2011年全球3D手勢識別技術市場格局分析

中國投影網投影資訊　2011-3-3 8:23:32　編輯：木鐸　[ 大中小 ]

【中國投影網資訊】3-D手勢識別將不再只是小兒科了。自從3-D手勢識別首次出現在任天堂（Nintendo）的 Wii無線游戲操作界面之后，MEMS感應手勢識別技術就不斷延伸到智能電話領域，并將占領絕大部分用戶界面。

　　自從任天堂的Wii 2006版本頒布之后，其競爭者就已經紛紛開始公布各自的3-D手勢識別處理技術。索尼公布了其PS手柄控制器；微軟Xbox Kinect開辟了免持游戲界面之路。

　　蘋果公司首次利用為電子機械感應器而研發(fā)出更直觀的智能電話界面；在2007年為iPhone添加了MEMS加速計功能，2010年又添加了MEMS陀螺儀。各大競爭者競相效仿，shake-to-undo、 lift-to-answer以及 face-down-to-disconnect類的3-D收費類項目將出現在標準智能電話中。

　　目前，消費類OEMs在其產品線中都添加了3-D手勢識別功能。有些使用經GestureTek 公司授權的攝像頭技術；有些使用Hillcrest Laboratories公司或者Movea公司授權的MEMS技術。Movea公司擁有250多項相關專利，涵蓋了諸如利用陀螺儀控制光標的技術；Hillcrest公司擁有100多項相關專利，其中包括利用陀螺儀加速計追蹤運動的專利。兩家公司都為3-D手勢識別研發(fā)人員提供了增值軟件開發(fā)工具。

　　Google也給其Android OS Gingerbread操作系統(tǒng)添加了MEMS手勢識別應用程控界面，能夠識別傾斜、旋轉、戳以及劃等手勢。

　　首家將加速計與陀螺儀融合在一塊芯片上的MEMS芯片制造公司，InvenSense創(chuàng)始人 Steve Nasiri先生指出，“運動處理技術終于得到了認可。我們相信智能電話手勢處理以及手勢識別硬件將會變得如手機攝像頭一樣普及�！�

　　InvenSense公司的陀螺儀以及加速計/陀螺儀整合芯片中植入手勢處理器來執(zhí)行復雜傳感器融合算法，這種算法在進行用戶手勢識別時是很有必要的，從而免除了應用處理器端的計算任務。該公司計劃在來年進行在單芯片上融合加速計、陀螺儀以及磁強計（電子羅盤）的研發(fā)。

　　 InvenSense公司在國際消費電子展上展出的運動處理數據庫是首批使用3-D手勢識別的電視遙控器以及首批將其作為主要手機功能的智能電話（例如僅需將手機放置在耳旁就能接電話等）。兩者都是LG電子產品。LG的3-D電視Infinia生產線中使用了該新式遙控器。被認為是最薄智能手機的 LG9.2毫米Optimus Black智能手機也能識別幾種獨特的手勢指令。

　　其他MEMS芯片廠商同樣也將手勢識別算法加入到其加速計以及陀螺儀中。例如，Kionix公司提供了大量內建手勢識別算法模塊，其手勢設計軟件開發(fā)組件能讓OEMs設計他們自己的手勢控制器。

　　Kionix CEO，Greg Galvin先生指出，“電視遙控器研發(fā)者們正在大勢將手勢識別技術加入其遙控器中，同時要求廣泛使用這些運動技術。這里就是需要將視聽數據列輸入電視中，讓用戶可以通過一個簡單的控制器，就能轉換頻道、下載音樂、查看自己的圖像庫、編輯文檔或者瀏覽網頁等。

　　Galvin先生說道，“在交互式網絡電視（IPTV）上運行應用程序并瀏覽網頁內容，需要一個點擊式與手勢控制都非常精確的遙控器。對這類應用來說，則需要MEMS�！�

