一种数据视频生成方法、介质及电子设备与流程

1.本发明涉及一种信息可视化方法，特别是涉及一种数据视频生成方法、介质及电子设备。


背景技术：

2.数据视频是一种将数据可视化与动画图形相结合的叙事方法，该方法能够高效地提供浓缩的信息，并通过动画吸引用户，因而在许多领域得到了广泛应用。然而，发明人在实际应用中发现，现有技术中数据视频的制作和生成主要由用户通过手动方式实现，这种方式效率较低且会导致用户时间和精力的浪费。


技术实现要素：

3.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种数据视频生成方法、介质及电子设备，用于解决现有技术中需要用户手动生成数据视频所导致的相关问题。
4.为实现上述目的及其他相关目的，本发明的第一方面提供一种数据视频生成方法，所述数据视频生成方法包括：获取至少两个数据事实；根据所述数据事实获取至少两个视频剪辑；根据所述视频剪辑生成数据视频。
5.于所述第一方面的一实施例中，根据所述数据事实获取所述视频剪辑的一种实现方法包括但不限于：获取所述数据事实的类型；根据所述数据事实的类型，获取所述数据事实的可视化样式；根据所述数据事实的可视化样式对所述数据事实进行可视化处理，以获取所述视频剪辑。
6.于所述第一方面的一实施例中，获取所述数据事实的可视化样式的一种实现方法包括但不限于：获取一可视化数据库，所述可视化数据库中包括所述数据事实的类型及其可视化样式；根据所述可视化数据库获取所述数据事实的可视化样式。
7.于所述第一方面的一实施例中，各所述数据事实对应一个或多个所述视频剪辑；根据所述视频剪辑生成所述数据视频的一种实现方法包括但不限于：从各所述数据事实对应的视频剪辑中，获取各所述数据事实的最优视频剪辑；根据各所述最优视频剪辑生成所述数据视频。
8.于所述第一方面的一实施例中，根据各所述最优视频剪辑生成所述数据视频的一种实现方法包括但不限于：根据各所述最优视频剪辑生成一视频剪辑序列；获取各所述最优视频剪辑的持续时间；根据各所述最优视频剪辑的持续时间和所述视频剪辑序列，生成所述数据视频。
9.于所述第一方面的一实施例中，根据各所述最优视频剪辑生成所述视频剪辑序列的一种实现方法包括但不限于：获取相邻的最优视频剪辑之间的转换方式；根据所述相邻的最优视频剪辑之间的转换方式、以及各所述最优视频剪辑，生成所述视频剪辑序列。
10.于所述第一方面的一实施例中，根据各所述最优视频剪辑生成所述视频剪辑序列的一种实现方法包括但不限于：获取相邻的最优视频剪辑之间的转换方式；获取采用平行
叙事结构的最优视频剪辑的显示方式；根据所述相邻的最优视频剪辑之间的转换方式、所述采用平行叙事结构的最优视频剪辑的显示方式、以及各所述最优视频剪辑，生成所述视频剪辑序列。
11.于所述第一方面的一实施例中，根据所述视频剪辑生成所述数据视频的一种实现方法包括但不限于：根据各所述视频剪辑生成一视频剪辑序列；获取各所述视频剪辑的持续时间；根据各所述视频剪辑的持续时间和所述视频剪辑序列，生成所述数据视频。
12.本发明的第二方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本发明第一方面任一项所述的数据视频生成方法。
13.本发明的第三方面提供一种电子设备，所述电子设备包括：存储器，存储有一计算机程序；处理器，于所述存储器通信相连，调用所述计算机程序时实现本发明第一方面任一项所述的数据视频生成方法；显示器，于所述处理器和所述存储器通信相连，用于显示所述数据视频生成方法的相关gui交互界面。
14.如上所述，本发明所述数据视频生成方法、介质及电子设备的一个技术方案具有以下有益效果：
15.所述数据视频生成方法通过获取数据事实并根据所述数据事实生成视频剪辑，基于所述视频剪辑即可生成数据视频，该过程可以通过计算机等电子设备自动实现，在此过程中基本无需用户手动参与。与现有技术相比，本发明所述数据视频生成方法使得用户能够快速高效的生成数据视频，有利于节省用户的时间和精力。
附图说明
16.图1a显示为本发明所述数据视频生成方法于一具体实施例中的流程图。
17.图1b-1e显示为本发明所述数据视频生成方法于一具体实施例中获取的数据视频的示例帧。
18.图2a显示为本发明所述数据视频生成方法于一具体实施例中步骤s12的流程图。
19.图2b显示为本发明所述数据视频生成方法于一具体实施例中步骤s122的流程图。
20.图3a显示为本发明所述数据视频生成方法于一具体实施例中获取数据视频的流程图。
21.图3b显示为本发明所述数据视频生成方法于一具体实施例中步骤s31的流程图。
