利索能及
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专利号: 2022102991709
申请人: 南京师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-08-18
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种自适应修改地图配色降低地图能耗的方法,其特征在于,包括如下步骤:

步骤1,定义地图配色方案的优化变量,获取各颜色的红色、绿色和蓝色分量值,建立电子地图能耗的度量模型,将整幅地图的能量消耗作为优化目标1;

步骤2,基于语义关系和习惯用色规则定义地图信息传输质量,建立反映地图信息传输质量的科学性评价模型,将地图信息传输质量的得分作为优化目标2;

步骤3,根据地图设色规则,确定优化变量的范围和条件;

步骤4,采用启发式搜索寻找地图节能配色方案的全局最优解;

所述步骤2具体包括:

(1)依据经验规则设定原始地图使用习惯用色的要素集合,在地图配色调整过程中保持在小范围内调整颜色,用 表示习惯用色色差阈值, 为两个颜色在CIELab色空间上的距离,ci为第i个要素集合调整后的颜色,ci为第i个原始地图要素集合的习惯用色,习惯用色得分 描述为:(2)定义地图对象之间的三种语义关系:差分、关联和顺序,根据原始地图的配色方案设置各个要素集合颜色间的语义关系,用i和j表示两个要素集合的颜色,rij是两个颜色之间的语义关系, 为差分和关联的颜色距离阈值, 为确定顺序关系的色相角度阈值,为两个颜色的色相差, 为两个颜色在CIELab色空间上的距离,wd、wa和wo为三种语义关系的权重,ci为第i个要素集合调整后的颜色,cj为第j个要素集合调整后的颜色,L为颜色的亮度, 为颜色的饱和度, 是关联关系, 是差分关系, 是顺序关系,语义得分描述为:(3)对使用习惯用色的要素集合建立习惯用色评分模型 ,根据各要素集合之间的语义关系建立语义评分模型 ,综合两者得到反映地图信息传输质量的科学性评价模型 :(4)经过步骤(1)、(2)和(3)后得到地图信息传输质量的得分作为优化目标2。

2.根据权利要求1所述的自适应修改地图配色降低地图能耗的方法,其特征在于,所述步骤1具体包括:(1)提取出原始地图的配色方案,即获取各要素集合的名称以及对应的红色、绿色、蓝色分量值;

(2)提取地图各要素集合在整个地图的面积占比;

(3)参考颜色能量模型度量整幅电子地图的能量消耗,用Eall表示地图某种配色方案的总能耗,n为要素集合数量,Ei为第i个要素集合的能耗,wi为第i个要素集合的面积与整幅地图的面积比,地图能耗描述为:(4)经过步骤(1)、(2)和(3)后得到整幅地图的能量消耗作为优化目标1。

3.根据权利要求1所述的自适应修改地图配色降低地图能耗的方法,其特征在于,所述步骤3具体包括:(1)设置原始地图中的背景要素集合,根据图形和背景色差与亮度设色规则确定调整后各个前景与背景要素集合之间所需满足的色差与亮度差,用 表示前景和背景两个颜色在CIELab色空间上的距离,用 表示图形与背景颜色之间的色差阈值,用 表示图形与背景颜色间的亮度差阈值, 表示第m个前景颜色, 表示第k个背景颜色, 表示第m个前景颜色的亮度, 表示第k个背景颜色的亮度,约束描述为:(2)根据可辨识规则确定调整后各要素集合之间需要满足的最小色差,用 表示两个颜色在CIELab色空间下可辨识的色差阈值,用i和j表示两个要素集合的颜色,用ci和cj表示第i个要素集合和第j个要素集合的颜色,用 表示两个颜色在CIELab色空间上的距离,约束描述为:(3)根据调整前后颜色一致性规则确定地图节能配色优化变量的范围,用 表示调整前后的颜色距离约束, 为第i个要素集合调整后的颜色,ci为第i个原始地图要素集合的颜色,用 表示调整前后两个颜色在CIELab色空间上的距离,确定计算域边界条件:。

4.根据权利要求1所述的自适应修改地图配色降低地图能耗的方法,其特征在于,所述步骤4具体包括:(1)将原始地图各要素集合颜色在RGB颜色空间中的离散点云通过色空间转换将颜色建模为CIELab颜色空间和HSV颜色空间的离散点云便于度量色差和搜索优化配色方案;

(2)通过步骤1和2建立的优化目标1、优化目标2以及步骤3设定的约束条件将地图降能组织成一个多目标多约束的优化问题,采用启发式搜索寻找该问题的全局最优解,得到Pareto前沿解集;

(3)综合考虑地图信息传输质量和地图能耗两个指标的重要性,根据Pareto前沿解集采样输出一系列最优解,得到不同能耗下地图信息传输质量得分最高的一系列地图配色方案,即调整后各要素集合颜色的红色、绿色和蓝色分量值;

(4)对原始地图按照调整后的配色方案渲染,得到不同降能百分比下的电子地图。