智能家居人機(jī)交互方案

1、在智能家居實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案中，人機(jī)交互系統(tǒng)是一個(gè)相對(duì)比較獨(dú)立的系統(tǒng)。但它的運(yùn)行即需要其他子系統(tǒng)的支持，同時(shí)也想高級(jí)服務(wù)提供依據(jù)。其中的主要交互設(shè)備有家居機(jī)器人、智能手機(jī)、移動(dòng)平板、智能視機(jī)、健康設(shè)備、遙控器、計(jì)算機(jī)等。1家居機(jī)器人1.1人機(jī)交互技術(shù)在終端機(jī)器人中主要提供觸摸顯示和語(yǔ)音交互方式，并提供攝像頭擴(kuò)展接口，利于更高層次的開(kāi)發(fā)。觸摸顯示交互是多媒體技術(shù)交互方式的一種，其依托于7寸觸摸顯示屏進(jìn)行操作界面的實(shí)現(xiàn)和用戶觸摸輸入。目前，在手機(jī)、平板等電子消費(fèi)領(lǐng)域得到了非常廣泛的應(yīng)用。其有一個(gè)缺陷是，觸摸顯示屏安放在機(jī)器人的機(jī)體結(jié)構(gòu)中，屬于機(jī)器人的一部分，具體的使用過(guò)程不是特別方便。語(yǔ)音交互是本設(shè)計(jì)

2、中的重要部分，是終端機(jī)器人與其他家電設(shè)備最大的卻別。通過(guò)自然語(yǔ)言交流，一方面用戶可以非常方便的使用機(jī)器人進(jìn)行家庭中各種設(shè)備的控制，另一方面其還能與老人對(duì)話，提供心理慰藉，或者用于幼齡兒童的教學(xué)。終端機(jī)器人中語(yǔ)音交互的方案采用科大訊飛語(yǔ)音云平臺(tái)進(jìn)行高效開(kāi)發(fā)。語(yǔ)音識(shí)別的過(guò)程為：在本地進(jìn)行語(yǔ)音采集，將采集的信息發(fā)送到語(yǔ)音云端，本地接受來(lái)自云端的識(shí)別結(jié)果在，然后進(jìn)行智能處理；語(yǔ)音合成的過(guò)程為：將要合成的文本發(fā)送到語(yǔ)音云端，云端將語(yǔ)音信息返回到本地進(jìn)行播放?？拼笥嶏w云平臺(tái)只是提供具體的識(shí)別和合成，而怎么讓語(yǔ)音識(shí)別更智能化則需要進(jìn)一步的研究。1.2系統(tǒng)硬件1.2.1整體架構(gòu)電子芯片技術(shù)的飛越發(fā)展，CPU處

3、理核心的處理和運(yùn)算性能越來(lái)越強(qiáng)?；谧畲蠡肅PU能力、減少成本和降低系統(tǒng)能耗的思想，本設(shè)計(jì)采用單處理核心，由Cortex-A8（S5PV210）統(tǒng)籌系統(tǒng)的所有外設(shè)，進(jìn)行設(shè)備控制和信息采集。對(duì)于外部設(shè)備，設(shè)備本身復(fù)雜程度以及傳輸方式、傳輸速率上均有不同，因此在對(duì)系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行選型時(shí)盡量減少設(shè)備種類的復(fù)雜程度。系統(tǒng)框架中定義了2種設(shè)備總線：USB總線和IO數(shù)據(jù)總線。<A href="底層擴(kuò)展系統(tǒng)主要用于傳感器數(shù)據(jù)采集、機(jī)器人動(dòng)力系統(tǒng)控制以及情感控制，設(shè)備的類型和控制較為簡(jiǎn)單。而上層Cortex-A8平臺(tái)則是在核心控制器的基礎(chǔ)上搭載觸摸顯示屏、用戶按鍵接口、音頻輸出以及USB類的攝

4、像頭、Wi-Fi適配器、藍(lán)牙適配器。整體的硬件架構(gòu)如圖1圖11.2.1 Cortex-A8與S5PV210ARM Cortex-A8 處理器是基于ARMv7-A體系結(jié)構(gòu)，其設(shè)計(jì)主要面向高性能和低功耗。目前，其突出的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)得到了市場(chǎng)的認(rèn)可，在智能手機(jī)、機(jī)頂盒、數(shù)字電視、打印機(jī)等終端設(shè)備中具有廣泛的應(yīng)用。Cortex-A8處理器的主要特點(diǎn)如下：1）128 位SIMD 引擎支持高性能媒體處理（NEON）；2）優(yōu)化的1 級(jí)高速緩存和集成的2 級(jí)高速緩存；4）Thumb-2 技術(shù)，提高性能并節(jié)省指令存儲(chǔ)空間；5）動(dòng)態(tài)分支預(yù)測(cè)，降低分支錯(cuò)誤預(yù)測(cè)的危害；6）完整的內(nèi)存管理單元（MMU）；7）Jazelle

5、-RCT技術(shù)優(yōu)化即時(shí)生產(chǎn)(JIT) 和動(dòng)態(tài)自適應(yīng)編譯(DAC)；8）高功效和高性能的內(nèi)存系統(tǒng)；Mini210s開(kāi)發(fā)板以Cortex-A8的S5PV210為核心控制器。S5VP210是一款高效率、高性能、低功耗的32為RISC處理器，其適用于智能手機(jī)和平板電腦等智能終端。S5PV210在Cortex-A8的基礎(chǔ)上拓展了多媒體方面的性能，其包含很多強(qiáng)大的硬件編解碼功能，內(nèi)置MFC（Multi Format Codec）、高性能PowerVR SGX540 3D圖形引擎和2D圖形引擎、IVA3硬件加速器、HDMIv1.3等多媒體相關(guān)的處理模塊。S5PV210采用584引腳的FCFBGA封裝，具有豐富

6、的外圍接口如TFT LCD控制器、攝像頭接口、MIPI DSI、ATA接口、UART、24通道DMA、定時(shí)器、<A href=" GPIO、USB Host 2.0、USB 2.0 OTG等。S5PV210同時(shí)具有豐富的高質(zhì)量的外部存儲(chǔ)接口，其DRAM支持LPDDR1、DDR2、LPDDR2，F(xiàn)lash/ROM支持NAND Flash、NOR-Flash、SRAM等。S5PV210芯片結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。圖2 S5PV210芯片結(jié)構(gòu)圖1.2.2 Mini210s開(kāi)發(fā)平臺(tái)Mini210s是一款高性能高性價(jià)比的Cortex-A8開(kāi)發(fā)板，搭載三星S5PV210處理器，運(yùn)行主頻可高達(dá)1G

