[发明专利]一种基于全景视图的艺术设计方法和平台

权利要求书

1.一种基于全景视图的艺术设计方法，其特征在于，包括：

通过设计人员的录入收集设计人员的设计人员属性信息和设计人员的流派信息，并将设计人员的设计人员属性信息和设计人员的流派信息存储在设计人员数据库中；

存储设计人员的设计人员属性信息和该设计人员的流派信息；

根据设计人员录入的设计人员属性信息在设计人员数据库中存储的设计人员的设计人员属性信息进行查找，当在设计人员数据库中查找到与设计人员录入的设计人员属性信息相似度大于第一阈值的设计人员的设计人员属性信息时，在设计人员数据库中获取该设计人员的流派信息；

根据获取的设计人员的流派信息，在绘制图像数据库中进行查找，将与该设计人员的流派信息一致的绘制图像流派信息的绘制图像筛选出来，并以此进行罗列；

利用设计人员的网络设计日志基于隐性反馈进行设计人员全景拍摄影像设计行为特征的抽取；

以设计人员的全景拍摄影像设计次数p_f(u_i,vl_k)、全景拍摄影像设计时长p_d(u_i,vl_k)以及全景拍摄影像脚本全景拍摄影像中断脚本全景拍摄影像连续时长大于预设阈值次数p_pd(u_i,vl_k)的加权平均作为设计人员对绘制图像全景拍摄影像的评分，构建基于隐性反馈的评分矩阵，再以全景拍摄影像设计相似度及绘制图像设计相似度度量设计人员相似度，进而对给定设计人员采用基于隐性反馈的协同过滤推荐获取当前设计人员的推荐列表，并将当前设计人员的推荐列表作为备选全景拍摄影像集videoCandidates；

用设计人员的网络设计日志，挖掘设计人员的网络设计日志中蕴含的隐式反馈特征，筛选出全景拍摄影像设计类行为及绘制图像设计类行为，再选取全景拍摄影像设计时长、全景拍摄影像设计次数及全景拍摄影像设计脚本全景拍摄影像中断脚本全景拍摄影像连续时长大于预设阈值来表征设计人员的全景拍摄影像设计行为；

其中，全景拍摄影像设计类行为包括全景拍摄影像设计时长、全景拍摄影像设计脚本全景拍摄影像中断及全景拍摄影像学习脚本全景拍摄影像连续时长大于预设阈值；

全景拍摄影像设计次数表示设计人员对某全景拍摄影像的累计脚本全景拍摄影像设计次数与该全景拍摄影像被单个设计人员脚本全景拍摄影像设计的最大次数的比值p_f(u_i,vl_k)，即

其中，frequency(u_i,vl_k)表示用户u_i脚本全景拍摄影像设计全景拍摄影像vl_k的累计次数；

全景拍摄影像设计时长表示设计人员对某全景拍摄影像的累计脚本全景拍摄影像设计时长与该全景拍摄影像原始时长的比值p_d(u_i,vl_k)，即

其中，duration(u_i,vl_k)表示用户u_i脚本全景拍摄影像设计全景拍摄影像vl_k的累计时长；全景拍摄影像脚本全景拍摄影像中断脚本全景拍摄影像连续时长大于预设阈值次数表示设计人员对某全景拍摄影像的累计脚本全景拍摄影像中断、脚本全景拍摄影像连续时长大于预设阈值次数与该全景拍摄影像被单个设计人员脚本全景拍摄影像中断、脚本全景拍摄影像连续时长大于预设阈值的最大次数的比值p_pd(u_i,vl_k)，即

其中，pause(u_i,vl_k)表示用户u_i脚本全景拍摄影像中断vl_k的累计次数，continue(u_i,vl_k)表示用户u_i脚本全景拍摄影像连续时长大于预设阈值vl_k的累计次数；

构建绘制图像跨流派关联图谱；

利用绘制图像跨流派关联图谱计算绘制图像流派关联度；

利用用户行为的隐性特征，采用备选全景拍摄影像集，并结合绘制图像流派关联度为设计人员提供蕴含流派关联的跨绘制图像子图；

存储设计人员上传的绘制图像和该绘制图像所对应的绘制图像流派信息；

将绘制图像数据库中的绘制图像进行排列，同时，将绘制图像筛选模块罗列出来的绘制图像排列在其他绘制图像的前面；

将设计人员发布模块的排列好的绘制图像分发给设计人员进行显示；

当排列好的绘制图像最高排名的分数小于预设阈值时，采用全景拍摄影像进行绘图设计；

所述采用全景拍摄影像进行绘图设计包括图像拼接；

对设计人员的全景拍摄影像进行如下处理：实时采集多路高清全景拍摄影像数据用于全景拼接，对全景拍摄影像数据进行编码以方便后续的传输；将编码后的全景拍摄影像数据推送到服务器,使PC端能够通过浏览器实现全景拍摄影像的实时显示；

