CN111428307A - 一种基于bim的室内优化设计方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于BIM的室内优化设计方法及系统，包括：数据库构建模块，构建室内设计的BIM数据库；模型构建模块，在室内设计原始模型的基础上，根据项目室内设计方案构建室内设计BIM模型，并在室内设计BIM模型的基础上进行深化设计；优化设计模块，对室内设计BIM模型进行全过程优化设计；输出模块，根据优化后的室内设计BIM模型，输出室内设计的相关图纸、施工管理信息以及装饰构件生产加工的三维可视化模型的成果文件。本系统贯穿于数据库构建、BIM模型构建到全过程BIM模型优化的室内设计的全设计流程，集可视化交互设计体验和设计过程优化与设计结果优化于一体，具有系统功能完善、优化设计效率高等优势，有助于提升室内设计效果，提高室内设计质量。

Description

一种基于BIM的室内优化设计方法及系统

技术领域

本发明涉及室内设计技术领域，特别是一种基于BIM的室内优化设计方法及系统。

背景技术

由于现有室内设计过程的二维性和绘图性、设计协同的分散性和手工性等缺点，容易出现错、漏、碰、缺等问题，从而导致设计效率低下、设计质量缺陷和设计成果错误等现象。另一方面，由于设计师用二维图纸对三维设计空间表达的偏差，以及施工人员通过二维图纸对三维设计空间理解的偏差，在一定程度上造成了设计结果的多义化、低质化，从而将影响工程项目的正常施工建造，造成建造成本的提高，工程进度的延缓等问题的出现。

BIM(Building Information Modeling，建筑信息模型)技术是近来建筑领域迅速发展起来的一项数字化新技术，它是继CAD技术后，建筑领域的又一次革命性技术，与二维设计相比，BIM技术实现了建筑设计从二维向三维的跨越，具有设计过程与设计结果的可视化、精准的协同设计与参数化设计、以及复杂的工程计算与交互设计等特点；同时，BIM技术在室内设计中的应用，实现了模型数据的共享及动态管理，改变了室内设计项目全生命周期信息传递的方式，对改善设计沟通效果、加强设计过程控制、提高室内设计质量、减少建设资源浪费、降低工程建造成本、提高室内设计效率等方面都具有独特的优势。

目前，虽然出现了一些室内设计系统融入BIM技术的实例，但这些系统功能整合性不强，结构搭建不完整，无法满足全过程室内优化设计的需要，因此，亟需一种BIM技术与室内设计优化技术有机融合的方法及系统以解决上述技术问题。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种基于BIM的室内优化设计方法及系统。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

第一方面，提出一种基于BIM的室内优化设计系统，包括：

数据库构建模块，用于构建室内设计的BIM数据库，其中BIM数据库包括按室内设计中所需的装饰构件的不同分类构建的族库；

模型构建模块，用于在室内设计原始模型的基础上，根据项目室内设计方案构建室内设计BIM模型，并在室内设计BIM模型的基础上进行深化设计；

优化设计模块，用于对所述室内设计BIM模型进行全过程优化设计，其包括在室内设计过程中进行的室内设计BIM模型的互动优化；以及进行碰撞检查、净高检测、施工模拟、装饰构件自动布置和材料用量快速统计的室内设计BIM模型的功能优化和对室内设计结果应用基于设计方案的组合评价模型和价值工程进行的室内设计BIM模型的综合优化；

输出模块，用于根据优化后的室内设计BIM模型，输出室内设计的相关图纸、施工管理信息以及装饰构件生产加工的三维可视化模型的成果文件。

在一种实施方式中，数据库构建模块包括族库建立单元和调用单元，其中：

族库建立单元用于构建装饰构件库，其中装饰构件库包括按装饰材料、部品、陈设、家具、设备分类的族库；

调用单元与模型构建模块和优化设计模块连接，供模型构建模块和优化设计模块调用装饰构件库。

在一种实施方式中，数据库构建单元还包括施工工艺标准库建立单元和设计方案库构建单元；

施工工艺标准库建立单元用于根据国家标准库、企业管理制度、施工作业流程以及企业模板库建立施工工艺标准相关的知识库；

设计方案库构建单元用于建立设计方案模板及其相关规则信息的设计方案模板数据库。

在一种实施方式中，模型构建模块包括原始模型建立单元、BIM模型建立单元以及深化设计单元；其中：

原始模型建立单元用于根据项目现场勘测信息构建室内设计原始模型；

BIM模型建立单元用于基于室内设计原始模型的基础上，根据室内设计方案构建相应的室内设计BIM模型；

深化设计单元用于基于室内设计BIM模型的基础上进行深化设计。

在一种实施方式中，优化设计模块包括可视化交互设计单元、功能优化单元、综合优化单元；其中：

可视化交互设计单元，用于建立客户可视化交互设计系统，用于供客户与设计师共同对室内设计BIM模型进行互动优化；

功能优化单元，用于针对室内设计BIM模型进行碰撞检查、净高检测、施工模拟、装饰构件自动布置和材料用量快速统计的功能优化操作；

综合优化单元，用于基于设计方案的组合评价模型和价值工程对所述室内设计BIM模型进行综合优化，并根据优化结果提供优化设计方案。

在一种实施方式中，系统还包括系统管理模块，系统管理模块包括用户管理单元和权限管理单元；其中：

用户管理单元用于对系统的用户进行身份验证，获取用户身份信息；

权限管理单元用于对用户的使用和管理权限进行管理。

在一种实施方式中，可视化交互设计单元包括展示单元、操作单元以及交互单元；其中：

展示单元用于对登入的客户以及设计师展示室内设计BIM模型，其中室内设计BIM模型包括室内设计三维模型和施工计划信息；

操作单元用于供客户选定室内设计BIM模型中某一部分的信息，并记录客户针对当前室内设计方案提出的修改意见信息；同时，操作单元还用于供设计师针对修改意见信息对室内设计BIM模型进行相应的修改、优化操作；