7、Hz，同時(shí)集成PowerVR SGX540高性能圖形引擎。<A href=" Mini210s開(kāi)發(fā)板配備了512M DDR2內(nèi)存和4G MLC NAND Flash，其外部應(yīng)用接口非常豐富如WM8960音頻芯片、miniHDMI高清輸出、USB2.0、CMOS攝像頭、SDIO、矩陣鍵盤等接口（詳見(jiàn)圖4-15），其電源電路也支持低功耗待機(jī)省電模式。該款開(kāi)發(fā)板提供開(kāi)源的Android2.3.1系統(tǒng)源碼以及Linux kernel源碼，方便用戶進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。同時(shí)其還提供方便易使用的開(kāi)發(fā)板燒寫工具Superboot，縮短了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期。根據(jù)終端系統(tǒng)功能設(shè)定要求，Mini210s開(kāi)發(fā)板的

8、板載資源主要使用電阻觸摸顯示、USB OTG接口、音頻接口三個(gè)部分。電阻觸摸顯示接口與7寸一線精準(zhǔn)電阻觸摸顯示屏連接，實(shí)現(xiàn)Android系統(tǒng)操作界面的顯示和觸控操作的檢測(cè)。WiFi、藍(lán)牙、USB攝像頭等設(shè)備通過(guò)與USB HOST接口連接的USB Hub完成基于USB設(shè)備的設(shè)備擴(kuò)展。音頻部分采用I2S0接口，外接WM8960 CODEC解碼芯片，提供聲音輸入和speaker輸出（內(nèi)置D類功放，能直接連接81W揚(yáng)聲器）功能。圖3 Mini210s接口布局1.3服務(wù)內(nèi)容1.3.1 機(jī)器人動(dòng)作及情感表達(dá)圖4 小優(yōu)機(jī)器人的動(dòng)作和情感是其與其他家居設(shè)備的最重要的區(qū)別，能夠?qū)崿F(xiàn)更好的人機(jī)交互模式。機(jī)器人的動(dòng)

9、作主要包括2類，機(jī)器人的正常行走和頭部運(yùn)動(dòng)。行走控制是在2輪輪系結(jié)構(gòu)上通過(guò)控制直流電機(jī)實(shí)現(xiàn)，機(jī)器人可以靈活地進(jìn)行前進(jìn)、后退、左右轉(zhuǎn)等動(dòng)作。頭部運(yùn)動(dòng)主要包含了抬頭和扭頭的動(dòng)作，2個(gè)自由度均通過(guò)直流電機(jī)實(shí)現(xiàn)。機(jī)器人相關(guān)動(dòng)作作為服務(wù)發(fā)布到智能家居服務(wù)網(wǎng)關(guān)，其他終端可以通過(guò)網(wǎng)關(guān)或者直接網(wǎng)絡(luò)連接實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的動(dòng)作控制。機(jī)器人的情感表達(dá)是機(jī)器人智能性的核心體現(xiàn)。其表現(xiàn)途徑主要有三個(gè)方面：LED情感輸出、機(jī)械動(dòng)作以及語(yǔ)音，通過(guò)三者的結(jié)合向用戶立體地呈現(xiàn)了具體情感。3.2.2 網(wǎng)絡(luò)接入網(wǎng)絡(luò)是物聯(lián)網(wǎng)的核心基礎(chǔ)之一，是物聯(lián)網(wǎng)終端的基本特征。物聯(lián)網(wǎng)終端工作的環(huán)境為一個(gè)家庭，其面積通常在幾十到幾百個(gè)平方米，因此在選擇通

10、信介質(zhì)時(shí)需要選擇覆蓋面積較大、信號(hào)穿透力強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)通信方式。再則該終端在家庭中大多數(shù)情況出于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，通信介質(zhì)應(yīng)選取無(wú)線類型的。目前，消費(fèi)市場(chǎng)流行的短距離無(wú)線通信方式主要有藍(lán)牙和WiFi。藍(lán)牙和WiFi技術(shù)都是工作在全球通用的2.4GHz ISM頻段，有效解決了移動(dòng)終端設(shè)備之間以及與Internet的通信。一般藍(lán)牙技術(shù)的有效通信距離為10m，新的藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)4.0能夠達(dá)到100m以上的超長(zhǎng)距離。WiFi的有效通信距離則在幾十米，發(fā)射功率足夠大的情況下能達(dá)到100m以上，足夠覆蓋整個(gè)家庭環(huán)境。另外，藍(lán)牙的傳輸速率較低，如果處理視頻類的數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)出現(xiàn)延遲問(wèn)題。因此，設(shè)計(jì)中使用WiFi作為機(jī)器人的網(wǎng)絡(luò)通信介

11、質(zhì)，連接局域網(wǎng)以及互聯(lián)網(wǎng)。為了方便WiFi模塊的驅(qū)動(dòng)移植，設(shè)計(jì)中選擇的USB接口WiFi模塊EDUP EP-8508GS。其采用REALTEK8188cus芯片，使用802.11n無(wú)線傳輸技術(shù)，傳輸速率高達(dá)150Mbps，內(nèi)置高精密天線，傳輸穩(wěn)定。另外，藍(lán)牙通信在智能設(shè)備如手機(jī)、醫(yī)療健康類設(shè)備等中應(yīng)用廣泛，為了支持此類設(shè)備，終端系統(tǒng)使用USB接口的藍(lán)牙適配器提供藍(lán)牙通信通道。3.2.3 智能家居應(yīng)用在具體的家居環(huán)境中，物聯(lián)網(wǎng)終端一方面作為設(shè)備對(duì)外發(fā)布自己的服務(wù)，如動(dòng)作相關(guān)服務(wù)、視頻服務(wù)等（可以根據(jù)具體的需求對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)展），其他終端設(shè)備可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)方式對(duì)其進(jìn)行服務(wù)調(diào)用，另一方面終端能夠通過(guò)網(wǎng)關(guān)調(diào)

12、用其他設(shè)備所提供的服務(wù)，例如家電控制的實(shí)現(xiàn)。服務(wù)調(diào)用的實(shí)現(xiàn)依托于家庭環(huán)境中的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，主要有2種模式：服務(wù)器模式和直接連接模式。具體的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖3所示。 服務(wù)器模式依托于現(xiàn)有的家居PC網(wǎng)關(guān)，家居環(huán)境中的各種設(shè)備與服務(wù)器網(wǎng)關(guān)進(jìn)行連接，網(wǎng)關(guān)對(duì)設(shè)備統(tǒng)一進(jìn)行管理。當(dāng)需要控制其他設(shè)備時(shí)，設(shè)備從網(wǎng)關(guān)獲取控制方式并將控制請(qǐng)求發(fā)送到網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)接受到請(qǐng)求后先判斷目標(biāo)設(shè)備正常后將控制請(qǐng)求發(fā)送到目標(biāo)設(shè)備，目標(biāo)設(shè)備接收請(qǐng)求并依情況進(jìn)行響應(yīng)。服務(wù)器模式優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)υO(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理，設(shè)備可以動(dòng)態(tài)增減，但整體結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，給家居環(huán)境增加了額外的設(shè)備開(kāi)銷。直接連接模式中各設(shè)備通過(guò)網(wǎng)絡(luò)直接通過(guò)物理通信方式發(fā)送控制指令和數(shù)據(jù)直

