使用者體驗成顯學　人機介面專用處理器露頭角

低功耗矽智財助威　HMI設計更靈活

有許多系統單晶片(SoC)的設計就是要用來實現這類便利性和高效率，而不會犧牲性能或至關重要的功耗要求。已有廠商針對這些系統單晶片設計，提供各種完整的矽智財(IP)解決方案，例如CEVA完全可程式設計的產品CEVA-TeakLite-4和CEVA-MM3101平台使用極低的功率，能夠設計進外形尺寸小的產品之中，使得這類設備讓消費者負擔得起，並且具有足夠的靈活性，以期可滿足各式各樣的用戶市場需求。

藉由這些設計平台之助，產品開發人員能夠輕易地引進HMI特性，例如以各種語音活動來提升語音互動功能，透過簡短的命令喚醒設備(玩遊戲、拍照等)；透過手和手指對設備的手勢來實現手勢辨識(圖1)；根據特定使用者的面部和聲音自動啟動和安全鎖定設備；設備透過跟蹤使用者的眼睛、頭部和身體，再根據這些輸入更好地調整顯示的內容。

圖1　手勢辨識操情境

未來的HMI技術將隨時隨地地與使用者在一起。在家中，使用者能夠透過語音和手勢來控制各種設備。在汽車四周安裝感測器，將在汽車駕駛和危險報警方面發揮顯著的作用。外部的移動設備與可穿戴式設備將提供大量的周邊資訊，做好可快速滿足使用者需求的準備，並且透過擴增實境讓事物變得更有趣。設備將會了解人們的喜好，從而以更快的速度取得其所需的資訊。

可穿戴式設備火紅　專用HMI處理器崛起

對於實施這項技術的大多數設備(尤其是可穿戴式設備)，設計人員必須在外形尺寸受限的極小空間中進行設計，同時還要滿足嚴苛的功率要求。例如，在可穿戴式設備內沒有很多的空間來容納大型電池，但它們必須在能夠更換電池之前運行很長的時間。與使用耗能較高的中央處理器(CPU)和繪圖處理器(GPU)的行動設備不同，可穿戴式設備必須大幅降低這些要求，因此，專門用於了解來自感測器的諸多輸入並且處理進入複雜NUI應用之資料的處理器將成為業界主流。

為了滿足先進的HMI和NUI應用需求，廠商莫不絞盡腦汁發展各種設計平台。以CEVA-MM3101平台為例，其專門用於電腦視覺和成像演算法，包括一個專門用於這些演算法且功能強大的可程式設計向量處理器，以便開發這些演算法、示例演算法和應用基礎的廣泛程式庫，以及一個擁有由來自各領域專家(例如手勢、面部、眼睛跟蹤等等)合作夥伴所組成的完整應用生態系統。

此外，該公司還可提供一個包括相關軟體工具、開發板和應用開發工具套件(ADK)的完整開發平台，從而簡化新型電腦視覺演算法的開發。此一平台能夠平行地運作多個複雜的電腦視覺演算法，同時具有極低的功率消耗。通常，典型的多個NUI演算法組合功耗大多低於100毫瓦(mW)。

而CEVA-Teaklite-4產品可透過專用數位訊號處理器(DSP)來實現超低功率和非常強大的音訊和語音演算法，該處理器還帶有完整的開發平台，包括軟體和硬體工具、DSP程式庫和一個廣泛的音訊和語音演算法生態系統，涵蓋語音觸發、語音辨識、雜訊抑制和更多其他的特性。該平台的主要特性是能夠以極低的功率執行所需且複雜的語音、音訊和其他的訊號處理演算法，可實現包括語音啟動、音訊處理等應用。例如以低於60毫瓦的功率來執行設備的語音觸發功能。

以上這兩款平台均能夠透過共用的多媒體框架(AMF)，輕易地將相關的任務從中央處理器卸載到處理器之上。AMF可整合進Android作業系統(OS)內，將卸載任務從中央處理器上提取到DSP上，從而實現低功率和高效率。

開發廠商將繼續投資以改善這些處理器平台的性能和功率效率，並且進一步實現應用開發人員開發過程的自動化和簡單化。同時，還會不斷地努力透過附加的程式庫和合作夥伴軟體來改善軟體產品，以滿足市場對更新和更複雜演算法的需求(圖2)。

圖2　開發廠商將進一步實現應用開發人員開發過程的自動化和簡單化，並透過附加的程式庫和合作夥伴軟體來改編軟體產品，以滿足市場的需求。