搭载多重人机介面智慧电视助长体感/声控热潮

　　智慧电视将带动体感、语音控制系统设计风潮。智慧电视功能激增，导入更直觉的人机介面已成品牌厂布局重点包括日、韩、中与台湾业者正竞推体感、声控或整合型介面，因而激励影音处理器、深度摄影模组与相关感测元件需求遽增。

　　遥控器不再是智慧电视(Smart TV)的必需品。观察市面上智慧电视，可发现均具有触控、体感、语音控制功能，甚至三者兼备，显见品牌厂除强调智慧电视的联网收视体验外，亦致力改造人机介面设计，以取代传统电视遥控器的角色。  

　　目前，日韩电视品牌大厂正一窝蜂投入研发动作感测(Motion Sensing)系统(图1)；包括三星(Samsung)、Panasonic及夏普(Sharp)均提出外挂具有深度摄影功能的镜头，并搭配立体视觉(Stereo Vision)或时差测距(Time of Flight, ToF)等演算法的系统方案，让智慧电视的操作体验更有「动感」。  
　　日韩TV厂哈体感深度摄影机应用加温
　　NPD DisplaySearch研究总监谢忠利(图2)表示，体感如同触控、语音控制一般，系近年科技产业颇为关注的新一代自然人机介面，尤其在智慧电视领域亟具应用前景。主因在于电视品牌商希望让用户透过最简单的方式操作大量功能，同时又能维持电视适合中长距离的观赏习惯，所以，体感介面几乎已是每家电视厂的口袋方案，成为智慧电视发展的一大焦点。  

　　不同于体感游戏机，多半透过发射红外线搭配互补式金属氧化物半导体影像感测器(CIS)追踪技术，或手持内建微机电系统(MEMS)感测器的装置达成动作感测效果；智慧电视业者正进一步追求深度摄影机加影像演算法的方案，从而提升Z轴动作感测精准度，优化使用体验。  

　　谢忠利强调，全球前十大电视品牌厂均致力布局体感方案，尤以三星、夏普与Panasonic冲刺速度最猛。其中，三星在今年上半年已推出内建摄影镜头的智慧电视，但仅能提供X、Y轴特定手势操控功能；目前则积极开发可撷取影像深度资讯的CIS技术，再设定一个影像范围( Range Image)描绘3D表面资讯，执行深度影像演算法，以达自然动作及骨架追踪辨识水准。  

　　至于夏普、Panasonic则分别选用立体视觉和时差测距法；前者藉由模拟人类双眼的深度摄影机同步抓取左右影像，再以演算法估算使用者与电视的距离并侦测动作，整体系统成本结构虽较亲民，惟影像同步技术仍待改善，一旦距离增加，系统精准度便会直线下降。  

　　后者在外挂摄影镜头加装发光二极体(LED)光源及ToF CIS，透过光源从用户身上反射到接收的时间差掌握远近，适合发展长距离、高精准度体感方案；但对CIS效能及演算法要求较高，也将垫高不少系统成本。  

　　在日韩大厂众星拱月之下，智慧电视已兴起体感风潮，并刺激周边装置与零组件需求高涨，可望为台湾电视代工与相关系统厂带来新的发展契机。谢忠利认为，智慧电视售价不便宜，功能须多元化而使用体验也不能打折；故可预见品牌厂未来将全速开发新一代体感介面，刺激深度摄影机、低功耗LED光源、高画素CIS、影像处理系统单晶片(SoC)及高阶演算法等新需求爆发，活络全球电视产业。  

　　另一方面，谢忠利分析，智慧电视人机介面百花齐放(表1)，谁能成为主流方案还不能妄下定论；所以可望有不少业者如法炮制三星目前的产品策略，采用触控、体感及声控整合方案提高市场命中率。此将促进智慧电视变成先进人机介面的大本营，带动周边系统设计商机。  
　　智慧电视疯混搭介面周边系统设计商机爆发
　　因应智慧电视大量功能控制需求，品牌厂正竞相部署混搭人机介面，一次满足所有用户。由于集结多种人机介面的系统相当复杂，因此，晶片商与周边系统业者已加紧改良影像、语音及感测等软硬体处理机制，争取电视品牌厂青睐。   　　图3 工研院资通所网路服务系统技术部经理林庆达认为，为在市场上脱颖而出，品牌业者将更加重视智慧电视人机介面的整合度与使用体验。

　　工研院资通所网路服务系统技术部经理林庆达(图3)表示，智慧电视市场接受度逐步升高，激励三星、索尼、Panasonic与乐金(LG)等国际大厂，以及国内BenQ、瑞旭竞推新产品卡位。由于智慧电视功能激增，因此，品牌厂已将更聪明、直觉的人机介面视为下一阶段布局重点，投资大量银弹发展触控遥控器、语音、体感或脑波控制介面，期刺激智慧电视买气。  

　　目前以中国大陆业者最积极投资新介面技术，甚至已发布脑波控制概念机种，惟成熟度和稳定度仍待改善；日韩大厂亦强攻触控、声控及体感整合型人机介面，积极充实软体及应用程式，以建立完整生态系统。至于台商则擅长将已趋向成熟的技术商品化，致力改善触控、声控硬体精确性和稳定性，以在产品价位上保持高度竞争力。  

　　林庆达指出，未来高阶智慧电视将搭载摄影镜头支援手势操作，而附挂的蓝牙(Bluetooth)遥控器则配备触控、语音和MEMS感测多合一输入功能；至于其他中低价位机种也将提供触控遥控器，并打造个人化操作介面。  

　　此外，电视人机介面革新也驱动系统软硬体设计及周边控制设备新商机，许多影像、音讯、感测器晶片商及系统厂均投入智慧电视开发流程，确保各种介面技术能协同工作。  

　　以外挂深度摄影机实现体感为例，因须处理大量影像资料，一般来说并不直接使用电视核心处理器，而倾向在外部系统执行初步运算，进而提升介面流畅度。林庆达强调，此将加重晶片商与系统厂的研发负担，要让摄影机同时兼具影像撷取与运算能力，还能顺利与智慧电视处理器即时沟通；同时，软体演算法层面也要做足充分准备，否则在损及使用者体验的情况下，已投注大量研发人力和时间的业者极可能赔了夫人又折兵。  

　　此外，声控介面亦具有不小的市场潜力，但语音系统须具备足够运算能力过滤音讯，再与云端或本地语音资料库进行比对，才能将资料汇集至电视处理器，实现控制命令。目前包括Audience、Nuance等音讯处理方案供应商皆已携手品牌产展开布局，其中，三星已搭载Nuance的语音处理软体，率先推出可声控的智慧电视。  

　　另一方面，MEMS技术迅速从手机扩散到智慧电视控制器上，新一代光学、加速度计、陀螺仪和压力计等元件，不仅更精确、反应更快，价格也逐渐下降，激起电视品牌及周边系统厂的导入意愿。然而，智慧电视遥控器搭载MEMS的系统成本仍旧过高，故多半厂商初期将以手机加软体控制做为替代方案，再逐步落实遥控器整合MEMS设计的概念。  

　　智慧电视介面关键在于精准度、反应速度及软体数量；尤其要撮合各种技术，更须投入大量资源，并确保能协同运作，因而须有良善的软硬体设计标准搭桥。现阶段，OpenNI(Open Natural Interaction)组织已提出视觉、声音相关感应器标准，并提供​​C/C++共同开发语言及跨平台框架(Framework)，定义应用程式介面(API)，有助加速产品上市时程。