专利名称：普适环境下图案协同设计中关注区域的预测方法
技术领域：
本发明涉及基于普适环境的实时协同技术领域，特别是涉及一种普适环境下图案协同设计中关注区域的预测方法。
背景技术：
随着计算机技术、网络与通信技术、多媒体技术的迅速发展，计算机应用的重点开始从求解问题和信息处理向方便人们相互交流和支持人们协同工作的方向发展。作为一种新的计算模式，计算机支持的协同工作(Computer SupportedCooperative Work，CSCW)始于80年代，至今已经成为综合计算机技术、心理学、人类工程学、认知科学、社会学等多个学科于一体的新的交叉研究领域。
实时协同设计系统是CSCW应用的一个重要分支，其目标是在网络环境下支持多个用户实时完成一个文档设计的过程。
以往的协同设计工作都是基于传统的桌面分布式系统，协同主体被局限于各自相对固定的工作空间并以固定的桌面系统设备参与协同工作。随着计算机与信息技术的发展，移动计算和嵌入式计算逐渐地普及，计算机支持的协同设计有了更为便利的设备和更为自然的参与形式以及更为强大的交互的平台，这个平台的作用是使得一个群体可以通过符合普适环境的网络协议在异地协同完成一项共同的任务。它可以使得桌面端非移动用户与无线移动用户之间、移动用户与移动用户之间、非移动用户与非移动用户之间，以及用户与系统之间和谐地交互。
随着普适计算和移动计算的兴起，嵌入式移动终端加入协同设计工作已成为可能。然而，由于移动终端的显示屏幕通常受到限制，移动终端用户通常只能进行浏览操作。同时，嵌入式终端的存储资源受限，往往在用户浏览图案时，终端仅下载并保存部分图案。因而，有效地预测远程桌面用户的关注区域，并把这些区域的图案发送到移动终端成为当前协同设计中的一个重要的问题。然而，传统的用户关注区域预测，大多是基于静态图像进行的，缺乏实时预测的功能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于普适环境下图案协同设计中用户关注区域的预测方法。
本发明解决其技术问题采用的技术方案如下1)原始图案栅格化将图案所在的二维共享工作空间划分成M*N个方形网格子区域；2)初始化关注区域初始化确定用户的关注区域，及用户关注该区域的时间；以某用户Uk第一次点击的位置为基准，连同其周围的8个子区域，确定为用户Uk的初始关注区域集合，初始关注区域集合是初始的存根，同时用户关注该区域的时间由此时开始计时；3)计算操作强度采集用户Uk在上述3×3个子区域中的操作信息并进行处理，计算出的操作强度将用于确定用户关注区域的运动方向；计算各个子区域的操作强度IRi=Σj=0nNJRiαj,j∈
,n∈[1,2,3,···)]]>其中IRi用户Uk在区域Ri上的操作强度；NjRi用户在区域Ri上，时间槽Timeslotj上的操作次数，以点击次数表示操作次数；n该值由系统确定，即采样的对象为最近的n个时间槽，若在n个时间槽内用户没有操作，则自动取消该关注区域，用户关注该区域的时间在此时终止；αj表示权重，离当前时间越近，权重越大；4)提取基准集合并确定关注区域的方向扩展用户当前的关注区域集合之前，需要确定关注区域的扩展方向以及从哪个基准集合进行扩展；这个基准集合提取自存根{R0，R1，R2，R3，…，R8}；(1)首先将存根从左到右，从上到下分别划分为三个平行的条形，每个条形是一个基准集合的候选；计算六个条形的操作强度占总操作强度的比率
Ratiohorizleft=IR8+IR7+IR6SumIRRatiohorizcenter=IR1+IR0+IR5SumIRRatiohorizright=IR2+IR3+IR4SumIRRatioverttop=IR8+IR1+IR2SumIRRatiovertcenter=IR7+IR0+IR3SumIRRatiovertbottom=IR6+IR5+IR4SumIR]]>其中SumIR是总操作强度，Ratio是每个组的操作强度占总操作强度的比率，选择六个比率中最大的一个，记做Ratiobarbiggest；(2)选择存根的四个角(每个角由四个子区域组成)作为基准集合的候选；计算四个