基于視覺傳達的產品設計目標信息顯著性 定位系統設計

王成玥

摘? 要： 針對傳統的產品設計目標信息定位系統存在定位時間長的缺點，設計一種基于視覺傳達的產品設計目標信息顯著性定位系統。通過表現層、數據層、業務層和傳輸層，搭建系統總體架構;通過服務器、傳感器、顯示器、數據存儲器、控制器、A/D轉換器，完成系統硬件設計;通過視覺顯著性算法，提取產品設計目標信息的顯著性特征，實現對產品設計目標信息的定位，完成系統軟件設計。至此，完成基于視覺傳達的產品設計目標信息顯著性定位系統設計。通過對比實驗，與傳統的產品設計目標信息定位系統作比較，實驗結果表明，采用提出的基于視覺傳達的產品設計目標信息顯著性定位系統，能更快速地完成對產品設計目標信息的定位。

關鍵詞： 產品設計; 目標定位; 系統設計; 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

在市場經濟環境下，企業必須不斷更新迭代自己的產品才能在市場經濟中站穩腳跟。新產品的設計與開發是企業生存與發展的根本，這就需要做好新產品的設計與開發工作[1?4]。在產品設計中，獨特的產品設計能夠吸引消費者購買，并使消費者在使用產品的過程中，對產品產生信賴，最終成為該產品的忠實用戶[5]。在對產品設計目標信息定位時，能快速、準確地得到其定位結果具有非常重要的意義。然而，在現有的產品設計目標信息定位研究方法中，對產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，對產品設計目標顯著性定位系統開展設計[9]。通過對產品設計目標信息的顯著性特征提取，實現對產品設計目標信息的快速定位。

1? 系統設計

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

1.1? 系統總體架構

基于視覺傳達的產品設計目標信息顯著性定位系統總體架構如圖1所示。

由圖1得，產品設計目標信息顯著性定位系統總體架構由表現層、數據層、業務層和傳輸層組成。各個層次的具體功能如下：

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

2） 數據層：其是產品設計目標信息顯著性定位系統的存儲模塊，負責存儲產品設計目標信息顯著性特征數據以及系統其他數據。

3） 業務層：主要通過提取目標信息中的顯著性特征數據對產品設計目標信息特征數據作處理，將數據存儲至數據層，定位結果傳輸至顯示層。

4） 傳輸層：通過傳感器得到產品設計目標信息信號后，通過A/D轉換器轉換信號，將轉換后的信號傳輸至業務層，對數據作處理。

1.2? 系統硬件設計

設計的基于視覺傳達的產品設計目標信息顯著性定位系統的硬件結構主要包括服務器、傳感器、顯示器、數據存儲器、控制器、A/D轉換器等，其硬件結構如圖2所示。

圖2中，通過傳感器獲取產品設計目標信息信號，獲取后，通過A/D轉換器將其轉換，通過數據控制器對產品設計目標信息的顯著性特征數據作處理[11]。將特征數據傳輸至用戶端，并將數據存儲至數據存儲器中，以備后續對產品設計目標信息的調取。其中，A/D轉換器的轉換流程如圖3所示。

1.3? 系統軟件設計

系統軟件的實現過程，即是對產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產品設計信息的特征提取[12?13]。通過對產品設計目標信息的亮度特征和顏色特征的提取，以快速實現對目標信息的定位，軟件的具體實現過程如下。

首先，提取產品設計目標信息的顯著性特征數據，其實現流程如圖4所示。

在提取過程中，對產品設計目標信息的顯著性特征信號作相應的轉換，轉換函數公式如下：

[f（a）=A?f（x）] （1）

式中：[a]為轉換后的信號;[A]為轉換系數;[x]為轉換之前的信號。

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

[L=r+g+b3] （2）

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

在對產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），實現對產品設計目標信息的顯著性特征（亮度特征、顏色特征）提取。

對產品設計目標信息顯著性特征提取的部分執行代碼如下：

scanning oledb con? ? ? ? ? ? //掃描產品設計目標信息

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

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

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

通過上述代碼的執行，得到產品設計目標信息的顯著性特征，將數據傳輸至用戶操作界面[13]，將產品設計目標信息的定位結果顯示在用戶界面，完成對產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品設計目標信息顯著性定位系統，對產品設計目標信息的定位開展實驗。針對產品設計目標信息定位所需時間，與傳統的產品設計目標信息顯著性定位系統所需定位時間作比較。

2.1? 實驗過程

搭建實驗環境，部分實驗參數如表1所示。

表1? 實驗參數設置

[序號 項目 參數 1 操作系統 Windows 7 2 計算機內存 32 GB 3 處理器 四核 ]

在上述實驗環境下，以不同數量的產品設計目標信息（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品設計目標信息顯著性定位系統，與傳統的產品設計目標信息顯著性定位系統作比較，比較不同的產品設計目標信息定位系統所需定位時間。

2.2? 實驗結果分析

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

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

3? 結? 語

針對傳統的產品設計目標信息顯著性定位系統存在的定位速度慢的問題，基于視覺傳達，通過搭建系統總體架構，設計系統硬件和軟件設計，實現了對產品設計目標信息顯著性定位系統的設計。通過對比實驗，驗證了提出的基于視覺傳達的產品設計目標信息顯著性定位系統所需定位時間更短，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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