22.图3c显示为本发明所述数据视频生成方法于一具体实施例中的平行叙事结构的示例图。
23.图3d显示为本发明所述数据视频生成方法于一具体实施例中步骤s32的流程图。
24.图3e显示为本发明所述数据视频生成方法于一具体实施例中步骤s321的一种实现方法的流程图。
25.图3f显示为本发明所述数据视频生成方法于一具体实施例中步骤s321的另一种实现方法的流程图。
26.图4显示为本发明所述数据视频生成方法于一具体实施例中步骤生成数据视频的流程图。
27.图5显示为本发明所述电子设备于一具体实施例中的结构示意图。
28.元件标号说明
29.500
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电子设备
30.510
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存储器
31.520
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处理器
32.530
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显示器
33.s11～s13
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步骤
34.s121～s123
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步骤
35.s1221～s1222 步骤
36.s31～s32
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步骤
37.s311～s131
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步骤
38.s321～s323
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步骤
39.s3211～s3215 步骤
40.s41～s43
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步骤
具体实施方式
41.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
42.需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。此外，此外，在本文中，诸如“第一”、“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
43.现有技术中数据视频的制作和生成主要由用户通过手动方式实现，这种方式效率较低且会导致用户时间和精力的浪费。针对这一问题，本发明提供一种数据视频生成方法，所述数据视频生成方法能够根据一系列的数据事实自动生成数据视频。与现有技术相比，本发明所述数据视频生成方法使得用户能够快速高效地生成数据视频，有利于节省用户的时间和精力。
44.请参阅图1a，于本发明的一实施例中，所述数据视频生成方法包括：
45.s11，获取至少两个数据事实。所述数据事实是指特定数据空间内某种类型的数值或统计结果，每个数据事实携带有至少一条完整的信息。所述数据事实可以通过事实类型、子空间、分类、度量和/或焦点等字段进行定义。所述数据事实的一个实例为：某网站的图书价格随年份增加而呈现下降趋势。具体应用中，所述数据事实可以由用户提供，也可以由电子设备自动从网络等途径中获取。
46.s12，根据所述数据事实获取至少两个视频剪辑(clip)。所述视频剪辑是一种能够表示特定数据事实的一系列动画。请参阅图1b-图1e，显示为所述视频剪辑的一个实例中的4个示例帧，该实例中的视频剪辑用于表示“某网站的图书价格随年份增加而呈现下降趋
势”这一数据事实。
47.本实施例中，对于任一数据事实，步骤s12可以获取该数据事实对应的一个视频剪辑，也可以获取该数据事实对应的多个视频剪辑，即：本实施例中，可以利用一个或多个视频剪辑来表示同一个数据事实。
48.s13，根据所述视频剪辑生成数据视频。具体地，通过对所述视频剪辑进行筛选、组合等方式进行处理即可利用步骤s12中获取的视频剪辑生成所述数据视频。
49.根据以上描述可知，本实施例所述数据视频生成方法能够根据数据事实获取对应的视频剪辑，并根据所述视频剪辑生成所述数据视频。在此过程中用户基本无需参与，与现有技术相比，所述数据视频生成方法具有较高的效率，且能够节省用户的时间和精力。
