郭小曼

(合肥濱湖職業(yè)技術學院 建筑工程與設計學院，安徽 合肥 230601)

在計算機圖像處理環(huán)境下進行風景園林環(huán)境層次規(guī)劃設計能夠提高規(guī)劃藝術的表達能力和視覺傳達能力，在城市空間規(guī)劃建設等方面具有重要意義[1].芮瀟等[2]基于群智優(yōu)化路徑技術，通過創(chuàng)建園林應用環(huán)境圖，采用Dijkstra最短路徑算法和群體智能優(yōu)化算法對Dijkstra最短路徑算法對園林道路規(guī)劃進行改進，雖然規(guī)劃效率較好，但視覺表達效果仍有待提高.王巧良等[3]提出城市公園的設計應融入環(huán)保理念，步道旅游線路應滿足環(huán)境的教育功能，但存在模糊度較大、層次辨識能力較差等缺點.基于此，為了有效提高風景園林環(huán)境層次規(guī)劃，提出基于VR技術的風景園林環(huán)境層次規(guī)劃設計方法，采用聯(lián)合結構相似性特征分析風景園林圖像特征，結合虛擬現(xiàn)實的特征結構重組和增強技術，實現(xiàn)對風景園林環(huán)境層次規(guī)劃優(yōu)化設計.

1 風景園林環(huán)境層次規(guī)劃視覺采樣和特征分析

1.1 風景園林環(huán)境層次規(guī)劃視覺采樣

為了實現(xiàn)基于VR技術的風景園林環(huán)境層次規(guī)劃設計，采用虛擬現(xiàn)實成像技術實現(xiàn)對風景園林環(huán)境層次規(guī)劃的視覺圖像采集，風景園林環(huán)境層次規(guī)劃結構模型如圖1所示.

圖1 風景園林環(huán)境層次規(guī)劃結構

根據(jù)風景園林環(huán)境層次規(guī)劃結構，采用空間區(qū)域特征匹配方法，進行風景園林環(huán)境層次規(guī)劃和特征分析，提取風景園林環(huán)境層次參數(shù)，將區(qū)域像素融合后得到風景園林環(huán)境層次規(guī)劃的統(tǒng)計特征量.將環(huán)境層次規(guī)劃藝術圖像的信息增強處理后，計算風景園林環(huán)境層次規(guī)劃的相關特征分布集，就得到風景園林環(huán)境層次規(guī)劃的三維區(qū)域重構為

(1)

(2)

式中，H(φ)為聯(lián)合結構相似性分塊Heaviside函數(shù)，δ(z)是提取風景園林環(huán)境層次規(guī)劃的類信息損失特征分量.

1.2 風景園林環(huán)境層次特征分析

采用聯(lián)合結構相似性特征分析方法，實現(xiàn)對風景園林環(huán)境層次規(guī)劃的結構像素特征分析，得到景園林環(huán)境層次融合的空間匹配特征集[5].在Dropout層和批歸一化層，得到風景園林環(huán)境層次規(guī)劃的虛擬視覺圖像I(x,y)在成像區(qū)域的仿射不變參數(shù)，用雅克比矩陣J(x,y,σ)表示，得到風景園林環(huán)境層次規(guī)劃虛擬視覺融合的特征分割矩陣為

J(x,y,σ)=I(x,y)+W+H(x,y,σ).

(3)

采用多任務學習的參數(shù)融合方法，得到風景園林環(huán)境層次規(guī)劃的二階灰度矩陣H(x,y,σ)，風景園林環(huán)境層次規(guī)劃虛擬視覺圖像的灰度像素，為

rm=J(x,y,σ)+[f(v)+H(x,y,σ)],

(4)

式中,f(v)為多種監(jiān)督學習方法參數(shù).通過對圖像尺度進行分割，得到風景園林環(huán)境層次規(guī)劃虛擬視覺圖像的特征分割模型[6]，特征分割的中心矩M表示為

M=f(v)+‖F(xiàn)+G‖+rm.

