基于手势识别的智能家居人机交互专利技术综述

刘明惠

引言

手势识别技术是现今非常流行的一种用于人机交互的技术，提供给用户和谐、方便的交互方式，面向智能家居的手势控制方式具有操控简单、人机交互友好等优点，是智能家居的发展趋势之一。本文以基于手势识别的智能家居的专利申请作为分析对象，重点分析全球范围内关于基于手势识别的智能家居的申请信息、重要申请人、专利布局等信息，力求还原基于手势的智能家居技术国内外的发展现状以及寻找该领域未来发展的热点。

一、基于手势识别的智能家居技术的基本介绍

手势识别被普遍认为是一种自然高效的人机交互方法。本文中基于手势识别的智能家居重点在通过手势识别对住宅配套中的照明控制、智能厨房、智能卫浴、智能供热;家用电器中的智能空调、智能冰箱、智能洗衣机、智能电视;以及其他家用器具中的智能窗帘等的控制。

二、基于手势识别的智能家居技术的专利现状分析

为了全面分析目前基于手势识别的智能家居的专利技术现状，本文检索了德温特数据库专利文献。

1. 申请量趋势变化

由图1可知，基于手势识别的智能家居技术在全球范围内的专利申请量呈逐年上升趋势，并保持了較高的申请量，该项技术在全球范围内维持了较高的关注度。2008年以前，该项技术的年申请量不足100件;2008年以后，每年申请量的增长幅度在20%以上，年申请量维持在200件以上，并在2013年达到申请量的峰值520件。其在近几年的申请量保持在了较高的水平，足以见得其发展势头良好，全球范围内均有较快的发展。

2. 主要申请人分布

图2是基于手势识别的智能家居技术全球主要申请人的分布和排名情况，全球申请量排名前十的均为国际知名跨国企业，其中四家为美国企业，分别为微软、谷歌、高通、黑莓，足以见美国在该领域中的领先优势。两家为韩国企业，分别为三星、LG公司，这两家企业在智能电视领域均有不俗的表现。两家为日本企业，分别为索尼和京瓷，可见大家都想在智能家居领域分的一杯羹。

3. 地区及国家分布

由图3可知，美国、中国、韩国、日本是专利申请的主要原创国，上述四个国家的申请量占到了全球申请总量的八成，其中美国优势非常明显，其申请量占全球申请总量的约40%，中国作为申请量排名第二的国家，也有五分之一的全球申请量。而日本、韩国作为技术力量雄厚的国家，其申请量为全球的12%和9%。

4. 技术演进路线图

基于手势的识别按照具体的实现细节可以划分为12种技术手段，静态手势识别、动态手势追踪、基于手部位置的光标输入、手部图像叠加、三维深度感知、多目摄像机、空间定位传感器、基于光源捕捉、基于标记物亮度颜色、异类传感器信息融合、手势输入提示与确认、手势-命令映射。

在基于手势识别的智能家居技术的演进过程中，出现在1993的基础专利，由日本NTT公司提出，具体设计基于手部位置的光标输入技术，是对智能电视的手势遥控技术。随着时间的推移，用户不在满足于简单的实现手势控制以及仅对带有显示屏幕的电视的控制，在对手势的识别精度、识别速度和可靠性方面有了更高的需求，识别设备的范围也从电视扩展到DVD，家庭影院以及后来的空调、抽油烟机等家电设备，在1996年出现了以静态手势为基础，结合动态手势追踪技术来捕获用户手势的基础专利。通过前期的技术演进，基于手势识别的智能家居技术领域的发展有最初的新技术不断涌现，已然演化为侧重手势的多样性、准确识别演化。

结语

本文详细梳理了基于手势识别的智能家居技术的分类和各技术分支的发展情况，并对基于手势识别的智能家居技术领域的核心专利和重要申请人进行分析，有助于了解基于手势识别的智能家居技术的基本发展态势，对涉及基于手势识别的智能家居技术领域的审查工作有较大帮助。

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