可分析表情和情绪的轻量化眼镜：Emteq OCOsense解析

　　近年来，越来越多VR头显开始尝试结合眼球追踪、手势追踪等生物识别技术，甚至在一些VR社交场景，也在探索将Avatar与面部识别功能结合。可以想象，未来生物识别与AR/VR等穿戴技术的关系将越来越紧密，尽管现阶段相关硬件在体积和集成方面还不够成熟，但未来随着传感技术升级，将有望与AR/VR更好的结合。

　　​在VR领域，已经采用了几种主流的生物传感技术，比如手势和眼球追踪摄像头、心率监测模块，或是用EMG识别手势、EOG识别注视点等等。而对于AR来讲，由于眼镜形态并不是像VR那样贴合人脸，因此不适合基于接触式传感的方案。

　　近期一家名为Emteq的英国公司，公布了一种非接触式的可穿戴情绪捕捉眼镜：OCOsense。据悉，Emteq成立于2015年，一直专注于AR/VR、可穿戴设备的情绪捕捉研究方案。

　　现有方案：emteqPRO(适用VR)、OCOsense(适用AR)

　　比如，几年前青亭网就曾报道该公司的VR头显面部识别方案Faceteq(现升级为emteqPRO方案)，特点是：利用EMG、PPG、IMU、眼球追踪(可选)等设备，识别包括：心率、心率变异性和呼吸频率、面部动作/表情、瞳距，然后利用机器学习技术来分析用户的注意力、情绪等。

　　​emteqPRO包括一套集成7个电极触点的面罩(上图中间)，可以单独使用。也有可以集成到PICO Neo3 Pro、HTC Vive Pro Eye设备上版本，来与VR搭配使用。

　　emteqPRO

　　这7个电极位于特定的面部肌肉位置，通过捕捉面部肌肉激活来识别表情，如：额肌、眼轮匝肌、颧肌、皱眉肌等等。很显然，这是一套适合于VR设备的接触式识别方案。

　　OCOsense眼镜

　　最新公布的OCOsense方案，特点是过眼肌力图传感器、压力传感器来识别面部肌肉变化，来识别面部表情和情绪。最大的变化是无接触式传感器方案，这对未来轻量化AR眼镜应用有重要意义。

　　Emteq宣称，OCOsense是世界上首款可穿戴的面部表情和情绪分析眼镜，它的主要功能是识别用户的表情变化，并转化为控制移动设备的信号。其优势是使用简单、一体化设计，可实时追踪、识别并标记用户对AR或现实场景的反馈。

　　细节方面，OCOsense采用了自研的OCO传感器阵列，基于非接触式眼肌力识别原理，英文全称为non-contact optomyographic(OMG)，指的是一种用于监测肌肉活动的技术。OMG的基本原理是利用主动式近红外光学传感器向皮肤表面发射信号，并测量信号反射回的变化。

　　另外，OCO传感器是光学非接触式传感器，可以读取3个维度的面部运动，提供比一般基于相机的解决方案更高分辨率的信号。另外，EMG电极需要与皮肤牢固且持续接触，以达到可接受的信噪比，这在眼镜形式中是不切实际的。相比之下OCO传感器基于光学原理，不需要接触皮肤，可在人脸4毫米到30毫米距离内工作。

　　​硬件方面，OCOsense搭载了9轴IMU，可添加相机模块，搭载Arm Cortex处理器，支持蓝牙低功耗5.0，配备RGB LED指示灯，以及体感振动马达。除了硬件外，Emteq还设计了情感人工智能引擎，来从表情识别情绪。

　　Emteq科研人员指出，如今AR/VR等穿戴设备可集成多种传感器，比如加速度计、环境光传感器、温度传感器、湿度传感器、气压计、陀螺仪、磁力计、距离传感器等等。此外，也在探索与生物传感器结合的可能，比如ECG、EEG、EMG、EGO、心电图等等。

　　通常，人脸通过面部肌肉激活和结构变化来传递情绪、精神状态和行为意图，进而构成表情。人的表情隐藏了丰富的信息，因此从1872年以来，面部表情行为研究一直是一个活跃的课题。

　　对于OCOsense来讲，除了识别表情和情绪反应外，它还有多种用途。比如在技术验证过程中，科研人员展示了三种应用场景：控制视频(放大、缩小、截屏、改变播放速度、前进和后退)、接打电话、玩游戏，未来还预计用于远程心理健康监测、情商培训、改善情绪障碍、康复治疗，以及控制义肢等人机交互场景。

　　总之，OCOsense这种非接触式面部追踪方案比基于摄像头的方案更好的保护隐私，不会直接对人脸拍照，而只是分析面部肌肉变化。而且，摄像头方案依赖于光源，需要在光线良好的环境下使用，而OCOsense则不用。而且在剧烈运动时，摄像头方案的准确性可能无法保证。参考：Emteq