劉暢　方琳

摘 要：伴隨著當(dāng)下智能設(shè)備高速的普及，使得人機(jī)交互技術(shù)逐漸深入到人們?nèi)粘Ｉ畹闹T多領(lǐng)域當(dāng)中。在當(dāng)下的情感智能人機(jī)交互，已經(jīng)逐漸成為人工智能、機(jī)器視覺以及數(shù)據(jù)挖掘領(lǐng)域當(dāng)中十分重要的研究話題。另外，在數(shù)字化相機(jī)的普及，也讓人們對于單目可見光視覺的人機(jī)交互技術(shù)，得到了越來越多的關(guān)注。在本文的分析中，就針對當(dāng)下情境感知智能人機(jī)交互技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：情感感知 智能人機(jī)交互 人工智能 數(shù)字化

An Analysis of the Key Points of Situation-Aware Intelligent Human-Computer Interaction Technology

Liu Chang，F(xiàn)ang Lin

Abstract：With the current high-speed popularization of smart devices， human-computer interaction technology has gradually penetrated into many areas of people's daily lives. The current emotional intelligent human-computer interaction has gradually become a very important research topic in the fields of artificial intelligence， machine vision， and data mining. In addition， the popularity of digital cameras has also attracted more and more attention to the human-computer interaction technology of monocular visible light vision. In the analysis of this article， the article analyzes the key points of the current situation-aware intelligent human-computer interaction technology.

Key words：emotional perception， intelligent human-computer interaction， artificial intelligence， digitization

1 引言

當(dāng)今社會已經(jīng)進(jìn)入到了信息化的時(shí)代當(dāng)中，因此在軟硬件技術(shù)的不斷發(fā)展下，使得智能設(shè)備不斷的應(yīng)用到了人們生活生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域中。同時(shí)，人機(jī)交互已經(jīng)在國家安全、醫(yī)療、教育以及娛樂方面，都發(fā)揮出越來越重要的價(jià)值，同時(shí)也更加深入到人們生活的諸多方面。

2 情感感知智能人機(jī)交互技術(shù)

情感感知智能人機(jī)交互技術(shù)，是一種利用智能交互系統(tǒng)，對在復(fù)雜情景當(dāng)中的人體行為，進(jìn)行語義方面的分析，以此識別出交互的主體，并能夠進(jìn)行主動性的響應(yīng)，以此形成交互意圖。對于這種情景感知智能交際交互，則是人機(jī)交互在發(fā)展中，自然化與智能化的產(chǎn)物。在當(dāng)下對于該技術(shù)的研究中，讓傳感器作為與空氣一樣的自然元素一樣，存在著人們的周圍，以此讓智能設(shè)備可以充分的感知到用戶所待在的情景，并為用戶提供相應(yīng)的主動性的服務(wù)。在人機(jī)交互系統(tǒng)的運(yùn)行中，可以很好的將情景信息與用戶人物進(jìn)行結(jié)合，以此形成自然人機(jī)的交互效果。

對于這種情景感知智能人機(jī)交互技術(shù)而言，成為了當(dāng)今社會最為高端的技術(shù)之一。當(dāng)下各個(gè)國家都對情感感知智能人機(jī)交互，進(jìn)行了深入的研究，并成為各個(gè)國家信息技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域的重要研究課題，凸顯出了當(dāng)下情感智能人機(jī)交互技術(shù)對于信息技術(shù)發(fā)展的重要價(jià)值。

在情感感知智能人機(jī)交互系統(tǒng)當(dāng)中，所運(yùn)行的基本理念已經(jīng)從傳統(tǒng)的人為控制系統(tǒng)為主要形式的系統(tǒng)，逐漸轉(zhuǎn)變成以用戶為中心的系統(tǒng)服務(wù)類型。在傳統(tǒng)的系統(tǒng)當(dāng)中，其形成的符號以及各種圖形，這種信息交互的服務(wù)模式，已經(jīng)無法很好的滿足情感感知智能人機(jī)的交互發(fā)展需求，以此就需要逐漸的被一些觸摸式以及視覺型的交互方式所替代。其中視覺傳感是一種非侵入式的檢測設(shè)備，以此在使用中對于用戶的限制較低，但是卻可以獲得大量的信息，以此可以具有著較高的空間解釋性。已經(jīng)成為當(dāng)下智能人機(jī)交互系統(tǒng)當(dāng)中的重要組成部分。

3 情境感知智能人機(jī)交互技術(shù)要點(diǎn)

