王永強(qiáng) 韓磊

關(guān)鍵詞： 文本驅(qū)動; 動畫素材; 自動檢索; 特征提取; 圖像質(zhì)量; 系統(tǒng)設(shè)計

中圖分類號： TN911.73?34; TP391.3 ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號： 1004?373X（2018）24?0167?03

Design of animation material automatic retrieval system based on text driven

WANG Yongqiang， HAN Lei

（Nanjing Institute of Technology， Nanjing 211167， China）

Abstract： When the current method is used to design the animation material automatic retrieval system， JPEG compression is conducted for big sample image files which are input by users and unsuitable for storage， resulting in a lot of noises in images， which seriously affects subsequent retrieval results. Therefore， a design method of the animation material automatic retrieval system based on text driven is proposed. The functional unit of the animation material automatic retrieval system is analyzed concretely. The text driven of the animation material automatic retrieval system is designed on the basis of sample image segmentation of animation materials， image feature extraction and image feature retrieval technology. The entry criteria and inspection method for animation material data in the database of the system server are designed， so as to enhance the standardization and scalability of the system. The experimental result analysis shows that the proposed method can obtain good?quality retrieval images， retain detail features of images， and has high similarity between the obtained retrieval results and animation material sample images input by users， which can meet the requirements of system design.

Keywords： text driven; animation material; automatic retrieval; feature extraction; image quality; system design

動畫產(chǎn)業(yè)是一項新興的朝陽產(chǎn)業(yè)，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，動畫產(chǎn)業(yè)得到了推動性發(fā)展，動畫圖像的制作和處理顯得尤為重要[1]。通常情況下動畫圖像的設(shè)計都來源于現(xiàn)實圖片，通過專業(yè)的圖像制作軟件生成動畫圖像[2]。在企業(yè)原有的動畫圖像設(shè)計過程中，由于很少有機(jī)會和渠道實現(xiàn)動畫素材資源共享而導(dǎo)致出現(xiàn)反復(fù)設(shè)計的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了動畫圖像的設(shè)計和制作效率[3?4]。針對這樣的問題，急需研究一種有效的動畫素材自動檢索系統(tǒng)，方便企業(yè)設(shè)計人員在動畫設(shè)計過程中隨時查找所需動畫素材，提高設(shè)計人員工作效率。為此，提出基于文本驅(qū)動的動畫素材自動檢索系統(tǒng)設(shè)計方法。

1 ?基于文本驅(qū)動的動畫素材自動檢索系統(tǒng)設(shè)計

動畫素材自動檢索系統(tǒng)包括動畫素材采集功能單元、預(yù)處理功能單元、主要特征提取功能單元、服務(wù)器功能單元、相似度匹配功能單元、用戶接口功能單元、客戶端顯示功能單元[5?7]。動畫素材自動檢索系統(tǒng)的功能單元設(shè)計如圖1所示。

分析動畫素材自動檢索系統(tǒng)的功能模塊可知，系統(tǒng)需要動畫素材樣圖分割、圖像特征提取以及圖像特征檢索技術(shù)的支持[8?9]。動畫素材自動檢索流程如圖2所示。

實現(xiàn)系統(tǒng)輸入設(shè)計的功能，必須在保證動畫素材自動檢索高效率的基礎(chǔ)上盡可能降低檢索錯誤率。為此提出一些系統(tǒng)服務(wù)器數(shù)據(jù)庫動畫素材數(shù)據(jù)錄入準(zhǔn)則，通過運(yùn)用這些準(zhǔn)則能夠有效解決系統(tǒng)服務(wù)器數(shù)據(jù)庫動畫素材數(shù)據(jù)錄入的繁瑣問題。