通过摄像头设备,获取输入图像数据,对输入图像进行去噪、曝光调整、畸变矫正预处理工作,为后续的图像配准做准备；

将在不同时间或者不同视角下获取的多幅图像,使用相关的图像配准算法对图像之间的重叠区域做处理,并计算用于将多幅图像变换到同一坐标系下的变换矩阵,实现空间位置对齐，将配准后的多幅图像,拼接成一幅完整的全景图像,并消除明显的拼接痕迹和黑影；

使用波的叠加原理绘制图像内容，进一步使用正余弦函数结合的方式，进行绘制图像内容表面受风力影响的起伏效果的模拟；

通过对绘制图像内容纤维的物理观察，当光线照射在毛绒状物体表面时，绘制图像内容的遮挡作用会使光线发生衰减，绘制图像内容之间又非常的密集，绘制图像内容与绘制图像内容之间会形成阴影遮挡造成绘制图像内容密集的地方光线难以渗透进去，最终形成了从绘制图像内容根部到发梢之间的阴影渐变；

采用下式来表示绘制图像内容的灰度效果：

I_a代表环境光强度，k_a表示环境光反射系数，α是环境光的层衰减系数,η表示高光和漫反射光到达当前层的剩余光照比率；其中层衰减系数α是由下式决定，

L_max表示为了生成绘制图像内容而创建的网格切片的总层数，L_cur代表当前层所处的层数；λ代表环境光的灰度比率，在绘制图像内容靠近皮肤一侧，衰减系数α取最小值，在最外层α取得最大值1；

通过记录设计人员浏览过的绘制图像的绘制图像流派信息，并将记录的各个绘制图像流派信息进行统计，并将统计出来的绘制图像流派信息按照数量的由多到少依次进行排序，得到设计人员浏览过的绘制图像流派信息的排列；

将设计人员监控模块得到的设计人员浏览过的绘制图像流派信息的排列，写入设计人员数据库中；

提取系统的时间；

达到设定的时间的时候，启动将设计人员浏览过的绘制图像流派信息的排列中的绘制图像流派信息与该设计人员的流派信息进行比对，当该设计人员的流派信息没有包含在设计人员浏览过的绘制图像流派信息的排列中时，将设计人员浏览过的绘制图像流派信息中数量最多的绘制图像流派信息作为设计人员的流派信息；

所述设计人员的设计人员属性信息包括设计人员ID和设计人员密码，在查找设计人员录入的设计人员属性信息和设计人员数据库中存储的设计人员的设计人员属性信息，当设计人员录入的设计人员属性信息的设计人员ID和设计人员密码与设计人员数据库中存储的设计人员的设计人员属性信息的设计人员ID和设计人员密码完全一致的时候，判断为设计人员录入的设计人员属性信息和设计人员数据库中存储的设计人员的设计人员属性信息一致；

将设计人员发布模块的排列好的绘制图像进行汇合，存储在缓存数据库中；

将绘制图像汇聚模块中的绘制图像在存储数据库中根据上传的时间进行排序；

将绘制图像排列模块中的绘制图像依次对设计人员进行显示；

具体的，通过设计人员对于绘制图像类型的录入得到设计人员录入的绘制图像流派信息；

对绘制图像汇聚模块中的绘制图像根据设计人员录入的绘制图像流派信息进行筛选，得到设计人员录入的绘制图像流派信息的绘制图像；

将排列筛选模块中得到的绘制图像显示给设计人员；

全景拍摄影像拼接流程首先对待拼接的图像使用ORB算法进行特征点提取,计算得到ORB特征向量,并基于特征向量之间的欧氏距离进行特征点的粗匹配,使用RANSAC算法进行特征向量的提纯以提高特征匹配的准确度；

根据提纯后的特征匹配集,估计出图像拼接所需的变换模型,即单应性矩阵,通过矩阵运算实现拼接图像的变换，基于最佳缝合线进行图像融合,将配准之后的图像拼接为一幅无明显拼接缝隙的全景图像。

2.一种基于全景视图的艺术设计平台，其特征在于，包括：

设计人员注册模块，通过设计人员的录入收集设计人员的设计人员属性信息和设计人员的流派信息，并将设计人员的设计人员属性信息和设计人员的流派信息存储在设计人员数据库中；

