CN1487413A - 根据背景图像自动调整界面风格的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及软件产品界面操控技术，利用本发明方法可以允许用户自由选择产品背景图像，根据对背景图像的色调和明暗特征分析，自动选择界面元素、功能控件的风格，使界面元素与功能控件能够与背景最和谐地搭配在一起。该方法可广泛运用于各种产品的软件平台上，有效地提高软件产品的使用性和界面美观、友好程度。

Description

根据背景图像自动调整界面风格的方法

技术领域

本发明涉及软件产品界面操控技术。

背景技术

随着软件技术的进步，应用软件产品越来越强调GUI界面的美观、友好，以提高产品的可用性。传统软件固定的、千篇一律的外观风格正在被灵活可变的、可定制的外观风格所取代。我们可以将软件的界面分成两个不同的组成部分：背景和界面控件。所谓背景，就是指无功能性的软件界面部分；而界面控件，通常都有一定的事件响应功能，是用户操作的对象，典型的例子包括菜单、窗口标题栏、图标按钮等等。依据这种区分，目前比较流行的界面美化方案有两种：

1)更换背景：即应用软件的背景可以变换，可以采用用户选定的图片和图案作为背景(或者称为“墙纸”)，但是其他界面元素则固定不变，或者可以通过手工调整。这类软件的典型例子是MicrosoftWindows 95/98桌面系统，Linux上的KDE和GNOME软件系统。这种方案的优点是背景变换容易，易用性好，界面风格一致，用户在不断变化软件外观的同时，不会因此而导致操作的困难。缺点是界面控件的风格与背景图像之间的组合搭配关系无法协调，可能会造成搭配上的不和谐，造成观感上的不悦，或者必须通过用户手工协调，操作繁琐。

2)可换肤方案：应用软件的全部界面元素均根据软件的设置从一组图片中生成，在保持基本界面元素齐全的前提下，可以随心所欲地变换软件的界面外观，界面元素风格、甚至控件位置、操作模式。典型的例子是WinAMP和Windows Media Player播放器。其优点是软件千变万化，给用户带来神秘感和乐趣，但是缺点也十分明显。首先，由于必须生成一组图片，掌握一系列规则，才能让新的界面和谐可用，这不是一般用户所能做到的，必须求助于专业美术工作者，实质上剥夺了用户自创界面的权利；其次，系统开销大，不适用用于存储空间宝贵的嵌入式设备；第三，界面风格变化过大，反而会破坏用户形成的操作习惯。正因为以上的缺点，可换肤方案虽然在最初曾经获得一定反响，但是从几年的实践看来，并不为普通用户所接收。

发明内容

针对以上两种方案各自的优缺点，在方案1的基础上本发明进行创新，从而提出了一种新的软件界面变化解决方案，其中主要的目的是：1.允许用户自由更换背景图像。2.通过对背景图像色调、饱和度、明暗程度等要素的动态检测，自动改变软件界面控件的外观风格，从而达成背景与界面控件之间的和谐。

为达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种根据背景图像自动调整界面风格的方法，其操控步骤如下：

(1)首先，用户根据需要开启根据背景图像自动调整界面风格的功能。

(2)用户挑选并更换新的背景图像。

(3)在用户更换背景图像之后，立刻进入过程A：在背景图像上均匀地截取n个样本S₁至S_n，存入背景图像样本序列，每个样本是一小块图像背景局部，可以是矩形或其他形状。

(4)过程B，对背景图像样本序列中的样本逐一进行特征分析。这里所说的特征，主要包括颜色值(RGB数据、CYMK数据^*)、灰度、样本差异程度等等，共设有K₁至K_m个特征；过程B分别根据不同的算法，对各样本进行各种特征的分析，全部分析之后，应将所得的特征值总结，填写特征值向量Kj₀，称为“最初平均特征”。

