一种图符可视化的自动生成方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种图符可视化的自动生成方法和系统，包括：接收模块，用于接收用户上传的需图符可视化的数据；隐喻图片搜索及处理模块，用于根据隐喻图片标准为接收数据搜索一系列隐喻图片，并对隐喻图片进行解构和处理以得到视觉元素，形成视觉元素列表；绑定及绘制模块，用于对接收数据与视觉元素列表中视觉元素进行绑定，根据数据类型为绑定的视觉元素赋予编码属性，并根据编码属性绘制视觉元素以得到基于隐喻的图符可视化；编辑模块，用于为用户提供编辑接口，接收用户的编辑数据，并依据编辑数据绘制生成基于隐喻的新图符可视化。该系统和方法能够自动生成基于隐喻的图符可视化。统和方法能够自动生成基于隐喻的图符可视化。统和方法能够自动生成基于隐喻的图符可视化。

【技术实现步骤摘要】
一种图符可视化的自动生成方法和系统


[0001]本专利技术属于多维数据可视化设计
，具体涉及一种图符可视化的自动生成方法和系统。

技术介绍

[0002]在多维数据的可视化中，图符得到了广泛的应用。但是过多的数据维度会导致图符的设计过于复杂，进而导致图符可视化的理解问题。研究人员尝试使用视觉隐喻去帮助理解，其表现在使用与数据相关的具有代表性的外观去绘制图符。视觉隐喻已经在很多领域被广泛使用，例如体育、城市应用和区块链等。相关研究表明，合适的隐喻可以帮助人们更加快速准确地理解图符。
[0003]但是如何在图符中设计并使用隐喻并非易事，研究人员必须平衡各种因素，例如可视化表达的表现力以及数据映射的有效性等。目前有部分可视化创作工具可以帮助创建基于图符的可视化。但是，在具体的创建过程中，大部分工具很难在自动化和定制化中达到平衡。部分工具只考虑基本的几何形状或有限的形状，而不支持通过隐喻创建图符。部分创作工具更加支持定制化，它们支持用户通过素描或交互的方式从头开始制作图形元素，然而从头创建图形元素具有一定的难度，并且最终图符的质量高度依赖于用户的设计经验和专业知识。部分的工具通过引入在线资源来降低定制成本并简化创作过程。但是，过量的图像设计容易让用户迷失，进而影响最终的创作。
[0004]基于以上背景，研究人员希望利用在线资源自动生成基于隐喻的图符可视化，来帮助并非设计师和可视化专家的普通用户编码多维数据。
[0005]但是，研究人员需要解决两方面的困难：困难一是如何将隐喻设计到图符可视化之中。目前，大量的可视化使用隐喻来帮助数据的表达，现有的研究已经证明使用隐喻可以促进图符的理解，是一种有效的设计策略。然而，目前缺乏对此类设计的系统调研，来指导基于隐喻的图符可视化的创建。
[0006]困难二是自动化其设计过程中的困难。设计过程包含一系列的设计决策，例如选择合适的隐喻设计，并将数据与隐喻中的各种元素绑定，需要全面考虑整个过程，而目前设计和生成基于隐喻的图符可视化的自动方法并没有受到很多关注。

