基于可拓语义的澄城刺绣风格迁移设计方法研究

doi:10.11996/JG.j.2095-302X.2023051041

图学学报 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (5): 1041-1049.DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2023051041

基于可拓语义的澄城刺绣风格迁移设计方法研究

吴正存(), 吴通(), 敦晓荣

西北工业大学机电学院，陕西西安 710072

收稿日期:2023-05-12 接受日期:2023-08-30 出版日期:2023-10-31 发布日期:2023-10-31
通讯作者: 吴通(1975-)，男，副教授，博士。主要研究方向为产品设计与计算机辅助技术。E-mail：wutong@nwpu.edu.cn
作者简介:吴正存(1999-)，男，硕士研究生。主要研究方向为工业设计与计算机图形学。E-mail：18513253866@163.com
基金资助:
陕西省社会科学基金项目(2022J245)

Research on design method of Chengcheng embroidery style migration based on extension semantics

WU Zheng-cun(), WU Tong(), DUN Xiao-rong

School of Mechanical, Northwestern Polytechnical University, Xi'an Shaanxi 710072, China

Received:2023-05-12 Accepted:2023-08-30 Online:2023-10-31 Published:2023-10-31
Contact: WU Tong (1975-), associate professor, Ph.D. His main research interests cover product design and computer aided technology. E-mail：wutong@nwpu.edu.cn
About author:WU Zheng-cun (1999-), master student. His main research interests cover industrial design, computer graphics. E-mail：18513253866@163.com
Supported by:
Social Science Foundation Project of Shaanxi Province(2022J245)

摘要/Abstract

摘要：

针对目前澄城刺绣图案创新较少以及自动生成受到局限等问题，提出基于可拓语义的澄城刺绣风格迁移设计方法。首先通过调研整理澄城刺绣图案，提取图案的语义；然后对语义词汇的关联程度和设计应用价值进行分析，选择出具有最大可拓区间的语义词汇；对刺绣语义进行图解，评估词汇的辨识度和设计应用价值，获取图解的最大可拓区间，从而指导刺绣图案设计；从设计方案的语义表现程度和美观性2个方面进行优度评价；最后将优选后的图案输入到风格迁移算法、调整参数和迭代方案将澄城刺绣的风格迁移到设计的原始图案上、计算峰值信噪比(PSNR)、评估图像质量并进行优度评价，最终得到澄城刺绣风格的图案创新设计方案。结果表明该方法可以在一定程度上将澄城刺绣的风格特点转化为语义并应用到刺绣的创新设计中，为文化遗产的保护和创新提供了方法。

关键词: 澄城刺绣, 可拓语义, 风格迁移, 设计方法, 再生设计

Abstract:

A method for migrating the Chengcheng embroidery style based on extension semantics was proposed to address the lack of innovation in Chengcheng embroidery patterns and limitations in automatic generation. The Chengcheng embroidery patterns were sorted and their semantics were extracted. This was followed by an analysis of the relevance of semantic vocabulary and design application value, thereby selecting the vocabulary with the largest extension interval. The embroidery semantics were then graphically illustrated to guide pattern design, which was evaluated in terms of semantic expression and aesthetics. Finally, the optimized pattern was input into a style transfer algorithm to migrate the Chengcheng embroidery style to the original design pattern. This process encompassed the computation of the peak signal-to-noise ratio (PSNR), an assessment of image quality, and a goodness evaluation, resulting in an innovative design scheme for the Chengcheng embroidery style. This method can transform the style characteristics of Chengcheng embroidery into semantics and apply them to innovative embroidery design, providing a means to protect and innovate cultural heritage.

Key words: Chengcheng embroidery, extension semantics, style transfer, design method, regenerative design

中图分类号:

TP391

吴正存, 吴通, 敦晓荣. 基于可拓语义的澄城刺绣风格迁移设计方法研究[J]. 图学学报, 2023, 44(5): 1041-1049.

WU Zheng-cun, WU Tong, DUN Xiao-rong. Research on design method of Chengcheng embroidery style migration based on extension semantics[J]. Journal of Graphics, 2023, 44(5): 1041-1049.

图/表 18

参考文献 16

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类别	名称	释义	特征词
繁衍生息	莲与子	莲花在纹饰中暗喻女性，而莲花中的 “子”则指代娃娃或贵子。常见的纹样包括孕子莲、露子莲等	美满、幸福、爱情、富裕、生命繁衍
繁衍生息	鱼戏莲	鱼常被视为男性的象征，常见的图案有鱼戏莲、鱼穿莲、鱼儿闹莲、双鱼闹莲、四鱼闹莲、群鱼闹莲等	吉庆、美满、恩爱、幸福、繁衍
镇妖辟邪	虎头帽	虎头帽以镇妖辟邪的方式表达对生存的期望，这种对死的恐惧和生的渴求，在虎头帽上完充分地展现出来	保护、辟邪、健康、平安、吉祥
祈福吉祥	凤戏牡丹	凤戏牡丹的图案用代表吉祥如意、幸福美满的凤凰、牡丹等装饰纹样表达对生活美好的祈求和未来美好的祈愿	尊贵、圆满、吉祥、灵动、坚贞