交互单元，用于建立语音/视频聊天室，供登入的客户和设计师进行语音或视频交流。

在一种实施方式中，交互单元包括：客户端子单元、设计师端子单元、语音处理子单元和语音交互子单元，其中：

客户端子单元与客户终端连接，用于通过客户终端获取客户语音信号；

设计师端子单元与设计师终端连接，用于通过设计师终端获取设计师语音信号；

语音处理子单元用于分别对客户语音信号以及设计师语音信号进行处理；

语音交互子单元用于将增强后的客户语音信号发送到设计师终端，以及将增强后的设计师的语音信号发送到客户终端，实现客户与设计师的实时语音交互。

在一种实施方式中，语音处理子单元包括增强子单元；其中：

增强子单元用于对客户的语音信号和设计师的语音信号进行增强处理，包括：

1)接收待增强的语音信号为X₀，其中待增强的语音信号X₀包括从客户终端获取的客户语音信号或从设计师终端获取的设计师语音信号；

2)对待增强的语音信号X₀进行基于小波变换的增强处理，获取增强处理后的第一语音信号X₁；

3)对第一语音信号X₁进行噪声估计，获取第一噪声功率谱估计|N(w)|²；

对第一语音信号X₁进行快速傅里叶变换，获取该第一语音信号的功率谱|Y(w)|²；

根据第一语音信号的功率谱|Y(w)|²和第一噪声功率谱估计|N(w)|²进行第一谱减处理，获取谱减后的第二语音信号X₂；

4)将该第二语音信号X₂作为增强后的语音信号。

第二方面，提供一种基于BIM的室内优化设计方法，包括：

构建室内设计的BIM数据库，其中BIM数据库包括按室内设计中所需的装饰构件的不同分类构建的族库；

在室内设计原始模型的基础上，根据项目室内设计方案构建室内设计BIM模型，并在室内设计BIM模型的基础上进行深化设计。

对所述室内设计BIM模型进行全过程优化设计，其包括在室内设计过程中进行的室内设计BIM模型的互动优化；以及进行碰撞检查、净高检测、施工模拟、装饰构件自动布置和材料用量快速统计的室内设计BIM模型的功能优化和对室内设计结果应用基于设计方案的组合评价模型和价值工程进行的室内设计BIM模型的综合优化；

根据优化后的室内设计BIM模型，输出室内设计的相关图纸、施工管理信息以及装饰构件生产加工的三维可视化模型的成果文件。

本发明的有益效果为：本发明通过数据库构建模块，在数据库中构建室内设计所需的装饰构件族库，能够方便、快速地在构建室内设计BIM模型时进行调用；同时，通过模型构建模块，能够根据实际的室内设计原始模型，结合室内设计方案构建室内设计BIM模型，并对其进行深化设计，初步构建了满足优化设计深度要求的室内设计BIM模型，为进一步对室内设计BIM模型进行优化设计奠定了基础。再有，本系统设置的优化设计模块，能够在初步构建的室内设计BIM模型的基础上，进一步进行从室内设计过程到设计结果全过程的室内优化设计。即：通过可视化交互设计单元建立的客户与设计师的互动优化设计模式，完善了设计的功能，减少了设计的返工；通过对BIM模型进行的碰撞检查、净高检测、施工模拟、装饰构件自动布置和材料用量快速统计，实现了室内设计BIM模型的功能优化设计，减少了设计碰撞错误、降低了建设资源浪费；通过施工模拟进行的施工组织优化，改进了装饰施工工艺；通过装饰构件的自动布置，减少了设计工作量，提高了设计效率；通过装饰材料的快速统计，为设计方案的成本优化以及施工资源的优化配置，提供了快速、精准的数据支撑；还有，通过对室内设计BIM模型应用基于设计方案的组合评价模型和价值工程进行的综合优化，构建了多维度、多要素的室内设计方案优化评价体系，展现了室内空间设计的艺术性与功能性相融合的优化设计成果，达到了室内设计功能诸要素与建造成本的最优组合，实现了资源与效益、功能与成本的最优化和目标利益的最大化。最后，通过输出模块将优化后的室内设计BIM模型进行输出，为室内设计后续的装饰构件生产加工和装饰施工及精细化管理提供了可靠的保障。另外，本系统贯穿于数据库构建、BIM模型构建到全过程BIM模型优化的室内设计的全设计流程，集可视化交互设计体验和设计过程优化与设计结果优化于一体，具有系统功能完善、优化设计效率高等优势，有助于提升室内设计效果，提高室内设计质量。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1为本发明一种基于BIM的室内优化设计系统的框架结构图；

图2为本发明数据库构建模块的框架结构图；

图3为本发明模型构建模块的框架结构图；

图4为本发明优化设计模块的框架结构图；

图5为本发明可视化交互设计单元的框架结构图；

图6为本发明系统管理模块的框架结构图；

图7为本发明一种基于BIM的室内优化设计方法的流程图；

图8为本发明实施例提供的室内设计方案综合评价指标体系图；

图9为本发明实施例提供的室内设计功能系统图。

附图标记：

数据库构建模块1、模型构建模块2、优化设计模块3、输出模块4、族库建立单元11、调用单元12、设计方案库建立单元13、施工工艺标准库建立单元14、原始模型建立单元21、BIM模型建立单元22、深化设计单元23、可视化交互设计单元31、功能优化单元32、综合优化单元33、展示单元311、操作单元312、交互单元313、客户端子单元314、设计师端子单元315、语音处理子单元316、语音交互子单元317、系统管理模块5、户管理单元51、权限管理单元52、数据库管理单元53、日志管理单元54

具体实施方式

结合以下应用场景对本发明作进一步描述。

参见图1，其示出一种基于BIM的室内优化设计系统，包括：

数据库构建模块1，用于构建室内设计的BIM数据库，其中BIM数据库包括按室内设计中所需的装饰构件的不同分类构建的族库；

模型构建模块2，用于在室内设计原始模型的基础上，根据项目室内设计方案构建室内设计BIM模型，并在室内设计BIM模型的基础上进行深化设计；

优化设计模块3，用于对所述室内设计BIM模型进行全过程优化设计，其包括在室内设计过程中进行的室内设计BIM模型的互动优化；以及进行碰撞检查、净高检测、施工模拟、装饰构件自动布置和材料用量快速统计的室内设计BIM模型的功能优化和对室内设计结果应用基于设计方案的组合评价模型和价值工程进行的室内设计BIM模型的综合优化；

输出模块4，用于根据优化后的室内设计BIM模型，输出室内设计的相关图纸、施工管理信息以及装饰构件生产加工的三维可视化模型的成果文件。

在一种实施方式中，参见图2，数据库构建模块1包括族库建立单元11和调用单元12，其中：

族库建立单元11用于构建装饰构件库，其中装饰构件库包括按装饰材料、部品、陈设、家具、设备分类的族库；

调用单元12与模型构建模块2和优化设计模块3连接，供模型构建模块2和优化设计模块3调用装饰构件库。

在一种实施方式中，该装饰构件库为基于Revit模型构建，其包括室内设计装饰材料、部品、陈设、家具、设备等族库的构建，根据室内设计需要搭建装饰构件的族库，其中族库中存有不同装饰构件的种类、参数以及对应的造价属性等信息，方便在进行Revit三维模型搭建时直接调用；同时所构建的族库中还能够对其中的装饰材料、部品、设备等绑定相应的专业定额和价格信息，方便室内设计所需的装饰材料、部品、设备等进行统计分析及室内设计方案优化比选。

在一种实施方式中，BIM数据库还包括设计方案模板数据库和设计方案库；

数据库构建模块1还包括设计方案库建立单元13；其中，

设计方案库建立单元13用于建立设计方案模板及其相关规则信息的设计方案模板数据库。通过设计方案库建立单元13提供设计方案模板的创建流程，供用户根据设计方案模板信息完成设计方案的创建，并存储到设计方案库中。

