Wi-Fi不只能夠無線上網，還能透過訊號反射估算隔壁房間內的人數

加州大學聖塔芭芭拉分校（UC Santa Barbara）電資學院的研究生Saandeep Depatla發表了利用Wi-Fi估算人數的方式，這項技術主要依賴測量Wi-Fi訊號在空間中衰退的情況，其特別之處在於，人群不需配帶任何裝置，而且還可以隔著牆壁偵測另一房間的狀況，大大提升了實用價值。

隔空透視隔壁房間人數

Wi-Fi無線網路訊號充斥在現今的生活環境中，然而它們除了可以通訊之外，還能在其他領域發揮功用嗎？加州大學聖塔芭芭拉分校的研究生Saandeep Depatla在教授Yasamin Mostofi指導下，發表了《Through-Wall Crowd Counting with WiFi, Without Relying On Personal Devices》論文，介紹利用Wi-Fi訊號計算空間中人數的技術。

這項技術完全依賴測量Wi-Fi訊號強度的變化，也就是說在空間內的人群不需配帶任何裝置也能進行估算，而且前置工作也僅需在房間外架設Wi-Fi訊號發射器與接收器，不需進行校準，能大幅簡化操作流程。

研究人員發現雖然Wi-Fi訊號穿過牆壁時會造成衰退，但是會讓人群移動的狀態的事件間隔訊號更可靠，因此決定採用這種「隔牆有耳」的測量方式。

在數學模型部分，研究人員將每個人的移動狀況的離散事件序列（Discrete-Event Sequence）視為獨立的更新類型程序（Renewal-Type Process），然後將所有離散事件序列加總之後，就可以反應所有人的移動狀況。

▲ Saandeep Depatla發表的方式可以透過架設在房間外的Wi-Fi訊號發射器與接收器，估算房間內的人數。

▲ 人群在房間內移動對Wi-Fi訊號造成的影響，比牆壁所造成的衰退更明顯。

▲ 研究人員採用更新理論（Renewal Theory）來處理與人群分佈的機率問題。

▲ 最後則是透過機率質量函數（Probability Mass Function）來計算房間內的人數。

成果出奇理想

研究人員總共在多個不同的房間進行44次實驗，其中包含不同人數、牆壁條件與Wi-Fi裝置等變因，而在人數低於20人以下的情況，估計的誤差都小於2人。詳細情況請看下方圖表與說明。

研發人員表示這項技術可以應用在許多領域，舉例來說，智慧建築的冷氣、暖氣、照明等設備可以根據人數調整運作狀態，零售業也可以利用這項技術統計人流，保全與搜救等行動也能用此分析人員分佈。

▲ 在水泥牆房間外使用Wi-Fi路由器與無線網路卡進行測試，可以看到黑框中的實際人數，與灰框中的估算人數相當接近。

▲ 在器材沒有預先校正的水泥牆房間，準確度稍微低了一點。

▲ 在沒有預先校正的木牆房間中使用2台筆記型電腦進行測試，4次測試都能精準估算人數。

▲ 讓20個人在沒有預先校正的水泥、石膏牆房間中走動，估算人數為19人，準確度也很不錯。

▲ 由於Wi-Fi訊號強度在穿過水泥牆的時候會造成明顯的衰減，每10公分的水泥牆會造成20dB的訊號衰減，所以可以看到木牆的估算最精準。

筆者認為這項技術還有另一個很大的特色，就是它不像使用攝影機與影像辨識的方式，會拍到人群的長像，而造成隱私相關的疑慮，使用Wi-Fi訊號估算人數具有更高的匿名性，不但能跟上各界越來越重視隱私的潮流，也更能符合歐洲通用資料保護法的規範。

如果讀者想要進一步了解這項技術，可以觀賞介紹影片或是閱讀相關論文。