基于用戶體驗效果的平面視覺傳達設計研究

李晨

摘? 要： 為了提升平面設計的用戶體驗效果，提出基于用戶體驗效果的平面視覺傳達設計方法。采用計算機視覺成像技術進行平面視覺傳達的圖像信息采樣，結合邊緣輪廓提取的方法進行平面視覺傳達設計的圖像輪廓檢測，提取平面視覺圖像的多尺度局部結構特征信息。根據用戶體驗效果的需求進行平面視覺傳達設計過程中的邊界特征檢測和多層次結構分解。通過相鄰像素信息融合的方法進行平面視覺傳達設計的低層視覺結構重構，建立平面視覺設計圖像的用戶體驗效果評價模型。根據用戶體驗效果，實現平面視覺傳達設計優化。仿真測試結果表明，采用該方法進行平面視覺傳達設計的用戶體驗效果較好，視覺傳達能力較強，提高了平面視覺傳達的設計效果。

關鍵詞： 用戶體驗效果; 平面視覺傳達; 圖像信息采樣; 局部結構特征; 邊緣輪廓; 多層次結構分解

中圖分類號： TN911.73?34; TP181? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼： A? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號： 1004?373X（2020）11?0111?04

Research on graphic visual communication design based on user experience effect

LI Chen

（Jinzhong University， Jinzhong 030600， China）

Abstract： In order to improve the user experience effect of graphic design， a graphic visual communication design method based on user experience effect is proposed. The computer vision imaging technology is used to sample the image information communicated by graphic vision. The edge outline extraction method is used to detect the image profile of graphic vision communication design and extract the multi?scale local structure feature information of graphic visual image. The boundary feature detection and multi?level structure decomposition in the process of graphic visual communication design are carried out according to the needs of user experience effect. The method of adjacent pixel information fusion is used to reconstruct the low?level visual structure of graphic visual communication design and establish the user experience effect evaluation model of graphic visual design image. The graphic visual communication design is optimized according to the user experience effect. The simulation results show that the user experience effect of graphic visual communication design obtained with the proposed method is better and the visual communication performance of the proposed method is more excellent， which improves the effect of graphic visual communication design.

Keywords： user experience effect; graphic vision communication; image information sampling; local structural feature; edge profile; multi?level structure decomposition

0? 引? 言

在平面藝術設計中，需要結合用戶體驗效果進行平面設計中的視覺信息傳達，提高平面設計的針對性和表達能力，提升平面設計視覺審美元素的表現能力。通過計算機視覺圖像處理技術，進行平面設計視覺審美元素的多維信息特征分析，采用計算機圖像圖形處理方法進行平面視覺傳達設計，提高平面視覺傳達的效果和用戶的體驗效果。相關的平面視覺傳達設計方法研究在藝術設計中具有重要意義[1]。平面設計又稱“視覺傳達設計”，通過平面設計，將文字、圖像、色彩等藝術元素特征進行多維信息融合和特征重建，建立平面視覺傳達設計的多維信息分布式重構模型，基于用戶的體驗效果，使平面設計突破空間的限制，提高平面設計的全方位和多元化的視覺傳遞能力[2]。本文提出基于用戶體驗效果的平面視覺傳達設計方法。首先進行平面視覺傳達的圖像采樣分析;然后進行平面視覺傳達設計的特征提取和視覺信息重構，根據用戶體驗效果，實現平面視覺傳達設計;最后進行仿真實驗分析，展示了本文方法在提高平面視覺傳達設計效果方面的優越性能。

1? 平面視覺傳達的圖像分析

1.1? 圖像信息采樣

為了實現基于用戶體驗效果的平面視覺傳達設計，首先需要結合平面設計視覺圖像的審美特征進行用戶體驗效果分析，建立平面視覺傳達設計的圖像信息采樣模型，對平面設計視覺圖像的審美元素進行多維化特征重構處理。采用邊緣結構化特征提取的方法進行圖像采樣和特征重構[3]，得到平面視覺傳達設計的像素信息為：

[I（x）=J（x）t（x）+A（1-t（x））] （1）

計算平面設計視覺圖像每個像素的直方圖，采用直方圖均衡化處理的方法，建立平面設計視覺的特征空間分布模型，根據圖像的平均梯度與信息熵進行平面視覺傳達的空間特征加權[4]，得到平面視覺傳達設計的圖像信息采樣模型，定義為：

