圖像版式信息識別APP功能設計

張曉彤 李海軍 邢明洋 戴佳楠 王凱

摘要：版式設計是平面設計工作的重要環節，目前市面上多數APP產品只能進行文字識別，忽略了圖像版式本身所傳達的重要信息。本文針對上述問題，對具備版式分析功能的APP進行設計，首先以獲得高質量，穩定版式素材為目的，對攝像頭傳感器，補光系統及光學鏡片等提出要求，在此基礎之上對軟件的主要功能進行設計，最后對軟件內在邏輯關系進行優化。本文將為實現版式設計信息數字化提供一種可行路徑。

引言

版面設計是一種視覺傳達的語言，通過對所需傳達的信息進行排列、優化組合，實現信息更為快捷、迅速、準確的傳達，并在傳達中獲得視覺美感和心理愉悅感[1]。受到現代設計新思想、新觀念的影響，版式設計的應用范圍越來越廣，在傳達信息的同時，也在傳達新的思想和理念，多元化與視覺化成為版式設計的兩大特點[2-3]。

設計師在進行平面設計排版時，需要具備一定的理論基礎，并以此確定大致方向和目標，通過不斷地對優化設計，逐步形成成功的作品[4]。然而，平面設計方案瞬息萬變，各具特色，設計理論發展迅速。如何抓住平面設計的精髓成為設計師自身發展的重要條件。

盡管版式設計是平面設計工作的重要環節，但目前市面上多數APP產品只能進行文字識別，忽略了圖像版式本身所傳達的重要信息。本文針對上述問題進行研究，成果將為實現版式設計信息數字化提供一種可行路徑。

1.硬件設計

1.1傳感器種類

攝像頭傳感器按其實現技術工藝分為CCD傳感器和CMOS傳感器[5]。其中CCD傳感器成像質量好由于CMOS傳感器，但制造工藝復雜，成本高。在相同傳感器分辨率條件下，CMOS類傳感器價格比CCD類傳感器便宜。隨著半導體工藝進步，逐漸拉近了與CCD傳感器之間的差距。

目前，以CMOS傳感器為攝像頭主要部件的手機已成為主流，CMOS傳感器技術已經能夠滿足本圖像辦事信息識別系統的需求。

1.2補光系統

照度是測量光強度的單位，若物體所處環境的天然光線或環境光線不能滿足光傳感器對臨界光照強度需求，就需要采用人工光源進行補光，這就是閃光燈的作用[6]。

然而，不同類型的閃光燈具備不同的色彩光譜，采用其進行照片補光，可能會使裝片的色彩發生偏移。手機閃光燈一般采用LED光源，光譜中存在大量的藍色光線，這就需要在后續的圖像處理中給與白平衡矯正[7]。

1.3光學鏡片

畸變是指光線通過光學系統時透射鏡頭的邊緣部分和中心部分的放大倍率不一樣導致[8]。對于圖像版式信息識別系統而言，畸變帶來的危害較大。然而當前手機往往只具備單一的廣角鏡頭，其在圖像畸變方面更為不利，因此需要在后續的圖片處理中給以糾正。

綜上所述，攝像頭作為版式設計分析軟件獲取外界環境信息的首要途徑，其應具備良好的色彩還原性以及圖片抗畸變性能。

2.圖像辦事信息識別系統功能設計

2.1軟件功能分析

（1）圖片編輯功能設計，能夠對采取攝像功能獲得的圖片進行互動操作。①可根據用戶對光源種類及色溫的選擇，校準圖像白平衡，還原色彩設計初衷。②可對圖片進行邊緣畸變矯正，能夠對不同角度拍攝的圖片進行校準，使后期獲得的版式設計關系更為準確。③可對圖片進行邊緣裁切，限制分析區域。

（2）版式分析功能設計，能夠通過交互式操作，對圖片版式進行智能識別，獲得設計版式信息。其功能包括以下幾個方面：①實現版面識別，通過交互操作實現版面比例標定及矩形單元繪制，確定素材主要元素。②實現版面分析，對圖、表、字的位置關系，比例特征，形狀模式，色彩特色，并將獲得的版式信息數字化。③根據版式要素信息，解析視覺引導線。上述過程可以在交互中促進AI學習，提升AI分析能力與速度。

2.2功能邏輯結構設計

邏輯一般體現在對內容的分組上，良好的邏輯關系不僅給設計師帶來更好的操作體驗，同時也能使設計師的思維更為清晰，更好的把握設計靈感。本軟件的主要功能邏輯結構關系如下：

第一步，外環境圖像攝取及矯正。與用戶通過主動激活APP軟件，開啟攝像功能，獲取需要分析的版式圖像。然后通過畸變矯正，環境補光特性矯正實現素材獲取。

第二步，圖像標定。分析被攝對象的主色、輔助色，標記主體。通過與用戶互動實現素材元素分析，為版式分析進行準備。

第三步，版式分析。本板塊為本軟件的核心，其通過圖像標定獲得的元素之間的位置關系，面積比例關系等，分析計算素材版式信息。內容包括版面圖、表、字的位置關系，比例特征，形狀模式，色彩特色等信息，分析中的交互過程可對AI系統進行訓練。

第四步，云存儲及版式發表。對于建立云端賬戶的APP用戶，課將自己的圖像版式分析結果云端保存，也可以在社區中發表自己的版式分析結果。

3.結語

版式設計是平面設計工作的重要環節，本文著重設計了基于手機APP的圖像版式信息獲取系統。詳細闡述了如何通過APP功能實現版式素材的獲取、分析及存儲等功能，以及軟件內在邏輯結構。本文可作為類似功能APP開發設計參考之用。

參考文獻：

[1]謝石城.版式設計中的閱讀與審美[J].文藝爭鳴，2020（1）：196-200.

[2]馬可欣，劉洋.文字與版式設計[M].北京：清華大學出版社，2018.

[3]林鸰，李一墨.現代版式設計特征分析及創新趨勢研究[J].藝術科技，2016（9）：284.

[4]陳曉.基于視覺設計師崗位實際需求的課程探析[J].新課程研究（中旬），2018（2）：44-46.

[5]馬華東，陶丹.多媒體傳感器網絡及其研究進展[J].軟件學報，2006（09）：2013-2028

[6]郭珮瑤，蒲志遠，馬展.多相機系統：成像增強及應用[J].激光與光電子學進展，2021，58（18）：1811013.

[7]劉選福.藍光光譜寬度及熒光粉配比對白光性能的影響研究[D].大連：大連工業大學，2017.

[8]董永圣，叢京洲，李艷紅，等.超薄高清手機鏡頭光學系統設計[J].長春理工大學學報（自然科學版），2017，40（4）：33-37.

基金項目：項目：遼寧省大學生創新訓練項目”版式嗖叭”（編號：2021101480090）。