设计人员数据库，用于存储设计人员的设计人员属性信息和该设计人员的流派信息；

设计人员登录模块，根据设计人员录入的设计人员属性信息在设计人员数据库中存储的设计人员的设计人员属性信息进行查找，当在设计人员数据库中查找到与设计人员录入的设计人员属性信息一致的设计人员的设计人员属性信息时，在设计人员数据库中获取该设计人员的流派信息；

绘制图像筛选模块，根据设计人员登录模块获取的设计人员的流派信息，在绘制图像数据库中进行查找，将与该设计人员的流派信息一致的绘制图像流派信息的绘制图像筛选出来，并以此进行罗列；

利用设计人员的网络设计日志基于隐性反馈进行设计人员全景拍摄影像设计行为特征的抽取；

以设计人员的全景拍摄影像设计次数p_f(u_i,vl_k)、全景拍摄影像设计时长p_d(u_i,vl_k)以及全景拍摄影像脚本全景拍摄影像中断脚本全景拍摄影像连续时长大于预设阈值次数p_pd(u_i,vl_k)的加权平均作为设计人员对绘制图像全景拍摄影像的评分，构建基于隐性反馈的评分矩阵，再以全景拍摄影像设计相似度及绘制图像设计相似度度量设计人员相似度，进而对给定设计人员采用基于隐性反馈的协同过滤推荐获取当前设计人员的推荐列表，并将当前设计人员的推荐列表作为备选全景拍摄影像集videoCandidates；

用设计人员的网络设计日志，挖掘设计人员的网络设计日志中蕴含的隐式反馈特征，筛选出全景拍摄影像设计类行为及绘制图像设计类行为，再选取全景拍摄影像设计时长、全景拍摄影像设计次数及全景拍摄影像设计脚本全景拍摄影像中断脚本全景拍摄影像连续时长大于预设阈值来表征设计人员的全景拍摄影像设计行为；

其中，全景拍摄影像设计类行为包括全景拍摄影像设计时长、全景拍摄影像设计脚本全景拍摄影像中断及全景拍摄影像学习脚本全景拍摄影像连续时长大于预设阈值；

全景拍摄影像设计次数表示设计人员对某全景拍摄影像的累计脚本全景拍摄影像设计次数与该全景拍摄影像被单个设计人员脚本全景拍摄影像设计的最大次数的比值p_f(u_i,vl_k)，即

其中，frequency(u_i,vl_k)表示用户u_i脚本全景拍摄影像设计全景拍摄影像vl_k的累计次数；

全景拍摄影像设计时长表示设计人员对某全景拍摄影像的累计脚本全景拍摄影像设计时长与该全景拍摄影像原始时长的比值p_d(u_i,vl_k)，即

其中，duration(u_i,vl_k)表示用户u_i脚本全景拍摄影像设计全景拍摄影像vl_k的累计时长；全景拍摄影像脚本全景拍摄影像中断脚本全景拍摄影像连续时长大于预设阈值次数表示设计人员对某全景拍摄影像的累计脚本全景拍摄影像中断、脚本全景拍摄影像连续时长大于预设阈值次数与该全景拍摄影像被单个设计人员脚本全景拍摄影像中断、脚本全景拍摄影像连续时长大于预设阈值的最大次数的比值p_pd(u_i,vl_k)，即

其中，pause(u_i,vl_k)表示用户u_i脚本全景拍摄影像中断vl_k的累计次数，continue(u_i,vl_k)表示用户u_i脚本全景拍摄影像连续时长大于预设阈值vl_k的累计次数；

构建绘制图像跨流派关联图谱；

利用绘制图像跨流派关联图谱计算绘制图像流派关联度；

利用用户行为的隐性特征，采用备选全景拍摄影像集，并结合绘制图像流派关联度为设计人员提供蕴含流派关联的跨绘制图像子图；

绘制图像数据库，用于存储设计人员上传的绘制图像和该绘制图像所对应的绘制图像流派信息；

设计人员发布模块，将绘制图像数据库中的绘制图像进行排列，同时，将绘制图像筛选模块罗列出来的绘制图像排列在其他绘制图像的前面；

设计人员显示模块，将设计人员发布模块的排列好的绘制图像分发给设计人员进行显示；

全景绘制模块，当排列好的绘制图像最高排名的分数小于预设阈值时，采用全景拍摄影像进行绘图设计；

所述采用全景拍摄影像进行绘图设计包括图像拼接；

对设计人员的全景拍摄影像进行如下处理：实时采集多路高清全景拍摄影像数据用于全景拼接，对全景拍摄影像数据进行编码以方便后续的传输；将编码后的全景拍摄影像数据推送到服务器,使PC端能够通过浏览器实现全景拍摄影像的实时显示；

