基于图像识别的侗锦纹样交互设计探讨

黄晶 陈炜

（广西师范大学设计学院，广西 桂林 541006）

随着现代科学技术的发展，跨学科知识融合呈普遍状态，学科之间的界限越来越模糊，到了信息化的今天，图像识别技术、交互设计已经发展成熟，应用广泛，跨界交流也在不断融合发展，艺术与科技交叉融合。现阶段，非物质文化遗产的保护与传承成为社会热潮，而技术介入非物质文化遗产的保护，成为社会发展趋势。 “非遗” 数字化发展得如火如荼，侗锦作为 “非遗” 之一，具有较高的艺术和文化研究价值，不少学者选择它作为研究案例，在数字化研究方面也有了丰硕成果。在数字化发展趋势下，文章意在以图像识别技术作为一种技术尝试，以交互设计作为后端，探讨实现侗锦创新发展与传承的活化方案。

1 侗锦概述

侗锦，我国十大织锦之一，是侗族人民的传统手工艺品，具有独特的民族文化艺术价值，驰名于国内外。其织造技艺遵循规律性，讲究对称性、连续性，侗锦纹样的构成形式主要有单独纹样和连续纹样，连续纹样又包括为二方连续、四方连续两种。纹样多以抽象的几何图形构成凤鸟纹、菱形纹、鱼纹、花纹等图案，在布面上有规律地交错排列着，形成一种自然的装饰纹样[1]。侗锦中几种简单的几何纹样如图1所示。侗锦织造技艺高超，图案精美，色彩艳丽。过去，侗锦作为日常生活所需，主要用于衣裙、被面、门帘、背包、胸巾、枕头、头帕、绑腿、侗带等织物的镶边或整面上[2]，这些传统的侗锦，如今被视为过时的、老土的，很多年轻人不再愿意穿着传统的织锦类衣服，转而追求洋气、时尚、潮流、舒适、新颖的大众服装，而老手工艺人固守传统，思维较为老旧、僵化，画地为牢，不愿大胆创新，而且侗族地区多处于边远地区，交通闭塞，信息传播受限，致使织锦发展受到了影响。经济快速发展的今天，我国社会环境不断变化和工业化高速发展，少数民族受到现代生活方式的影响，年轻人选择外出务工生活，织锦手工艺的传承面临困难。

笔者在广西三江侗族自治县进行田野调查时看到，侗族人民将侗锦织成图案精美细腻、新颖时尚以及在视觉效果上更加符合现代人审美的纹样，把它们应用到包包、时钟、壁挂、拖鞋上，变成了文化创意产品。这种做法一是为了侗锦得到更好的发展，二是顺应现代人对民族文化创意产品的喜爱、追求以及满足生活需求。笔者认为存在的不足是：传统的纹样相当于换了一个载体，经过重组变换等变化就直接复制粘贴到了产品上，成为披着民族特色外衣的文化创意产品，实际并没有很大程度地去创新发展，而且没有改变传统、老旧的传承方式。

图1 几种简单的侗锦几何纹样图

2 侗锦的发展现状

2.1 侗锦应用现状

经过田野调查后，笔者查阅了相关文献，发现目前对侗锦的创新主要停留在普通的纹样重组方面。如：舒鹦姿等[3]强调纹样再设计、再创新，利用现代数字媒体将适合纹样提取，利用重叠变形转换手法确立为新型图样，并使用工艺手法把新纹样应用到产品外观形态中；肖艺等[4]在对侗锦纹样的创新设计构思中提到：经过对纹样的分析后提取元素，结合湘西侗族的风俗习惯、民间故事、宗教信仰等，通过把织锦纹样打散重构等方法将传统纹样与现代图形艺术运用到插画设计中，并形成自己的特色，强调色彩特征，用现代色彩构成方法丰富色彩配置；卢悦[5]提出解构侗锦的思路，首先在保持侗锦特性的情况下将侗锦局部因素分解和破坏，重新构建织物形态，其次利用反规则手法和方式，调整侗锦形式，试图打破原有结构特征，使侗锦具有全新的结构形式，最后尝试应用到具体的产品设计中，完成侗锦的传承和推广。

这些侗锦的应用案例反映了一个共性问题：许多侗锦产品只是披上了民族元素的外衣，将纹样进行简单地重组再造、简化组合方式，亦或变形转换，增加了产品的视觉装饰性，而没有深层次地创新发展，传承方式也没有脱离传统思维。