在一种实施方式中，数据库构建模块1还包括施工工艺标准库建立单元14；其中，

施工工艺标准库建立单元14用于根据国家标准库、企业管理制度、施工作业流程以及企业模板库建立施工工艺标准相关的知识库。

本发明上述实施方式，通过族库建立单元11将根据室内设计方案所需的装饰构件按不同分类构建族库，有助于后续在室内三维模型搭建时进行调用，并且能够进一步对不同装饰材料、部品、设备等进行统计分析，以及绑定相应的专业定额和价格信息，方便室内设计方案的工程量统计计算及设计方案的优化比选。

通过数据库构建模块1，能够对后续基于BIM技术进行室内设计所需的BIM数据库进行搭建，方便后续设计系统的调用，为设计系统的高效运行提供了有效、可靠的数据支持。

在一种实施方式中，参见图3，模型构建模块2包括原始模型建立单元21、BIM模型建立单元22以及深化设计单元23，其中：

原始模型建立单元21用于根据项目现场勘测信息构建室内设计原始模型；

BIM模型建立单元22用于基于室内设计原始模型的基础上，根据室内设计方案构建相应的室内设计BIM模型；

深化设计单元23用于基于室内设计BIM模型的基础上进行深化设计。

在一种实施方式中，原始模型建立单元21根据需要进行室内设计的目标场所构建室内设计原始模型，其中该室内设计原始模型包括根据目标场所测量信息构建的三维模型，其中包括了室内环境、空间布局、结构、材料等信息。

BIM模型建立单元22重点在于构建用于深化设计的基础室内设计BIM模型，即包括在室内设计原始模型的基础上根据设计方案进行概念性设计，其设计信息主要以几何信息为主，描述设计方案的空间关系、色彩构成、材料构造、主要结构的链接关系等，同时还有部分简要的技术指标参数，如成本信息、用量信息等非几何信息，且对于几何信息的详细程度要求比较低，主要是以对空间形体和空间关系的表达为主。同时，该模型具有较多的不确定性因素，模型变动性比较大，因此，对模型进行简单的几何信息和非几何信息的构建时，所使用的装饰构件主要是以几何形体为主，不包含复杂的非几何信息，对模糊性的部分进行意向性的表达，以能表达清楚设计方案和空间形体相互之间的关系为主，便于设计决策和设计深化，在该模型的构建过程中，可以调用设计方案模板来创建，也可以用同一个构件来表示不同的装饰构件类别，如可以使用一个简单的“门”来示意设计方案中与之类似的各种装饰门，这种设计方案中的模糊性和不确定性的设计表达，为后续的深化设计奠定了基础。

深化设计单元23包括基于基础室内设计BIM模型进行深化设计。由于深化设计后的室内设计BIM模型表现了室内设计的结果，因此，其设计信息主要是对室内空间的几何形态、文本信息的详细描述，并建立两者之间的关联。所以，深化设计的主要任务就是将细节表现出来，对于构件之间的约束关系进行详细的描述，形成一套设计信息齐全的室内设计BIM模型，并对设计方案进行深化和验证，特别是对室内设计的优化、方案对比分析，以及空间性能分析、采光分析、疏散分析等起到重要的支撑作用。同时，深化设计也是从基础室内设计BIM模型向深化设计后的室内设计BIM模型转化的过程中信息的继承，以及在深化设计过程中，对于基础室内设计BIM模型的处理方法。比如：从基础室内设计BIM模型到深化设计后的室内设计BIM模型，会产生许多设计信息，这些设计信息有的是继承了基础室内设计BIM模型的信息内容，有的是在室内设计BIM模型构建过程中新产生的信息，无论信息的来源是什么，室内设计BIM模型的构建都是按照模型深化从浅到深、从简单信息到复杂信息、从几何信息到非几何信息、从局部信息到整体信息的逐步完善深化的一个过程，因此，基础室内设计BIM模型的深化设计主要从两个方面进行：一方面是对于从基础室内设计BIM模型传递下来的模型进行设计深化，这一个过程体现了设计信息的继承性，包括通过对几何外形的细节的构建来完善对几何外形的深化，以及通过相应非几何信息的添加和关联来完成非几何信息的设计深化；另一方面是在深化设计过程中新产生的设计信息的添加和完善，由于基础室内设计BIM模型不能将室内设计所有的信息都进行描述，在深化设计中，深化完善基础室内设计BIM模型的信息的同时，也会产生新的设计信息，比如详细的“室内家具”、“装饰灯具”等装饰构件，对于这一部分内容可以直接从族库中导入到基础室内设计BIM模型之中，族库中的装饰构件具有该构件详细的几何信息和非几何信息等内容，满足了深化设计对装饰构件信息的需求，通过将族库中的装饰构件添加到基础室内设计BIM模型之中，就可以对室内设计内容进行深化设计，以形成深化设计后的室内设计BIM模型。

在一种场景中，深化设计后的室内设计BIM模型中的每个装饰构件都与BIM数据库中相应的装饰构件进行关联，以方便用户直接从深化设计后的室内设计BIM模型中获取不同装饰构件相应的参数或相关的信息。

在一种实施方式中，参见图4，优化设计模块3包括可视化交互设计单元31、功能优化单元32、综合优化单元33；

可视化交互设计单元31，用于建立客户可视化交互设计系统，用于供客户与设计师共同对室内设计BIM模型进行互动优化；

功能优化单元32，用于针对室内设计BIM模型进行碰撞检查、净高检测、施工模拟、装饰构件自动布置和材料用量快速统计的功能优化操作；

综合优化单元33，用于基于设计方案的组合评价模型和价值工程对所述室内设计BIM模型进行综合优化，并根据优化结果提供优化设计方案。

在一种实施方式中，可视化交互设计单元31进一步包括：

可视化交互设计单元31与客户终端建立通信，实现设计系统与客户终端的实时交互。

在一种实施方式中，参见图5，可视化交互设计单元31包括展示单元311、操作单元312以及交互单元313；

展示单元311用于对登入的客户以及设计师展示室内设计BIM模型，其中室内设计BIM模型包括室内设计三维模型和施工计划信息；

操作单元312用于供客户选定室内设计BIM模型中的其中一部分的信息，并记录客户针对当前室内设计方案提出的修改意见信息；同时，操作单元312还用于供设计师针对修改意见信息对室内设计BIM模型进行相应的修改、优化操作；

