一 概述

Kinect 2.0是由微软公司开发，应用于XBOX ONE游戏机的外置体感设备。2013年5月21日，Kinect 2.0与XBOX ONE同时发布，并于2013年11月与XBOX ONE同步上市。Kinect 2.0的性能相较第一代Kinect有着全面的改进，主要包括增加了垂直和水平视角、提升了色彩图像处理和红外图像处理能力，减少了延时等。此外，Kinect 2.0还新增了内置USB 3.0接口。

Kinect2.0采用全新的红外探测传感器，深度分辨率增加到512×424，视角达到水平70°、垂直60°。Kinect 2.0可以感知玩家手腕和肩部的移动，并读取玩家的心率。与Kinect相比，追踪人数从之前同时追踪2人增至可同时追踪6人，追踪的人体关节数也从20个增加到25个。Kinect 2.0还能够识别拳头和手掌等细微动作的差别，将玩家的拇指和其他手指区分开来，这不仅可以准确的跟踪玩家双手的运动轨迹，还可精准的判断手掌的开合状态。玩家借助Kinect 2.0可以完成应用窗口的拖放和打开/关闭以及对地图的放大、缩小甚至是扭转等操作。

Kinect 2.0的运动摄像头采用6位YUV通道，分辨率达到1920×1080，数据流达到每秒30帧。Kinect 2.0的景深识别也更为强大，即使在光线较暗的环境中，依然可以很好地保持传感器探测效能。同时，Kinect 2.0接口支持USB 3.0，延迟时间仅60ms。

表1 Kinect 2.0产品规格

与任天堂Wii U的Wii Remote控制器相比，Kinect系列产品不需要手持或踩踏控制器，只是通过使用者语音指令或手势就可以完成对XBOX系统界面的操作，用户体验更为出色。与索尼PlayStation 4 Eye相比，Kinect 2.0在景深处理、精细操作等方面更具优势，同时追踪用户数量也更多。

图1 Kinect 2.0体感设备

二 关键技术

与Kinect相比，Kinect 2.0在语音识别、面部识别及人体运动捕捉能力方面有了极大的提升，其性能的改进依赖于TOF、多阵列拾音等新技术的应用。

TOF技术：TOF是飞行时间（Time of Flight）技术的缩写，即红外发射器发出经调制的近红外光，当遇到目标物体后被反射，反射光被传感器接收并将其转换成电信号，通过计算光线发射和反射时间差或相位差，就可以计算出被目标物的距离，从而产生深度信息。此外，再结合传统的相机拍摄，就能将目标物的三维轮廓以不同颜色代表不同距离的方式呈现出来。TOF技术的测量范围可达数米、精度小于2cm，更新频率可达30～60fps。

人体骨骼追踪技术：Kinect 2.0借助摄像头和软件探测、捕捉用户手势动作，然后将捕捉到的影像与本身内部存有的人体模型相对照。每一个符合内部已存人体模型的物体就会被创造成相关的骨骼模型，系统再将该模型转换成虚拟角色，虚拟角色通过识别该人体骨骼模型的关键部位进行动作触发。在虚拟骨骼模型的帮助下，系统可识别人体的25个关键部位，包含躯干、四肢及手指等都在追踪的范围内。

多阵列拾音技术：Kinect 2.0的音频系统内置了立体声麦克风阵列，并且拥有先进的噪音抑制、回声消除等功能，同时还应用了用于识别当前声源的波束形成技术。Kinect 2.0音频系统支持更为先进的语音控制，当用户用语言发出开机、观看电视、切换频道等指令后，Kinect 2.0均可快速识别并实现相应功能。Kinect 2.0音频系统还拥有一个根据不同国家不同的口音建立的“声效模型”，用来识别不同的口语和语言。此外，用户还可以通过Kinect 2.0的语音控制即时呼叫Skype功能进行多方视频通话。

三 应用领域拓展

目前Kinect先进的语音和体感识别功能促进了多个行业的创新，产生的影响已不再局限于游戏产业。

2012年，微软正式发布了面向学术研究者和开发人员的Windows版Kinect体感外设，同时配套Kinect for Windows SDK软件开发工具包及驱动，将Kinect技术整合到PC应用中。此项产品的问世具有划时代意义，微软拟利用Kinect技术打破“键盘+鼠标”传统的操作方式，使人机交互增加一个新维度。2013年5月，微软宣布基于Kinect 2.0的全新一代Kinect for Windows体感控制器以及SDK开发工具也将在2014年登陆PC平台。

未来将会有无数的应用模式被创造出来，Kinect甚至可能引发一场后PC时代的人机交互革命。与此同时，Kinect技术在PC中的应用也反映出基于体感技术的应用前景非常巨大。今后Kinect不仅可以应用于PC，而且能够在电视等消费电子领域带给用户全新的体验，颠覆人们固有的思维模式和操作方式。

此外，Kinect已在医疗保健、零售管理、军事侦察、野外勘探、机器人控制等领域拓展了多项应用。预计未来Kinect将拥有更为广泛的应用前景