一种室内装修智能设计方法
【专利摘要】本发明涉及装修设计领域，具体涉及一种室内装修智能设计方法。本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种室内装修智能设计方法，包含如下步骤：步骤一、成组概率成型步骤，步骤二、成组固化步骤，步骤三、参数概率成型步骤，步骤四、分级确定步骤，步骤五、调整步骤。本发明的目的是提供一种室内装修智能设计方法，在各个装修元素之间提供限定方式，在操作调整的时候拥有更好的统一度和便捷度，此外，增加室内装修的智能化程度。
【专利说明】
一种室内装修智能设计方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及装修设计领域，具体涉及一种室内装修智能设计方法。
【背景技术】
[0002]室内设计是根据建筑物的使用性质、所处环境和相应标准，运用物质技术手段和建筑设计原理，创造功能合理、舒适优美、满足人们物质和精神生活需要的室内环境。传统的室内设计需要专业设计师或者有一定构思能力的业主根据业主的要求或喜好以及户型结构等信息给出整套室内装修设计方案。随后，设计师通过和业主用户沟通设计需求，设计装修方案，为了让业主更好更直观地看到装修后的效果，设计师会使用电脑工具生成立体场景供用户预览，但是，这种工具对使用者有来自工程能力和建筑设计能力方面的要求，使用者往往是设计师，而很少为业主本身，这样就致使业主在看到立体预览图之前需要和设计师进行长时间的沟通，而设计师操作之后制作出来的效果又和业主心目中的效果有所偏差，致使整个设计方案的确认时间冗长，效率低。
[0003]在这样的背景下，人们也逐渐开始尝试自动化的室内设计方式，如中国专利公布号为CN 102737409B的文件所公布的一种三维虚拟室内设计方案的生成方法，技术内容主要为建立一个装修数据库，将设计元素数据化，例如添加风格参数、风格特征参数、家具尺寸特征参数等，随后输入需要装修的房间尺寸和挑选风格，则系统生成相应的装修设计方案，在这个方案当中通过参数的匹配和参数的计算，综合得出。
[0004]这样的方案的优点是操作门槛不高，在已具备数据库的情况下，业主可以自己操作，但也存在着一定的缺陷，首先，调整不方便，设计方案一旦生成，用户如果不满意需要更改，需要对装修元素逐步调整，不仅速度慢，还存在美观统一度上的影响，其次，装修实现了“自动化”但“智能化”程度却不高，即整个方案是基于数据库和数据检索的原理，系统自身并不存在纵向发展的学习度，在使用多年以后，生成的设计的方案的统一度、美观度、新颖度、和对业主方案的匹配度上，都不会有太大的发展。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种室内装修智能设计方法，在各个装修元素之间提供限定方式，在操作调整的时候拥有更好的统一度和便捷度，此外，增加室内装修的智能化程度。
[0006]本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:一种室内装修智能设计方法，包含如下步骤:
步骤一、成组概率成型步骤:
系统统计数据库中各设计元素配对成型的概率分布，统计成组出现的概率；
步骤二、成组固化步骤:
系统根据步骤一的结果，指定存在一个组中的设计元素；
步骤三、参数概率成型步骤:
系统根据数据库中设计元素的参数变化范围，统计出各设计元素的常见参数； 步骤四、分级确定步骤:
将所有的设计元素进行分级；
步骤五、调整步骤:
用户对于生成的方案中的设计元素进行个性化调整。
