基于文本驅(qū)動的動畫素材自動檢索系統(tǒng)設(shè)計

王永強 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 ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼： 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)錄入準則，通過運用這些準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格式的圖像進行壓縮編碼，將其轉(zhuǎn)換為JPEG格式的圖像再進行存儲。但JPEG格式的壓縮標準屬于有損壓縮，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）兩個客觀量化指標對采用三種不同方法得到的動畫素材圖像濾波效果進行對比分析，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[4]方法和文獻[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。

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