这项技术被称为SoundWave,从技术原理上说,它和潜水艇的声纳系统有着异曲同工之妙,就是我们中学时已经很熟悉的多普勒效应。

SoundWave软件可以通过电脑扬声器,发出恒定的20-22KHz的超声波。超声波遇到物体反弹,被计算机的内置麦克风识别。如果周围没有任何物体移动,计算机内置麦克风听到的音调不会发生变化。但是如果有一个物体朝着电脑移动,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。这些声音频率被电脑的内置麦克风捕获后,软件会对这些声频进行分析。基于这一切,SoundWave可以确定出物体的大小,移动速度和运动方向,从而推断出用户的动作或手势。

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。与其它手势控制技术相比,SoundWave的优势在于它和Kinect一样,是作为一项周边外设而存在的。因此不需要搭建新的平台,也就是说可以让任何一台现代笔记本电脑都具有手势控制功能。但不足方面是,由于SoundWave技术利用单一的声源和麦克风,它的准确性和三维传感能力不如微软Kinect、Sony Move和Wii Motion等其它手势控制技术。不过据官方发布的报告所言,如果一台笔计本电脑添加了另一个超声波声源和几个麦克风(现在许多笔记本电脑已安装了麦克风组),SoundWave技术可与微软Kinect手势控制技术相媲美。

在SoundWave的演示视频中,一台笔记本电脑利用SoundWave技术,可以实现在人离开时自动上锁,而在接近时自动解除锁定。这项技术看起来已经非常先进,能够识别人的左右和上下挥手等动作。根据研究报告,即使在嘈杂的环境中,SoundWave在识别人的动作上的准确性也已达到90%至100%之间。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,研究人员可以在计算机上进行简单的网页浏览。此外,还可以利用这个技术来玩俄罗斯方块。

在不远的将来,Kinect这样成熟的体感外设大概就会被广泛地应用于我们的笔记本电脑或是手机之上,但SoundWave的存在至少可以促使Kinect向着更敏锐更成熟的方向发展。而且谁知道呢,说不定SoundWave技术还会以价格取胜,成为第三世界人民之友。


本文编译自Extremetech网站: Microsoft creates Kinect-like system using your laptop’s built-in speaker & microphone
作者: Sebastian Anthony

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