[minimize f（x）， x=（x1，x2，…，xn）∈Rns.t. gj（x）≤0，? ? j=1，2，…，lhj（x）=0，? ? j=l+1，…，p] （2）

采用圖像加權融合方法構建平面視覺傳達設計的圖像特征向量融合模型[5]，得到平面設計視覺傳達的信息輸出特征集為：

[L=Jw，e-i=1NaiwTφxi+b+ei-yi] （3）

以像素[x]為中心的局部鄰域，進行平面設計中的用戶體驗審美元素多維化表達。采用模板匹配技術[6]得到在像素模板[m×n]中的平面視覺傳達設計的像素三顏色通道表述為：

[Iifx，y=I?Gx，y，σi] （4）

[Iivx，y=I?stdfiltx，y，wi] （5）

[Sgifx，y=-logPifx，y] （6）

[Sgivx，y=-logPivx，y] （7）

式中[Gx，y，σi]表示空間鄰近度特征分布函數，在各梯度方向上進行3×3模板匹配。

采用計算機視覺成像技術進行平面視覺傳達的圖像信息采樣，結合邊緣輪廓提取的方法進行平面視覺傳達設計的圖像輪廓檢測[7]。

1.2? 平面視覺傳達圖像輪廓檢測

在上述進行圖像樣本采樣的基礎上，提取平面視覺圖像的多尺度局部結構特征信息，根據用戶體驗效果的需求進行平面視覺傳達設計過程中的邊界特征檢測和多層次結構分解。采用結構化的審美元素多維化特征重構方法，進行平面視覺傳達的三維重建。采用場景表面陰影與透射率局部融合的方法，提高圖像空間視覺的表現能力[8]。采用直方圖均衡化處理的技術，得到圖像輪廓特征檢測描述：

[L={mii∈S}mi=ai1，ai2，ai3，bi1，bi2，bi3，ci1，ci2，ci3T]? （8）

根據平面視覺傳達過程中的細節信息進行圖像的美術元素提取[9]，結合多尺度的小波特征分解方法，得到適應度函數：

[fitness（x）=f（x）， feasible1+rG（x）， otherwise] （9）

采用徑向紋理特征模型進行平面視覺傳達設計，利用高斯過程的性質進行聯合加權，得到空間加權的函數族[ψa，b]，由[ψ（t）]經過紋理特征分解，得到平面視覺傳達設計的輪廓形狀為：

[ψa，b（t）=1aψt-ba] （10）

式中[U（a，b）]是Euclidean距離。

得到平面設計的目標先驗形狀特征為：

[c=j=1mP（z（k）mj（k）， zk-1）P（mj（k）zk-1）=j=1mΛj（k）cj]? （11）

根據統計學分析方法，建立圖像視覺輪廓檢測模型，平面設計的圖像輪廓特征檢測輸出為：

[M=i=1nmin（P1（i），P2（i））j=1nmax（P1（j），P2（j））]? （12）

式中[P1]和[P2]分別是鄰域內像素點的一階和二階適應度函數[10]。

根據上述分析進行平面視覺傳達圖像輪廓檢測，根據檢測結果進行平面視覺傳達設計。

2? 平面視覺傳達設計優化

2.1? 用戶體驗效果的多層次結構分解

根據用戶體驗效果的需求進行平面視覺傳達設計過程中的邊界特征檢測和多層次結構分解，通過相鄰像素信息融合的方法進行平面視覺傳達設計的低層視覺結構重構。提出基于用戶體驗效果的平面視覺傳達設計，以輪廓邊緣最遠的點作為中心像素點，進行圖像尺度分解。根據平面設計的審美元素特征分布，進行三維信息重構[11]，得到三維信息分布特征點[i]的鄰域[Ni]：

[Ni={i∈S[dist（i，i）]2≤r，i≠i}]? （13）

在平面設計中，根據視覺傳達圖像的白平衡特征，進行三維特征映射，建立平面視覺圖像的色差融合模型。采用模板匹配和三維信息重建的方法，進行圖像融合[12]，用[dist（i，i）]來描述中心點誤差的偏移量，建立平面設計視覺鄰域分布式重構模型[13]，在灰度像素點的分布區域內，以[r]為覆蓋半徑，進行平面視覺傳達的色差融合處理，得到多重色差層次結構分解模型為：

