手势识别技术综述

刘艳 陈志刚

摘 要：手势作为一种和谐的交互方式被各大电视机厂家应用于智能电视的交互中。体感遥控手势识别技术在智能电视上的应用使人们摆脱传统遥控器的束缚，更好灵活地操控电视。本文对手势识别采用的技术做了简介，并介绍了其发展历程，统计了本领域国内外相关专利的申请趋势，并对该领域相关申请人的专利申请做了分析。

1 前言

体感技术最先得到大众关注的是在家用游戏机上的应用。通过在游戏手柄中加入陀螺仪和加速度传感器，识别人体的动作。随着智能化的发展，体感遥控也逐渐应用于电视和机顶盒、手机和平板电脑、智能家居、商场智能购物车等诸多热门环境，涉及领域很广，就有良好的发展前景。与表情、姿态等其他视觉交互方式相比，手势交互的优势体现在手势对表情、姿态等基于视觉的交互方式有更强的表达能力，有着更好的普适性和舒适性。

2 体感遥控技术发展历程

受限于计算机的处理能力和硬件的局限，早期的手势识别方案多采用数据手套的方法。虽然数据手套的方法具有快速准确等优点，但该方法要求使用者穿戴复杂的数据手套和位置跟踪器，不是符合自然人机交互的要求。

之后，人们又致力于标记手势的研究，即通过在手上作标记，例如在手腕或手指出贴上或画上特殊颜色的圈点，用来识别手势。这虽然给识别带来了方便，但是也给实验者带来了麻烦。

最后，人们终于把注意力集中到自然手上，通过专用加速硬件和脱机训练，一些研究者成功地研究了手势系统。随后，陆续出现一些手势识别技术，但是由于手势识别的精度不高和可靠性不理想，手势识别技术在智能电视上并未得到推广，手势识别技术一直处于缓慢发展阶段。近年来，随着智能化的发展，人们的需求逐渐提高，智能电视的手势遥控技术也进入快速发展时期。

3 体感遥控手势识别技术专利概况

3.1 全球申请量趋势分析

为了获得与手势识别技术相关的专利技术的全球申请情况，在本文中主要是在S系统中的DWPI数据库中通过关键词和分类号这两种方式检索手势识别技术的相关专利申请，对专利数据进行分析统计。

从上图中可以看出，90年代初始手势识别技术的萌芽时期，一直到2005年，手勢识别技术发展速度非常慢，几乎是停滞不前。然而，从2006年开始，专利申请量明显增加，而且一直处于上升趋势，到2013年达到顶峰，年申请量高达198件，2014年和2015年的申请量虽然有所下降，但也保持较高的数目，2016年由于专利公开的不完整导致统计数目不全面。可见，近年来，随着人们生活水平的提高，对智能化的需求逐渐增大，电视上手势识别技术出现新的商机，强烈地推动了手势识别技术的发展。

3.2 全球区域分布分析

下图涉及体感遥控手势识别术的全球专利申请在全球主要国家及地区的区域布局情况。

由上图可见，美国在手势识别技术领域独占鳌头，专利申请量达到全球专利申请总量的31%。虽然日本在手势识别技术领域起步较早，但是专利申请量却落后于美国，屈居第二，专利申请量为全球专利申请总量的22%。中国在手势识别领域起步较晚，但是由于近年来中国综合国力的不断提升，国家加大对知识产权的保护力度，中国也奋起直追，专利申请量达到全球专利申请总量的12%。国际申请在该领域的专利申请量大体上与中国持平，也达到全球专利申请总量的11%。总体来看，专利申请主要集中在美、日、中、欧、韩等国，这种分布反映上述国家和地区是专利申请的主要目标国和地区，同时也反映不同的国家在手势识别领域技术发展程度。

3.3 全球主要申请人分析

从上图可以看出，技术识别领域专利申请量排名前六的公司中，日本的公司有4个，分别为三星、索尼、夏普、东芝，韩国公司LG排名第4，美国公司微软排名第5，中国并没有位于其中。这个图表进一步体现了日本在手势识别领域技术的领先。同时，也说明中国在手势识别技术这一领域在全球的申请量虽然靠前，但并未出现一个在全球有核心竞争力的企业。这也同样说明中国在这一领域还有很大的进步空间，不仅要提高专利的申请量，更要提高创新能力和核心竞争力。

4 小结

本文围绕体感遥控手势识别这一技术主题，对全球相关的专利申请进行了分析。从总体的申请量趋势来看，手势识别仍是当前的一大热点，呈现出上升趋势。通过对这些数据的分析，对体感遥控手势识别一技术有了宏观上的把握，也更加清楚这一技术的发展动态。

作者简介：

刘艳 1991.8，汉族，湖北随州，女，硕士研究生，视频图像处理。

陈志刚 1989.12，汉族，安徽宿州，男，硕士研究生，视频图像处理（等同第一作者）。