[发明专利]面向群体的空间展示组合优化方法

摘要

本申请涉及一种面向群体的空间展示组合优化方法，属于服务计算和软件工程的交叉领域。其特征在于，本发明使用可空间移动的智能投影材料来展示动画等画面，通过合理的定价方法、调整投影内容、调整展示系统的空间位置、调整展示系统的形状以及采用多个投影屏的方法来满足用户的公平性、体验感和满意度。本发明的方法可以装载于各种投影装置。本发明采用分而治之的算法设计思想，将多用户之间的位置所构成的不同形状分为三类：直线形、圆形以及因地形等因素照成的不规则形状。对于这三种情形，本发明分别给出三种解决方案，解决用户可能存在的不公平性、体验感差、满意度低等问题。

主权项

1.一种面向群体的空间展示组合优化方法；其特征在于，使用可空间移动的智能投影材料来展示动画画面，通过合理的定价方法、调整投影内容、调整展示系统的空间位置、调整展示系统的形状以及采用多个投影屏的方法来满足用户的公平性、体验感和满意度；/n面向群体的空间展示组合优化方法可以装载于各种投影装置；采用分而治之的算法设计思想，将多用户之间的位置所构成的不同形状分为三类：直线形、圆形以及因地形因素照成的不规则形状；/n对于这三种情形，分别给出三种解决方案，解决用户可能存在的不公平性、体验感差、满意度低问题；面向群体的空间展示组合优化方法的具体实施步骤如下：/n步骤一，空间展示系统通过自带的拍照摄像功能或者手机终端APP来读取用户之间的位置关系，用户之间的位置关系分为三种情形，分别为：直线紧凑形、圆形以及不规则形；/n具体算法如算法一所示：/n ；/n步骤二，当用户之间的位置呈直线紧凑形时，基于用户公平性调整，调整内容如下：/n调整空间位置：X=(x₁+x₂+...+x_n)/n+h_x，Y=(y₁+y₂+...+y_n)/n+h_y，Z=h_z，其中h_x,h_y,h_z为由机器学习方法得到的用户应该离展示屏幕应有的合适距离；/n调整形状：由公平性定义可知，将展示系统可调整为矩形，其中矩形的长L和宽W的计算为：L=max(x_i)-min(x_i)，W=S/L，其中S为展示系统的面积，假设形状调整不改变展示系统的面积；/n调整内容：当群体用户选择同一播放内容时，播放内容按展示系统的矩形面来均匀投影，当群体用户选择不同的播放内容时，将展示系统按平行于矩形的长边均分为多个窗口，窗口不超过5个；/n基于用户体验感调整，调整内容如下：/n通过展示系统的拍照或其他可识别图像的功能识别用户的脸部平面，在此假设各个用户的脸的抽象面积相差不多，即假设面积基本相等，通过拍照功能识别的脸部面积和原始面积相比得到脸部倾斜角α的余弦值，再根据α的值确定用户脸部平面，然后取垂直于此平面且经过该平面中心位置的线作为用户观察展示系统的视线，计算每个用户的视线到展示系统平面的夹角θ_i，调整展示系统的倾斜角度，使得所有用户的视线夹角平均值(θ₁+θ₂+...+θ_n)/n在[85⁰,95⁰]之间；/n空间展示系统在可变时间范围内周期性地改变位置和角度，以达到舒缓用户可能长时间观影所导致的脖子僵硬、眼睛疲劳；改变的大小由经机器学习方法得到健康模型得出；/n基于用户满意度调整，调整内容如下：/n用户初期期望值想要达到最高；用户满意度公式计算如下：/nSa_i=Exp_i/100，其中初期期望值为100，Sa_i为第i个用户的满意程度，Exp_i为第i个用户的体验感，体验感范围在[0,100]内；用户满意程度达到0.8以上时，用户对各方面基本满意，满意程度在0.6以下时，用户对投影效果、位置有不满意的地方；当满意程度在0.6以下时，展示系统需要调整各个参数，使用户满意程度达到0.6以上；/n步骤三，三者组合优化，计算用户期望值Hop_i，计算公式如下：/nHop_i=αFa_i+βExp_i+100γSa_i，其中Fa_i为用户自认为的公平程度，α+β+γ=1，α,β,γ∈[0,1]，α,β,γ为基于用户公平性、体验感和满意度的调整参数；通过调整各个参数的值使得Hop_i达到最大；/n步骤四，当计算出来的(2n)/3以上个用户期望值Hop_i达到用户预期目标时，即完成调整；否则，返回步骤三，通过调整Fa_i、Exp_i和Sa_i来重新计算Hop_i直到有(2n)/3以上个用户期望值Hop_i达到用户预期目标；/n步骤五，当用户之间的位置呈圆形时，基于用户公平性调整，调整内容如下：/n调整空间位置：(X,Y,Z)，使得该位置坐标满足如下条件：，其中h_x,h_y,h_z为由机器学习方法得到的用户应该离展示屏幕应有的合适距离，即使空间展示系统位于二维平面上的圆的中点位置；调整形状：由公平性定义可知，将展示系统可调整为圆形，其中圆的半径的计算为：，其中S为展示系统的面积，假设形状调整不改变展示系统的面积；/n调整内容：当群体用户选择同一播放内容时，播放内容按展示系统的圆形面来均匀投影，当群体用户选择不同的播放内容时，将展示系统按照圆的半径均分为多个窗口，窗口不超过5个；/n基于用户体验感调整，调整内容如下：/n通过展示系统的拍照或其他可识别图像的功能识别用户的脸部平面，在此假设各个用户的脸的抽象面积相差不多，即假设面积基本相等，通过拍照功能识别的脸部面积和原始面积相比得到脸部倾斜角α的余弦值，再根据α的值确定用户脸部平面，然后取垂直于此平面且经过该平面中心位置的线作为用户观察展示系统的视线，计算每个用户的视线到展示系统平面的夹角θ_i，调整展示系统的倾斜角度，使得所有用户的视线夹角平均值(θ₁+θ₂+...