以數(shù)學(xué)知識為基礎(chǔ)改進檢測算法

Leap公司的手勢輸入裝置也是如此。手勢輸入技術(shù)有很多種實現(xiàn)方法，其中有兩種主流方式，分別是用CMOS圖像傳感器捕捉物體反射回來的紅外線從而檢測動作的“TOF（time of flight）”方式和采用“距離圖像傳感器”（一種能測量與物體之間的距離的攝像元件）的方式。

Leap公司首席執(zhí)行官Michael Buckwald手中拿著檢測裝置。

Leap的手勢輸入技術(shù)采用的是TOF方式。前面已經(jīng)介紹過了，檢測裝置內(nèi)置的主要部件是CMOS圖像傳感器和紅外線LED，硬件方面沒有大的技術(shù)改進。實現(xiàn)高精度動作檢測的關(guān)鍵是該公司的共同創(chuàng)始人兼首席技術(shù)官（CTO）David Holtz開發(fā)的動作檢測算法。22歲取得數(shù)學(xué)博士學(xué)位的他所編寫的“軟件處理負荷輕、精度高”的動作檢測算法是其技術(shù)的生命線。

隨著關(guān)鍵部件的小型化和性能的提高，面向開發(fā)者公開的試制品在公開1年后尺寸減為最初的1/25左右。動作檢測模塊如今已達到可內(nèi)置于筆記本電腦的水平。Leap的共同創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Michael Buckwald表示，“隨著傳感器性能不斷提高，模塊尺寸還有可能進一步減小”。

軟件也在不斷改進，Leap Motion Controller在上市半年內(nèi)進行了9次功能升級。最新版的軟件中安裝了對檢測出的手和手指進行建模的功能。以前，當(dāng)物體在檢測裝置的垂直方向上重合時，無法檢測出動作，而最新版則能夠通過推測手的形狀，檢測出重合的手或手指的動作。

Leap公司的目標(biāo)是，通過上述改進，在很多設(shè)備中都導(dǎo)入手勢輸入，而不僅僅是專用動作檢測裝置。比如智能手機、平板電腦、數(shù)字家電及車載設(shè)備等。該公司已與移動終端及車載設(shè)備的開發(fā)上進行了多次商談。

可穿戴設(shè)備將推動手勢輸入技術(shù)發(fā)展

最近，有一股潮流將推動手勢輸入技術(shù)的普及，那就是佩戴在身上使用的可穿戴設(shè)備的開發(fā)越來越活躍�？纱┐髟O(shè)備的尺寸小、屏幕也有限，很難采用傳統(tǒng)的鍵盤和觸摸面板操作等輸入方法，因此有可能全面采用手勢輸入等NUI技術(shù)。

Leap公司也在探索手勢輸入技術(shù)在頭戴式顯示器等可穿戴設(shè)備上的應(yīng)用。Buckwald和Holtz開始開發(fā)手勢輸入技術(shù)是在2006～2007年，他們開發(fā)該技術(shù)的主要原因是，在個人電腦上運行三維建模軟件時，用鼠標(biāo)和鍵盤操作有一種挫敗感。

“會造東西的人類手指的動作也非常厲害。但由于計算機的輸入手段以二進制為基礎(chǔ)，因此無法實現(xiàn)手勢輸入。比如，在現(xiàn)實世界中，人拿起一個瓶子的動作非常簡單，但要用計算機將其量化就必須要進行復(fù)雜的處理。手勢輸入適合在計算機上實現(xiàn)現(xiàn)實世界中的物理體驗”。

從那以后，經(jīng)過7年左右的開發(fā)，Leap的手勢輸入技術(shù)終于問世。手勢輸入等NUI技術(shù)實際上也是通過以前的研發(fā)積累了很多知識的領(lǐng)域。在可穿戴設(shè)備推動下，新一代UI技術(shù)的開發(fā)將以手勢輸入為核心，今后會不斷出現(xiàn)像科幻電影那樣令人震驚的各種解決方案。（作者：高橋 史忠，日經(jīng)技術(shù)在線！供稿）