交互单元313，用于建立语音/视频聊天室，供登入的客户和设计师进行语音或视频交流。

在一种场景中，设计师直接从设计系统的后台中登录可视化交互设计单元31，客户通过其客户终端与设计系统建立通信连接并登录可视化交互设计单元31，实现用户与设计师的实时交互连接。通过在展示单元311中展示室内设计BIM模型，用户和设计师能够观看、接收、查阅该模型的信息，同时，客户能通过客户终端对该室内设计BIM模型进行操作，选定其中的部分，获取该部分的详细信息，或者对该部分提出修改意见等。同时客户和设计师能通过交互单元313进行包括文字信息交流、语音通话或视频通话等方式的实时交流。方便设计师与客户就室内设计的具体方案以及具体的室内设计BIM模型进行意见交换或实时修改。提高了设计系统的使用及体验效果。

在一种实施方式中，交互单元313包括：客户端子单元314、设计师端子单元315、语音处理子单元316和语音交互子单元317，其中：

客户端子单元314与客户终端连接，用于通过客户终端获取客户语音信号；

设计师端子单元315与设计师终端连接，用于通过设计师终端获取设计师语音信号；

语音处理子单元316用于分别对客户语音信号以及设计师语音信号进行处理；

语音交互子单元317用于将增强后的客户语音信号发送到设计师终端，以及将增强后的设计师的语音信号发送到客户终端，实现客户与设计师的实时语音交互。

在一种实施方式中，语音处理子单元316包括增强子单元，增强子单元用于对客户的语音信号和设计师的语音信号进行增强处理。

本发明上述实施方式，通过设置增强子单元，提高了语音交互子单元317中客户与设计师进行语音交互的质量，进一步提高了设计系统的体验效果。

在一种实施方式中，增强子单元，对客户的语音信号和设计师的语音信号进行增强处理，进一步包括：

1)接收待增强的语音信号为X₀，其中待增强的语音信号X₀包括从客户终端获取的客户语音信号或从设计师终端获取的设计师语音信号；

2)对待增强的语音信号X₀进行基于小波变换的增强处理，获取增强处理后的第一语音信号X₁；

3)对第一语音信号X₁进行噪声估计，获取第一噪声功率谱估计|N(w)|²；

对第一语音信号X₁进行快速傅里叶变换，获取该第一语音信号的功率谱|Y(w)|²；

根据第一语音信号的功率谱|Y(w)|²和第一噪声功率谱估计|N(w)|²进行第一谱减处理，获取谱减后的第二语音信号X₂；

4)将该第二语音信号X₂作为增强后的语音信号。

针对现有技术中可能存在的因为在语音信号传输过程中收到的噪声干扰，从而导致交互单元313中客户与设计师进行实时通话时的语音清晰度受到影响的问题，上述实施方式中，增强子单元能够分别对接收的客户语音信号以及设计师语音信号进行增强处理，能够有效地提高语音通话的指廊。

特别地，针对由于受信号传输质量的影响，语音信号传输过程中容易出现信号挤压的情况，因此容易造成接收的信号中存在大量高频噪声影响语音信号质量的问题；而针对传统对语音信号进行谱减处理的方式对此噪声的去噪效果并不理想。因此，本发明上述实施方式中提出的语音增强处理方法，首先通过小波阈值去噪的方法对待增强的语音信号进行高频去噪处理，采用分层递进的方式对语音信号中存在的高频脉冲噪声进行去除，同时采用自适应的谱减处理方法对语音信号进行谱减处理，获取增强后的语音信号，能够有效地去除语音信号中因信号挤压造成的大量噪声干扰，同时最大程度地保留了语音信号中的有用信息，对语音信号进行保护，提高了语音信号交互的质量。

其中，对待增强的语音信号X₀进行基于小波变换的增强处理，获取增强处理后的第一语音信号，包括：

1)根据设定的小波基和小波分解层数对待增强的语音信号X₀进行小波分解，获取该待增强的语音信号各层小波分解的高频小波系数和低频小波系数；

2)采用设定的自适应阈值函数对该高频小波系数进行阈值处理，其中采用的自适应阈值函数为：

式中，r_p，q和

分别表示阈值处理前和阈值处理后的第p层第q个高频小波系数；

表示阈值调节因子，

μ表示抑制因子，Z_p表示设定的第p层小波分解的阈值。

本发明上述实施方式中，采用上述的阈值函数对语音信号小波分解后的高频小波系数进行处理，能够对高频小波系数进行三段式处理，能够适应高频小波系数的变化特点，将高频小波系数终端的噪声部分消除，同时抑制了其中存在的脉冲噪声干扰，能够起到初步去噪的效果。

其中，第p层小波分解的阈值的具体获取函数为：

Z_p＝Z_p-1-C×sgn(r_p-Z_p-1)×log(|r_p-Z_p-1|+1)

式中，Z_p表示第p层小波分解的阈值，C表示设定的阈值变化调节因子，Z₀表示初始小波分解阈值，根据语音信号无声段的频谱特征获取；r_p表示第p层高频小波系数的中值。

本发明上述实施方式中，在阈值处理函数中采用自适应的阈值设置，能够适应地调整阈值的大小，提高了阈值函数保留有用信息部分的效果。

其中，根据第一语音信号的功率谱和第一噪声功率谱估计进行第一谱减处理，获取谱减后的第二语音信号，包括：

其中采用的改进谱减函数为：

式中，

表示谱减处理后的幅度谱中第w个频谱分量的幅值，|Y(w)|²表示第一语音信号的功率谱，|N(w)|²表示第一噪声功率谱估计，其中δ表示谱减调节系数，其中

δ₀表示基础调节系数，

表示噪声修正系数，|Y(w)|表示第一语音信号各频谱分量的幅值，|Y_max(w)|表示第一语音信号各频谱分量的幅值的最大值，q表示修正调节因子；

根据谱减处理后的幅度谱进行逆傅里叶变换，获取谱减后的第二语音信号。

本发明上述实施方式中，针对传统的谱减处理中无法对集中的高频噪声进行去噪的问题，上述实施方式中，对小波阈值处理后的第一语音信号进一步采用上述谱减函数进行二次处理，由于第一语音信号中的脉冲噪声已经被去除，在进行谱减处理时，主要是考虑对不明显的平滑噪声进行处理，因此本发明上述实施方式中，采用改进的谱减函数中进行自适应的谱减处理，能够根据语音信号的情况对谱减幅度进行调整，使得谱减后获取的语音信号能够最大程度的保留有用信息，避免了因为过处理导致的失真情况，通过增强处理后的语音信号，能够极大程度的提高语音效果，还原真实的语音信号，为交互单元313中的高质量语音通话奠定了基础。

