基于視覺傳達的產(chǎn)品設計目標信息顯著性 定位系統(tǒng)設計

王成玥

摘? 要： 針對傳統(tǒng)的產(chǎn)品設計目標信息定位系統(tǒng)存在定位時間長的缺點，設計一種基于視覺傳達的產(chǎn)品設計目標信息顯著性定位系統(tǒng)。通過表現(xiàn)層、數(shù)據(jù)層、業(yè)務層和傳輸層，搭建系統(tǒng)總體架構(gòu);通過服務器、傳感器、顯示器、數(shù)據(jù)存儲器、控制器、A/D轉(zhuǎn)換器，完成系統(tǒng)硬件設計;通過視覺顯著性算法，提取產(chǎn)品設計目標信息的顯著性特征，實現(xiàn)對產(chǎn)品設計目標信息的定位，完成系統(tǒng)軟件設計。至此，完成基于視覺傳達的產(chǎn)品設計目標信息顯著性定位系統(tǒng)設計。通過對比實驗，與傳統(tǒng)的產(chǎn)品設計目標信息定位系統(tǒng)作比較，實驗結(jié)果表明，采用提出的基于視覺傳達的產(chǎn)品設計目標信息顯著性定位系統(tǒng)，能更快速地完成對產(chǎn)品設計目標信息的定位。

關鍵詞： 產(chǎn)品設計; 目標定位; 系統(tǒng)設計; 視覺傳達; 特征提取; 對比驗證

中圖分類號： TN953?34; TP391? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼： A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號： 1004?373X（2020）14?0149?03

Design of product design target information significance positioning system based on visual communication

WANG Chengyue

（Shenyang Ligong University， Shenyang 110159， China）

Abstract： In allusion to the long positioning time of the traditional product design target information positioning system， a product design target information significance positioning system based on visual communication is designed. The overall structure of the system is constructed with the presentation layer， data layer， business layer and transport layer. The system hardware design is completed by means of the server， sensor， display， data storage， controller and A/D converter. The significance features of product design target information are extracted by means of the visual significance algorithm， the positioning of product design target information is realized， the system software design is completed， and thus the design of product design target information significance positioning system based on the visual communication is completed. The results show that， in comparison with the traditional product design target information positioning system， the proposed product design target information significance positioning system based on visual communication can complete the positioning of product design target information more quickly.

Keywords： product design; target positioning; system design; visual communication; feature extraction; comparison validation

0? 引? 言

在市場經(jīng)濟環(huán)境下，企業(yè)必須不斷更新迭代自己的產(chǎn)品才能在市場經(jīng)濟中站穩(wěn)腳跟。新產(chǎn)品的設計與開發(fā)是企業(yè)生存與發(fā)展的根本，這就需要做好新產(chǎn)品的設計與開發(fā)工作[1?4]。在產(chǎn)品設計中，獨特的產(chǎn)品設計能夠吸引消費者購買，并使消費者在使用產(chǎn)品的過程中，對產(chǎn)品產(chǎn)生信賴，最終成為該產(chǎn)品的忠實用戶[5]。在對產(chǎn)品設計目標信息定位時，能快速、準確地得到其定位結(jié)果具有非常重要的意義。然而，在現(xiàn)有的產(chǎn)品設計目標信息定位研究方法中，對產(chǎn)品設計目標信息定位時，存在定位速度較慢、所需定位時間長的缺點，需要對其作進一步改進[6?8]。

近年來，視覺傳達被廣泛應用在各個領域，基于視覺傳達，對產(chǎn)品設計目標顯著性定位系統(tǒng)開展設計[9]。通過對產(chǎn)品設計目標信息的顯著性特征提取，實現(xiàn)對產(chǎn)品設計目標信息的快速定位。

1? 系統(tǒng)設計

首先，搭建產(chǎn)品設計目標信息顯著性定位系統(tǒng)總體架構(gòu)，根據(jù)總體架構(gòu)，對系統(tǒng)硬件部分和軟件部分開展設計，以完成基于視覺傳達的產(chǎn)品設計目標信息顯著性定位系統(tǒng)設計，具體設計過程如下。

