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(huán)節(jié)，目前市面上多數(shù)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(wěn)定版式素材為目的，對攝像頭傳感器，補光系統(tǒng)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(yōu)化。本文將為實現(xiàn)版式設計信息數(shù)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(yōu)化組合，實現(xiàn)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(xiàn)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(yōu)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(fā)展迅速。如何抓住平面設計的精髓成為設計師自身發(fā)展的重要條件。

盡管版式設計是平面設計工作的重要環(huán)節(jié)，但目前市面上多數(shù)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(xiàn)版式設計信息數(shù)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(xiàn)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(tǒng)的需求。

1.2補光系統(tǒng)

照度是測量光強度的單位，若物體所處環(huán)境的天然光線或環(huán)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(fā)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(xù)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(tǒng)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(tǒng)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(xù)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(huán)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(tǒng)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(qū)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(xiàn)版面識別，通過交互操作實現(xiàn)版面比例標定及矩形單元繪制，確定素材主要元素。②實現(xiàn)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(shù)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(xiàn)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(huán)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(huán)境補光特性矯正實現(xiàn)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(xiàn)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(tǒng)進行訓練。

第四步，云存儲及版式發(fā)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(qū)中發(fā)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(huán)節(jié)，本文著重設計了基于手機APP的圖像版式信息獲取系統(tǒng)。詳細闡述了如何通過APP功能實現(xiàn)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(fā)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(xiàn)代版式設計特征分析及創(chuàng)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(tǒng)：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(yè)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(tǒng)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(chuàng)新訓練項目”版式嗖叭”（編號：2021101480090）。