13、接到達(dá)被控設(shè)備。由于直接連接模式?jīng)]有網(wǎng)關(guān)對(duì)設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理，所以在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中必須對(duì)設(shè)備列表進(jìn)行固化，不能實(shí)現(xiàn)設(shè)備的動(dòng)態(tài)添加。但此種模式技術(shù)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單而且沒(méi)有額外開(kāi)銷。圖3智能家居網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖物聯(lián)網(wǎng)終端機(jī)器人對(duì)兩種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境都提供支持。智能家居控制時(shí)，終端通過(guò)WebService協(xié)議與網(wǎng)關(guān)通信，實(shí)現(xiàn)具體設(shè)備的控制。同時(shí)終端也可以通過(guò)Wifi與家電控制終端直接連接，終端機(jī)器人通過(guò)socket通信傳遞控制指令，家電控制終端通過(guò)Wifi轉(zhuǎn)RS232模塊將socket信息轉(zhuǎn)化為串口數(shù)據(jù)，處理模塊接收控制指令后進(jìn)行相應(yīng)操作。終端機(jī)器人作為設(shè)備時(shí)，建立網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽(tīng)，接受相應(yīng)的控制信息即可進(jìn)行響應(yīng)3.2.5 智能提醒及

14、應(yīng)用擴(kuò)展 人到老年后隨著年齡的增加記憶力不斷退化，往往會(huì)出現(xiàn)遺忘需要完成的事情或者是忘記吃藥等現(xiàn)象。針對(duì)這一老年人的實(shí)際需求，物聯(lián)網(wǎng)終端機(jī)器人具有智能提醒的功能。用戶根據(jù)需要通過(guò)語(yǔ)音命令或者設(shè)置界面進(jìn)行事件的設(shè)定，設(shè)置內(nèi)容主要包括時(shí)間和事件內(nèi)容，當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)定時(shí)間時(shí)機(jī)器人將進(jìn)行相關(guān)時(shí)間的語(yǔ)音提示并在Android系統(tǒng)窗口推送時(shí)間提醒消息。 智能提醒服務(wù)主要是基于時(shí)間、時(shí)間提醒的應(yīng)用，針對(duì)老人的心理慰藉問(wèn)題也可以開(kāi)發(fā)語(yǔ)音相關(guān)治療軟件。事實(shí)上，Android系統(tǒng)擁有非常龐大的應(yīng)用APP商店，涵蓋了健康、保健、娛樂(lè)、教育等多個(gè)方面，用戶根據(jù)自身的需求對(duì)應(yīng)用程序進(jìn)行定制，而且應(yīng)用商店中的絕大多數(shù)軟件都是可

15、以免費(fèi)使用的。對(duì)于一些專有性較強(qiáng)的應(yīng)用，開(kāi)發(fā)者根據(jù)具體的需求使用過(guò)Android SDK以及相關(guān)工具即可開(kāi)發(fā)。而且其上層應(yīng)用開(kāi)發(fā)幾乎完全與底層硬件相獨(dú)立，大大縮小了開(kāi)發(fā)難度。也正是由于強(qiáng)大的應(yīng)用商店庫(kù)和高效開(kāi)發(fā)性，終端機(jī)器人實(shí)現(xiàn)選擇搭載Android操作系統(tǒng)。2智能手機(jī)2.1 智能手機(jī)的人機(jī)交互方式 智能手機(jī)作為物聯(lián)網(wǎng)家居中的一個(gè)重要的智能終端，在人機(jī)交互上有多種體現(xiàn)方式。常見(jiàn)的就有感應(yīng)器、觸摸屏、物理按鍵、加速度感應(yīng)器、環(huán)境光線感應(yīng)器、距離感應(yīng)器、陀螺儀、指南針、GPS、攝像頭、時(shí)鐘、錄音以及常規(guī)的數(shù)據(jù)輸入口（2/3/4G數(shù)據(jù)、WIFI、藍(lán)牙、數(shù)據(jù)線）。（1）觸摸屏 觸摸屏是大家所

16、熟知的命令輸入設(shè)備，已經(jīng)發(fā)展出全套的多手指手勢(shì)，用于自然的命令輸入。在智能手機(jī)上使用的最多的是點(diǎn)擊、長(zhǎng)按、橫滑、拖動(dòng)，以單指手勢(shì)為主。兩指以上的手勢(shì)并不太適合手機(jī)，因?yàn)槌Ｒ?jiàn)的持機(jī)方式是單手持機(jī)。多指手勢(shì)比較適合平板電腦。（2）傳感器現(xiàn)在的移動(dòng)操作系統(tǒng)都提供了對(duì)傳感器的支持，如果硬件設(shè)備提供了這些傳感器，目前支持的傳感器有加速度傳感器、光線傳感器、壓力傳感器、方向傳感器、磁場(chǎng)傳感器、溫度傳感器等，通過(guò)這些傳感器，用戶可以很方便的獲得手機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、當(dāng)前的擺放方向、外界的磁場(chǎng)、溫度和壓力等。（3）GPS 最直接的用途是在地圖應(yīng)用中調(diào)取當(dāng)前位置，在LBS服務(wù)中獲得POI點(diǎn)名稱。不過(guò)Nike

17、 Running將其用于記錄跑步的路徑，也是一種比較有趣的拓展。（4）攝像頭  攝像頭其實(shí)是一種非常強(qiáng)大的信息獲得設(shè)備。二維碼在O2O領(lǐng)域的巨大潛力已經(jīng)被微信攪起來(lái)了。之前一種頗為神奇的用途就是被heart rate通過(guò)拍攝手指血管來(lái)測(cè)量心律。其他的用途還有人臉身份識(shí)別、計(jì)算機(jī)視覺(jué)的手勢(shì)識(shí)別、物體追蹤等等。 （5）錄音  錄音是一種長(zhǎng)期被忽略的人機(jī)交互方式，發(fā)現(xiàn)它潛力的人則創(chuàng)造了非常神奇的交互方式。比如  Square用它作為信用卡刷卡信息的輸入口；  一些游戲用它模擬一些“吹一吹”的效果；  Chirp利用聲音傳遞身份識(shí)別碼，用以在手機(jī)間傳遞