[0007]本文所值的系统，可以依托于PC电脑、笔记本电脑、掌上电脑、智能手机、平板电脑等电子设备，匹配相应的软件，包含提供给用户操作的前台界面和后台数据库，数据库中包含了各个设计元素和其参数，本文中的设计元素主要包含各种软装材料和家具，例如“沙发、茶几、电视、电视柜、书架”等，参数则包含尺寸参数、颜色参数、风格特征参数、尺寸参数、与地面和/或墙面距离参数、摆放角度参数等，设计元素的参数储存属于现有技术，本文不再赘述，系统将大量的案例中的各设计元素参数成型之后，可以投入使用，首先进入步骤一、成组概率成型步骤，在这个步骤中，系统对数据库中的各设计元素进行计算，对这些设计元素聚类出成组的概率知识，即数据库中的设计方案中，哪些设计元素通常都成组出现，这个过程可以用Hidden Dirichlet Process算法，通过大量计算，发现诸如“沙发-茶几-电视-电视柜”，“餐桌-餐椅”，“床-床头柜”等组合出现概率较高，也会计算出一个概率值以供参考;然后在步骤二中，就可以设定一个或多个概率线，例如概率值在50%—60%的为常见概率组合设计元素，概率值在60%以上的为高概率组合设计元素，我们可以把达到这些概率线以上的组合固定下来，使得它们可以在后续可以以组合的形式出现和调整，在步骤三中，同样是计算各设计元素的概率值，同样可以采用Hidden Dirichlet Process算法，但此处，计算的是设计元素的参数出现概率，例如，“电视柜”、“沙发”、“书架”等家具与最近墙距离为0，朝向为π/2的概率最高，这些数据都可以在后期设计元素的生成和调整中，成为默认或者有线数值，步骤四，分级确定步骤，把各个设计元素按照一个特定的规则分成若干的等级，这些等级在后续会存在操作上的不同，所述规则可以是人为指定的，例如，按照大家具、小家具的分级，例如，按照价格分级，例如，按照安装关系分层，这里以按照安装关系分层举例，如茶几和花瓶，茶几属于第一层级，即直接接触地面的家具，而花瓶则属于第二层级，因为花瓶接触的是茶几而不是地面，需要说明的是，假如是按照安装关系分层，那么这个规则同样是可以根据数据库中的设计元素参数的统计和计算得出，之后进入步骤五，调整步骤，在生成了向用户推荐的设计方案之后，业主就可以自己操作调整，而不需要设计师或软件技术人员的帮助，可独立操作，用户可以对被固化成组的设计元素，如本申请文件上文提到的“床-床头柜”就可统一调整，需要说明的是，这里的解释并不是对技术方案的限制，既然能统一调整，自然可以允许分别调整，而在调整的过程中，也会受到步骤三中的成型后的参数概率，高概率的参数也会被推荐或者限制，如在调整“床-床头柜”的时候，系统就会自动调整这两个设计元素的参数，来保证这两个设计元素彼此之间的相对位置和/或朝向是不变的，另外，不同于传统技术中，只用到数据库和输入数据和输出数据，通过本技术方案的步骤一到五，随着使用时间的增加，方案的增加，数据库的增加，各个设计方案中的成组概率和参数概率也在不断的优化和精确，精确是指，随着数据的增多，根据概率的分母加大，得出的概率更为正确和贴近生活，优化是指，可以与时倶进，毕竟装修方案和装修审美随着时间的推移在产生变化，这些变化是可以让系统通过概率分布得出的，从而让系统在推荐方案，推荐设计元素的时候，可以与时倶进，推荐当前更为时尚的设计方式，整个过程，系统也在“被教学”，在“逐渐成长”，从自动化过渡到智能化。
[0008]作为本发明的优选，在所述调整步骤中，所述设计元素按照步骤二中的成组，以组为单位进彳丁调整。
[0009]作为本发明的优选，在所述分级确定步骤中，所有的设计元素按照规则进行分级，所述规则为所述设计元素之间的依附摆放和/或依附安装关系。
[0010]作为本发明的优选，在所述分级确定步骤中，所述规则的生成根据数据库中的数据进行概率算法得到。
[0011]作为本发明的优选，在步骤一和步骤三中，对所述设计元素出现的概率值，采用的是Hidden Dirichlet Process算法。