(5)

通過降采樣操作，得到風景園林環(huán)境層次規(guī)劃的虛擬視覺圖像的邊緣像素集為F，灰度圖像為G.采用度量學習的方法，得到風景園林環(huán)境層次規(guī)劃的自相關特征分量為

(6)

式中，q(x)為風景園林環(huán)境層次規(guī)劃的虛擬視覺圖像特征提取結果輸出，σ為風景園林環(huán)境層次規(guī)劃的聯(lián)合多個監(jiān)督信息損傷參數(shù).因此，為了實現(xiàn)對風景園林環(huán)境層次規(guī)劃的結構像素特征分析，根據(jù)風景園林環(huán)境多樣性的圖片結構特征分布，并結合虛擬現(xiàn)實的特征結構重組和增強技術來實現(xiàn)風景園林規(guī)劃的優(yōu)化設計.

2 風景園林環(huán)境層次規(guī)劃設計優(yōu)化

2.1 風景園林環(huán)境層次規(guī)劃虛擬現(xiàn)實重構

采用虛擬現(xiàn)實重構技術，得到風景園林環(huán)境層次規(guī)劃虛擬的視覺圖像的邊緣輪廓特征檢測模型，并結合虛擬現(xiàn)實的特征結構重組和增強技術，對風景園林環(huán)境層次規(guī)劃過程中的層次進行優(yōu)化控制和尋優(yōu)[7].為了構建風景園林環(huán)境層次規(guī)劃虛擬視覺圖像的角點分布模型，風景園林環(huán)境層次規(guī)劃的相似度特征量滿足

f=Km+Ab(k)+q(x),

(7)

式中，Km表示風景園林環(huán)境層次規(guī)劃的網(wǎng)格分塊軌跡.對風景園林環(huán)境層次規(guī)劃特征量進行模糊融合，得到風景園林環(huán)境層次分布圖像I(x,y)中的灰度像素序列

(8)

將X，Y，Z三維邊緣像素特征分量映射到X1，Y1，Z1中，得到風景園林環(huán)境層次規(guī)劃的虛擬重構結果，風景園林環(huán)境層次的視覺圖像S大小為H×L.采用紅外和射頻橫向掃描技術進行風景園林環(huán)境層次規(guī)劃，得到模糊搜索次數(shù)為Qs(r).使用粗糙集特征匹配方法，實現(xiàn)風景園林環(huán)境層次規(guī)劃的虛擬視覺重組，輸出的聯(lián)合關聯(lián)約束特征量為

y(w)=‖df(k)+dfi,j(k)‖+T，

(9)

式中，df(k)和dfi,j(k)分別是風景園林環(huán)境層次規(guī)劃虛擬視覺圖像的差異度系數(shù).因此，為了實現(xiàn)風景園林環(huán)境層次規(guī)劃的藝術特征表達，采用深度學習方法，對風景園林環(huán)境層次進行規(guī)劃設計.

2.2 風景園林環(huán)境層次規(guī)劃實現(xiàn)

采用聯(lián)合度量和多層次融合方法，對風景園林環(huán)境層次規(guī)劃進行優(yōu)化設計，得到風景園林環(huán)境層次分布的紋理結構特征量為

(10)

式中，OV為自適應紋理渲染參數(shù)，OP為風景園林環(huán)境層次規(guī)劃的邊緣輪廓的小波域系數(shù)，在信息中心vi得到風景園林環(huán)境層次規(guī)劃的視覺差.

采用視覺偏移修正方法，得到風景園林環(huán)境層次規(guī)劃的色差補償函數(shù)為

(11)

圖2 風景園林環(huán)境層次規(guī)劃設計的流程

式中，n=1,2,…,T，表示風景園林環(huán)境層次規(guī)劃虛擬視覺圖像的色差修正迭代步數(shù)，u(n)(x,y,d)表示風景園林環(huán)境層次規(guī)劃虛擬視覺圖像融合的自相關特征匹配集[8].