18、文件；此外，隨著移動(dòng)智能終端設(shè)備的發(fā)展，人機(jī)交互的方式也日益多元化。Mirage Table：真人與虛擬影像的互動(dòng)由微軟推出的Mirage Table（幻影桌面）是一項(xiàng)頗為神奇的技術(shù)，它將兩臺(tái)3D投影儀、Kinect體感監(jiān)測(cè)儀、3D眼鏡以及人的動(dòng)作結(jié)合在一起，打造出一個(gè)真人和影像互動(dòng)的效果。通過(guò)MirageTable，人們的所有動(dòng)作都會(huì)被Kinect捕捉并轉(zhuǎn)化稱3D影像，然后和已有的3D物品進(jìn)行交互，比如用手移動(dòng)影像中的多米諾骨牌、皮球等。同時(shí)一個(gè)實(shí)體物品可以通過(guò)虛擬影像復(fù)制出多個(gè)，也可以將移動(dòng)虛擬物品到任何位置。用戶只需要佩戴3D眼鏡就可以看到MirageTable上3D投影的圖像。曲面設(shè)計(jì)

19、可以讓操作者通過(guò)投影儀來(lái)與虛擬畫(huà)面實(shí)現(xiàn)互動(dòng)交流，就像打保齡球一樣?！癕irageTable”還可以實(shí)現(xiàn)人與人之間的雙向?qū)懽鳎ㄟ^(guò)Miragetable，兩個(gè)操作者不僅可以看到對(duì)方并談話，而且一個(gè)人可以與視頻中另一個(gè)人的虛擬對(duì)象進(jìn)行互動(dòng)交流，甚至可以“觸摸”虛擬對(duì)象。還可以一起下象棋、搭積木，甚至研究一些比較復(fù)雜的項(xiàng)目方案等。如果說(shuō)AR（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)）技術(shù)可以在現(xiàn)實(shí)的基礎(chǔ)上模擬出虛擬場(chǎng)景，讓人進(jìn)入虛擬版的現(xiàn)實(shí)世界，那么Mirage Table則可以將用戶帶入一個(gè)虛擬的世界，想象一下，如果未來(lái)所有的網(wǎng)絡(luò)游戲都可以將用戶融入其中，在虛擬環(huán)境下直接操作，使用新奇的裝備，實(shí)現(xiàn)驚艷的特效，世界將會(huì)變得多么神奇

20、！基于Kinect的操控創(chuàng)新微軟推出的Xbox 360體感外設(shè)Kinect很受用戶歡迎，但是它的意義并不僅僅是游戲外設(shè)，而在于對(duì)人機(jī)交互方式的探索和創(chuàng)新。正因?yàn)槿绱?，Kinect技術(shù)才能被廣泛應(yīng)用到其他創(chuàng)新產(chǎn)品之中，成為智能人機(jī)交互的經(jīng)典產(chǎn)品。國(guó)外一家專注于人機(jī)交互技術(shù)的創(chuàng)業(yè)公司3Gear Systems利用微軟Kinect技術(shù)，推出了SDK包，能夠幫助開(kāi)發(fā)者將手勢(shì)動(dòng)作反饋到應(yīng)用軟件之中。這套系統(tǒng)可以幫助3D建模人員更方便快捷地對(duì)模型進(jìn)行拼裝操作，操作過(guò)程可以在普通顯示器之上呈現(xiàn)。開(kāi)發(fā)者只需要購(gòu)買Kinect傳感器和固定裝置就可以在這款SDK包的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)新的APP產(chǎn)品。Kinect的作用還

21、不止于此。Oblong實(shí)驗(yàn)室近期公布了一項(xiàng)科研成果，它將Kinect與Xbox上的IE瀏覽器結(jié)合起來(lái)，脫離鼠標(biāo)來(lái)操作電腦屏幕，能夠?qū)崿F(xiàn)一系列復(fù)雜的操作，例如拖動(dòng)、擺放屏幕上的個(gè)體，對(duì)三維模型進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、縮放，進(jìn)行復(fù)雜的命令操作，或者用手機(jī)、平板或遙控器來(lái)控制大屏幕，甚至可以多人玩游戲、通過(guò)手勢(shì)控制飛行器，在多個(gè)屏幕之間進(jìn)行無(wú)縫切換等。微軟研究院聯(lián)合華盛頓大學(xué)也研發(fā)出了一種名為SoundWave的系統(tǒng)，該系統(tǒng)可利用計(jì)算機(jī)內(nèi)置的麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器，提供與Kinect類似的對(duì)象識(shí)別及手勢(shì)識(shí)別功能。SoundWave將計(jì)算機(jī)的內(nèi)置揚(yáng)聲器用做超聲波（18-22KHz）發(fā)射源，其頻率會(huì)隨著你的手或身體的位置的變

22、化而變化。然后，計(jì)算機(jī)的內(nèi)置麥克風(fēng)會(huì)測(cè)量這一頻率變化，并把參數(shù)告訴一套相當(dāng)復(fù)雜的軟件，由該軟件計(jì)算出手勢(shì)和動(dòng)作。語(yǔ)音交互的行業(yè)應(yīng)用蘋果于2010年花2億美金親自將Siri收購(gòu)，并將其深度融入到iPhone 4S中。Siri 和手機(jī)緊密結(jié)合，可以極大提升設(shè)備的操作簡(jiǎn)易性、環(huán)境適應(yīng)性和真正意義上的智能性。實(shí)際上，不僅僅是Apple自己的iPad、 iTV和車載設(shè)備，所有未來(lái)所謂的智能設(shè)備都將會(huì)使用Siri的模式。但是智能人機(jī)交互技術(shù)在行業(yè)的應(yīng)用中，還存在一些不足。以語(yǔ)音交互為例，傳統(tǒng)語(yǔ)音交互涉及的主要技術(shù)包括語(yǔ)音識(shí)別和語(yǔ)音合成等都已經(jīng)比較成熟。在多年以前，IBM 的語(yǔ)音識(shí)別軟件在 PC 上就有不錯(cuò)

23、的識(shí)別率了，而微軟名為Tellme的項(xiàng)目也持續(xù)了多年。然而，即使達(dá)到100%的準(zhǔn)確率，僅限于輸入識(shí)別功用的語(yǔ)音識(shí)別不能代表智能人機(jī)交互的真正意義，它并不是革命性的。要實(shí)現(xiàn)完美的人機(jī)交互，語(yǔ)音技術(shù)就必須跟人工智能技術(shù)結(jié)合起來(lái)?，F(xiàn)在以語(yǔ)音方式為主的人機(jī)交互系統(tǒng)目前主要應(yīng)用在如呼叫中心的IVR系統(tǒng)、智能手機(jī)等終端中的語(yǔ)音撥號(hào)，短信朗讀、車載語(yǔ)音導(dǎo)航系統(tǒng)等。但普遍存在交互模式比較機(jī)械固定（以聲控命令為主）、用戶體驗(yàn)一般、交互過(guò)程繁瑣等問(wèn)題。2.2 智能手機(jī)的市場(chǎng)現(xiàn)狀當(dāng)前市場(chǎng)上主流的移動(dòng)操作系統(tǒng)平臺(tái)有Andorid、iOS、Windows Phone。互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心（International Data