2.2 相关侗锦数字化研究现状

国内外的数字化研究已经颇有成果，而对侗锦的数字化研究较少。相关侗锦的数字化研究有：熊诗意[6]将侗锦进行数字化建设，包括侗锦基础数据库、产品样本案例库与侗锦门户网站等3项数字化系统模块建设及平台数字化运行维护条件建设，起到侗锦的整合、保存、资料共享、创新生产等目的；魏书婷等[1]对侗锦中的凤鸟纹进行提取和改造，识图后利用计算机软件在原纹样图案上抠图片、描细节、添颜色后进行数字化分析，接着对图案重组，最后将改造后的图案应用到服装与产品、家具软装中，效果显著。谭艺凌[7]借助数字化技术和工业设计、信息化手段，建立了侗锦数字化设计与创新平台，通过对侗锦样本的收集、整合、存储，建立数据库，实现传统文化资源的数字化，从数字传播、用户体验等角度创造新文化产品，另外，她从设计师角度去研究，运用数据库中素材资源进行图案设计。从这3个案例中可以了解到现有侗锦数字化研究基本是从纹样的数字化设计和数字化存储及素材应用上进行，而本次分析就是要在现有数字化研究的基础上总结侗锦数字化案例进而找到本次课题的突破点。

首先从侗锦的应用现状来看，正如秦萌等[8]所说：文化的传承要继承，更要创新，只是将传统侗锦图案简单地模仿和拼凑，也满足不了当代的个性化需求。所以传承不能是一味地将纹样变换和应用，而是顺应大发展大融合的世界潮流，利用现代技术使侗锦以活化状态更好地呈现出来并永久传承。其次从侗锦数字化研究现状来看，如果想要探寻一种新的传承思路，就要突破现有的侗锦数字化信息方式，以民族艺术融合现代技术的想法，摸索发展方向。

3 图像识别

3.1 图像识别技术应用概述

经过相关技术的了解和研究，认为图像识别技术可以作为一种突破现有数字化信息方式的前端技术支撑，转化传统传承形式，活化侗锦。图像识别是利用计算机对图像进行处理、分析和理解，以识别各种不同模式的目标和对象的技术[9]。图像识别技术一般应用于公共安全、生物、工业、交通、医疗等，在各行各业发挥着重要作用。生活中常见的图像识别有人脸识别、移动支付、识图功能、指纹识别、车牌捕捉、商品条码识别等，能够满足人们日常需求，极大地便利了人民群众的生活。

3.2 图像识别处理流程

3.2.1 图像输入与预处理 图像输入是将研究对象通过某种手段转变为计算机能够认识的信息，通俗来讲就是通过扫描、拍摄等渠道来获取数字化图像的基本信息，然后经过降噪、平滑、变换等操作完成图像的预处理，作用是增强图像重要特征，获取有用信息，增加识别可靠性。

3.2.2 特征提取和选择 研究的图像可能是各种各样的，如果要使用某种方法将它们区分开，就要通过图像本身所具有的特征来识别，而获取这些特征的过程就是特征抽取，也许提取过程中得到的特征并不都是有用的，所以就要选择图像有用的特征，这是特征的选择[10]。特征提取是根据图像的颜色、纹理、形状等重要特征进行提取，具有较高的准确性，是图像识别过程中非常重要的一部分。

3.2.3 目标识别与图像输出 经过特征提取后的图像要进行目标识别。图像的目标识别相当于图像描述，不仅是对图像内容进行相关特征的描述，还要描述各图像之间的相互关系，另外，还要识别出图像中有什么物体或景象，判断此物体景象的位置和方向[11]，最后一步是输出图像。

4 现有服饰与织锦识别类研究

通过文献资料的查阅，对相关图像识别技术在现有服饰或织锦类中的应用和研究进行了学习，发现图像识别技术应用在纺织业是较晚的，相关研究也较少，但是取得了一定成效。如：魏小鹏等[12]提出多灰度区图像轮廓跟踪算法及特征点提取方法，成功应用于色织布大提花CAD/CAM系统中，该系统由图案设计、扫描图像处理、服装款式设计、颜色处理、意匠生成、数据库管理及纹版加工7个系统构成，大幅度缩短了织物设计周期，提高织物设计质量；季书芳[13]根据领带图案的规律特点，提出了基于区域特征及拓扑结构的图案识别算法，利用各色块的面积和色块间的空间关系作为领带图案的特征进行分类，并建立了预处理→特征提取→特征分类的识别系统，实现在众多纹样中识别出相同的花样，避免了重复设计，提高了设计效率；徐平华等[14]从服饰图案的纹理和形状出发，采用SIFT特征提取法对服饰图案的局部特征进行提取，并通过NCC算法实现图像的相似度判定，对服饰图像素材库进行快速识别和定位；程远菲[15]从计算机视觉的角度，通过分析少数民族服饰图像的视觉特性，对民族服饰上的图腾图像区域进行特征提取，最后采用分类器来识别各种不同的民族服饰图腾图像，从而实现对民族服饰图像的自动识别及分类；陶晨等[16]基于相似度空间提出一种识别织物图案的连续性方法，对图案的连续性自动识别具有很好的准确性；汪会等[17]提出了BRISK算法结合RANSAC算法进行服饰纹样特征提取与匹配，有效解决了因织物图像旋转、模糊、光照、尺度、褶皱引起的匹配差异，且匹配速度更快，占用内存更小。