在動畫素材自動檢索系統(tǒng)文本驅(qū)動設(shè)計方面，還要采用有效的檢驗技術(shù)來降低用戶錄入動畫素材數(shù)據(jù)時的人為失誤，以保證用戶獲得最終檢索結(jié)果更加貼近用戶需求;從另一個角度分析，在進(jìn)行動畫素材自動檢索系統(tǒng)設(shè)計時，還應(yīng)該大力簡化動畫素材數(shù)據(jù)輸入的環(huán)節(jié)，避免由于輸入信息量較大造成的錯誤輸入問題。在此基礎(chǔ)上，還添加一項新功能：資源共享，即用戶登錄動畫素材自動檢索系統(tǒng)，除了可以錄入動畫素材信息，還可以隨時上傳和共享用戶自己設(shè)計的動畫素材。此外，針對動畫素材自動檢索系統(tǒng)的信息輸入問題，在輸出設(shè)計方面也應(yīng)該更加注重規(guī)范化和擴(kuò)展性，即系統(tǒng)客戶端輸出的檢索結(jié)果文件格式和內(nèi)容應(yīng)與用戶檢索的動畫素材格式與內(nèi)容前后一致，且能夠?qū)崿F(xiàn)檢索結(jié)果的擴(kuò)展輸出[10]。

2 ?動畫素材自動檢索系統(tǒng)性能測試與結(jié)果分析

在Microsoft Visual Studio 2014開發(fā)軟件上，采用Windows 7操作系統(tǒng)，Matlab 2012，以及C++語言編譯軟件對研究設(shè)計的基于文本驅(qū)動的動畫素材自動檢索系統(tǒng)設(shè)計方法性能進(jìn)行測試。

基于文本驅(qū)動的動畫素材自動檢索系統(tǒng)原始動畫素材圖像主要是BMP格式。該格式的動畫素材圖像占系統(tǒng)內(nèi)存較大，不適于存儲，需要對BMP格式的圖像進(jìn)行壓縮編碼，將其轉(zhuǎn)換為JPEG格式的圖像再進(jìn)行存儲。但JPEG格式的壓縮標(biāo)準(zhǔn)屬于有損壓縮，壓縮后的動畫素材圖像會損失一部分高頻信息，含有噪聲干擾，需要在壓縮處理基礎(chǔ)上進(jìn)行平滑濾波。畢竟人眼的視覺評價主觀性較大，而且無法量化，選取常用的均方根誤差（RMSE）和峰值信噪比（PSNR）兩個客觀量化指標(biāo)對采用三種不同方法得到的動畫素材圖像濾波效果進(jìn)行對比分析，結(jié)果如表1所示。

從表1的實驗結(jié)果中可以清楚地看出，所提方法得到的動畫素材圖像的RMSE值小于文獻(xiàn)[4]方法和文獻(xiàn)[5]方法，而PSNR值又是三種方法中最大的。所以采用本文方法動畫素材圖像質(zhì)量較高，能夠滿足動畫素材自動檢索系統(tǒng)設(shè)計要求。

在上述實驗基礎(chǔ)上，為了檢驗所提方法的檢索性能優(yōu)劣，對于三種不同方法分別進(jìn)行了50組實驗測試，得到的ROC曲線如圖3所示。

根據(jù)圖3繪制的三種方法的ROC曲線，分別計算ROC曲線下的面積AUC，AUC的值在0.5～1.0之間，如果計算得到的AUC的值大于0.5，越接近于1.0則說明對應(yīng)方法的檢索性能越好，獲得的檢索結(jié)果與用戶輸入的動畫素材樣圖相似度越高。根據(jù)圖3的計算結(jié)果可得，基于文本驅(qū)動的動畫素材自動檢索系統(tǒng)設(shè)計方法的AUC值為0.92，是三種方法中最接近于1.0的，這說明所提方法的檢索性能更好，能夠滿足系統(tǒng)設(shè)計要求。

3 ?結(jié) ?論

針對當(dāng)前方法存在的問題，研究提出一種基于文本驅(qū)動的動畫素材自動檢索系統(tǒng)設(shè)計方法，并在模擬實驗平臺上對所設(shè)計的動畫素材自動檢索系統(tǒng)進(jìn)行性能測試。經(jīng)過測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，所提方法獲得的檢索結(jié)果清晰度較高，保留了較多細(xì)節(jié)特征，而且獲得的檢索結(jié)果與用戶輸入的動畫素材樣圖相似度較高，能夠較好地滿足系統(tǒng)設(shè)計要求。

參考文獻(xiàn)

[1] 袁琴琴，李志勛，呂林濤.基于Oracle組件的數(shù)據(jù)采集與全文檢索系統(tǒng)設(shè)計與優(yōu)化[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2016，39（8）：37?40.

