(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210601782.9 (22)申请日 2022.05.30 (71)申请人 四川大学 地址 610065 四川省成 都市武侯区一环路 南一段24号 (72)发明人 朱敏　王凤杰　李龙兴　陈富秋　 周渝博　 (74)专利代理 机构 成都禾创知家知识产权代理 有限公司 51284 专利代理师 刘凯 (51)Int.Cl. G06F 9/451(2018.01) G06K 9/62(2022.01) (54)发明名称 一种面向分析过程的状态感知元可视化方 法 (57)摘要 本发明公开了一种面向分析过程的状态感 知元可视化方法， 先获取分析师在数据分析中浏 览、 创建的所有视图； 基于此， 设计基于视觉隐喻 的元可视化视图单元， 实现原始视图快速的视觉 概览； 设计基于可调节力导向布局的元可视化， 视图单元间的相对位置、 链接映射视图的相似程 度， 支持视图单元布局的调整； 设计基于分析序 列的元可视化， 以列表的形式记录分析过程， 便 于回顾分析行为。 本发明结合视图间的联动和视 图内部丰富的交互， 辅助分析师理解分析状态， 感知视图间的关联关系， 发现分析兴趣， 从而高 效深入地探索数据。 权利要求书5页 说明书13页 附图5页 CN 115061760 A 2022.09.16 CN 115061760 A 1.一种面向分析 过程的状态感知元 可视化方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1： 数据获取与处 理 获取分析 师在探索式数据分析中浏览、 创建的所有视图； S2： 可视化映射 通过视觉通道将经步骤S1 获得的数据进行 可视化映射： 设计基于视觉隐喻的元可视化视图单元， 提取原始视图的重点关注信 息以元可视化的 形式进行呈现， 用元可视化中视觉元素映射原始视图的信息， 包括标记类型、 数据通道、 数 据属性和几何信息， 实现原 始视图的视 觉概览； 设计基于可调节力导向布局的元可视化， 用来映射原始视 图， 用视图单元间的相对位 置、 链接映射视图的相似程度， 结合可调节力导向布局实现视图关联、 演变模式、 整体状态 的呈现； 设计基于分析序列的元可视化， 用视 图的位置映射分析时间， 用颜色和标签映射视 图 的类型， 便 于用户回顾分析 行为； S3： 可视化布局与实现 在数据获取与处理、 可视化映射的基础上， 完成基于视觉隐喻的元可视化视图单元、 基 于可调节力导向布局的元 可视化和基于分析序列的元 可视化的布局与实现； S4： 交互设计 基于视觉隐喻的元可视化视 图单元支持预览、 提示和选择交互操作； 基于可调节力导 向布局的元 可视化支持作用力调节、 拖拽、 锁定 /解锁和图表 观察/对比交 互操作。 2.根据权利要求1所述的面向分析过程的状态感知元可视化方法， 其特征在于， 在步骤 S2中， 可视化映射具体包括： S21： 对基于视觉隐喻的元可视化视图单元进行颜色、 位置、 文本、 视觉隐喻映射： 用不 同颜色、 不同位置的矩形色块编码原始视图中不同维度的数据属 性， 色块的颜色和数据属 性名称一一对应， 每种颜色代表一个数据属 性， 色块的位置与原始视图的视觉通道一一对 应， 左、 下、 右分别对应Y、 X、 Color通道， 色块的数量与原始视图的数据维度相同； 通过在圆 环内嵌字母的方式编码原始图表类型； 在色块附近水平展示对应的数据属 性名称， 文字颜 色与色块颜色一 致； 通过缩略图的形式编码原 始视图图表样式的几何特 征； S22： 对基于可调节力导向布局的元可视化进行位置、 链接 映射： 用元可视化视图单元 映射原始视图， 视图单元 的绝对位置受到多种作用力影响， 视图单元间的相对位置表示其 在特定分析需求下的相关性； 相似的视图间会存在链接， 链接的宽度编码相似度大小， 链接 长度编码视图间的亲 疏关系， 链接颜色 默认用浅灰色表示； S23： 对基于分析序列的元可视化进行位置、 颜色、 标签映射： 视图的位置编码其创建或 被浏览的时间， 从上到下表示时间的先后； 采用不同的底色、 标签编码视图的类型。 