+θ_n)/n在[85⁰,95⁰]之间，展示系统各个窗口面可以调整倾斜角；/n空间展示系统在可变时间范围内周期性地改变位置和角度，以达到舒缓用户可能长时间观影所导致的脖子僵硬、眼睛疲劳；改变的大小由经机器学习方法得到健康模型得出；/n基于用户满意度调整，调整内容如下：/n用户初期期望值想要达到最高；用户满意度公式计算如下：/nSa_i=Exp_i/100，其中初期期望值为100，Sa_i为第i个用户的满意程度，Exp_i为第i个用户的体验感，体验感范围在[0,100]内；用户满意程度达到0.8以上时，用户对各方面基本满意，满意程度在0.6以下时，用户对投影效果、位置有不满意的地方；当满意程度在0.6以下时，展示系统需要调整各个参数，使用户满意程度达到0.6以上；/n步骤六，三者组合优化，计算用户期望值Hop_i，计算公式如下：/nHop_i=αFa_i+βExp_i+100γSa_i，其中Fa_i为用户自认为的公平程度，α+β+γ=1，α,β,γ∈[0,1]，α,β,γ为基于用户公平性、体验感和满意度的调整参数；通过调整各个参数的值使得Hop_i达到最大；/n步骤七，当计算出来的(2n)/3以上个用户期望值Hop_i达到用户预期目标时，即完成调整；否则，返回步骤三，通过调整Fa_i、Exp_i和Sa_i来重新计算Hop_i直到有(2n)/3以上个用户期望值Hop_i达到用户预期目标；/n步骤八，当用户之间的位置呈不规则形时，基于用户公平性调整，此处用户允许处于不同地平线上，调整内容如下：/n调整空间位置：X=(x₁+x₂+...+x_n)/n+h_x，Y=(y₁+y₂+...+y_n)/n+h_y，Z=(z₁+z₂+...+z_n)/n+h_z，其中h_x,h_y,h_z为由机器学习方法得到的用户应该离展示屏幕应有的合适距离；/n调整形状：将展示系统调整为用户坐标所组成的图形的二维投影的形状，假设形状调整不改变展示系统的面积；/n调整内容：当群体用户选择同一播放内容时，播放内容按展示系统的平面来均匀投影，为减少投影装置的成本投入，取展示系统平面中最大且有规则的平面当投影面，当群体用户选择不同的播放内容时，将展示系统分为多个窗口，窗口的面积分配与窗口平面离规则平面的偏离度成反比，窗口不超过5个以及可取展示系统窗口平面中最大且有规则的平面当投影面；/n基于用户体验感调整，调整内容如下：/n通过展示系统的拍照或其他可识别图像的功能识别用户的脸部平面，在此假设各个用户的脸的抽象面积相差不多，即假设面积基本相等，通过拍照功能识别的脸部面积和原始面积相比得到脸部倾斜角α的余弦值，再根据α的值确定用户脸部平面，然后取垂直于此平面且经过该平面中心位置的线作为用户观察展示系统的视线，计算每个用户的视线到展示系统平面的夹角θ_i，调整展示系统的倾斜角度，使得所有用户的视线夹角平均值(θ₁+θ₂+...+θ_n)/n在[85⁰,95⁰]之间，展示系统各个窗口面可以调整倾斜角；/n空间展示系统在可变时间范围内周期性地改变位置和角度，以达到舒缓用户可能长时间观影所导致的脖子僵硬、眼睛疲劳；改变的大小由经机器学习方法得到健康模型得出；/n基于用户满意度调整，调整内容如下：/n用户初期期望值想要达到最高；用户满意度公式计算如下：/nSa_i=Exp_i/100，其中初期期望值为100，Sa_i为第i个用户的满意程度，Exp_i为第i个用户的体验感，体验感范围在[0,100]内；用户满意程度达到0.8以上时，用户对各方面基本满意，满意程度在0.6以下时，用户对投影效果、位置有不满意的地方；当满意程度在0.6以下时，展示系统需要调整各个参数，使用户满意程度达到0.6以上；/n步骤九，三者组合优化，计算用户期望值Hop_i，计算公式如下：/nHop_i=αFa_i+βExp_i+100γSa_i，其中Fa_i为用户自认为的公平程度，α+β+γ=1，α,β,γ∈[0,1]，α,β,γ为基于用户公平性、体验感和满意度的调整参数；通过调整各个参数的值使得Hop_i达到最大；/n步骤十，当计算出来的(2n)/3以上个用户期望值Hop_i达到用户预期目标时，即完成调整；否则，返回步骤三，通过调整Fa_i、Exp_i和Sa_i来重新计算Hop_i直到有(2n)/3以上个用户期望值Hop_i达到用户预期目标。/n