YUAN Qinqin， LI Zhixun， L? Lintao. Design and optimization of data acquisition and full?text retrieval system based on Oracle component [J]. Modern electronics technique， 2016， 39（8）： 37?40.

[2] 遠(yuǎn)紅亮，張蓓，張成昱.基于CADAL數(shù)字資源元數(shù)據(jù)的OpenAPI檢索服務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].圖書情報工作，2017，61（23）：122?128.

YUAN Hongliang， ZHANG Bei， ZHANG Chengyu. Design and development of OpenAPI service system based on metadata of CADAL digital resources [J]. Library and information service， 2017， 61（23）： 122?128.

[3] 李巖，張博文，陳松路，等.基于重排序融合的社會圖書檢索系統(tǒng)[J].計算機(jī)應(yīng)用研究，2017，34（3）：781?784.

LI Yan， ZHANG Bowen， CHEN Songlu， et al. Integrated system for social book search based on re?ranked combination [J]. Application research of computers， 2017， 34（3）： 781?784.

[4] 劉平，劉春.基于拉格朗日算法的多媒體云資源分類檢索方法[J].沈陽工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2017，39（4）：433?437.

LIU Ping， LIU Chun. Classification retrieval method for multimedia cloud resources based on Lagrange algorithm [J]. Journal of Shenyang University of Technology， 2017， 39（4）： 433?437.

[5] 李白楊，肖希明.公共數(shù)字文化資源整合中的檢索系統(tǒng)框架設(shè)計[J].國家圖書館學(xué)刊，2016，25（2）：42?47.

LI Baiyang， XIAO Ximing. Design of retrieval system framework for public digital cultural resource integration [J]. Journal of the National Library of China， 2016， 25（2）： 42?47.

[6] 徐彤陽，任浩然，張國標(biāo)，等.數(shù)字圖書館圖像資源檢索框架的構(gòu)建與實現(xiàn)：基于非下采樣的Contourlet變換[J].現(xiàn)代情報，2017，37（6）：55?60.

XU Tongyang， REN Haoran， ZHANG Guobiao， et al. The construction and implementation of image retrieval framework for digital library： based on the non?sampling Contourlet transform [J]. Modern information， 2017， 37（6）： 55?60.

[7] 盧娜，高啟明.一種混合特征閾值抽取的互聯(lián)網(wǎng)旅游資源檢索算法[J].科技通報，2017，33（8）：162?165.

LU Na， GAO Qiming. An algorithm for retrieving Internet tourism resources based on mixed feature threshold [J]. Bulletin of science and technology， 2017， 33（8）： 162?165.

[8] 楊茜.彩色圖像快速檢索方法的改進(jìn)研究與仿真[J].計算機(jī)仿真，2016，33（8）：443?447.

YANG Qian. Improvement research and simulation of color image fast retrieval method [J]. Computer simulation， 2016， 33（8）： 443?447.

[9] 任勇.融合語義網(wǎng)的故障檢索系統(tǒng)設(shè)計與構(gòu)建[J].計算機(jī)測量與控制，2017，25（5）：35?37.

REN Yong. Design and implementation of a fault searching system combined with semantic web [J]. Computer measurement & control， 2017， 25（5）： 35?37.

[10] 李廣麗，陳婧琳，劉斌，等.基于Tag?rank和典型相關(guān)性分析的在線商品跨媒體檢索研究[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2016，16（14）：222?227.

LI Guangli， CHEN Jinglin， LIU Bin， et al. Cross?media retrieval of online product based on Tag?rank and CCA [J]. Science technology and engineering， 2016， 16（14）： 222?227.