角的操作强度占总操作强度的比率Ratiocornertopleft=IR8+IR1+IR7+IR0SumIRRatiocornerbottomleft=IR7+IR0+IR6+IR5SumIRRatiocornertopright=IR1+IR2+IR0+IR3SumIRRatiocornerbottomright=IR0+IR3+IR5+IR4SumIR]]>选择四个比率中最大的一个，记做Ratiocornerbiggest；(3)选择基准集合比较Ratiobarbiggest÷(4/9)和Ratiocornetbiggest÷(1/3)的大小； 如果Ratiobarbiggest÷(4/9)大，基准集合是比率最大的角，反之，基准集合是比率最大的条形；(4)确定关注区域的方向如果基准集合是条形，方向将是左、右、上、下之一，或者没有方向；如果基准集合是角，方向将是左上、右上、左下、右下之一；5)扩展预测区域如果关注区域没有方向，将不进行扩展；
如果方向是左、右、上、下之一，系统将沿着该方向扩展3个子区域；如果方向是左上、右上、左下、右下之一，系统将沿着该方向扩展5个子区域；6)缩减预测区域如果关注区域集合中的子区域，在一段时间p内没有被用户操作，则将该子区域释放。
本发明与背景技术相比，具有的有益的效果是本发明是用于图案协同设计中用户关注区域的预测，其主要功能是系统通过判断关注区域运动方向对关注区域集合进行扩展。
(1)预测本地用户未来的关注区域可以帮助屏幕受限手持设备在实时协同工作时(2)帮助手持设备在网络下载方面做出正确的策略，正确判断及提前下载需要的文档部分，提高了手持系统平均响应速度。
(3)实时性。传统的用户关注区域预测，大多是基于静态图像进行的，缺乏实时预测的功能，而本发明可以进行用户关注区域的实时预测。
图1是初始存根示意图。
图2是时间槽示意图。横坐标表示时间，且被分为多个时间槽。下标0代表当前时刻，当前时刻的左侧代表过去时间，右侧代表未来时间。
图3(a)是存根被从左到右切分为三个平行的条形。图3(b)是存根被从上到下切分为三个平行的条形。
图4表示存根的一角被作为基准集合的候选。(a)左上角作为候选，(b)左下角作为候选，(c)右上角作为候选，(d)右上角作为候选。
图5是方向“右”被选择示意图。
图6是方向“右上”被选择示意图。
具体实施例方式
在实施图案协同设计中，实现用户关注区域的预测方法的具体实施方式
如下方法中涉及到相关的符号解释用户关注区域的上下文FocusContextFocusConUk关注区域的属主Uk。
FocusConUkorientation用户Uk关注区域的运动方向。
FocusConUkregion用户Uk关注的区域。
FocusConUktime用户Uk关注某区域的时间。
该方法的实施步骤如下1)原始图案栅格化将图案所在的二维共享工作空间划分成M*N个方形网格子区域；2)初始化关注区域初始化确定用户的关注区域，及用户关注该区域的时间；以某用户Uk第一次点击的位置为基准，连同其周围的8个子区域，确定为用户Uk的初始关注区域集合FocusConUkregion，初始关注区域集合是初始的存根，同时用户关注该区域的时间FocusConUktime由此时开始计时；同时记录该区域的属主FocusConUk。
如果用户第一次点击的位置在图案的边界，图案文档上没有足够的子区域来初始化，系统同样执行初始化操作，将缺少的子区域设为空。
举例说明，如图1，R0是用户第一次点击的子区域，{R1，R2，R3，...，R8}是R0周围的8个子区域。{R0，R1，R2，R3，...，R8}是初始化区域FocusConUkregion，也就是初始的存根。
3)计算操作强度采集用户Uk在上述3×3个子区域中的操作信息并进行处理，计算出的操作强度将用于确定用户关注区域的运动方向FocusConUkorientation；计算各个子区域的操作强度IRi=Σj=0nNjRiαj,j∈