在一种实施方式中，功能优化单元32用于针对室内设计BIM模型进行碰撞检查、净高检测、施工模拟、装饰构件自动布置和材料用量快速统计的功能优化操作。

在一种实施方式中，综合优化单元33，用于基于设计方案的组合评价模型和价值工程对所述室内设计BIM模型进行综合优化，并根据优化结果提供优化设计方案。其中：

所述基于设计方案的组合评价模型对所述室内设计BIM模型进行综合优化，具体是：通过基于“层次分析法(AHP法)与灰色关联分析法(GRAP法)和BP人工神经网络评价法集成的组合评价模型”对所述室内设计BIM模型进行综合优化，包括：首先，将灰色系统理论中的关联分析法用于多层次的综合评价中，即通过AHP法确定各层次各指标的权系数；考虑到各指标因素的重要性不同，把按乘法法则合并得到的各指标权系数加入关联度的计算，再根据GRAP法构建评价指标关联系数矩阵E，然后，确定综合评判矩阵R，得到各评价方案的综合关联度，根据各评价方案综合关联的大小，对各评价方案进行排序，确定最优方案，关联度越大其评价方案就越优；其二，再运用BP人工神经网络评价法确定相应各评价方案的权重系数，比较利用BP网络训练、检验后得出的结果与使用AHP法与GRAP法分析得出的权重排序是否一致，如果一致，则说明BP网络在训练过程中没有陷入到误差面中的局部最小点，达到了真正的最小点，得出的结果可以信赖，如果不一致，则说明BP网络在训练过程中陷入到误差面中的局部最小点，没有达到真正的最小点，这就需要重新选择初始权重、训练数据、增加隐层神经元数、改用动量算法等措施来重新训练、检验网络，得出新的权重值，直到与使用AHP法与GRAP法分析得出的权重排序一致为止，最后，就可以利用已得权重结果对各评价方案进行优选排序。

在一种场景中，基于设计方案的组合评价模型进行优化的具体过程包括：

1)构建设计方案优选评价系统的层次分析结构模型

11)根据综合优化目标，综合考虑室内设计方案优选评价的影响因素，结合企业长期室内设计方案优选评价的工作积累，通过行业专家和企业决策层人员对室内设计的功能性与经济性等影响因素的分析研究，共同确定室内设计方案综合评价指标体系中各级评价指标元素，并按三个层次建立室内设计方案综合评价指标体系。

图8示出所述室内设计方案综合评价指标体系。

12)根据图8所示的室内设计方案综合评价指标体系，按照AHP法构建层次分析结构模型，即：从上到下为目标层A、准则层B、指标层C，目标层A只有一个元素，为待评价对象，即为：最优设计方案；准则层B为评价这些设计方案实现总目标程度的n个准则B₁，B₂，…，B_n，即为：设计的经济性B1、空间的实用性B2、室内绿色环保B3、空间的合理性B4、空间的艺术性B5、室内物理功能B6；指标层C为要描述系统总目标和各准则的m个评价指标C₁，C₂，…，C_m，即为：装饰工程造价C1、项目建设工期C2、项目运行成本C3、设施功能的完备性C4、智能化水平C5、资源节约性能C6、空气质量C7、空间的有效使用C8、室内外空间的渗透性C9、空间造型设计效果C10、空间光影设计效果C11、空间色彩构成效果C12、材料机理设计效果C13、保温绝热隔声等性能C14、防火防滑防潮等性能C15、装饰面层管线设备等性能C16；方案层D为被评价设计方案，即为要选用的实现系统总目标的待评价设计方案。

2)通过AHP法确定评价指标的权重向量W

首先，根据本实施例图8所示的室内设计方案综合评价指标体系，建立的层次分析结构模型，应用1—9的标度原理，通过行业专家和企业决策层人员对各层次的指标权重作出判断，构造判断矩阵A＝(a_ij)_nxm，并进行排序计算，求解判断矩阵A的特征根；再根据AW＝λ_maxW，计算最大特征根λ_max找出它所对应的特征向量W，即为同一层各指标相对上一层某指标的相对权重；然后，进行一致性检验；最后，进行层次总排序，进而就可以确定各评价指标相对于总目标的权重。

3)确定评价指标关联系数矩阵E

31)设计方案的指标特征量矩阵的确定

设：设计方案优选评价系统由n个待选设计方案组成，记为X＝{X₁，X₂，…，X_n}^T，每个设计方案都有m个评价指标组成评判设计方案优劣的指标集，其中：X_i＝(X_i1，X_i2，…，X_im)就是设计方案i的m个指标原始数据，即X_ij(i＝l，2，…，n；j＝l，2，…，m)表示方案i的第j个指标值。可以得到n个设计方案的指标特征量矩阵：

32)确定参考设计方案

由于设计方案评价及优选的目的是要挑选出最优的待评价设计方案，因此，参考设计方案是客观上可能出现的最好方案，也称理想方案，它不在n个待评价设计方案中产生，而是根据这类设计方案的性质以及各指标在过去曾出现和将来可能或希望出现的最优值而定的，是从待评价设计方案的外界产生的。参考设计方案可由{X₁}，{X₂}，…，{X_n}中的最优指标构成一个虚拟的理想方案。设理想方案为：X⁰＝(X₁ ⁰，X₂ ⁰，…，X_m ⁰)；其中：X_j ⁰(j＝1,2，，…，n)表示第j个指标在所有待评价设计方案中的最优值。如果某一指标取大值为好，最优值则取该指标在各待评价设计方案原始值的最大值；如果取小值为好，则取各待评价设计方案原始值的最小值；若取均值为好，则取各指标的均值。根据此原则，可以构成(n+1)个方案的指标特征量矩阵

33)特征量矩阵的规范化

由于上述“指标特征量矩阵

”中的评价指标间通常具有不同的量纲和数量级，故不能直接进行比较，为了保证结果的可靠性，因此，需要对原始指标进行规范化处理，将其规范化为[0，1]区间内的数。如评价指标中的“装饰工程造价C1”、“项目建设工期C2”、“项目运行成本C3”是属于愈小愈好的成本型指标；而“保温绝热隔声等性能C14”、“防火防滑防潮等性能C15”、“装饰面层管线设备等性能C16”等则属于愈大愈好的效益型指标，这些指标具有不同的量纲，且数值间差异较大，为消除它们对设计方案评价结果的影响，需要对“指标特征量矩阵

”作规范化处理，转化为规范化矩阵S。又由于成本型指标和效益型指标在采用线性变换的规范化方法时所采用的基点不同，会使变换后最好的效益目标和成本目标有不同的值，不便于比较。因此，应按以下公式对“指标特征量矩阵

”进行规范化处理。

设有n个待评价设计方案，每个评价方案有m个评价指标，且

a_j为第j个指标的最大值；

b_j为第j个指标的最小值。则：

对于效益型指标，即指标值越大越好，令：

对于成本型指标，即指标值越小越好，令：

其中：X_ij为“指标特征量矩阵

”中第i个待评价设计方案的第j项指标的实际值。显然，0≤S_ij≤1，S_ij的值越大设计方案越优。因此，

的规范化矩阵即为：

34)进行关联度分析计算

根据灰色系统理论，将经规范化处理后的最优指标集S⁰＝(S₁ ⁰，S₂ ⁰，…，S_m ⁰)＝(1，1，…，1)作为参考数据列，将规范化处理后的各设计方案的评价指标{S_i}＝{(S_i1，S_i2，…，S_im)}(i＝1，2，…，m)作为被比较数列，则可用下述关联度系数公式分别求出第i个设计方案第j个评价指标与第j个最优指标的关联系数ξ_ij(i＝1，2，…，n；j＝1，2，…，m)。即：