　　智能電視時代

　　Hillcrest創(chuàng)始人兼CEO，Dan Simpkins宣稱2011年為“智能電視時代”，他指出，“50多年以來，全新輸入技術首次出現在電視市場上�！盚illcrest的Loop pointer無線鼠標，是為將電腦與電視進行鏈接的用戶所設計的，他們的IPTV使用Kylo Browser（一種轉為網絡影片而生成的瀏覽器）。

　　LG在CES上展出的新式遙控器使用了Hillcrest的Freespace手勢識別技術，用戶可以使用該觸摸屏界面來瀏覽網頁以及傳統(tǒng)的電視內容。

　　其他競爭對手包括菲利普（Philips）的懶人遙控器uWand。菲利普的這種手持遙控器，裝有一個紅外攝像頭，能夠感應電視上的紅外信標，從而無需陀螺儀便可精確定位遙控器選項。其他大多數IPTV遙控器則使用了MEMS陀螺儀。

　　Movea公司在CES上宣布，筆記本電腦鍵盤供應商Sunrex公司（臺灣）將在今年年末推出一款鍵盤，該鍵盤將會使用Movea公司的3-D手勢識別MEMS MotionIC 平臺和SmartMotion技術。

　　Movea公司全球市場總監(jiān)，Dave Rothenberg先生指出，“下一代新式遙控器將會識別各種新手勢。例如，父母會將電視節(jié)目中的成人內容通過他們的空中手勢鎖住，而當他們的孩子試圖收看這些成人節(jié)目的時候，他們所做的行為就會激活�！�

微軟的Kinect體感系統(tǒng)，將包含有一個MEMS加速計的手勢感應硬件，改進為頭部控制系統(tǒng)。微軟利用從GestureTek授權的光學識別技術為其Kinect體感系統(tǒng)開發(fā)出3-D識別計算程序。

　　Kinect體感系統(tǒng)將一個特定的游戲，例如虛擬排球中的手勢進行了嚴格的分類。這種技術，通過激光器將特定的紅外光束投射到玩家，然后測量每個光束的反射強度，來細分每個運動圖像。反射強度較弱的光束一般來自游戲背景；反射強度較強的光束則來自游戲玩家。Kinect體感系統(tǒng)然后利用對用戶的運動記錄，繪制其影像。Kionix的MEMS加速計將使攝像頭對用戶進行更精確的定位。

　　據相關分析人士稱，這種技術在精確度方面有所欠缺，但是在玩家的移動性方面則做得很好。ISuppli高級分析師，Jérémie Bouchaud指出，“我認為，微軟的攝像頭識別系統(tǒng)的準確度不夠滿足許多游戲玩家，他們則很可能會繼續(xù)使用控制器；對游戲上癮者來說，Sony的體感手柄Move會是一個更好的選擇�！�

　　HIS Screen Digest 游戲部門主管，Piers Harding-Rolls指出，“微軟的Kinect體感系統(tǒng)為其目標用戶提供解決方案：想要快速體驗游戲的家庭。而Sony的體感手柄Move，則是一個混合式方法，使用了感應器來對運動進行追蹤以及攝像頭進行定位。在這個層面來說，Sony的定位則是那些游戲熱衷者。”

　　Gartner分析師，Jim Tully指出，“類似于Kinect的攝像頭技術，并非手勢識別的最終階段。它有它自己的定位，而加速計-陀螺儀整合器同樣有其定位。”

　　“例如，Kinect的攝像頭無法捕捉復雜的運動模式：在多玩家模式下，某玩家擋住了其他玩家。玩家背對攝像頭的時候，該體系也無法正常工作。。。在此類情況下，則需要多個攝像頭。在大多數情況下，這恐怕是不可行的。”