24、 Corporation，IDC）近日公布了全球最新的智能手機(jī)市場(chǎng)份額數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)表格中我們可以看到Android開(kāi)始占據(jù)超過(guò)大半的江山。并且根據(jù)IDC對(duì)未來(lái)5年智能手機(jī)市場(chǎng)的預(yù)測(cè)，到2016年Android的市場(chǎng)份額仍將占到一半以上，到時(shí)候Microsoft的市場(chǎng)份額（Windows Phone and Windows Mobile）將會(huì)有一個(gè)大幅度的提升，將占到19.2%。智能手機(jī)操作系統(tǒng)（Smartphone Operating System）2012年市場(chǎng)份額2016年市場(chǎng)份額20122016 復(fù)合年增長(zhǎng)率Android61.0%52.9%9.5%Windows Phone 7/Win

25、dows Mobile5.2%19.2%46.2%iOS20.5%19.0%10.9%BlackBerry OS6.0%5.9%12.1%Others7.2%3.0%-5.4%Total100.0%100.0%12.7%表1 智能手機(jī)操作系統(tǒng)2012年2016年市場(chǎng)份額變化情況2.2.1 iOS蘋果iOS是由蘋果公司開(kāi)發(fā)的手持設(shè)備操作系統(tǒng)，2007年1月10正式發(fā)布，最初是設(shè)計(jì)給iPhone使用的，后來(lái)陸續(xù)套用到iPod touch、iPad、以及Apple TV等蘋果產(chǎn)品上。它是以Darwin為基礎(chǔ)的，因此同樣屬于類Unix的商業(yè)操作系統(tǒng)。iOS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為以下四個(gè)層次：核心操作系統(tǒng)（th

26、e Core OS layer），核心服務(wù)層（the Core Services layer），媒體層（the Media layer），Cocoa觸摸框架層（the Cocoa Touch layer）。但iOS是一套封閉性很強(qiáng)的系統(tǒng)，不開(kāi)源，其他公司無(wú)法使用它的系統(tǒng)，并且在可以預(yù)見(jiàn)的將來(lái)，其也將始終保持封閉的狀態(tài)，不支持第三方軟件的運(yùn)行，在很大程度上限制了各類軟件在iOS上的開(kāi)發(fā)、安裝和使用，給用戶帶來(lái)極大的不便。優(yōu)點(diǎn)：（1）具有極高的穩(wěn)定性和安全性；（2）Apple Store中應(yīng)用程序數(shù)量多；（3）操控性極高的點(diǎn)觸式用戶界面，可以給帶來(lái)很好的用戶體驗(yàn)；（4）具有與其它操作系統(tǒng)的高度協(xié)作

27、性，支持多種磁盤卷格式，符合各種現(xiàn)有和發(fā)展中的標(biāo)準(zhǔn)。缺點(diǎn)：（1）不支持第三方軟件的運(yùn)行；（2）不支持Flash，支持多媒體格式較少；2.2.2 Windows Phone2010年10月12日，微軟正式發(fā)布Windows Phone 7智能操作系統(tǒng)。2012年6月21日，微軟正式發(fā)布最新手機(jī)操作系統(tǒng)Windows Phone 8 , Windows Phone 8將采用和Windows 8相同的內(nèi)核。作為微軟重新打造的新一代智能終端平臺(tái)，Windows Phone采用了與過(guò)去Windows Mobile完全不同的屏幕主頁(yè)和用戶界面，為用戶帶來(lái)全新的操作體驗(yàn)。Windows Phone的用戶界面

28、以及交互模式均是以廣受好評(píng)的Zune HD高清播放器為基礎(chǔ)而設(shè)計(jì)的。在操作性能方面，Windows Phone操作系統(tǒng)重視用戶的實(shí)際使用效率。它的整個(gè)界面簡(jiǎn)潔實(shí)用，使用了較大的、圖形化的字體，短信數(shù)量和未接來(lái)電數(shù)量都直接顯示在主屏上。在產(chǎn)品方面，Windows Phone與微軟其他產(chǎn)品聯(lián)系緊密，通過(guò)與各類面向企業(yè)及消費(fèi)者的產(chǎn)品進(jìn)行整合，豐富了自身的產(chǎn)品資源，同時(shí)極大地拓展了業(yè)務(wù)范圍。在個(gè)人電腦世界，微軟的Windows是獨(dú)一無(wú)二的王者，在移動(dòng)世界，微軟也一直有著稱王的野心。從Windows CE到Windows Mobile，再到今天的Windows Phone，微軟一直在努力，效果卻不理想。

29、非但沒(méi)用超越智能操作系統(tǒng)的老牌王者Symbian，反而被Android、iOS這些新星擠在身后。Windows Phone相對(duì)于微軟以前的系統(tǒng)如Windows CE和Moblie，可謂是做了徹底性的改變，摒棄了以前系統(tǒng)臃腫和多層菜單操作的方式，采用了桌面定制、圖標(biāo)拖拽、滑動(dòng)控制等方式。雖然上市較晚，市場(chǎng)占有率很低，但是憑借微軟強(qiáng)大的技術(shù)開(kāi)發(fā)實(shí)力、個(gè)人電腦世界龐大的用戶群、以及和老牌手機(jī)王者諾基亞的合作，讓人對(duì)它的前景不敢小視。最近，諾基亞、三星、HTC等主流手機(jī)廠商也推出了一些基于Windows Phone的智能手機(jī)。說(shuō)明各大手機(jī)制造商還是對(duì)微軟的技術(shù)實(shí)力看好，Windows Phone系統(tǒng)在

30、未來(lái)的移動(dòng)市場(chǎng)中大有潛力。優(yōu)點(diǎn)：（1）應(yīng)用開(kāi)發(fā)難度低，UI界面友好；（2）預(yù)裝軟件豐富，便于熟悉個(gè)人電腦的用戶操作；（3）云計(jì)算技術(shù)優(yōu)勢(shì)；缺點(diǎn)：（1）對(duì)硬件平臺(tái)要求較高；（2）目前應(yīng)用程序較少。2.2.3 AndroidAndroid是由Google公司牽手30多家公司成立的“開(kāi)放手機(jī)聯(lián)盟”共同研發(fā)的，基于Linux平臺(tái)的開(kāi)源移動(dòng)操作系統(tǒng)，由操作系統(tǒng)、中間件、用戶界面和應(yīng)用軟件組成，號(hào)稱是首個(gè)為移動(dòng)終端打造的真正開(kāi)放和完整的移動(dòng)軟件。優(yōu)點(diǎn)：（1）開(kāi)放性。Android是由Google公司牽手30多家公司成立的“開(kāi)放手機(jī)聯(lián)盟”共同研發(fā)的，這些全球各地的手機(jī)制造商和移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商都將基于該平臺(tái)開(kāi)發(fā)手機(jī)