从这些研究中看到，部分学者对服饰与织物进行了相关图像识别研究，主要是从识别后的分类、检索上进行相关操作，也通过各类算法提高了识别的速度和质量以及准确性，取得了较好的成果。从这些研究成果基本可以得出一个结论：图像识别技术应用到侗锦纹样的识别中是具有可行性的，可以实现侗锦纹样构成元素特征的提炼、归类和存储，而且能够有较高的准确性。但是，从另一个角度看，研究这些的基本都是信息与计算机方向的学者和学生，而内容基本是偏理工科角度进行研究，很少从设计创新角度去进行相关研究。

5 侗锦纹样的识别与交互

正如前期所言，侗锦纹样是以几何图形为基本元素构成，具有结构简单、简洁明朗、容易识别的特性，在众多织锦中具有较高的代表性，如果选择侗锦作为图像识别的一种尝试对于本次研究具有较高的可行性，另一方面，利用图像识别作为技术前端结合交互设计后端，探索一种侗锦活态方案。

那么，怎么将图像识别技术嫁接到侗锦纹样识别中，识别后的侗锦如何进行创新，是本文重点内容。经过识别后的侗锦纹样图像，已经不再是完整的侗锦，而是几种侗锦纹样的构成形式和上百种基本构成元素以及各种色彩样本，因此，这些识别后的纹样应该何去何从？笔者是这样设想：建立一个完整的平台，整合侗锦纹样构成形式、元素等的数据库，并在这个平台上进行后续的交互设计，这是侗锦发展中一种新传播新传承的探索方式。

基于前期设想，本次探讨分为识别和交互两个阶段，识别到交互的一系列过程如图2所示。图像识别是作为一种手段介入侗锦纹样的识别中，完成前端的技术要领，是进行后续交互设计的支撑。侗锦识别定义为：首先将收集的图片经过扫描仪、照相机等输入设备进行图像采集，接着进行纹样的预处理，然后提取形状、颜色、纹理等特征，选择所需要的特征，进一步将几种侗锦纹样构成方式和构成元素进行目标识别、归类，完成数据库的整合。交互设计是 “识别后的侗锦如何进行创新” 的部分，可以实现侗锦以活态传承与发展。从交互设计的定义来讲，交互设计将人、产品、服务关联起来，而这个交互过程，需要通过人操控来达到满足人自己的好奇、新鲜感或者需求的目的。本次探讨中可以将此交互设计过程定义为：在具备侗锦基本构成元素的基础上，输入一张二维图像，利用交互设计，用侗锦的基本构成元素构建新图像，如：选择侗锦元素中的鱼形纹和侗锦常用颜色，融合输入图像、侗锦元素和色彩三者，生成具有传统侗锦特性，又具有现代风格的新纹样效果图，可以选择应用到织造中，成为更加新颖、独特的侗锦产品。

图2 识别到交互的流程图

这种交互方式，改变了纹样样式，而保留传统的构成方式不变、织造方式不变，保持了侗锦传统的肌理效果，是侗锦的一种活态创新[18]。从配色来讲，颜色是自由的，不一定是选择传统侗锦颜色，而是可以识别任何一张图像的色彩应用到效果图配色中，如名画名作、动漫角色等。这种艺术与技术的融合，突破了侗锦现有的数字化信息方式，可以产生新的视觉效果，给传统侗锦带来新的发展方向。

6 结语

民族艺术融合现代技术，追寻纹样融合创新，经过识别和交互后的新纹样具有现代审美的同时，又保留传统侗锦的特色，这是侗锦发展的一种新的探索。侗锦纹样的交互设计，有利于激发设计思维，侗锦传承人、设计师可以节省大量时间，实现快速设计出纹样图，实现传统纹样的创新。这也是一种交互体验，体验者同样可以通过参与性、娱乐性、趣味性的交互方式感受传统侗锦图案的美，产生对侗锦的认知和兴趣，然后吸引更多侗族甚至侗族以外的人参与进来，在不断地发展中实现侗锦的活态传承。希望本次探讨中提出的这种新的传承思路，有利于今后侗锦的传承与发展研究，也希望能够以侗锦作为一种尝试，将图像识别的方法和交互方式运用到其他同类织锦中，有利于传承和发扬少数民族传统文化。