,n∈[1,2,3···)]]>其中，IRi用户Uk在区域Ri上的操作强度；NjRi用户在区域Ri上，时间槽Timeslotj上的操作次数，以点击次数表示操作次数；n该值由系统确定，即采样的对象为最近的n个时间槽，若在n个时间槽内用户没有操作，则自动取消该关注区域，用户关注该区域的时间在此时终止。
如图2，例如当n＝5时，采用离当前时刻最近的5个时间槽作为计算的单元。
αj表示权重，离当前时间越近，权重越大；αj沿着坐标轴的负方向递减。αj＝cαj+1，(c＞1)，例如，c＝1.5。
4)提取基准集合并确定关注区域的方向扩展用户当前的关注区域集合之前，需要确定关注区域的扩展方向以及从哪个基准集合进行扩展；这个基准集合提取自存根{R0，R1，R2，R3，…，R8}；(1)首先将存根从左到右，如图3(a)，从上到下，如图3(b)，分别划分为三个平行的条形，每个条形是一个基准集合的候选；计算六个条形的操作强度占总操作强度的比率Ratiohorizleft=IR8+IR7+IR6SumIRRatiohorizcenter=IR1+IR0+IR5SumIRRatiohorizright=IR2+IR3+IR4SumIRRatioverttop=IR8+IR1+IR2SumIRRatiovertcenter=IR7+IR0+IR3SumIRRatiovertbottom=IR6+IR5+IR4SumIR]]>其中，SumIR是总操作强度，Ratio是每个组的操作强度占总操作强度的比率，选择六个比率中最大的一个，记做Ratiobarbiggest；(2)选择存根的四个角(每个角由四个子区域组成)作为基准集合的候选；如图4，4个角分别在存根的左上(a)、左下(b)、右上(c)、右下(d)。
计算四个角的操作强度占总操作强度的比率Ratiocornertopleft=IR8+IR1+IR7+IR0SumIRRatiocornerbottomleft=IR7+IR0+IR6+IR5SumIRRatiocornertopright=IR1+IR2+IR0+IR3SumIRRatiocornerbottomright=IR0+IR3+IR5+IR4SumIR]]>选择四个比率中最大的一个，记做Ratiocornerbiggest；(3)选择基准集合比较Ratiobarbiggest÷(4/9)和Raticocrnerbiggest÷(1/3)的大小；
如果Ratiobarbiggest÷(4/9)大，基准集合是比率最大的角，反之，基准集合是比率最大的条形；例如，如果Ratiohorizleft÷(1/3)值最大，将选择{R8，R7，R6作为基准集合。如果Ratiocornertopright÷(4/9)值最大，将选择{R1，R2，R0，R3}作为基准集合。
(4)确定关注区域的方向如果基准集合是条形，方向将是左、右、上、下之一，或者没有方向；例如，如果Ratiohorizleft值最大，{R8，R7，R6}是基准集合，方向将是“左”。如果Ratiohorizcenter或Ratiovertcenter值最大，将不选择方向，存根将保持不变。
如果基准集合是角，方向将是左上、右上、左下、右下之一；例如，如果Ratiocornertopright值最大，{R1，R2，R0，R3}是基准集合，方向将是“右上”。
5)扩展预测区域如果关注区域没有方向，将不进行扩展；如果方向是左、右、上、下之一，系统将沿着该方向扩展3个子区域；如图5，方向“右”被选择，3个新的子区域被选作用户的关注区域。这三个子区域与{R0，R1，R2，R3，R4，R5}组成了新的存根。
如果方向是左上、右上、左下、右下之一，系统将沿着该方向扩展5个子区域；如图6，方向“右上”被选择，5个新的子区域被选作用户的关注区域。这5个子区域与{R0，R1，R2，R3}组成了新的存根。
6)缩减预测区域如果关注区域集合中的子区域，在一段时间p内没有被用户操作，则将该子区域释放。
如图5(右)，如果{R6，R7，R8}中的任何一个在一段时间内没有被用户操作，系统将会将之取消。
如图6(右)，如果{R4，R5，R6，R7，R8}中的任何一个在一段时间内没有被用户操作，系统将会将之取消。
上述具体实施方式
用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