式中：ρ是分辨系数，ρ∈[0，1]，一般取ρ＝0.5；

进一步求得如下关联系数矩阵E为：

式中：ξ_ij(i＝1，2，…，n；j＝1，2，…，m)为第i个设计方案第j个评价指标与第j个最优指标的关联系数。

4)建立综合评判矩阵R

根据本实施例2)确定的评价指标权重向量：W＝(w₁，w₂，…，w_n)^T和本实施例34)确定的各评价指标的关联系数矩阵E，可以得出综合评判矩阵R为:

R＝E×W；即：

式中：E＝(ξ_ij)n_×m为各评价指标的关联系数矩阵；

W＝(w₁，w₂，…，wm)为m个评价指标的权重分配矩阵；

R＝(r₁，r₂，…，r_n)为n个设计方案的综合评价结果矩阵，关联度r_i(i＝1，2，…，n)为第i个设计方案的评价结果；

W_j(j＝1，2，…，m)为第j个指标的权重。

通过上述计算得出各设计方案的关联度，进而就可以对各设计方案进行排序，设计方案的关联度越大，表明其越接近于最优参考方案，所以，该方案就为最优的设计方案。

有益效果：上述实施例通过层次分析法确定评价指标的权重，再应用灰色关联分析进行量化分析确定单因素关联度，进而得出被评价方案的综合关联度，并最终确定优选方案的过程，说明层次分析法与灰色关联分析法的两两集成，克服了单独采用层次分析法过分依赖于权重和专家意见的问题，对评价指标进行灰色关联度分析，充分考虑了设计方案对经济、技术、环境等各个方面的影响和效果，以及所受到的制约，将定性指标和定量指标有机的结合起来，实现了综合评价结果的量化。

5)应用BP人工神经网络进行设计方案优选

51)对评价指标属性值进行归一化处理

应用BP人工神经网络进行设计方案优选，首先需按照本实施例33)所述的方法对各评价指标属性值分别按照效益型指标、成本型指标进行归一化处理，使数据分布在[0，1]区间。

52)构造学习样本并计算网络评价值

首先，确定评价BP神经网络模型。对于室内设计方案优选的问题，可以视为输入对应设计方案的评价指标到输出网络评价值的非线性映射过程，采用多输入单输出的三层BP神经网络，作为设计方案优选评价模型。其中，输入神经元个数根据待评价指标数而定，隐层神经元个数根据训练问题的复杂程度而定。根据本实施例图8所示，设计方案有16个评价指标，因此，输入层神经元个数为16，即为设计方案的评价指标数；输出层神经元个数为1，即相应的设计方案的网络评价值；本实施例选取隐层神经元个数为9，则评价用BP神经网络结构为：16-9-1。

然后，进行学习样本的处理。最优参考样本是由所有待评价设计方案各类指标中的最佳值组成，最优参考样本的网络评价值为1；次优参考样本是指样本方案除了一项指标(该项指标是所有待评价设计方案中的最差值)外，其余指标由所有待评价设计方案各类指标中的最佳值组成，次优参考样本数目不大于设计方案评价指标数。

第三，学习算法。采用学习率可变的动量BP算法进行网络的学习。最优参考样本的网络评价值为1，且其他各样本的网络评价值都不超过1，也不低于0。次优参考样本的网络评价值计算方法为：根据用AHP法确定的设计方案的评价指标权重，将次优参考样本的网络评价值等于1减去本样本中最差指标(指所有待评价设计方案同类指标中的最低值)相应的权重。

最后，将样本提供给网络进行训练，得到最终的网络连接权值W_ij和V_jt，网络结构也随之而定。按照所确定的网络结构可以得到各设计方案样本的网络评价值，再将它们由大到小进行排列，即可得到设计方案的优选结果。

有益效果：BP人工神经网络具有自适应能力，能对多指标综合评价问题给出一个客观评价，有利于弱化权重确定中的人为因素，可以建立权重的学习机制，获得评价专家的经验知识及对目标重要性权重协调能力，尽可能消除传统权重确定方法中的人为影响，保证权值的有效性和实用性，使评价结果更有效、更客观。同时，通过确定BP神经网络传递函数、训练函数、学习函数、性能函数和构造学习样本对室内设计待优选方案进行仿真，对通过AHP法与GRAP法理论的评判结果进行比较，证实了AHP法与GRAP法两种方法的有效性和合理牲。因此，BP人工神经网络与AHP法和GRAP法的集成整合，兼顾了主观与客观赋权，是一种组合赋权模型，对设计方案的综合评价提供了一种有效的评价手段。

所述基于价值工程对所述室内设计BIM模型进行综合优化，并根据优化结果提供优化设计方案，具体包括：对本实施例中经过基于设计方案的组合评价模型初步优选的设计方案，进一步进行价值工程优化分析，以确定提高价值、降低成本的改进措施。

在一种场景中，基于价值工程对所述室内设计BIM模型进行优化的具体方法是：

由于本实施例中基于设计方案的组合评价模型对室内设计BIM模型的优化，只是对本身设计方案的优劣做出了评价，并不反映设计方案各评价指标的绝对水平，因此，其优选出来的设计方案只是在所有提供的室内设计方案中相对较优的设计方案，其本身还有许多功能与成本仍有不同程度的不匹配，这些地方是有待进一步进行改进和优化的地方。因此，设计方案的优化不但要考虑降低成本，还要满足室内设计的功能要求，并以提高室内设计项目的价值为目标，使设计方案更具有市场竟争力，达到以最少的投资，取得最大的效益的目的。

1)计算设计方案的成本

首先，根据本实施例中基于设计方案的组合评价模型优选的设计方案，通过构建的室内设计BIM模型的工程量统计功能计算出各类分项工程的工程量，再导出相应的工程量明细表，并进行整合合并，得出最终的工程量清单，然后再应用造价软件就可以详细的计算出设计方案的各分部工程明细成本。

2)确定设计方案的功能权重

根据本实施例图8所示室内设计方案综合评价指标体系，通过对室内设计功能因素进行分析，确定室内设计功能F包括：空间的实用性F1、室内绿色环保F2、空间的合理性F3、空间的艺术性F4、室内物理功能F5五项主要功能。