3.1 結(jié)構(gòu)相似性時(shí)空分析的情景感知光照均衡

在情景感知智能人機(jī)交互系統(tǒng)當(dāng)中，始終基于以人為本的服務(wù)理念，同時(shí)交互對象也需要使用遠(yuǎn)程視頻傳輸?shù)姆绞?，將其投影到用戶端。在用戶的使用中，可以在一個(gè)較為舒適的環(huán)境當(dāng)中，對一些非限定的情景對象進(jìn)行交互。在非限定情境當(dāng)中，其光照的變化無法得到控制，例如光源的位置不同，就會導(dǎo)致光照出現(xiàn)不均勻的現(xiàn)象。在光照出現(xiàn)變化之后，會直接影響到用戶對于情景交互對象的判斷，以此讓交互行為出現(xiàn)一定程度的偏差。另外，在光照發(fā)生變化的時(shí)候，也會導(dǎo)致情境當(dāng)中的各種物體，出現(xiàn)不同程度的信息變化，以此直接影響到智能交互系統(tǒng)，對于情景信息的學(xué)習(xí)與感知之間的變化。在交互系統(tǒng)的邏輯當(dāng)中，需要對非限定情景當(dāng)中的光照變化進(jìn)行針對性的處理，以此可以很好的提升視覺信息的穩(wěn)定性，這成為了情景感知智能人機(jī)交互當(dāng)中的重要基礎(chǔ)條件和影響因素。

3.2 背景建模的復(fù)雜情境人體分割

人一直都是交互行為當(dāng)中的主體對象，同時(shí)也是人機(jī)交互第一要素。在情景感知智能人機(jī)交互的過程中，主要是通過感知和理解人體的方式，對人的交互意圖進(jìn)行響應(yīng)。因此，為了有效的提升交互的效率，就需要快速準(zhǔn)確的將人體從復(fù)雜情境當(dāng)中分割出來，這種技術(shù)方式也成為了當(dāng)下情境感知智能人機(jī)交互技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)。在前文的情景感知光照均衡的分析中，已經(jīng)可以很好的提升視覺信息的穩(wěn)定性，以此在本文的分析中，就主要圍繞著復(fù)雜情景，對于人體分割進(jìn)行相關(guān)的問題。

在人體分割的過程中，就是一種從視頻和圖像當(dāng)中，將人體分割出來，以此對人體進(jìn)行針對性的研究和分析。同時(shí)在人體分割的過程中，基于不同的硬件條件，可以分為不同的技術(shù)類型，分別為深度圖像人體分割以及可見光圖像人體分割技術(shù)。首先，對于深度圖像人體分割技術(shù)而言，其重要的優(yōu)勢在于使用紅外傳感器，可以很好的在圖像采集的時(shí)候，能夠提升人體與背景之間的區(qū)分度，而且也不會受到可見光變化的影響，以此會讓人體分割的效率較高。但是對于這種技術(shù)而言，其缺點(diǎn)在于對于設(shè)備的硬件有著較高的要求，以此需要投入較高的成本。同時(shí)，該技術(shù)下的人體色彩、紋理信息會出現(xiàn)較為明顯的缺失。但是對于可見光圖像人體分割技術(shù)而言，對硬件設(shè)備的要求并不高，有著一定的普遍性，同時(shí)在圖像當(dāng)中保留著大量的色彩與紋理信息，因此成為當(dāng)中技術(shù)研究當(dāng)中的重要技術(shù)形式。在這種技術(shù)的使用中，可以很好的讓深度圖像當(dāng)中的人體，與背景有著較高的層次感，讓圖像背景也更加干凈。在可見光圖像的呈現(xiàn)中，其情景內(nèi)容十分復(fù)雜，以此對于人體分割的時(shí)候，也會受到光照與情境事物方面的影響。

3.3 差異更新的三維人體骨架估計(jì)

在人體骨架的估計(jì)中，可以有效的反映出人體當(dāng)下的實(shí)際狀態(tài)，并明確出各個(gè)關(guān)節(jié)在空間當(dāng)中的位置結(jié)構(gòu)關(guān)系。在人體交互行為的分析中，主要是利用人體骨架的時(shí)空組合變化來體現(xiàn)。而從較為復(fù)雜的人體骨架位置信息進(jìn)行采集，已經(jīng)成為當(dāng)下交互系統(tǒng)當(dāng)中的重要基礎(chǔ)技術(shù)。

人體骨架估計(jì)估計(jì)技術(shù)，是一種對于當(dāng)下人體實(shí)際的空間位置信息的采集。在人體行動的過程中，對于骨架的定位，主要依靠著穿戴式方法、視覺傳感方法等方式進(jìn)行呈現(xiàn)。其中對于穿戴式的方法而言，是讓人體穿戴各種傳感器，以此讓系統(tǒng)獲取到骨架的一些關(guān)鍵點(diǎn)信息。這種方法在實(shí)際的應(yīng)用過程中，需要讓傳感器能夠固定在人體的特定位置。當(dāng)下普遍用于對于人體的建模研究，但是在該技術(shù)的使用中，技術(shù)流程較為復(fù)雜繁瑣，因此無法應(yīng)用到日常生活當(dāng)中。