权利要求
1.一种普适环境下图案协同设计中关注区域的预测方法，其特征在于1)原始图案栅格化将图案所在的二维共享工作空间划分成M*N个方形网格子区域；2)初始化关注区域初始化确定用户的关注区域，及用户关注该区域的时间；以某用户Uk第一次点击的位置为基准，连同其周围的8个子区域，确定为用户Uk的初始关注区域集合，初始关注区域集合是初始的存根，同时用户关注该区域的时间由此时开始计时；3)计算操作强度采集用户Uk在上述3×3个子区域中的操作信息并进行处理，计算出的操作强度将用于确定用户关注区域的运动方向；计算各个子区域的操作强度IRi=Σj=0nNjRiαj,j∈
,n∈[1,2,3...)]]>其中IRi用户Uk在区域Ri上的操作强度；NjRi用户在区域Ri上，时间槽Timeslotj上的操作次数，以点击次数表示操作次数；n该值由系统确定，即采样的对象为最近的n个时间槽，若在n个时间槽内用户没有操作，则自动取消该关注区域，用户关注该区域的时间在此时终止；αj表示权重，离当前时间越近，权重越大；4)提取基准集合并确定关注区域的方向扩展用户当前的关注区域集合之前，需要确定关注区域的扩展方向以及从哪个基准集合进行扩展；这个基准集合提取自存根{R0，R1，R2，R3，…，R8}；(1)首先将存根从左到右，从上到下分别划分为三个平行的条形，每个条形是一个基准集合的候选；计算六个条形的操作强度占总操作强度的比率Ratiohorizleft=IR8+IR7+IR6SumIRRatiohorizcenter=IR1+IR0+IR5SumIRRatiohorizright=IR2+IR3+IR4SumIR,Ratioverttop=IR8+IR1+IR2SumIRRatiovertcenter=IR7+IR0+IR3SumIRRatiovertbottom=IR6+IR5+IR4SumIR]]>其中SumIR是总操作强度，Ratio是每个组的操作强度占总操作强度的比率，选择六个比率中最大的一个，记做Ratiobarbiggest；(2)选择存根的四个角(每个角由四个子区域组成)作为基准集合的候选；计算四个角的操作强度占总操作强度的比率Ratiocornertopleft=IR8+IR1+IR7+IR0SumIRRatiocornerbottomleft=IR7+IR0+IR6+IR5SumIRRatiocornertopright=IR1+IR2+IR0+IR3SumIRRatiocornerbottomright=IR0+IR3+IR5+IR4SumIR]]>选择四个比率中最大的一个，记做Ratiocornerbiggest；(3)选择基准集合比较Ratiobarbiggest÷(4/9)和Ratiocornerbiggest÷(1/3)的大小； 如果Ratiobarbiggest÷(4/9)大，基准集合是比率最大的角，反之，基准集合是比率最大的条形；(4)确定关注区域的方向如果基准集合是条形，方向将是左、右、上、下之一，或者没有方向；如果基准集合是角，方向将是左上、右上、左下、右下之一；5)扩展预测区域如果关注区域没有方向，将不进行扩展；如果方向是左、右、上、下之一，系统将沿着该方向扩展3个子区域；如果方向是左上、右上、左下、右下之一，系统将沿着该方向扩展5个子区域；6)缩减预测区域如果关注区域集合中的子区域，在一段时间p内没有被用户操作，则将该子区域释放。
全文摘要
本发明公开了一种普适环境下图案协同设计中关注区域的预测方法。通过采用扩展预测集合方法预测在线操作用户在其未来的关注区域，帮助本地用户理解其他用户的操作意图。同时，预测用户关注区域可以帮助屏幕受限的无线移动手持系统在实时协同设计时，正确判断及提前下载需要的文档片段，提高了手持系统平均响应速度，节省了用户等待时间，提高了用户满意度。
文档编号G06F9/46GK1866243SQ20061005210
公开日2006年11月22日 申请日期2006年6月23日 优先权日2006年6月23日
发明者陈纯, 卜佳俊, 杨建旭, 姜波 申请人:浙江大学