王成玥

摘? 要： 針對(duì)傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息定位系統(tǒng)存在定位時(shí)間長(zhǎng)的缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)一種基于視覺(jué)傳達(dá)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息顯著性定位系統(tǒng)。通過(guò)表現(xiàn)層、數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)層和傳輸層，搭建系統(tǒng)總體架構(gòu);通過(guò)服務(wù)器、傳感器、顯示器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、控制器、A/D轉(zhuǎn)換器，完成系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì);通過(guò)視覺(jué)顯著性算法，提取產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息的顯著性特征，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息的定位，完成系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。至此，完成基于視覺(jué)傳達(dá)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息顯著性定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，與傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息定位系統(tǒng)作比較，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用提出的基于視覺(jué)傳達(dá)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息顯著性定位系統(tǒng)，能更快速地完成對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息的定位。

關(guān)鍵詞： 產(chǎn)品設(shè)計(jì); 目標(biāo)定位; 系統(tǒng)設(shè)計(jì); 視覺(jué)傳達(dá); 特征提取; 對(duì)比驗(yàn)證

中圖分類(lèi)號(hào)： TN953?34; TP391? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)： 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(chǎng)經(jīng)濟(jì)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(chǎng)經(jīng)濟(jì)中站穩(wěn)腳跟。新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與開(kāi)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(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)工作[1?4]。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，獨(dú)特的產(chǎn)品設(shè)計(jì)能夠吸引消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)，并使消費(fèi)者在使用產(chǎn)品的過(guò)程中，對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)生信賴(lài)，最終成為該產(chǎn)品的忠實(shí)用戶(hù)[5]。在對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息定位時(shí)，能快速、準(zhǔn)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(shè)計(jì)目標(biāo)信息定位研究方法中，對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息定位時(shí)，存在定位速度較慢、所需定位時(shí)間長(zhǎng)的缺點(diǎn)，需要對(duì)其作進(jìn)一步改進(jìn)[6?8]。

近年來(lái)，視覺(jué)傳達(dá)被廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域，基于視覺(jué)傳達(dá)，對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)顯著性定位系統(tǒng)開(kāi)展設(shè)計(jì)[9]。通過(guò)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息的顯著性特征提取，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息的快速定位。

1? 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

首先，搭建產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息顯著性定位系統(tǒng)總體架構(gòu)，根據(jù)總體架構(gòu)，對(duì)系統(tǒng)硬件部分和軟件部分開(kāi)展設(shè)計(jì)，以完成基于視覺(jué)傳達(dá)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息顯著性定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)，具體設(shè)計(jì)過(guò)程如下。

1.1? 系統(tǒng)總體架構(gòu)

基于視覺(jué)傳達(dá)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)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(shè)計(jì)目標(biāo)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(wù)層和傳輸層組成。各個(gè)層次的具體功能如下：

1） 表現(xiàn)層：其是用戶(hù)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息顯著性定位系統(tǒng)交互的界面，產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息顯著性定位結(jié)果通過(guò)表現(xiàn)層展現(xiàn)給用戶(hù)[10]。JavaScript可以實(shí)現(xiàn)用戶(hù)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息顯著性定位系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)交互功能，Mxgraph可以使界面以圖形化的形式展現(xiàn)出來(lái)。此外，表現(xiàn)層可以接收用戶(hù)的請(qǐng)求并做出響應(yīng)。

2） 數(shù)據(jù)層：其是產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息顯著性定位系統(tǒng)的存儲(chǔ)模塊，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)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(wù)層：主要通過(guò)提取目標(biāo)信息中的顯著性特征數(shù)據(jù)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息特征數(shù)據(jù)作處理，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至數(shù)據(jù)層，定位結(jié)果傳輸至顯示層。

4） 傳輸層：通過(guò)傳感器得到產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息信號(hào)后，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換信號(hào)，將轉(zhuǎn)換后的信號(hào)傳輸至業(yè)務(wù)層，對(duì)數(shù)據(jù)作處理。