31、的新型業(yè)務(wù)，應(yīng)用之間的通用性和互聯(lián)性將在最大程度上得到保證，而且開(kāi)發(fā)商也會(huì)得到新的開(kāi)放級(jí)別，更方便的進(jìn)行協(xié)同合作。（2）應(yīng)用程序無(wú)界限。Android上的應(yīng)用程序可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)API訪問(wèn)核心移動(dòng)設(shè)備功能，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)，應(yīng)用程序可以聲明它們的功能可供其它應(yīng)用程序使用。（3）應(yīng)用程序是在平等的條件下創(chuàng)建的。移動(dòng)設(shè)備上的應(yīng)用程序可以被替換或者擴(kuò)展，即使是撥號(hào)程序這樣的核心組件。（4）應(yīng)用程序可以輕松的嵌入網(wǎng)絡(luò)。應(yīng)用程序可以輕松的嵌入HTML、JavaScript和樣式表，還可以通過(guò)WebView顯示HTML文件或是網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容。（5）Google網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的支持。擁有強(qiáng)大的Google的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)支持，如Goo

32、gleTalk、Gmail、Google Map等，基于這些服務(wù)和龐大客戶群的支持，大大擴(kuò)展了開(kāi)發(fā)者的設(shè)計(jì)空間。缺點(diǎn)：（1）Dalvik VM對(duì)于硬件的配置要求較高，在進(jìn)行應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)時(shí)硬件成本同其它開(kāi)發(fā)環(huán)境相比還是比較高的。（2）Google為了平臺(tái)的安全性設(shè)置了較多的權(quán)限控制，導(dǎo)致任務(wù)管理器、模擬按鍵、屏幕截圖、短信防火墻等類似功能的實(shí)現(xiàn)都較為困難、步驟繁瑣。移動(dòng)操作系統(tǒng)iOSWindows PhoneAndroid發(fā)行商AppleMicrosoftGoogle應(yīng)用商店App storeWindows Phone MarketplaceGoogle Play應(yīng)用程序數(shù)量500000+100

33、000+450000+全球市場(chǎng)占有率2012 Q123%2.2%59%目前最新版本iOS 6Windows Phone 8Android 4.1最初發(fā)布時(shí)間2007年6月2010年10月2008年9月內(nèi)核類型DarwinWindows CE6.0R3/7.0Linux源碼模式封閉式封閉式開(kāi)放式開(kāi)放者權(quán)限開(kāi)放度低需要證書(shū)支持高度開(kāi)發(fā)開(kāi)發(fā)語(yǔ)言O(shè)bject-CC#JavaNative開(kāi)發(fā)支持不支持支持地圖支持第三方第三方Google Map表2 移動(dòng)操作系統(tǒng)的比較2.3 移動(dòng)平臺(tái)開(kāi)發(fā)技術(shù)-以Android為例2.3.1 Android體系結(jié)構(gòu)Android體系結(jié)構(gòu)分為四層，從高到低分別是應(yīng)用層、應(yīng)用

34、程序框架層、函數(shù)庫(kù)和運(yùn)行時(shí)環(huán)境層、Linux內(nèi)核層。如下圖所示:圖3.1 Android體系結(jié)構(gòu)31（1）Linux內(nèi)核層Android基于Linux核心提供安全、內(nèi)存管理、進(jìn)程管理、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧、驅(qū)動(dòng)模型等核心系統(tǒng)服務(wù)。Linux Kernel也是系統(tǒng)硬件和軟件疊層之間的抽象層，隱藏了具體硬件細(xì)節(jié)，并為上層提供統(tǒng)一的服務(wù)。（2）函數(shù)庫(kù)和運(yùn)行時(shí)環(huán)境層函數(shù)庫(kù)包含了一個(gè)運(yùn)行于Kernel之上的C/C+庫(kù)的集合，供Android系統(tǒng)的各個(gè)組件使用，這些功能通過(guò)應(yīng)用程序框架暴露給開(kāi)發(fā)者，這些函數(shù)庫(kù)包括：系統(tǒng)C庫(kù)：C語(yǔ)言的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，也是系統(tǒng)中一個(gè)最為底層的庫(kù)，是通過(guò)Linux的系統(tǒng)調(diào)用來(lái)實(shí)現(xiàn)的。多媒體框架：

35、是Android多媒體的核心部分。SGL：2D圖像引擎。SSL：即Secure Socket Layer位于TCP/IP協(xié)議與各種應(yīng)用層協(xié)議之間，為數(shù)據(jù)通訊提供安全支持。OpenGL ES1.0：提供對(duì)3D的支持。界面管理工具（Surface Management）：提供對(duì)管理顯示子系統(tǒng)等功能。SQlite：一個(gè)通用的嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)。WebKit：網(wǎng)絡(luò)瀏覽器的核心。FreeType：位圖和矢量字體的功能。Android運(yùn)行時(shí)由兩部分組成：Android核心庫(kù)和Dalvik虛擬機(jī)。其中核心庫(kù)提供了Java語(yǔ)言核心庫(kù)所能使用的絕大部分功能，而虛擬機(jī)則負(fù)責(zé)運(yùn)行Android應(yīng)用程序。Dalvik是基于

36、寄存器的虛擬機(jī)，它經(jīng)過(guò)了優(yōu)化，使得一個(gè)設(shè)備可以高效地運(yùn)行多個(gè)實(shí)例，因此Android系統(tǒng)可以方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)用程序進(jìn)行隔離。（3）應(yīng)用程序框架層應(yīng)用程序框架提供用于創(chuàng)建Android應(yīng)用的類。它還提供了一個(gè)訪問(wèn)硬件的通用抽象接口，并能管理用戶界面和應(yīng)用程序資源。通過(guò)開(kāi)放平臺(tái)，Android開(kāi)發(fā)者能夠編寫極其豐富的應(yīng)用程序。開(kāi)發(fā)者可以自由地利用設(shè)備硬件優(yōu)勢(shì)，訪問(wèn)位置信息、運(yùn)行后臺(tái)服務(wù)、設(shè)置鬧鐘、向狀態(tài)欄添加通知等。（4）應(yīng)用層應(yīng)用層是和用戶交互的一個(gè)層次，用戶可以看得見(jiàn)的一些應(yīng)用，用戶可以操作。這類應(yīng)用基本都是通過(guò)Java語(yǔ)言編寫的獨(dú)立的能夠完成某些功能的應(yīng)用程序。Android本身提供了桌面、聯(lián)