[Ri=1γij∈Ωgjd（i-j2）l（gi-gj1） ]? （14）

對中心點誤差進行模糊約束補償控制，并為先驗概率提供似然概率，得到平面視覺傳達設計的模型化結構分布為：

[fs，τ（t）=sf（s（t-τ））]? （15）

根據用戶體驗效果的需求進行平面視覺傳達設計過程中的邊界特征檢測，用戶體驗效果的多層次結構分解結果為：

[fi（t）=Kt0-t，t≤T2]? （16）

式中：[K=TfmaxfminB]，[fmin，fmax]分別為最小和最大采樣頻率;[t0=f0TB]，[f0]表示平面視覺信息采樣的初始頻率。根據用戶體驗效果的多層次結構分解結果，進行平面視覺傳達設計的效果評價[14]。

2.2? 平面視覺傳達設計的用戶體驗效果評價

通過相鄰像素信息融合的方法進行平面視覺傳達設計的低層視覺結構重構，建立平面視覺設計圖像的用戶體驗效果評價模型，得到用戶體驗效果的優化適應度函數為：

[fitness（x）=f（x）+（Ct）αj=1pGβj（x）]? （17）

根據訓練集中的觀測值進行平面視覺傳達設計的尋優控制，用戶體驗效果的評價集表示為：

[miny=f（x）=（f1（x），f2（x），…，fm（x））]? ?（18）

式中：[x=（x1，x2，…，xn）∈X][?][Rn]為用戶體驗效果評價的初始值向量，[X]為優化控制決策函數;[y∈Y?Rm]為平面設計審美元素特征差異性融合特征量，[Y]為平面設計審美元素特征分布集。

根據平面視覺傳達元素的多維化重構信息疊加值[15]，得到平面視覺傳達設計的均勻遍歷分布為：

[Gj（x）=max0，gj（x），1≤j≤lmax0，hj（x）-δ， l+1≤j≤p]? （19）

在多維化的平面設計模型中，得到自適應權重分布向量為[umn=LmnL-1]，[L=max（Lmn）]，根據平面形狀、大小、色彩的變化，得到優化平面視覺傳達的傳遞函數為：

[G（x）=j=1pGj（x）]? （20）

根據平面設計的藝術結構信息，進行視覺審美元素多維化重構。根據重構結果，基于用戶體驗效果，實現平面視覺傳達設計。

3? 仿真實驗與結果分析

將平面視覺傳達設計的仿真實驗建立在Matlab 7實驗平臺中。原始的平面視覺傳達圖像采樣的像素集為500[×]500的JPEG圖像，分塊模板匹配值為[25×25]，灰度鄰域分布閾值為[ε]=1.0，平均灰度值設定為[F=]24 Pixel，視覺成像的光圈大小為14 mm。根據上述仿真環境和參數設定，進行平面視覺傳達設計，得到平面視覺傳達設計的初始輪廓如圖1所示。

根據初始邊緣輪廓檢測結果建立平面視覺設計圖像的用戶體驗效果評價模型，根據用戶體驗效果，實現平面視覺傳達設計，經過多次迭代，得到的設計效果如圖2所示。

分析圖2得知，采用本文方法進行平面視覺傳達設計，經過多次迭代后，具有很好的用戶體驗效果。測試設計的輸出峰值信噪比和時間開銷，得到對比結果見表1，分析得知，本文方法進行平面視覺傳達設計的峰值信噪比較高，且運算時間較短，說明設計的效果較好。

4? 結? 語

本文提出基于用戶體驗效果的平面視覺傳達設計方法。采用計算機圖像圖形處理方法，進行平面視覺傳達設計，提高平面視覺傳達的效果和用戶的體驗效果。建立平面設計視覺的特征空間分布模型，根據圖像的平均梯度與信息熵，進行平面視覺傳達的空間特征加權，以輪廓邊緣最遠的點作為中心像素點，進行圖像尺度分解，根據用戶體驗效果，實現平面視覺傳達設計優化。測試得知，采用該方法進行平面視覺傳達設計的用戶體驗效果較好，峰值信噪比較高，時間開銷較小，提高了平面視覺傳達設計效果。

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