(5)根据最初平均特征Kj₀，对样本进行一次筛选。将与Kj₀差异最大的n*10％个样本从样本空间中剔除；反复重复第3、4步，得到Kj₁，Kj2，Kj3...经过数次迭代，使样本空间中的样本数量缩减到n/5，此时得到的Kj，可以认为比较好的体现了背景图像的主要特征。

(6)本发明的技术方案中预置有一个“图像特征——界面风格对应表”，将各种特征值组合方案与为数有限的界面风格方案对应起来，这个表的具体内容应当是静态确定的，实际上确定了一个多对一的映射关系，表达式为：

      P＝f(K)

 其中：

      P——界面风格方案

      K——图像特征值向量

(7)根据第4步得到的特征值向量Kj，查“图像特征——界面风格对应表”的对应项，得到该特征值向量所对应的界面风格Pj，表达式为：

      Pj＝f(Kj)

注意，函数f( )定义域是无限集合，值域是有限集合，因此f( )是一个无限集合向有限集合的映射。这种映射是通过以下方式进行的：

设K_j＝(K_j0，K_j1，K_j2，...，Kjn)

而有效组合设共有m项，设为K_a0，K_a1，K_a2，...，K_am

设计函数g(K_j，K_ai)计算两个向量之间的差异程度，有

i，x：INTEGER

y：array of REAL

from i：＝0 until i＞m loop

  y[i]：＝g(K_j，K_ai)

end

x：＝使y[i]值最小的i值

则P_j：＝K_ax

(8)过程C，用户利用P_j中的各项风格参数设定，重新绘制和显示界面控件元素，得到新的界面风格。

(9)过程D，用户给确认的指令，实施界面控件风格的变换，结束。

所述的根据背景图像自动调整界面风格的方法，用户可根据需要不开启根据背景图像自动调整界面风格的功能。

所述的根据背景图像自动调整界面风格的方法，在用户根据需要开启根据背景图像自动调整界面风格的功能后，于操作中随时可选择退出，而恢复原来的背景图像和界面控件风格。

利用本发明方法可以允许用户自由选择产品背景图像，根据对背景图像的色调和明暗特征分析，自动选择界面元素、功能控件的风格，使界面元素与功能控件能够与背景最和谐地搭配在一起。该方法可广泛运用于各种产品的软件平台上，有效地提高软件产品的使用性和界面美观、友好程度。

附图说明

图1为本发明方法的实施流程图；

图2为本发明方法的数据结构设计图。

具体实施方式

本发明方法在天玑XP100项目“联想随身家园1.0”软件产品研发中构思并发展，将在“联想随身家园2.0”系列软件中应用。

实施例一：

请参照图1，本发明根据背景图像自动调整界面风格的方法，其操控步骤如下：

(1)首先，提供给用户一种根据背景图像自动调整界面风格的方案，但是允许用户禁止这项功能。

(2)如果本功能被开启，则在用户更换背景图像之后，立刻由过程A在背景图像上均匀地截取n个样本S₁至S_n，存入背景图像样本序列，每个样本是一小块图像背景局部，可以是矩形或其他形状。

(3)过程B对背景图像样本序列中的样本逐一进行特征分析。这里所说的特征，主要包括颜色值(RGB数据、CYMK数据CYMK颜色编码方案是用青(Cyan)、品红(Magenta)、黄(Yellow)、黑(Black)四种基本色调配合成不同的颜色，一般是用在印刷输出上。)、灰度、样本差异程度等等，共设有T₁至T_m个特征(例如T₁表示灰度)；过程B分别根据不同的算法，对各样本进行各种特征的分析，全部分析之后，应将所得的特征值总结，填写特征值向量Kj₀，称为“最初平均特征”。

(4)根据最初平均特征Kj₀，对样本进行一次筛选。将与Kj₀差异最大的n*10％个样本从样本空间中剔除；反复重复第3、4步，得到Kj₁，Kj2，Kj3...经过数次迭代，使样本空间中的样本数量缩减到n/5，此时得到的Kj，可以认为比较好的体现了背景图像的主要特征。