1.2? 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)的基于視覺(jué)傳達(dá)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息顯著性定位系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)主要包括服務(wù)器、傳感器、顯示器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(guò)傳感器獲取產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息信號(hào)，獲取后，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器將其轉(zhuǎn)換，通過(guò)數(shù)據(jù)控制器對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)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(hù)端，并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，以備后續(xù)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)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(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，即是對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息的顯著性特征的提取過(guò)程。采用視覺(jué)顯著性算法實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息的特征提取[12?13]。通過(guò)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息的亮度特征和顏色特征的提取，以快速實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)信息的定位，軟件的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下。

首先，提取產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息的顯著性特征數(shù)據(jù)，其實(shí)現(xiàn)流程如圖4所示。

在提取過(guò)程中，對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息的顯著性特征信號(hào)作相應(yīng)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(hào);[A]為轉(zhuǎn)換系數(shù);[x]為轉(zhuǎn)換之前的信號(hào)。

在提取產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息顯著性特征的過(guò)程中，通過(guò)式（2）得到產(chǎn)品目標(biāo)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(shè)計(jì)目標(biāo)信息的紅、綠、藍(lán)通道的對(duì)應(yīng)值。

在對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息的顏色特征提取時(shí)，先對(duì)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(lán)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(lán)色特征。通過(guò)式（2）、式（3），實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息的顯著性特征（亮度特征、顏色特征）提取。

對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)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(shè)計(jì)目標(biāo)信息

select form sheetn? ? //篩選產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息的顯著性特征

ds=new data set? ? ? //提取產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息的顯著性特征

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

通過(guò)上述代碼的執(zhí)行，得到產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息的顯著性特征，將數(shù)據(jù)傳輸至用戶(hù)操作界面[13]，將產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息的定位結(jié)果顯示在用戶(hù)界面，完成對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息的定位。

2? 實(shí)? 驗(yàn)

采用提出的基于視覺(jué)傳達(dá)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息顯著性定位系統(tǒng)，對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息的定位開(kāi)展實(shí)驗(yàn)。針對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息定位所需時(shí)間，與傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息顯著性定位系統(tǒng)所需定位時(shí)間作比較。

2.1? 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

搭建實(shí)驗(yàn)環(huán)境，部分實(shí)驗(yàn)參數(shù)如表1所示。

表1? 實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置

[序號(hào) 項(xiàng)目 參數(shù) 1 操作系統(tǒng) Windows 7 2 計(jì)算機(jī)內(nèi)存 32 GB 3 處理器 四核 ]

在上述實(shí)驗(yàn)環(huán)境下，以不同數(shù)量的產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息（100，200，500，800，1 000，1 500，2 000）為例，采用提出的基于視覺(jué)傳達(dá)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息顯著性定位系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息顯著性定位系統(tǒng)作比較，比較不同的產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息定位系統(tǒng)所需定位時(shí)間。

2.2? 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

通過(guò)本設(shè)計(jì)系統(tǒng)、傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息定位系統(tǒng)1和系統(tǒng)2，得到的產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息所需定位時(shí)間對(duì)比結(jié)果如圖5所示。

從圖5中可以看出，隨著產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息量的增加，三個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息定位系統(tǒng)的定位時(shí)間都有所增加。當(dāng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息量為100時(shí)，采用傳統(tǒng)系統(tǒng)1和系統(tǒng)2所需定位時(shí)間均在1.5～2 s之間，而采用本系統(tǒng)所需定位時(shí)間在0.5 s左右;當(dāng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息量達(dá)到2 000時(shí)，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(shí)間在2.3 s左右。通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，基于視覺(jué)傳達(dá)的系統(tǒng)，僅需提取產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息的顯著性特征，即可定位到產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息，顯著提高了產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息的定位速度，減少了定位時(shí)間。

3? 結(jié)? 語(yǔ)

針對(duì)傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息顯著性定位系統(tǒng)存在的定位速度慢的問(wèn)題，基于視覺(jué)傳達(dá)，通過(guò)搭建系統(tǒng)總體架構(gòu)，設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息顯著性定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了提出的基于視覺(jué)傳達(dá)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息顯著性定位系統(tǒng)所需定位時(shí)間更短，具有更快的定位速度。希望其可以為日后產(chǎn)品設(shè)計(jì)目標(biāo)信息的定位研究提供一定的參考價(jià)值。

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