图9示出一种室内设计功能系统图。

根据图9所示的室内设计功能系统图，应用HAP建立层次分析结构模型，即从上到下为目标层：室内设计功能F；准则层有5个元素：“空间的实用性F1”、“室内绿色环保F2”、“空间的合理性F3”、“空间的艺术性F4”、“室内物理功能F5”；则可求出5个评价准则相对于室内设计功能F的权重。即：设有m个功能评价准则，记J＝{1,2，…，m}为下标集合，由行业专家和企业决策层人员对准则进行两两比较得出比较判断矩阵F＝(f_ij)_m×m。F导出的归一化权重

由

求解，

其中，λ_max(F)为F的最大特征根。F的一致性比例CR(F)＝[λ_max(F)-m]/[(m-1)RI]，RI为随机一致性指标，若CR(F)≤0.1，称F是满意一致性比较判断矩阵，由此，m个功能评价准则的权重即为：

进而得到：空间的实用性F1、室内绿色环保F2、空间的合理性F3、空间的艺术性F4、室内物理功能F5的权重。

3)确定设计方案的功能比重因子，并计算功能系数

首先，由行业专家和企业技术人员确定室内设计的空间的实用性F1、室内绿色环保F2、空间的合理性F3、空间的艺术性F4、室内物理功能F5五项功能在如下的天棚工程、楼地面工程、墙柱面工程、门窗工程、家具工程、水电气工程、空调通风工程、厨卫设备工程、建筑构件及部品工程等装饰工程的分部工程中所起的作用的大小，确定各种功能在各分部工程中的比重，进而得到分部工程功能比重因子。

然后，根据各分部工程功能比重因子和设计方案的功能权重，就可方便地计算得到各分部工程的功能系数，即：功能系数＝功能比重因子×功能权重。

4)确定成本系数和价值系数

首先，确定目标成本。根据设计项目的市场调查和分析研究，以及目标客户的接受度，由行业专家和企业决策层人员共同分析研究，确定价值工程优化的设计方案的目标总成本，再将目标总成本分解为各分部工程的目标成本。

然后，按照“成本系数＝分部工程成本/∑分部工程成本”和“价值系数V＝功能系数F/成本系数C”，就可以分别计算出各分部工程的成本系数和价值系数。

最后，根据计算功能系数与成本系数之比值得到的各分部工程的价值系数，与所有分部工程的价值系数及成本系数作为比对标准，设置合适的阈值，将小于设定阈值的分部工程作为设计方案需要改进的目标。

同时，通过上述计算得到的不同分部工程的价值系数，并对该设计方案的价值程度进行的量化分析说明，若价值系数越小，则证明该设计方案的耗费成本偏高，或存在功能过剩的现象，因此，价值系数小的分部工程的设计改进，将有助于提高室内设计方案的竞争力。

5)确定价值分析对象，制定改进措施

根据对设计方案进行的价值工程分析，价值工程优化改进方案一般从以下列两方面来考虑：

设计方面：如设计标准是否过高，设计内容中有无不必要的功能等；

成本方面：主要是寻找在满足质量要求的前提下降低成本的途径，优先选择价值量大的工程进行重点分析改进。

通过上述价值工程分析得知：分部工程的价值系数小于1的分部工程，说明分部工程的成本大于功能，有必要加以改进。因此，凡价值系数小于1的分部工程，均可作为价值改进的对象，诊断存在的问题，制定改进的措施。在确定了改进对象和方向以后，相关人员就可以通过鱼骨图分析问题的症结所在，制定出以降低成本为主要改进方向和目标的解决问题的具体措施，经过价值工程优化活动，最后得到最优的设计方案。

有益效果：通过价值工程进行量化的优化分析，可以实现室内设计方案满足功能、降低成本、提高价值的目的，使项目目标的利益最大化，提升了室内设计方案的竟争力。再者，由于价值工程对设计方案进行目标成本控制主要是通过对分部工程的功能分析找出不必要的预算成本，然后提出可以有效缩减目标成本的改进方案，这对设计方案的功能与成本控制具有十分重要的意义。同时，价值工程优化体系也可以有效的提高企业的综合素质和核心竞争力，在实现企业的经营目标基础上取得更好的经济效益，有助于企业在竞争日趋激烈的市场环境中生存和发展。

在一种实施方式中，参见图6，本发明设计系统还包括系统管理模块5，系统管理模块5包括用户管理单元51和权限管理单元52；

用户管理单元51用于对系统的用户进行身份验证，获取用户身份信息；

权限管理单元52用于对用户的使用和管理权限进行管理。

在一种实施方式中，系统管理模块5还包括数据库管理单元53和日志管理单元54；

数据库管理单元53用于对设计系统中数据库储存的数据进行修改或删除；

日志管理单元54用于根据用户的登录信息、操作信息等自动生成日志数据。

在一种场景中，设计师或客户在登录设计系统时，通过用户管理单元51对登录用户的身份信息进行验证，当验证通过后允许该用户登录设计系统。同时，不同用户设有不同的用户权限，例如客户登录设计系统时，仅能够登录可视化交互设计单元31，而设计师或管理人员对应的权限则能够访问系统中的全部功能模块。

上述实施方式中，通过设计系统管理模块5对设计系统进行统一管理和设置，能够适应不同使用的需要，而且方便后台数据的调取与统计，提高了设计系统的实用性。

参见图7，本发明根据上述提出的一种基于BIM的室内优化设计系统，本发明还提出一种基于BIM的室内优化设计方法，其中该方法依据上述系统完成，包括：

S100构建室内设计的BIM数据库，其中BIM数据库包括按室内设计中所需的装饰构件的不同分类构建的族库；

S200在室内设计原始模型的基础上，根据项目室内设计方案构建室内设计BIM模型，并在室内设计BIM模型的基础上进行深化设计；

S300对所述室内设计BIM模型进行全过程优化设计，其包括在室内设计过程中进行的室内设计BIM模型的互动优化；以及进行碰撞检查、净高检测、施工模拟、装饰构件自动布置和材料用量快速统计的室内设计BIM模型的功能优化和对室内设计结果应用基于设计方案的组合评价模型和价值工程进行的室内设计BIM模型的综合优化；

S400根据优化后的室内设计BIM模型，输出室内设计的相关图纸、施工管理信息以及装饰构件生产加工的三维可视化模型的成果文件。

在一种实施方式中，该方法步骤S200中还包括：

S201根据项目现场勘测信息构建室内设计原始模型；

S202基于室内设计原始模型的基础上，根据室内设计方案构建相应的室内设计BIM模型；

S203基于室内设计BIM模型的基础上进行深化设计。

同时，需要说明的是，该方法中还包括了上述系统不同实施方式中具体限定的各模块中实现的具体方法。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当分析，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种基于BIM的室内优化设计方法及系统，其特征在于，包括：