通过摄像头设备,获取输入图像数据,对输入图像进行去噪、曝光调整、畸变矫正预处理工作,为后续的图像配准做准备；

将在不同时间或者不同视角下获取的多幅图像,使用相关的图像配准算法对图像之间的重叠区域做处理,并计算用于将多幅图像变换到同一坐标系下的变换矩阵,实现空间位置对齐，将配准后的多幅图像,拼接成一幅完整的全景图像,并消除明显的拼接痕迹和黑影；

使用波的叠加原理绘制图像内容，进一步使用正余弦函数结合的方式，进行绘制图像内容表面受风力影响的起伏效果的模拟；

通过对绘制图像内容纤维的物理观察，当光线照射在毛绒状物体表面时，绘制图像内容的遮挡作用会使光线发生衰减，绘制图像内容之间又非常的密集，绘制图像内容与绘制图像内容之间会形成阴影遮挡造成绘制图像内容密集的地方光线难以渗透进去，最终形成了从绘制图像内容根部到发梢之间的阴影渐变；

采用下式来表示绘制图像内容的灰度效果：

I_a代表环境光强度，k_a表示环境光反射系数，α是环境光的层衰减系数,η表示高光和漫反射光到达当前层的剩余光照比率；其中层衰减系数α是由下式决定；

L_max表示为了生成绘制图像内容而创建的网格切片的总层数，L_cur代表当前层所处的层数；λ代表环境光的灰度比率，在绘制图像内容靠近皮肤一侧，衰减系数α取最小值，在最外层α取得最大值1；

设计人员监控模块，通过记录设计人员浏览过的绘制图像的绘制图像流派信息，并将记录的各个绘制图像流派信息进行统计，并将统计出来的绘制图像流派信息按照数量的由多到少依次进行排序，得到设计人员浏览过的绘制图像流派信息的排列；

设计人员修改模块，将设计人员监控模块得到的设计人员浏览过的绘制图像流派信息的排列，写入设计人员数据库中；所述设计人员修改模块包括：

计时模块，设计人员提取系统的时间；

改写模块，将设计人员浏览过的绘制图像流派信息的排列中的绘制图像流派信息与该设计人员的流派信息进行比对，当该设计人员的流派信息没有包含在设计人员浏览过的绘制图像流派信息的排列中时，将设计人员浏览过的绘制图像流派信息中数量最多的绘制图像流派信息作为设计人员的流派信息；

输出模块，达到设定的时间的时候，启动改写模块；所述设计人员的设计人员属性信息包括设计人员ID和设计人员密码，在查找设计人员录入的设计人员属性信息和设计人员数据库中存储的设计人员的设计人员属性信息，当设计人员录入的设计人员属性信息的设计人员ID和设计人员密码与设计人员数据库中存储的设计人员的设计人员属性信息的设计人员ID和设计人员密码完全一致的时候，判断为设计人员录入的设计人员属性信息和设计人员数据库中存储的设计人员的设计人员属性信息一致；所述设计人员显示模块包括：

绘制图像汇聚模块，将设计人员发布模块的排列好的绘制图像进行汇合，存储在缓存数据库中；

绘制图像排列模块，将绘制图像汇聚模块中的绘制图像在存储数据库中根据上传的时间进行排序；

绘制图像显示模块，将绘制图像排列模块中的绘制图像依次对设计人员进行显示；

所述绘制图像显示模块包括：

设计人员选择模块，通过设计人员对于绘制图像类型的录入得到设计人员录入的绘制图像流派信息；

排列筛选模块，对绘制图像汇聚模块中的绘制图像根据设计人员录入的绘制图像流派信息进行筛选，得到设计人员录入的绘制图像流派信息的绘制图像；

显示输出模块，将排列筛选模块中得到的绘制图像显示给设计人员；

全景拍摄影像拼接流程首先对待拼接的图像使用ORB算法进行特征点提取,计算得到ORB特征向量,并基于特征向量之间的欧氏距离进行特征点的粗匹配,使用RANSAC算法进行特征向量的提纯以提高特征匹配的准确度；

根据提纯后的特征匹配集,估计出图像拼接所需的变换模型,即单应性矩阵,通过矩阵运算实现拼接图像的变换，基于最佳缝合线进行图像融合,将配准之后的图像拼接为一幅无明显拼接缝隙的全景图像。