技术实现思路

[0007]鉴于上述，本专利技术的目的是提供一种图符可视化的自动生成方法和系统，通过在网络中寻找合适的隐喻图片作为素材，并依据匹配度将数据映射到图形的不同视觉元素中。
[0008]为实现上述专利技术目的，实施例提供了一种图符可视化的自动生成系统，包括：
[0009]接收模块，用于接收用户上传的需图符可视化的数据；
[0010]隐喻图片搜索及处理模块，用于根据隐喻图片标准为接收数据搜索一系列隐喻图片，并对隐喻图片进行解构和处理以得到视觉元素，形成视觉元素列表；
[0011]绑定及绘制模块，用于对接收数据与视觉元素列表中视觉元素进行绑定，根据数据类型为绑定的视觉元素赋予编码属性，并根据编码属性绘制视觉元素以得到基于隐喻的图符可视化；
[0012]编辑模块，用于为用户提供编辑接口，接收用户的编辑数据，并依据编辑数据绘制生成基于隐喻的新图符可视化。
[0013]优选地，接收的需图符可视化的数据以表格形式表示，其中，表格名称表示主题，表格中的每一列表示具体的每个数据维度，列名称理解为数据维度的主题。
[0014]优选地，所述隐喻图片标准通过分析现有基于隐喻的图符可视化确定，包括：
[0015]首先，分析现有基于隐喻的图符可视化，以得到设计规律，设计规律包括：从总体设计考虑隐喻类型和图符放置类型，其中，隐喻类型包括表明隐喻与数据主题相关的语义相关、表明隐喻与数据结构有关的结构相关，图符放置类型包括：表示图符的位置与具体的数值相关的数据驱动、表明数据具有结构特征的结构驱动；从单个图符考虑图符布局类型，图符布局类型包括径向和非径向；从图符中的视觉元素考虑视觉元素分类，视觉元素分类包括形状和图表；
[0016]然后，根据设计规律确定隐喻图片标准为：与数据语义相关并且是结构简单的矢量图像。
[0017]优选地，对隐喻图片进行解构和处理以得到视觉元素，包括：
[0018]将单个隐喻分割成多个视觉元素，并对视觉元素进行筛选以去除图像面积小于设定阈值的视觉元素后，根据剩下视觉元素确定隐喻图片的布局类型为径向或是非径向，并将剩下视觉元素构成视觉元素列表，并记录
[0019]视觉元素在图符的布局类型。
[0020]优选地，所述对接收数据与视觉元素列表中视觉元素进行绑定，包括：
[0021]将视觉元素作为节点，采用蒙特卡洛搜索树对视觉元素进行搜索以确定最高奖励值路径对应的视觉元素集合作为最佳数据映射空间，根据最佳数据映射空间将接收数据与视觉元素进行绑定；
[0022]采用蒙特卡洛搜索树对视觉元素进行搜索时，同时根据数据属性的重要性、数据属性与视觉元素的语义相关性以及视觉元素的重叠度三个方面来更新节点的奖励值，并在搜索结束后，以单个路径中所有节点的奖励值的平均值作为路径的奖励值。
[0023]优选地，所述编辑数据包括视觉元素和/或编码属性，通过修改视觉元素和/或视觉元素的编码属性，来实现新图符可视化的个性化设计，其中，编码属性包括颜色、数值大小、透明度、数量、旋转角度。
[0024]为实现上述专利技术目的，实施例提供了一种图符可视化的自动生成方法，所述方法应用上述的系统，所述方法包括以下步骤：
[0025]利用接收模块接收用户上传的需图符可视化的数据；
[0026]利用隐喻图片搜索及处理模块根据隐喻图片标准为接收数据搜索一系列隐喻图片，并对隐喻图片进行解构和处理以得到视觉元素，形成视觉元素列表；
[0027]利用绑定及绘制模块对接收数据与视觉元素列表中视觉元素进行绑定，根据数据类型为绑定的视觉元素赋予编码属性，并根据编码属性绘制视觉元素以得到基于隐喻的图符可视化；
[0028]利用编辑模块提供的编辑接口接收用户的编辑数据，并依据编辑数据绘制生成基于隐喻的新图符可视化。
[0029]与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果至少：
[0030](1)自动化图符设计的同时使用语义相关的基于隐喻的设计。隐喻广泛用于可视化领域，它可以将数据语义与主题联系起来。本专利技术旨在自动生成图符，并且保证其视觉元素与隐喻图形在语义上相关联。
[0031](2)平衡设计表现力和感知的有效性。数据维数的增加会导致基于隐喻的图符设计更加复杂进而造成理解问题。隐喻图形中的部分视觉元素适合用于编码数据属性，而部分则更适合用于装饰目的。本专利技术做到了在编码数据维度和视觉元素的同时与感知约束相平衡。
[0032](3)提供设计灵感。考虑到隐喻选择和视觉映射，基于隐喻的图符可视化的设计空间可能非常大，设计师不可能尝试所有替代方案。设计师偏向于从他们习惯的设计入手，相反，机器会列举了所有的可能性，并可能会意外地产生新的设计，进而给设计师提供新的设计灵感。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图符可视化的自动生成系统，其特征在于，包括：接收模块，用于接收用户上传的需图符可视化的数据；隐喻图片搜索及处理模块，用于根据隐喻图片标准为接收数据搜索一系列隐喻图片，并对隐喻图片进行解构和处理以得到视觉元素，形成视觉元素列表；绑定及绘制模块，用于对接收数据与视觉元素列表中视觉元素进行绑定，根据数据类型为绑定的视觉元素赋予编码属性，并根据编码属性绘制视觉元素以得到基于隐喻的图符可视化；编辑模块，用于为用户提供编辑接口，接收用户的编辑数据，并依据编辑数据绘制生成基于隐喻的新图符可视化。2.根据权利要求1所述的图符可视化的自动生成系统，其特征在于，接收的需图符可视化的数据以表格形式表示，其中，表格名称表示数据主题，表格中的每一列表示具体的每个数据维度，列名称理解为数据维度的主题。3.根据权利要求1所述的图符可视化的自动生成系统，其特征在于，所述隐喻图片标准通过分析现有基于隐喻的图符可视化确定，包括：首先，分析现有基于隐喻的图符可视化，以得到设计规律，设计规律包括：从总体设计考虑隐喻类型和图符放置类型，其中，隐喻类型包括表明隐喻与数据主题相关的语义相关、表明隐喻与数据结构有关的结构相关，图符放置类型包括：表示图符的位置与具体的数值相关的数据驱动、表明数据具有结构特征的结构驱动；从单个图符考虑图符布局类型，图符布局类型包括径向和非径向；从图符中的视觉元素考虑视觉元素分类，视觉元素分类包括形状和图表；然后，根据设计规律确定隐喻图片标准为：与数据语义相关并且是结构简单的矢量图像。4.根据权利要求1所述的图符可视化的自动生成系统，其特征在于，对隐喻图片进行解构和处理以得到视觉元素，包括：将单个隐喻分割成多个视觉元素，并对视觉元素进行筛选以去除图像面积小于设定阈值的视觉元素后，根据剩下视觉元素确定隐喻图片的布局类型为径向或是非径向，并将剩下视觉元素构成视觉元素列表，并记录视觉元素在图符的布局类型。5.根据权利要求1所述的图符可视化的自动生成系统，其特征在于，所述对接收数据与视觉元素列表中视觉元素进行绑定，包括：将视觉元素作为节点，采用蒙特卡洛搜索树对视觉元素进行搜索以确定最高奖励值路径对应的视觉元素集合作为最佳数据映射...

【专利技术属性】
技术研发人员：巫英才，应璐，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：