[0012]作为本发明的优选，在所述调整步骤中，还包含房间功能识别划分步骤，系统通过统计相邻房间与本房间之间的关系概率，为本房间划分不同的功能区。
[0013]这一步更增加本方案的智能化程度，具体实现方式是，系统统计数据库中各个不同方案的相邻房间的数据，包含设计元素的数据，统计出出现概率，例如，在某些客厅餐厅一体化的户型中，北边毗邻厨房，在这种情况下，各个设计方案中，这个客餐厅的北边有着较大的概率是餐厅功能区，系统根据各个设计方案的数据，统计出各个房间之间的优化关系O
[0014]作为本发明的优选，在所述房间功能识别划分步骤后，系统会为用户在调整步骤中针对划分后的房间功能区推荐大概率的设计元素。
[0015]例如在上文的例子中，系统通过概率算法识别出客餐厅的北边有着较大概率是餐厅功能区后，则用户在调整步骤中想要增加设计元素的时候，系统放在菜单前的列表选项中更多的则为餐厅的设计元素，如餐桌，餐椅等。
[0016]作为本发明的优选，在步骤五中，还包含调整优化步骤，系统对设计元素的矛盾情况进行纠错。
[0017]在实际应用中，所有设计元素摆放在合适的功能区可能还存在一些问题，如家具相互重叠、家具出户型、家具挡着过道、家具的摆放不符合设计师的先验知识等，为了让设计元素设置得更加合理和美观，本方案还设计了一种自动调整设计元素位置和朝向的优化算法，所述优化算法的损失函数包括了设计元素，如家具彼此的重叠面积、家具越界出户型的面积、家具挡着过道的面积以及家具偏离先验位置和朝向的损失值，其中，利用连接门与门的Bez i er曲线刻画房间过道。
[0018]作为本发明的优选，在优化步骤中，对设计元素的矛盾情况进行纠错的过程中，采用模拟退火算法对损失函数进行优化。
[0019]完成损失函数的刻画之后，本技术方案应用模拟退火算法对损失函数进行优化，经过迭代计算后，算法能够调整好家具的位置和朝向，使其更合理和美观。
[0020]综上所述，本发明具有如下有益效果:
1、系统通过对数据库的统计和对概率的计算，识别出能高概率固定成组的设计元素，从而使得用户在调整设计元素的时候能成组调整，保持各个设计元素之间的统一性协调性。
[0021]2、系统通过对数据库的统计和对概率的计算，能识别出设计元素的高概率参数，使得用户在调整各设计元素时效率更高，设计元素的出现和摆放更贴近生活。
[0022]3、随着日渐使用，随着数据库的更新和概率数据的更新，系统推荐的设计方案与时倶进，使得系统从自动化更多的转入智能化。
[0023]4、系统对各设计元素按照一定的规则进行分层，用户在调整位于第一层的设计元素时，与之相关的二层、三层等设计元素也会相应变更。
[0024]以下对本发明作进一步详细说明。
[0025]本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
[0026]—种室内装修智能设计方法，包含如下步骤:
步骤一、成组概率成型步骤:
系统统计数据库中各设计元素配对成型的概率分布，统计成组出现的概率；
步骤二、成组固化步骤:
系统根据步骤一的结果，指定存在一个组中的设计元素；
步骤三、参数概率成型步骤:
系统根据数据库中设计元素的参数变化范围，统计出各设计元素的常见参数；
步骤四、分级确定步骤:
将所有的设计元素进行分级；
步骤五、调整步骤:
用户对于生成的方案中的设计元素进行个性化调整。