37、系人、撥打電話、瀏覽器等很多基本的應(yīng)用程序。軟件運(yùn)行時(shí)應(yīng)用層向下調(diào)用應(yīng)用程序框架層，應(yīng)用程序框架層又要調(diào)用之下的庫(kù)以及核心包和虛擬機(jī)，最后要交給底層操作系統(tǒng)Linux Kernel來(lái)和硬件進(jìn)行交互。2.3.2 Android應(yīng)用程序組件要進(jìn)行Android應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)，我們必不可少的就是要了解Android平臺(tái)的應(yīng)用程序框架。Android應(yīng)用程序主要是由Activity、BroadcastReceiver、Service、ContentProvider以及Intent五大組件構(gòu)成的。在Android應(yīng)用程序中，開(kāi)發(fā)人員可以根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目需要對(duì)這5個(gè)組件進(jìn)行選擇性的使用。（1）活動(dòng)（Activi

38、ty）活動(dòng)是Android應(yīng)用程序中最基本的組件，通常每個(gè)用戶界面都是一個(gè)活動(dòng)。每個(gè)活動(dòng)作為一個(gè)獨(dú)立類都要從活動(dòng)的基類Activity繼承而來(lái)，它顯示由視圖空間組成的用戶接口，并對(duì)相應(yīng)的事件做出響應(yīng)。大部分程序會(huì)有多個(gè)應(yīng)用程序界面，多個(gè)對(duì)應(yīng)的活動(dòng)。（2）廣播接收器（BroadcastReceiver）BroadcastReceiver組件主要是讓應(yīng)用程序響應(yīng)來(lái)自外部的事件，可能是系統(tǒng)發(fā)出的廣播，也可能是其他應(yīng)用程序發(fā)出的。在使用Android系統(tǒng)的時(shí)候經(jīng)常會(huì)遇到許多各式各樣的廣播，比如我們?cè)谕嬗螒驎r(shí)，這時(shí)突然發(fā)現(xiàn)顯示沒(méi)電了或者顯示有其他人打電話進(jìn)來(lái)，此時(shí)系統(tǒng)就必須對(duì)當(dāng)前應(yīng)用程序進(jìn)行中斷并響應(yīng)。

39、應(yīng)用程序需要對(duì)某些廣播事件進(jìn)行響應(yīng)，則需要注冊(cè)對(duì)應(yīng)的BroadcastReceiver對(duì)象。（3）服務(wù)（Service）服務(wù)通常位于后臺(tái)運(yùn)行，它一般不需要與用戶交互，因此Service組件沒(méi)有圖形用戶界面。Service組件需要繼承Service基類，一個(gè)Service組件被運(yùn)行起來(lái)之后，它將擁有自己獨(dú)立的生命周期，Service組件通常用于為其他組件提供后臺(tái)服務(wù)或監(jiān)控其他組件的運(yùn)行狀態(tài)。（4）內(nèi)容提供者（ContentProvider）ContentProvider的主要功能是在不同的應(yīng)用程序之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。Android每個(gè)應(yīng)用程序都擁有自己獨(dú)立的存儲(chǔ)空間，可以將運(yùn)行過(guò)程中的數(shù)據(jù)保存到數(shù)

40、據(jù)庫(kù)或者文件中。當(dāng)一個(gè)程序要訪問(wèn)其他程序的數(shù)據(jù)或者向外部程序提供數(shù)據(jù)時(shí)，Content Provider就發(fā)揮作用了，它為應(yīng)用程序提供了一組標(biāo)準(zhǔn)的訪問(wèn)方式，用于在程序需要時(shí)能夠訪問(wèn)這些數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。（5）意圖（Intent）嚴(yán)格的說(shuō)Intent并不是Android應(yīng)用的組件，但它對(duì)于Android應(yīng)用的作用非常大，它是Android應(yīng)用內(nèi)不同組件之間通信的載體。當(dāng)Android運(yùn)行時(shí)需要連接不同的組件時(shí)，通常就需要借助于Intent來(lái)實(shí)現(xiàn)。Intent可以啟動(dòng)應(yīng)用中另一個(gè)Activity，也可以啟動(dòng)一個(gè)Service，還可以發(fā)送一條廣播消息來(lái)觸發(fā)系統(tǒng)中的Broadcast Receive

41、r。Intent分為顯示Intent和隱式Intent，其中封裝了需要啟動(dòng)或觸發(fā)的目標(biāo)組件的大量信息。從Android應(yīng)用程序的角度，各個(gè)組件對(duì)外的聯(lián)系是程序處理的一個(gè)關(guān)鍵性問(wèn)題，組件接口包括對(duì)用戶的接口和對(duì)其他包的接口兩部分內(nèi)容。在對(duì)用戶的接口的角度，包括呈現(xiàn)給用戶的界面和接受用戶的控制，主要由Activity及其中的View對(duì)外提供，其他組件可以使用通知的方式和用戶簡(jiǎn)單交互。Android應(yīng)用程序包的組件接口關(guān)系如圖5所示。2.3 智能手機(jī)的接入方案3 智能電視隨著智能電視功能的日漸豐富和強(qiáng)大，人們需要、也必須對(duì)電視機(jī)的操控方式進(jìn)行一點(diǎn)改變，很顯然，僅依靠一個(gè)簡(jiǎn)單的電視遙控器已經(jīng)滿足不了智

42、能電視的操控需求。人們需要更加自然、更加方便的人機(jī)交互方式，諸如語(yǔ)音控制、動(dòng)作識(shí)別、觸摸控制、多屏互動(dòng)等智能化操控。3.1、語(yǔ)音控制語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)就是讓機(jī)器通過(guò)識(shí)別和理解過(guò)程把語(yǔ)音信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的文本或命令的高技術(shù)。語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)主要包括特征提取技術(shù)、模式匹配準(zhǔn)則及模型訓(xùn)練技術(shù)三個(gè)方面。語(yǔ)音控制可以較好的解決功能控制復(fù)雜、記憶頻率數(shù)量大的難題，相對(duì)于手動(dòng)控制來(lái)說(shuō)更加快捷、方便。比如，我們需要打開(kāi)電視時(shí)，不需要滿世界尋找遙控器，通過(guò)聲音就能控制開(kāi)機(jī);再如，當(dāng)我們忘記想看的頻道是幾號(hào)時(shí)，也不需要將十幾個(gè)節(jié)目挨個(gè)搜索一遍，直接說(shuō)出想看的頻道，就能直接切換。早在2001年，海爾就推出了采用語(yǔ)音識(shí)別、漢語(yǔ)語(yǔ)

43、音分析、數(shù)字聲音信號(hào)處理、語(yǔ)音編碼、說(shuō)話人自適應(yīng)、回聲消除、抗干擾及消噪聲等七大高新技術(shù)的智能聲控電視。海爾智能聲控電視，不但可以在擠滿客人的大廳中，辨認(rèn)出“主人”的聲音執(zhí)行指令，還可以尋找你所喜歡的節(jié)目頻道。用戶只需把自己的聲音及指令預(yù)先輸入系統(tǒng)，聲控電視就會(huì)對(duì)他們“言聽(tīng)計(jì)從”。2011年3月，TCL推出了“能聽(tīng)能說(shuō)”的超級(jí)智能電視，“能聽(tīng)能說(shuō)”就是指引入基于云端的語(yǔ)音識(shí)別和語(yǔ)音合成技術(shù)，電視不僅能聽(tīng)懂用戶說(shuō)話做出反應(yīng)，而且還能說(shuō)，比如打開(kāi)WEB瀏覽器，對(duì)著電視喊聲“新浪”，通過(guò)云搜索，瀏覽器頁(yè)面立刻呈現(xiàn)出新浪網(wǎng)站，比如朗讀時(shí)事新聞、讀報(bào)、讀雜志等。TCL還推出了“小智語(yǔ)音管家”， 據(jù)悉，小