(5)本发明的技术方案中预置有一个“图像特征——界面风格对应表”，如图2所示，在图像特征——界面风格对应表中，可能存在多种风格对应一种组合的映射关系。本技术根据领域专家(界面设计专家)的经验，完成从“背景图图像特征”到“界面风格”的映射。这个映射关系，用数学方式表达将会是非常困难，效果也难以保证，所以采用这种直接的对应关系，将各种特征值组合方案与为数有限的界面风格方案对应起来，这个表的具体内容应当是静态确定的，这张表实际上确定了一个多对一的映射关系，表达式为：

   P＝f(K)

其中：

   P——界面风格方案

   K——图像特征值向量

(6)根据第4步得到的特征值向量Kj，查“图像特征——界面风格对应表”的对应项，得到该特征值向量所对应的界面风格Pj，表达式为：

    Pj＝f(Kj)

注意，函数f( )定义域是无限集合，值域是有限集合，因此f( )是一个无限集合向有限集合的映射。这种映射是通过以下方式进行的：

设K_j＝(K_j0，K_j1，K_j2，...，Kjn)

而有效组合设共有m项，设为K_a0，K_a1，K_a2，...，K_am

设计函数g(K_j，K_ai)计算两个向量之间的差异程度，有

i，x：INTEGER

y：array of REAL

from i：＝0 until i＞m loop

  y[i]：＝g(K_j，K_ai)

end

x：＝使y[i]值最小的i值

则P_j：＝K_ax

(7)利用P_j中的各项风格参数设定，重新绘制和显示界面控件元素，得到新的界面风格。

(8)用户给确认的指令，实施界面控件风格的变换，结束。

同时，本发明的方法，在用户根据需要开启根据背景图像自动调整界面风格的功能后，于操作中随时可选择退出，而恢复原来的背景图像和界面控件风格。

实施例二：项目：“联想随身家园2.0”

实施过程：

1.确定选取以下几个特征参量：

R——红色通道值

G——绿色通道值

B——蓝色通道值

E——色调

S——饱和度

L——亮度

因此，特征向量K＝(R，G，B，E，S，L)。从某一个像素点分别获得以上特征参量的算法为公知算法，下面不再叙述。

2.从240×320的屏幕上均匀截取64个像素点，构成样本空间S₁-S₆₄。

3.分别针对每一个像素点求取特征向量K的值，得到64个特征向量，记为

      K₁，K₂，K₃，...，K₆₄

其中每个向量都是一个(R，G，B，E，S，L)元组，有六个分量。

4.分别针对每一个分量，求64个向量中该分量的平均值，构成K_j0：

K_j0＝(R_j0，G_j0，B_j0，E_j0，S_j0，L_j0)，其中：

$R_{j0}=1/64\underset{i=1}{\overset{64}{\mathrm{\Σ}}}{R}_i$

$G_{j0}=1/64\underset{i=1}{\overset{64}{\mathrm{\Σ}}}{G}_i$

$B_{j0}=1/64\underset{i=1}{\overset{64}{\mathrm{\Σ}}}{B}_i$

$E_{j0}=1/64\underset{i=1}{\overset{64}{\mathrm{\Σ}}}{E}_i$

$S_{j0}=1/64\underset{i=1}{\overset{64}{\mathrm{\Σ}}}{S}_i$

$L_{j0}=1/64\underset{i=1}{\overset{64}{\mathrm{\Σ}}}{L}_i$

5.根据以上K_j0与64个样本的K₁，K₂，K₃，...，K₆₄的均方差D₀、、、D₆₄，淘汰与均值样本差异最大的20％即13个样本。其中Di的算法为：

$D_i=\sqrt{{\left({\mathrm{\ΔR}}_i\right)}^2+{\left(\mathrm{\Δ}{G}_i\right)}^2+{\left({\mathrm{\ΔB}}_i\right)}^2+{\left({\mathrm{\ΔE}}_i\right)}^2+{\left({\mathrm{\ΔS}}_i\right)}^2+}{\left({\mathrm{\ΔL}}_i\right)}^2$