[0027]本文所值的系统，可以依托于PC电脑、笔记本电脑、掌上电脑、智能手机、平板电脑等电子设备，匹配相应的软件，包含提供给用户操作的前台界面和后台数据库，数据库中包含了各个设计元素和其参数，本文中的设计元素主要包含各种软装材料和家具，例如“沙发、茶几、电视、电视柜、书架”等，参数则包含尺寸参数、颜色参数、风格特征参数、尺寸参数、与地面和/或墙面距离参数、摆放角度参数等，设计元素的参数储存属于现有技术，本文不再赘述，系统将大量的案例中的各设计元素参数成型之后，可以投入使用，首先进入步骤一、成组概率成型步骤，在这个步骤中，系统对数据库中的各设计元素进行计算，对这些设计元素聚类出成组的概率知识，即数据库中的设计方案中，哪些设计元素通常都成组出现，这个过程可以用Hidden Dirichlet Process算法，通过大量计算，发现诸如“沙发-茶几-电视-电视柜”，“餐桌-餐椅”，“床-床头柜”等组合出现概率较高，也会计算出一个概率值以供参考;然后在步骤二中，就可以设定一个或多个概率线，例如概率值在50%—60%的为常见概率组合设计元素，概率值在60%以上的为高概率组合设计元素，我们可以把达到这些概率线以上的组合固定下来，使得它们可以在后续可以以组合的形式出现和调整，在步骤三中，同样是计算各设计元素的概率值，同样可以采用Hidden Dirichlet Process算法，但此处，计算的是设计元素的参数出现概率，例如，“电视柜”、“沙发”、“书架”等家具与最近墙距离为0，朝向为π/2的概率最高，这些数据都可以在后期设计元素的生成和调整中，成为默认或者有线数值，步骤四，分级确定步骤，把各个设计元素按照一个特定的规则分成若干的等级，这些等级在后续会存在操作上的不同，所述规则可以是人为指定的，例如，按照大家具、小家具的分级，例如，按照价格分级，例如，按照安装关系分层，这里以按照安装关系分层举例，如茶几和花瓶，茶几属于第一层级，即直接接触地面的家具，而花瓶则属于第二层级，因为花瓶接触的是茶几而不是地面，需要说明的是，假如是按照安装关系分层，那么这个规则同样是可以根据数据库中的设计元素参数的统计和计算得出，之后进入步骤五，调整步骤，在生成了向用户推荐的设计方案之后，业主就可以自己操作调整，而不需要设计师或软件技术人员的帮助，可独立操作，用户可以对被固化成组的设计元素，如本申请文件上文提到的“床-床头柜”就可统一调整，需要说明的是，这里的解释并不是对技术方案的限制，既然能统一调整，自然可以允许分别调整，而在调整的过程中，也会受到步骤三中的成型后的参数概率，高概率的参数也会被推荐或者限制，如在调整“床-床头柜”的时候，系统就会自动调整这两个设计元素的参数，来保证这两个设计元素彼此之间的相对位置和/或朝向是不变的，另外，不同于传统技术中，只用到数据库和输入数据和输出数据，通过本技术方案的步骤一到五，随着使用时间的增加，方案的增加，数据库的增加，各个设计方案中的成组概率和参数概率也在不断的优化和精确，精确是指，随着数据的增多，根据概率的分母加大，得出的概率更为正确和贴近生活，优化是指，可以与时倶进，毕竟装修方案和装修审美随着时间的推移在产生变化，这些变化是可以让系统通过概率分布得出的，从而让系统在推荐方案，推荐设计元素的时候，可以与时倶进，推荐当前更为时尚的设计方式，整个过程，系统也在“被教学”，在“逐渐成长”，从自动化过渡到智能化。
[0028]在所述调整步骤中，还包含房间功能识别划分步骤，系统通过统计相邻房间与本房间之间的关系概率，为本房间划分不同的功能区。这一步更增加本方案的智能化程度，具体实现方式是，系统统计数据库中各个不同方案的相邻房间的数据，包含设计元素的数据，统计出出现概率，例如，在某些客厅餐厅一体化的户型中，北边毗邻厨房，在这种情况下，各个设计方案中，这个客餐厅的北边有着较大的概率是餐厅功能区，系统根据各个设计方案的数据，统计出各个房间之间的优化关系。在所述房间功能识别划分步骤后，系统会为用户在调整步骤中针对划分后的房间功能区推荐大概率的设计元素。例如在上文的例子中，系统通过概率算法识别出客餐厅的北边有着较大概率是餐厅功能区后，则用户在调整步骤中想要增加设计元素的时候，系统放在菜单前的列表选项中更多的则为餐厅的设计元素，如餐桌，餐椅等。