44、智語(yǔ)音管家是應(yīng)用于云電視上的新一代語(yǔ)音識(shí)別工具，與之前的智能識(shí)別不同，它首次應(yīng)用了云計(jì)算技術(shù)，帶來(lái)更強(qiáng)大的智能語(yǔ)音識(shí)別、更便捷的操控體驗(yàn)與更人性化的人機(jī)交互。通過(guò)它，云電視將成為一臺(tái)一呼即應(yīng)的智能機(jī)器人，為電視的人工智能語(yǔ)音交互時(shí)代拉開(kāi)序幕。在2012年國(guó)際消費(fèi)電子展上三星發(fā)布了擁有語(yǔ)音控制功能的電視產(chǎn)品。該款電視內(nèi)置高清相機(jī)和麥克風(fēng)，用戶只需對(duì)其喊一聲“Hi，TV”，就可以開(kāi)啟語(yǔ)音控制系統(tǒng)，比如你可以說(shuō)“Web Browser”，然后你就可以上網(wǎng)沖浪，動(dòng)動(dòng)手就可以瀏覽網(wǎng)頁(yè)、選擇搜索結(jié)果或者提高音量。除此之外，在CES2012上，聯(lián)想、LG等智能電視都搭載了語(yǔ)音識(shí)別功能，用戶可直接用遙控器說(shuō)出

45、電影片名進(jìn)行查詢。蘋果電視機(jī)也將內(nèi)置Siri功能，允許用戶對(duì)電視進(jìn)行語(yǔ)音控制。2012年2月，長(zhǎng)虹中文版語(yǔ)音電視在國(guó)內(nèi)首發(fā)。僅憑語(yǔ)音指令完成換臺(tái)、電視節(jié)目查詢、網(wǎng)絡(luò)瀏覽/搜索、文字輸入等操作，甚至能與人對(duì)話交流。語(yǔ)音控制與消費(fèi)者實(shí)現(xiàn)了生動(dòng)有趣的、有情感的交談，并能針對(duì)性的提供服務(wù)和幫助，真正意義上拉近了電器與消費(fèi)者的距離，實(shí)現(xiàn)電器智能化的歷史性跨越。但是就目前來(lái)說(shuō)，語(yǔ)音控制還只是限于一些基本的操作，還不能完全取代按鍵操作，語(yǔ)音控制技術(shù)還需要向更高層次發(fā)展。3.2動(dòng)作識(shí)別動(dòng)作識(shí)別技術(shù)是由手型、身體動(dòng)作輔以表情姿勢(shì)為符號(hào)構(gòu)成的動(dòng)作識(shí)別的一種技術(shù)，是人機(jī)交互模式識(shí)別領(lǐng)域的一項(xiàng)重要研究?jī)?nèi)容。動(dòng)作識(shí)別系

46、統(tǒng)可以消除健全人與聾啞人之間交流的障礙，作為人體語(yǔ)言理解的一部分，動(dòng)作識(shí)別還可以更高效的實(shí)現(xiàn)人機(jī)交流。這項(xiàng)技術(shù)實(shí)際上也可以說(shuō)是XBOX360的Kinect上面的技術(shù)的引用。Kinect可以通過(guò)外置的攝像頭捕捉RGB與紅外圖像，來(lái)偵測(cè)出人體的動(dòng)作，進(jìn)而借助一系列的算法來(lái)識(shí)別出具體的手勢(shì)操作。在2011年，海信智能電視推出了智能感應(yīng)觸控電視Hi-Touch，可以通過(guò)動(dòng)作識(shí)別系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)人與電視的互動(dòng)和體感游戲等功能。通過(guò)動(dòng)作識(shí)別技術(shù)，電視可以完全擺脫遙控器，帶來(lái)了智能互感虛擬觸摸的全新體驗(yàn)。TCL推出的超級(jí)智能電視也具備了動(dòng)作識(shí)別功能，體現(xiàn)在智能手勢(shì)和姿態(tài)的識(shí)別與控制、體感游戲及視頻通訊功能上。通過(guò)

47、一個(gè)外接的攝像頭，消費(fèi)者可以用手勢(shì)控制電視，通過(guò)手勢(shì)和身體姿態(tài)就可玩轉(zhuǎn)3D體感游戲。在CES2012上，三星展出了采用了CMOS圖像傳感器的動(dòng)作偵測(cè)系統(tǒng)，可以通過(guò)攝像頭來(lái)偵測(cè)操作者的手部動(dòng)作，可以進(jìn)行多種簡(jiǎn)單的動(dòng)作操作;LG的魔術(shù)運(yùn)動(dòng)遙控器(Magic Motion remote control)采用了紅外感應(yīng)的操作方式，也可以進(jìn)行手勢(shì)偵測(cè)。由于人體結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，動(dòng)作識(shí)別技術(shù)要實(shí)現(xiàn)對(duì)對(duì)人體三維運(yùn)動(dòng)的精確跟蹤還有一定難度。動(dòng)作識(shí)別技術(shù)在電視領(lǐng)域應(yīng)用前景十分廣闊，如果結(jié)合語(yǔ)音控制系統(tǒng)，基本可以完成所有的電視機(jī)操作，在進(jìn)行電視游戲時(shí)也會(huì)比傳統(tǒng)意義上的體感游戲更有意思，像水果忍者等常見(jiàn)的游戲形式也可以不借助游戲主機(jī)直接游玩。可以想象，這種技術(shù)對(duì)于酷愛(ài)游戲的用戶來(lái)說(shuō)，是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。3.3智能觸控自蘋果公司推出智能手機(jī)iPhone后，觸控技術(shù)就成為了市場(chǎng)關(guān)注的焦點(diǎn)，目前觸控技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于中、小尺寸電子產(chǎn)品，例如，智能手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、平板電腦等個(gè)人隨身設(shè)備，技術(shù)方面，電容式技術(shù)和電阻式技術(shù)是目前應(yīng)用最廣泛的兩種技術(shù)。早在2009年，海爾就推出了全球首款超大LED屏之內(nèi)觸控?？娨暎摦a(chǎn)品采用了先進(jìn)的多點(diǎn)觸控功能，使用者可直接在屏幕上進(jìn)行書(shū)寫以及繪畫(huà)?？?/p>