3.根据权利要求1所述的面向分析过程的状态感知元可视化方法， 其特征在于， 所述S3 中可视化布局与实现具体为： S31： 在基于视觉隐喻的元可视化视图单元中， 将内嵌字母标记的圆CArea1置于视图左 上角； 将包含原始视图缩略图的矩形IArea1置于视图上半部分； 将矩形色块RArea1、 RArea2、 RArea3置于视图右、 左、 下部分； S32： 在基于可调 节力导向布局的元可视化中， 每个视图单元的位置由多种作用力共同权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 115061760 A 2决定， 视图单 元间的链接由视图间的位置、 相似度决定； S33： 在基于分析序列的元可视化中， 采用列表的形式， 从上到下单列排列各视图单元， 每个视图单元内嵌在一个带有底色的矩形框内， 在矩形框的右上角绘制直角三角形标签， 各矩形框从上到下 无间隙单列排列并保持竖直对齐， 最近分析的视图单 元保持在最下 方。 4.根据权利要求3所述的面向分析过程的状态感知元可视化方法， 其特征在于， 所述基 于视觉隐喻的元 可视化视图单 元的布局与实现的具体过程如下： S31a： 根据下式计算各视 觉元素宽、 高： 式中： tR为图表类型文本框半径； viewWidth为视觉单元外矩形宽度； viewHeight为视 觉单元外矩形高度； yWidth为Y视觉通道属性色块宽度； xHeight为X视觉通道属性色块高 度； colorWidth为Color视觉通道属性色块宽度； imgWidth为原始视图几何信息图宽度； imgHeight为原始 视图几何信息图高度； i mgPadding为原始 视图几何信息图内边距； a、 b、 c、 d是常数； S31b： 根据原 始视图的标记类型往CA rea1中填入对应的字母； S31c： 从原 始视图中提取相关的几何特 征， 以缩略图的形式填入IA rea1中； S31d： 根据原始视图各视觉通道对应的数据属性名， 选择映射的颜色填充矩形色块 RArea1‑3， 并在色块附近水平展示对应的数据属性名称， 文本颜色与色块颜色一 致。 5.根据权利要求3所述的面向分析过程的状态感知元可视化方法， 其特征在于， 在步骤 S3中， 所述基于可调节力导向布局的元 可视化的布局与实现的具体过程如下： S32a： 在可调节力导向布局实现原理的基础上， 实现多种节点间的作用力， 并完成非线 性时间轴的映射， 从而确定 视图单元的位置； S32b： 根据视图单元的所处的位置， 计算链接长度； 根据视图间的相似度， 计算链接宽 度， 包括图表类型相 似度、 数据属性相似度、 分析任务相似度、 标题相似度、 评论相似度， 并 采用加权的方式表示图表的整体相似度； 在此基础上绘制视图单 元间的链接 。 6.根据权利要求5所述的面向分析过程的状态感知元可视化方法， 其特征在于， 在步骤 S32a中， 视图单 元位置的计算 步骤具体如下： Sa1： 通过对节点施加作用力以修改其位置:假设节点K， 要给节点K施加一个趋近于原 点的“原点力”， 则通过下面的公式对节点 位置或速度进行修改： 式中： xk为节点K的X轴坐标位置； yk为节点K的Y轴坐标位置； vxk为节点K在X轴方向的速 度； vyk为节点K在Y轴方向的速度； forceCo nst为控制力大小的常量； Sa2： 采用非线性的时间轴映射方案， 在非线性时间轴映射中， 对应视图节点在X轴上映权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 115061760 A 3