类别	名称	释义	特征词
繁衍生息	莲与子	莲花在纹饰中暗喻女性，而莲花中的 “子”则指代娃娃或贵子。常见的纹样包括孕子莲、露子莲等	美满、幸福、爱情、富裕、生命繁衍
繁衍生息	鱼戏莲	鱼常被视为男性的象征，常见的图案有鱼戏莲、鱼穿莲、鱼儿闹莲、双鱼闹莲、四鱼闹莲、群鱼闹莲等	吉庆、美满、恩爱、幸福、繁衍
镇妖辟邪	虎头帽	虎头帽以镇妖辟邪的方式表达对生存的期望，这种对死的恐惧和生的渴求，在虎头帽上完充分地展现出来	保护、辟邪、健康、平安、吉祥
祈福吉祥	凤戏牡丹	凤戏牡丹的图案用代表吉祥如意、幸福美满的凤凰、牡丹等装饰纹样表达对生活美好的祈求和未来美好的祈愿	尊贵、圆满、吉祥、灵动、坚贞

检测方法	尊贵	圆满	吉祥	灵动	坚贞
克伦巴赫系数	0.767	0.742	0.695	0.640	0.686
重测信度系数	0.829	0.798	0.712	0.724	0.767

检测方法	尊贵	圆满	吉祥	灵动	坚贞
克伦巴赫系数	0.767	0.742	0.695	0.640	0.686
重测信度系数	0.829	0.798	0.712	0.724	0.767

KMO取样适当性度量	Bartlett球形检验
KMO取样适当性度量	近似卡方分布	自由度	显著性
0.888	215.511	10	0.000

基于可拓语义的澄城刺绣风格迁移设计方法研究

Research on design method of Chengcheng embroidery style migration based on extension semantics

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语义词汇	分数					$\overline{{{V}_{x}}}$
语义词汇	5分	4分	3分	2分	1分	$\overline{{{V}_{x}}}$
尊贵	13	18	11	6	6	0.232
圆满	22	18	1	4	9	0.249
吉祥	11	24	12	2	5	0.242
灵动	22	18	1	6	7	0.252
坚贞	7	28	7	3	9	0.226

语义词汇	人员					$\overline{{{V}_{y}}}$
语义词汇	β₁	β₂	β₃	β₄	β₅	$\overline{{{V}_{y}}}$
尊贵	4	2	2	3	2	2.60
圆满	2	3	2	3	4	2.80
吉祥	4	1	2	3	2	2.40
灵动	1	2	4	3	1	2.20
坚贞	1	1	3	4	5	2.80

设计师成员	编号	尊贵	圆满	吉祥	灵动	坚贞
D₁	B₁	3	2	2	3	3
	B₂	3	4	2	2	1
	B₃	2	2	3	2	2
D₂	B₁	4	3	3	3	4
	B₂	3	3	3	2	2
	B₃	4	3	4	3	3
D₃	B₁	3	3	4	2	3
	B₂	3	4	3	1	1
	B₃	3	3	3	2	3

图解编号	平均值	尊贵	圆满	吉祥	灵动	坚贞
B₁	$\overline{{{V}_{Bx}}}$	3.33	2.67	3.00	2.67	3.33
B₁	$\overline{{{V}_{By}}}$	3.33	2.67	2.33	3.33	3.67
B₂	$\overline{{{V}_{Bx}}}$	3.00	3.67	2.67	1.67	1.33
B₂	$\overline{{{V}_{By}}}$	3.67	3.67	2.67	2.33	3.00
B₃	$\overline{{{V}_{Bx}}}$	3.00	2.67	3.33	2.33	2.67
B₃	$\overline{{{V}_{By}}}$	3.67	3.33	2.67	3.67	3.33

可拓区间	尊贵	圆满	吉祥	灵动	坚贞
B₁	11.10	7.11	7.00	8.89	12.20
B₂	11.00	13.40	7.11	3.89	4.00
B₃	11.00	8.89	8.89	8.56	8.89

输出图像编号	$\overline{{{S}_{x}}}$	$\overline{{{S}_{y}}}$	$\overline{{{S}_{z}}}$	S
(a)	3.87	4.00	3.99	3.95
(b)	3.69	3.98	4.06	3.91
(c)	3.90	4.01	3.95	3.95
(d)	3.89	4.09	3.89	3.96
(e)	3.93	4.02	4.02	3.99

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设计方案编号	$\overline{{{E}_{x}}}$	$\overline{{{E}_{y}}}$	E
E₁	4.13	4.25	4.19
E₂	3.81	3.72	3.77
E₃	3.70	3.64	3.67

设计方案编号	$\overline{{{E}_{x}}}$	$\overline{{{E}_{y}}}$	E
E₁	4.13	4.25	4.19
E₂	3.81	3.72	3.77
E₃	3.70	3.64	3.67

输出图像编号	PSNR
图3(a)	27.1
图3(b)	26.3
图3(c)	26.6
图3(d)	27.0
图3(e)	27.7

输出图像编号	PSNR
图3(a)	27.1
图3(b)	26.3
图3(c)	26.6
图3(d)	27.0
图3(e)	27.7