[0029]在步骤五中，还包含调整优化步骤，系统对设计元素的矛盾情况进行纠错。在实际应用中，所有设计元素摆放在合适的功能区可能还存在一些问题，如家具相互重叠、家具出户型、家具挡着过道、家具的摆放不符合设计师的先验知识等，为了让设计元素设置得更加合理和美观，本方案还设计了一种自动调整设计元素位置和朝向的优化算法，所述优化算法的损失函数包括了设计元素，如家具彼此的重叠面积、家具越界出户型的面积、家具挡着过道的面积以及家具偏离先验位置和朝向的损失值，其中，利用连接门与门的Bezier曲线刻画房间过道。在优化步骤中，对设计元素的矛盾情况进行纠错的过程中，采用模拟退火算法对损失函数进行优化。完成损失函数的刻画之后，本技术方案应用模拟退火算法对损失函数进行优化，经过迭代计算后，算法能够调整好家具的位置和朝向，使其更合理和美观。
[0030]通过上述的技术方案，在系统对数据库中设计元素进行概率计算以后，业主在设计前可以预见自己未来家的设计，通过简单的网页交互，业主可以看到每套设计方案的多张效果图，选择喜欢的设计方案，点击“应用”按钮，快速地将业主喜欢的方案复制到业主的户型中，并能根据具体的户型调整方案中的家具，使其摆放更加合理、美观。通过该算法，业主可以立即获得自己喜欢的装修设计方案，免去了业主等待设计师设计出方案的时间。同时，设计师也可以通过这种方式为业主们提供各种装修设计方案，既节省了构思装修设计方案的时间和精力，又能让同套设计方案服务不同的业主。
【主权项】
1.一种室内装修智能设计方法，其特征在于，包含如下步骤: 步骤一、成组概率成型步骤: 系统统计数据库中各设计元素配对成型的概率分布，统计成组出现的概率； 步骤二、成组固化步骤: 系统根据步骤一的结果，指定存在一个组中的设计元素； 步骤三、参数概率成型步骤: 系统根据数据库中设计元素的参数变化范围，统计出各设计元素的常见参数； 步骤四、分级确定步骤: 将所有的设计元素进行分级； 步骤五、调整步骤: 用户对于生成的方案中的设计元素进行个性化调整。2.根据权利要求1所述的一种室内装修智能设计方法，其特征在于:在所述调整步骤中，所述设计元素按照步骤二中的成组，以组为单位进行调整。3.根据权利要求1所述的一种室内装修智能设计方法，其特征在于:在所述分级确定步骤中，所有的设计元素按照规则进行分级，所述规则为所述设计元素之间的依附摆放和/或依附安装关系。4.根据权利要求3所述的一种室内装修智能设计方法，其特征在于:在所述分级确定步骤中，所述规则的生成根据数据库中的数据进行概率算法得到。5.根据权利要求1所述的一种室内装修智能设计方法，其特征在于:在步骤一和步骤三中，对所述设计元素出现的概率值，采用的是Hidden Dirichlet Process算法。6.根据权利要求1所述的一种室内装修智能设计方法，其特征在于:在所述调整步骤中，还包含房间功能识别划分步骤，系统通过统计相邻房间与本房间之间的关系概率，为本房间划分不同的功能区。7.根据权利要求6所述的一种室内装修智能设计方法，其特征在于:在所述房间功能识别划分步骤后，系统会为用户在调整步骤中针对划分后的房间功能区推荐大概率的设计元素。8.根据权利要求1所述的一种室内装修智能设计方法，其特征在于:在步骤五中，还包含调整优化步骤，系统对设计元素的矛盾情况进行纠错。9.根据权利要求8所述的一种室内装修智能设计方法，其特征在于:在优化步骤中，对设计元素的矛盾情况进行纠错的过程中，采用模拟退火算法对损失函数进行优化。
【文档编号】G06T19/20GK105976434SQ201610285271
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月4日
【发明人】黄泽毅, 陶敏捷, 蔡逸飞, 黄晓煌
【申请人】杭州群核信息技术有限公司