数据库构建模块，用于构建室内设计的BIM数据库，其中所述BIM数据库包括按室内设计中所需的装饰构件的不同分类构建的族库；

模型构建模块，用于在室内设计原始模型的基础上，根据项目室内设计方案构建室内设计BIM模型，并在所述室内设计BIM模型的基础上进行深化设计；

优化设计模块，用于对所述室内设计BIM模型进行全过程优化设计，其包括在室内设计过程中进行的室内设计BIM模型的互动优化；以及进行碰撞检查、净高检测、施工模拟、装饰构件自动布置和材料用量快速统计的室内设计BIM模型的功能优化和对室内设计结果应用基于设计方案的组合评价模型和价值工程进行的室内设计BIM模型的综合优化；

输出模块，用于根据优化后的室内设计BIM模型，输出室内设计的相关图纸、施工管理信息以及装饰构件生产加工的三维可视化模型的成果文件。

2.根据权利要求1所述的一种基于BIM的室内优化设计系统，其特征在于，所述数据库构建模块包括族库建立单元和调用单元，其中：

所述族库建立单元用于构建装饰构件库，其中所述装饰构件库包括按装饰材料、部品、陈设、家具、设备分类的族库；

所述调用单元与所述模型构建模块和优化设计模块连接，供所述模型构建模块和优化设计模块调用所述装饰构件库。

3.根据权利要求2所述的一种基于BIM的室内优化设计系统，其特征在于，所述数据库构建模块还包括施工工艺标准库建立单元和设计方案库构建单元；

所述施工工艺标准库建立单元用于根据国家标准库、企业管理制度、施工作业流程以及企业模板库建立施工工艺标准相关的知识库；

所述设计方案库构建单元用于建立设计方案模板及其相关规则信息的设计方案模板数据库。

4.根据权利要求1所述的一种基于BIM的室内优化设计系统，其特征在于，所述模型构建模块包括原始模型建立单元、BIM模型建立单元以及深化设计单元，其中：

所述原始模型建立单元用于根据项目现场勘测信息构建室内设计原始模型；

所述BIM模型建立单元用于基于所述室内设计原始模型的基础上，根据室内设计方案构建相应的室内设计BIM模型；

所述深化设计单元用于基于所述室内设计BIM模型的基础上进行深化设计。

5.根据权利要求1所述的一种基于BIM的室内优化设计系统，其特征在于，所述优化设计模块包括可视化交互设计单元、功能优化单元、综合优化单元；其中：

所述可视化交互设计单元，用于建立客户可视化交互设计系统，用于供客户与设计师共同对所述室内设计BIM模型进行互动优化；

所述功能优化单元，用于针对所述室内设计BIM模型进行碰撞检查、净高检测、施工模拟、装饰构件自动布置和材料用量快速统计的功能优化操作；

所述综合优化单元，用于基于设计方案的组合评价模型和价值工程对所述室内设计BIM模型进行综合优化，并根据优化结果提供优化设计方案。

6.根据权利要求1所述的一种基于BIM的室内优化设计系统，其特征在于，所述系统还包括系统管理模块，所述系统管理模块包括用户管理单元和权限管理单元；其中：

所述用户管理单元用于对所述系统的用户进行身份验证，获取用户身份信息；

所述权限管理单元用于对用户的使用和管理权限进行管理。

7.根据权利要求5所述的一种基于BIM的室内优化设计系统，其特征在于，所述可视化交互设计单元包括展示单元、操作单元以及交互单元；其中：

所述展示单元用于对登入的客户以及设计师展示所述室内设计BIM模型，其中所述室内设计BIM模型包括室内设计三维模型和施工计划信息；

所述操作单元用于供客户选定所述室内设计BIM模型中某一部分的信息，并记录客户针对当前室内设计方案提出的修改意见信息；同时，所述操作单元还用于供设计师针对所述修改意见信息对所述室内设计BIM模型进行相应的修改、优化操作；

所述交互单元，用于建立语音/视频聊天室，供登入的客户和设计师进行语音或视频交流。

8.根据权利要求7所述的一种基于BIM的室内优化设计系统，其特征在于，所述交互单元包括：客户端子单元、设计师端子单元、语音处理子单元和语音交互子单元，其中：

所述客户端子单元与客户终端连接，用于通过所述客户终端获取客户语音信号；

所述设计师端子单元与设计师终端连接，用于通过所述设计师终端获取设计师语音信号；

所述语音处理子单元用于分别对所述客户语音信号以及设计师语音信号进行处理；

所述语音交互子单元用于将增强后的客户语音信号发送到设计师终端，以及将增强后的设计师的语音信号发送到客户终端，实现客户与设计师的实时语音交互。

9.根据权利要求8所述的一种基于BIM的室内优化设计系统，其特征在于，所述语音处理子单元包括增强子单元，其中：

所述增强子单元用于对所述客户的语音信号和设计师的语音信号进行增强处理，进一步包括：

1)接收待增强的语音信号为X₀，其中待增强的语音信号X₀包括从客户终端获取的客户语音信号或从设计师终端获取的设计师语音信号；

2)对待增强的语音信号X₀进行基于小波变换的增强处理，获取增强处理后的第一语音信号X₁；

3)对第一语音信号X₁进行噪声估计，获取第一噪声功率谱估计|N(w)|²；

对第一语音信号X₁进行快速傅里叶变换，获取该第一语音信号的功率谱|Y(w)|²；

根据第一语音信号的功率谱|Y(w)|²和第一噪声功率谱估计|N(w)|²进行第一谱减处理，获取谱减后的第二语音信号X₂；

4)将该第二语音信号X₂作为增强后的语音信号；

其中，对待增强的语音信号X₀进行基于小波变换的增强处理，获取增强处理后的第一语音信号，包括：

根据设定的小波基和小波分解层数对待增强的语音信号X₀进行小波分解，获取该待增强的语音信号各层小波分解的高频小波系数和低频小波系数；

采用设定的自适应阈值函数对该高频小波系数进行阈值处理，其中采用的自适应阈值函数为：

式中，r_p,q和

分别表示阈值处理前和阈值处理后的第p层第q个高频小波系数；

表示阈值调节因子，

μ表示抑制因子，Z_p表示设定的第p层小波分解的阈值。

10.一种基于BIM的室内优化设计方法，其特征在于，包括：

构建室内设计的BIM数据库，其中所述BIM数据库包括按室内设计中所需的装饰构件的不同分类构建的族库；

在室内设计原始模型的基础上，根据项目室内设计方案构建室内设计BIM模型，并在所述室内设计BIM模型的基础上进行深化设计；

对所述室内设计BIM模型进行全过程优化设计，其包括在室内设计过程中进行的室内设计BIM模型的互动优化；以及进行碰撞检查、净高检测、施工模拟、装饰构件自动布置和材料用量快速统计的室内设计BIM模型的功能优化和对室内设计结果应用基于设计方案的组合评价模型和价值工程进行的室内设计BIM模型的综合优化；

根据优化后的室内设计BIM模型，输出室内设计的相关图纸、施工管理信息以及装饰构件生产加工的三维可视化模型的成果文件。

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