其中：

K_j0＝(R_j0，G_j0，B_j0，E_j0，S_j0，L_j0)

K_i＝(R_i，G_i，B_i，E_i，S_i，L_i)

ΔR_i＝R_i-R_j0

ΔG_i＝G_i-G_j0

ΔB_i＝B_i-B_j0

ΔE_i＝E_i-E_j0

ΔS_i＝S_i-S_j0

ΔL_i＝L_i-L_j0

经过此次淘汰，还剩51个样本。重新进入第3步，针对这51个样本重复3、4、5步，进一步减少样本空间。直至样本数目收敛至原样本空间的20％，既大约13个样本时，停止迭代收敛。将这13个样本的平均特征向量K作为本背景图像的最终特征向量。可以理解，此处也可以不用均方差，而用ΔR_i、ΔG_i、、、ΔL_i算术平均值代替。

6.在“图像特征——界面风格对应表”中，按步骤2-5可以获得预制的8幅图像的最终特征向量共有8个B_i(i＝1、2、3、、、、8)，其中每幅图像对应一个最终特征向量)，对应5种风格C1、C2、、、C5。于是，我们用K分别与这8个最终特征向量求均方差，算法同上。找到均方差值最小的那个备选最终特征向量，例如B3，将其对应的界面风格，例如C2，作为结果，输出到界面上。备选最终特征向量与界面风格的对应关系可以根据实际情况设定，是业界公知，在此不累述。

Claims (5)

1.一种根据背景图像自动调整界面风格的方法，首先用户挑选并更换新的背景图像，其操控步骤如下：

(1)在背景图像上均匀地截取n个样本S₁至S_n，存入背景图像样本序列，每个样本是一小块图像背景局部；

(2)对背景图像样本序列中的样本逐一进行特征分析；共设有T₁至T_m个特征参量；对各样本进行各种特征的分析，得到特征向量K₁、K₂、、、K_n，其中每个特征向量K_i(i＝1、2、3、、、n)都是(A_l、、、A_m)元组；

(3)分别针对每一个分量A₁、、、A_m，求K₁、K₂、、、K_n向量中该分量的平均值，得到特征值向量Kj₀，称为“最初平均特征”；

(4)对样本的筛选，根据最初平均特征K_j0与所有样本的特征向量差异程度，淘汰与最初平均特征K_j0差异最大一定比例个剩余样本，并根据剩余样本得到最终特征向量K；

(5)根据最终特征向量K得到相应的风格参数设定；

(6)根据风格参数设定重新绘制和显示界面控件元素，得到新的界面风格；

2.根据权利要求1所述的根据背景图像自动调整界面风格的方法，其特征在于，所述特征参量主要包括颜色值(RGB数据、CYMK数据)、灰度、亮度表征图像的参量等等。

3.根据权利要求3所述的根据背景图像自动调整界面风格的方法，其特征在于，最初平均特征K_j0与所有样本的特征向量差异程度可以根据最初平均特征K_j0与所有样本的特征向量的均方差或平均值来判断。

4.根据权利要求1所述的根据背景图像自动调整界面风格的方法，其特征在于，步骤5中进一步包括预设多数幅图像，并根据步骤1-3得到每幅图像的最终特征向量B_i，根据样本的最终特征向量K与每幅图像的最终特征向量B_i的差异程度确定相应风格参数设定。

5.根据权利要求4所述的根据背景图像自动调整界面风格的方法，其特征在于，样本的最终特征向量K与每幅图像的最终特征向量B的差异程度是用K分别与每幅像的最终特征向量B_i求均方差，找到均方差值最小的那个备选特征向量，根据备选特征向量选择风格参数设定。

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