1.1? 系統(tǒng)總體架構(gòu)

基于視覺傳達的產(chǎn)品設計目標信息顯著性定位系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖1所示。

由圖1得，產(chǎn)品設計目標信息顯著性定位系統(tǒng)總體架構(gòu)由表現(xiàn)層、數(shù)據(jù)層、業(yè)務層和傳輸層組成。各個層次的具體功能如下：

1） 表現(xiàn)層：其是用戶與產(chǎn)品設計目標信息顯著性定位系統(tǒng)交互的界面，產(chǎn)品設計目標信息顯著性定位結(jié)果通過表現(xiàn)層展現(xiàn)給用戶[10]。JavaScript可以實現(xiàn)用戶與產(chǎn)品設計目標信息顯著性定位系統(tǒng)的動態(tài)交互功能，Mxgraph可以使界面以圖形化的形式展現(xiàn)出來。此外，表現(xiàn)層可以接收用戶的請求并做出響應。

2） 數(shù)據(jù)層：其是產(chǎn)品設計目標信息顯著性定位系統(tǒng)的存儲模塊，負責存儲產(chǎn)品設計目標信息顯著性特征數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)其他數(shù)據(jù)。

3） 業(yè)務層：主要通過提取目標信息中的顯著性特征數(shù)據(jù)對產(chǎn)品設計目標信息特征數(shù)據(jù)作處理，將數(shù)據(jù)存儲至數(shù)據(jù)層，定位結(jié)果傳輸至顯示層。

4） 傳輸層：通過傳感器得到產(chǎn)品設計目標信息信號后，通過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換信號，將轉(zhuǎn)換后的信號傳輸至業(yè)務層，對數(shù)據(jù)作處理。

1.2? 系統(tǒng)硬件設計

設計的基于視覺傳達的產(chǎn)品設計目標信息顯著性定位系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)主要包括服務器、傳感器、顯示器、數(shù)據(jù)存儲器、控制器、A/D轉(zhuǎn)換器等，其硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2中，通過傳感器獲取產(chǎn)品設計目標信息信號，獲取后，通過A/D轉(zhuǎn)換器將其轉(zhuǎn)換，通過數(shù)據(jù)控制器對產(chǎn)品設計目標信息的顯著性特征數(shù)據(jù)作處理[11]。將特征數(shù)據(jù)傳輸至用戶端，并將數(shù)據(jù)存儲至數(shù)據(jù)存儲器中，以備后續(xù)對產(chǎn)品設計目標信息的調(diào)取。其中，A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換流程如圖3所示。

1.3? 系統(tǒng)軟件設計

系統(tǒng)軟件的實現(xiàn)過程，即是對產(chǎn)品設計目標信息的顯著性特征的提取過程。采用視覺顯著性算法實現(xiàn)產(chǎn)品設計信息的特征提取[12?13]。通過對產(chǎn)品設計目標信息的亮度特征和顏色特征的提取，以快速實現(xiàn)對目標信息的定位，軟件的具體實現(xiàn)過程如下。

首先，提取產(chǎn)品設計目標信息的顯著性特征數(shù)據(jù)，其實現(xiàn)流程如圖4所示。

在提取過程中，對產(chǎn)品設計目標信息的顯著性特征信號作相應的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換函數(shù)公式如下：