采用Gabor小波變換獲取風景園林環(huán)境層次規(guī)劃虛擬視覺圖像的模糊隸屬度特征集u={uik}，在多層像素分布結構區(qū)域[9]，得到風景園林環(huán)境層次紋理結構，可以用公式(12)表示為

(12)

綜上分析，采用虛擬現(xiàn)實重構技術，能夠實現(xiàn)對風景園林環(huán)境層次規(guī)劃設計，結構流程如圖2所示.

3 仿真實驗與結果分析

3.1 仿真實驗

為了驗證該方法在實現(xiàn)風景園林環(huán)境層次規(guī)劃設計中的應用性能，需要進行實驗測試分析.風景園林環(huán)境層次規(guī)劃擬視覺采樣的像素強度為200 dB，圖像虛擬現(xiàn)實增強的最大迭代尺度Gmax=30，風景園林環(huán)境層次的分布維數(shù)D=12，特征分布的壓縮比ICR=64×8/10=51.2.根據(jù)上述參數(shù)設定，采用Vega Prime實現(xiàn)的環(huán)境效果模擬，在Multigen Creator建模下實現(xiàn)風景園林環(huán)境層次規(guī)劃的三維視覺重構，得到視景仿真界面，如圖3所示.在該視景仿真界面中，還需要采用虛擬現(xiàn)實重構技術對風景園林環(huán)境進行層次融合處理.

在“合肥市風景園林景觀規(guī)劃設計”項目中，構建社區(qū)廣場的設計樣本，場景的主要三維對象分別為草地、綠化帶植物和寬闊地帶.應用VR技術得到風景園林環(huán)境層次規(guī)劃設計，如圖4所示.經(jīng)過分析可以看出，采用該方法能夠優(yōu)化風景園林環(huán)境層次規(guī)劃設計，并有效提高風景園林環(huán)境層次規(guī)劃的虛擬現(xiàn)實重構能力.

圖3 風景園林環(huán)境層次規(guī)劃的視景仿真界面

圖4 風景園林環(huán)境層次規(guī)劃設計樣本

圖5 風景園林環(huán)境層次規(guī)劃 的色差敏感度測試對比

3.2 結果分析

為了驗證VR技術的有效性，與文獻[2]、[3]方法進行對比，測試不同方法對風景園林環(huán)境層次規(guī)劃設計的色差敏感度，如圖5所示.可以看出，文獻[2]方法的色彩敏感度平均值為65%，文獻[3]方法為60%，仿真實驗所提方法為80%.經(jīng)過對比可以看出，所提方法規(guī)劃的風景園林環(huán)境的色彩敏感度較好，設計的融合度水平較高.所提方法采用VR技術的特征結構重組和增強技術能夠獲取風景園林環(huán)境的結構特征分布，而且聯(lián)合度量和多層次融合方法聯(lián)用還能夠實現(xiàn)風景園林環(huán)境的層次規(guī)劃，并有效提升風景園林環(huán)境重構的視覺表達效果.

4 結語

基于VR技術的風景園林環(huán)境層次規(guī)劃設計方法能夠提高風景園林環(huán)境層次規(guī)劃設計的三維重構能力及視覺效果.根據(jù)風景園林環(huán)境多樣性的圖片結構特征分布，結合虛擬現(xiàn)實的特征結構重組和增強技術，采用聯(lián)合度量和多層次融合等多種方法，對風景園林環(huán)境層次規(guī)劃優(yōu)化設計.仿真結果表明，使用該方法進行風景園林環(huán)境層次規(guī)劃設計的三維重構能力較好，而且視覺表達效果較強，能夠有效提高規(guī)劃和設計效果.

在研究過程中，所提方法未考慮風景園林環(huán)境規(guī)劃的時長，在風景園林環(huán)境層次規(guī)劃效率方面仍有提升空間.未來研究應該從提升規(guī)劃效率的角度出發(fā)，進一步完善基于VR技術的風景園林環(huán)境層次規(guī)劃方法.