華為筆記本或首發超聲波操控，無接觸手勢的“神仙操作”

華為即將在12月23日的冬季旗艦新品發布會中發布新一代的MateBook筆記本電腦，在預熱信息中，華為透露該筆記本將支持隔空操控的“神仙操作”。網絡消息爆料華為筆記本將支持超聲波操控，不需鼠標和觸控，而是靠用戶在電腦前做出的非接觸式的手勢來完成交互。

隔空操作宣傳圖 / 華為

超聲波手勢的實現方式

根據網上透露的專利說明書表明，這種超聲波操控的實現并不需要超聲波傳感器或攝像頭，而是利用筆記本上已有的傳感器，喇叭和麥克風。喇叭發射自相關的超聲波信號，該信號接觸到手勢后會發射反射信號，由電腦上的麥克風來采集反射信號。

超聲波手勢識別 / 來源于網絡

收到反射信號后，提取出該信號的速度與距離特征，通過兩個模型的推理分別得出手勢分類和手勢跟蹤的結果，融合處理后最終得出該手勢表達的交互指令。傳統的非接觸手勢控制經常使用攝像頭等傳感器來實現，但超聲波的方案與其相比功耗和成本都要更低，而且不會受到環境光的限制。

從這套流程圖看來，該方案還有一個開關控制模塊，只有啟動之后才會開始識別過程，這也就減少了喇叭和麥克風時時工作所造成的額外功耗。

超聲波手勢操控的應用

早在過去，其實不少廠商都提出了超聲波手勢識別的方案，當時的設想是用于Kinect、PS Move和Wii Motion之類的體感控制器，或是在智能手機設備上實現。但如今手機觸屏交互方案已經足夠完善，反倒是超聲波的手勢方案顯得有些多此一舉，更不用說還要用到額外的喇叭和揚聲器。而在如今的筆記本電腦應用中，觸屏仍是較為小眾的市場，但協同處理的需求又不斷涌現，超聲波手勢控制一下找到了突破的契機。

華為在筆記本電腦上做了不少創新，不可否認的是，華為筆記本與華為手機等智能設備做的協同功能讓友商望塵莫及。超聲波手勢操控的加入，或許會為這種協同生態帶來新的交互方式，比如利用手勢完成互傳或投屏等操作。

巧合的是，AI軟件公司Elliptic Labs也在近日宣布，將于英特爾達成合作，將Elliptic Labs的AI虛擬智能傳感器平臺搭載到基于英特爾的PC及物聯網設備中。Elliptic Labs的AI虛擬智能傳感器平臺也是一套純軟件的方案，在無需ToF和雷達等高成本傳感器的條件下，實現人體存在檢測和無接觸手勢功能。據Elliptic Labs聲稱，其無接觸手勢功能具備180度的視野角度，用戶在設備上方、下方、前方和側面做出的手勢動作都可以被識別到。

純軟件無硬件要求？

盡管這種超聲波的方案不需要額外的傳感器，只需要喇叭和麥克風，但對這兩者還是有一定的要求。比如喇叭要能夠發射20kHz以上的超聲波信號，麥克風的頻率響應范圍覆蓋后，才能夠采集到超聲波反射信號等等。

普通的喇叭往往只能發射聽力范圍內的聲波，要想發射超聲波的話，就必須要用到換能器。比如村田的MA40S4S，這個開放型的超聲波傳感器支持發射中心頻率為40kHz的超聲波，覆蓋角度為80度。

SPH0641LU4H-1 數字麥克風/ 樓氏

樓氏在2015年就推出過一款支持超聲波的SiSonic數字麥克風，SPH0641LU4H-1。這款MEMS麥克風可以支持到最高80kHz的超聲波頻率，功耗卻比其它數字麥克風要小上3倍。除了超聲波模式外，該麥克風還支持休眠、低功耗和標準模式，所以也可以用于非超聲波應用的日常音頻應用。

當然了，這套超聲波手勢控制的方案想要應用至筆記本上自然是為了追求普及，所以對喇叭和麥克風的要求都不會特別高。其次，多數成年人對15kHz以上的頻率就沒有感知了，這種超聲波手勢控制所用到的超聲波頻率必定不會太高。

小結

超聲波手勢識別的“文藝復興”恰好是對如今強大AI算法的佐證，喇叭和麥克風這些常見傳感器在AI模型幫助下可以被分類識別，原本“雞肋”的數據有了別的功用。這讓人不禁遐想，還有哪些傳感器在AI的幫助下能夠重獲新生？