[f（a）=A?f（x）] （1）

式中：[a]為轉(zhuǎn)換后的信號;[A]為轉(zhuǎn)換系數(shù);[x]為轉(zhuǎn)換之前的信號。

在提取產(chǎn)品設計目標信息顯著性特征的過程中，通過式（2）得到產(chǎn)品目標信息的亮度特征[L]：

[L=r+g+b3] （2）

式中，[r]，[g]，[b]分別表示產(chǎn)品設計目標信息的紅、綠、藍通道的對應值。

在對產(chǎn)品設計目標信息的顏色特征提取時，先對其亮度特征作歸一化處理，從顏色通道中生成各種顏色。以紅、藍兩種顏色特征為例，其顏色特征提取公式為：

[R=r-g+b2B=g+b2-g-b2-r] （3）

式中：[R]為紅色特征;[B]為藍色特征。通過式（2）、式（3），實現(xiàn)對產(chǎn)品設計目標信息的顯著性特征（亮度特征、顏色特征）提取。

對產(chǎn)品設計目標信息顯著性特征提取的部分執(zhí)行代碼如下：

scanning oledb con? ? ? ? ? ? //掃描產(chǎn)品設計目標信息

select form sheetn? ? //篩選產(chǎn)品設計目標信息的顯著性特征

ds=new data set? ? ? //提取產(chǎn)品設計目標信息的顯著性特征

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?//返回

通過上述代碼的執(zhí)行，得到產(chǎn)品設計目標信息的顯著性特征，將數(shù)據(jù)傳輸至用戶操作界面[13]，將產(chǎn)品設計目標信息的定位結(jié)果顯示在用戶界面，完成對產(chǎn)品設計目標信息的定位。

2? 實? 驗

采用提出的基于視覺傳達的產(chǎn)品設計目標信息顯著性定位系統(tǒng)，對產(chǎn)品設計目標信息的定位開展實驗。針對產(chǎn)品設計目標信息定位所需時間，與傳統(tǒng)的產(chǎn)品設計目標信息顯著性定位系統(tǒng)所需定位時間作比較。

2.1? 實驗過程

搭建實驗環(huán)境，部分實驗參數(shù)如表1所示。

表1? 實驗參數(shù)設置

[序號 項目 參數(shù) 1 操作系統(tǒng) Windows 7 2 計算機內(nèi)存 32 GB 3 處理器 四核 ]

在上述實驗環(huán)境下，以不同數(shù)量的產(chǎn)品設計目標信息（100，200，500，800，1 000，1 500，2 000）為例，采用提出的基于視覺傳達的產(chǎn)品設計目標信息顯著性定位系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的產(chǎn)品設計目標信息顯著性定位系統(tǒng)作比較，比較不同的產(chǎn)品設計目標信息定位系統(tǒng)所需定位時間。

2.2? 實驗結(jié)果分析

通過本設計系統(tǒng)、傳統(tǒng)的產(chǎn)品設計目標信息定位系統(tǒng)1和系統(tǒng)2，得到的產(chǎn)品設計目標信息所需定位時間對比結(jié)果如圖5所示。

從圖5中可以看出，隨著產(chǎn)品設計目標信息量的增加，三個產(chǎn)品設計目標信息定位系統(tǒng)的定位時間都有所增加。當產(chǎn)品設計目標信息量為100時，采用傳統(tǒng)系統(tǒng)1和系統(tǒng)2所需定位時間均在1.5～2 s之間，而采用本系統(tǒng)所需定位時間在0.5 s左右;當產(chǎn)品設計目標信息量達到2 000時，采用傳統(tǒng)系統(tǒng)1和系統(tǒng)2，其定位速度均在5.7 s以上，而采用本系統(tǒng)所需定位時間在2.3 s左右。通過對比發(fā)現(xiàn)，基于視覺傳達的系統(tǒng)，僅需提取產(chǎn)品設計目標信息的顯著性特征，即可定位到產(chǎn)品設計目標信息，顯著提高了產(chǎn)品設計目標信息的定位速度，減少了定位時間。

3? 結(jié)? 語

針對傳統(tǒng)的產(chǎn)品設計目標信息顯著性定位系統(tǒng)存在的定位速度慢的問題，基于視覺傳達，通過搭建系統(tǒng)總體架構(gòu)，設計系統(tǒng)硬件和軟件設計，實現(xiàn)了對產(chǎn)品設計目標信息顯著性定位系統(tǒng)的設計。通過對比實驗，驗證了提出的基于視覺傳達的產(chǎn)品設計目標信息顯著性定位系統(tǒng)所需定位時間更短，具有更快的定位速度。希望其可以為日后產(chǎn)品設計目標信息的定位研究提供一定的參考價值。

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