　　但是GestureTek公司的技術通過檢測不斷改變的攝像頭影響，已經追蹤了百萬個移動電話3-D運動；該公司宣稱，光學手勢識別技術最終將會超越MEMS設備。

　　GestureTek合作創(chuàng)始人兼總裁，Vincent John Vincent先生指出，“雖說當前光學手勢識別技術的分辨率和準確度不如MEM慣性傳感器，對于大多數游戲來說已經足夠了。隨著數碼相機分辨率不斷提高，我們相信，光學手勢識別技術最終將會超越MEMS�！�

　　和嗜游戲者認為精確度很重要一樣，游戲開發(fā)者或者特效動畫制作者對精確度的要求也很高，但是游戲本身絕非如此。對動畫制作來說，Xsens Technologies公司特定的MEMS設備更合適。該設技術中的加速計以及陀螺儀將實現實時動畫序列預先視覺化。Xsens使用Analog Devices的高精密度三軸加速計、陀螺儀以及磁力計來對捕捉具體運動影響。為“鋼鐵俠2”以及PS3游戲“KillZone 2”設計特效的專業(yè)人士所使用的Xsens技術，提供了在任何地方都能進行影像捕捉的技術解決方案。Xsens預測，該技術成本最終將會降低，從而使得其逼真度更高，而不限制玩家數量。

　　Xsens（洛杉磯）CEO，Casper Peeters先生指出，“微軟的體感系統(tǒng)Kinect是一個簡潔的解決方案，但是其速率很慢而且在捕捉手勢的時候偶爾會很慢。在使用地方面來說，我們的技術顯得更加靈活。在捕捉精確運動的時候，其逼真度更高。而運動游戲控制器以及手機界面才剛剛出現。Xsens對精確角色動畫制作來說，其動畫捕捉效果更好。在不久的將來還會出現更多有趣的應用�！�

　　微軟也瞄準了未來的趨勢；也打算利用其在2009年和2010年分別收購3-DV以及Canesta時所獲取的3-D追蹤技術。

　　Time-of-flight傳感器測量紅外光束從物體表面反射并返回至某特定CMOS傳感器所用的時間，從而可以在任何光照下、任意距離、產生高度精確的3-D深度圖。Time-of-flight傳感器與微軟通過GestureTek授權而研發(fā)的3-D攝像頭手勢識別運算法則非常吻合。

　　微軟在CES上展出了其下一代表面多點觸控運算平臺，摒棄了其第一代觸控平臺所使用的five-camera setup技術，研發(fā)出了能夠垂直放置的更薄模塊。

該表面平臺能夠讓用戶直接控制屏幕上的物體，帶有內建算法來解釋各種手勢，例如選擇、拖動、滴下、pinch-to-zoom以及其他觸控類指令（OEMs 同樣能夠研發(fā)出他們自己的算法）。Microsoft’s Surface 團隊總經理，Brad Carpenter先生指出，“新版平臺僅4英寸，能夠以水平、垂直或任何其他角度放置�！�

　　該技術的關鍵是微軟的PixelSense 技術。此技術是微軟和三星LCD集團共同研發(fā)的。PixelSense技術為每個LCD象素都添加了可替換的、棋盤式可見光或紅外光線傳感器。背光源中的可見光和紅外線發(fā)射器使每個相應的象素能感應從用戶手部或其他物體反射的光線。在每秒傳輸幀數為60的情況下，對傳感器抽樣調查，結果顯示，該技術能同時追蹤多個用戶的動作，其數量僅受屏幕可用表面范圍的限制。內建FPGA支持定位追蹤，能夠讀取放置在面板表面物體的特定應用信息，并且能夠通過配置攝像頭的Windows 7智能手機進行數據的紅外傳輸。

　　至于應用程序方面，該Surface技術包括了美國先進微電子器件公司（AMD）的Athlon X2 245e 2.9-GHz雙核處理器來運行Windows7以及AMD Radeon HD 6750圖形處理器。

　　微軟的 Surface 團隊總經理，Brad Carpenter先生指出，“三星LCD集團將以7600美元的價格在全球將此40英寸屏幕上市�！�

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文章來源：電子工程網

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