對于視覺傳感的技術(shù)方式，主要是記憶人體骨架定位的深度信息采集，同時(shí)也是一種基于單目可監(jiān)管的視覺人體骨架定位技術(shù)。在交互系統(tǒng)當(dāng)中，配備了深度信息視覺傳感系統(tǒng)，同時(shí)也是視覺系統(tǒng)當(dāng)中可以充分利用信息，將人體從原本復(fù)雜的情境當(dāng)中分割出來的技術(shù)，并充分的提取人體骨架。對于這種視覺系統(tǒng)而言，在使用的過程中，會對光照的變化呈現(xiàn)出一定的特性，但是由于其在進(jìn)行系統(tǒng)架構(gòu)的時(shí)候，往往較為的復(fù)雜多變，以此成本較高，無法大面積的進(jìn)行推廣。但是對于單目可見視覺技術(shù)而言，相比較深度信息視覺技術(shù)，并不能很好的發(fā)揮起到深度信息的采集，同時(shí)也無法很好的對三維空間當(dāng)中的信息進(jìn)行采集。但是由于單目可見光對于光視覺有著普遍性，因此可以很好的作用于人體骨架分析系統(tǒng)當(dāng)中。

在當(dāng)期對于這種人體骨架估計(jì)的研究中，采用的是圖像結(jié)構(gòu)法，以此在該系統(tǒng)的運(yùn)行中，數(shù)據(jù)庫當(dāng)中的人體關(guān)鍵部位，使用手動繪制節(jié)點(diǎn)的方式，形成訓(xùn)練模型。在人體姿態(tài)方面是一種訓(xùn)練數(shù)據(jù)當(dāng)中學(xué)習(xí)的模型線性組合。但是，對于這種技術(shù)也需要初始化目標(biāo)，以此讓這種技術(shù)方式十分適用于人體的跟蹤分析。但是基于HOG與SIFT方法而言，其人體骨架的估計(jì)并不需要初始化，同時(shí)又受到特征與姿態(tài)空間當(dāng)中映射關(guān)系的影響，就會使得這樣的方法存在著一定的問題。

3.4 模式融合特征點(diǎn)定位的面部朝向設(shè)計(jì)

在對人體進(jìn)行信息采集的時(shí)候，面部是最為重要的信息特征。因此，在人機(jī)交互的過程中，其面部信息的采集有著十分重要的作用。但是在用戶距離系統(tǒng)較遠(yuǎn)的時(shí)候，往往對于人體眼睛的注視方向，無法實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的判斷。另外，人們在日常的生活過程中，往往人臉面部特征可以較為直觀的呈現(xiàn)出較多的信息數(shù)據(jù)，以此在人體自然交互的過程中，其面部與人眼基本上保持著一致的方向。因此，對于面部的朝向就可以直接展示出人體感興趣的一些目標(biāo)信息。

本文所提出的模式融合特征點(diǎn)定位的技術(shù)方式，可以很好的對用戶進(jìn)行面部朝向的估計(jì)。在具體的應(yīng)用過程中，首先需要對雙尺度面部區(qū)域進(jìn)行信息采集，以此較為準(zhǔn)確的判斷出人體當(dāng)下的面部區(qū)域，盡可能的降低人臉區(qū)域當(dāng)中背景因素的干擾。同時(shí)，在獲取到的面部區(qū)域過程中，需要基于模式融合面部特征點(diǎn)的方式，進(jìn)行定位計(jì)算分析，以此讓不同特性，可以基于深度學(xué)習(xí)的方式，對面部特征點(diǎn)進(jìn)行全面的融合，因此可以很好的提升面部特征點(diǎn)的定位準(zhǔn)確性。在長期的實(shí)驗(yàn)分析后發(fā)現(xiàn)，這種技術(shù)在使用的過程中，在各種情景下可以較為準(zhǔn)確的對人臉的面部朝向進(jìn)行基本的判斷，以此逐漸成為情境感知交互系統(tǒng)當(dāng)中十分重要的技術(shù)類型。

4 結(jié)語

綜上所述，在當(dāng)下情境感知智能人機(jī)交互技術(shù)當(dāng)中，涉及到眾多的技術(shù)要點(diǎn)，因此就需要在實(shí)際的設(shè)計(jì)以及研究中，能夠針對不同的功能進(jìn)行深入的研究和分析，這樣就可以很好的提升交互系統(tǒng)的估計(jì)效率和準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)更高的性能。

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