50.请参阅图2a，于本发明的一实施例中，根据所述数据事实获取所述视频剪辑的一种实现方法包括但不限于：
51.s121，获取所述数据事实的类型。所述数据事实的类型可以根据实际需求进行定义，例如，所述数据事实的类型可以为“趋势”、“差值”、“关联”等。当所述数据事实的类型为“趋势”时，所述数据事实例如为“网站的图书价格随年份增加而呈现下降趋势”，当所述数据事实的类型为“差值”时，所述数据事实例如为“2020年a书和b书的销量之间的差值为1000本”。
52.需要说明的是，所述数据事实的类型并不限于上述列举出的“趋势”、“差值”和“关联”，在具体应用中，可以根据实际需求选取相应类型的数据事实。
53.s122，根据所述数据事实的类型，获取所述数据事实的可视化样式(pattern)。所述数据事实的可视化样式是指采用何种类型的动画形式来显示所述数据事实。例如，对于“趋势”类型的数据事实，其可视化样式可以为：使用面积图、气泡图或折线图等表示数据，并通过动画的形式，按照左表示过去、右表示未来的方式，从左到右逐渐显示时间和数据，此外，还可以利用一条带箭头的直线来总结趋势的增加或减少。
54.s123，根据所述数据事实的可视化样式对所述数据事实进行可视化处理，以获取所述视频剪辑。本步骤中，当所述数据事实的可视化样式确定以后，即可根据该可视化样式对所述数据事实进行可视化处理。例如，若数据事实fact1为“某网站的图书价格随年份增加而呈现下降趋势”，可以得出该数据事实fact1为“趋势”类型的数据事实。根据步骤s122所获取的“趋势”类型的数据事实的可视化样式将该数据事实fact1表示出来即可得到该数据事实fact1对应的一个视频剪辑clip1，该视频剪辑clip1中的4个示例帧例如为图1b-图1e所示。
55.可选地，请参阅图2b，本实施例中获取所述数据事实的可视化样式的一种实现方法包括但不限于：
56.s1221，获取一可视化数据库。所述可视化数据库中包括多种数据事实的类型及其对应的可视化样式。例如，所述可视化数据库中可以包括：type_a类的数据事实，以及与type_a类的数据事实相对应的可视化样式为pattern_a；type_b类的数据事实，以及与type_b类的数据事实相对应的可视化样式为pattern_b；type_c类的数据事实，以及与type_c类的数据事实相对应的可视化样式为pattern_c。
57.所述可视化数据库为一数据事实驱动的数据库，具体应用中可以根据实际需求预先设定该数据库的内容，或者采用现有的数据库实现。此外，所述可视化数据库还可以通过
对现有数据视频中数据事实的类型及其应用的可视化样式进行统计得到。例如，如果通过统计大量的数据视频，得到80％的数据视频中type_a类的数据事实采用pattern_a类的可视化样式进行呈现，则可以认为type_a类的数据事实对应的可视化样式为pattern_a，并将其添加到所述可视化数据库中。通过此种方式能够获取不同类型的数据事实及其对应的可视化样式，进而可以生成所述可视化数据库。
58.s1222，根据所述可视化数据库获取所述数据事实的可视化样式。
59.根据以上描述可知，本实施例能够利用特定的可视化样式来对特定类型的数据事实进行可视化处理，由此得到的视频剪辑能够生动直观地呈现对应的数据事实。并且，本实施例中某种类型的数据事实对应的视频剪辑、与其他类型的数据事实对应的视频剪辑具有良好的区分度，因而观众能够比较容易地识别出视频剪辑所呈现的数据事实。此外，本实施例中获取的视频剪辑能够通过动画来引导观众的注意力并促进数据感知。
60.于本发明的一实施例中，各所述数据事实对应一个或多个所述视频剪辑。请参阅图3a，于本实施例中，根据所述视频剪辑生成所述数据视频的一种实现方法包括但不限于：
61.s31，从各所述数据事实对应的视频剪辑中，获取各所述数据事实的最优视频剪辑。本实施例所述数据视频生成方法在执行步骤s31以前，每一数据事实可能对应一个或多个视频剪辑，即，可以通过一个或多个视频剪辑来呈现同一个数据事实。在执行步骤s31以后，每一数据事实仅对应一个最优视频剪辑，即，只采用一个最优视频剪辑来呈现一个数据事实。
62.s32，根据各所述最优视频剪辑生成所述数据视频。
63.可选地，请参阅图3b，本实施例中，获取各所述数据事实的最优视频剪辑的实现方法包括但不限于：
64.s311，对各所述数据事实对应的视频剪辑进行组合，以获取多个视频剪辑序列。所述视频剪辑序列包括每一个所述数据事实对应的一个视频剪辑。具体地，采用数学中的组合(combination)方式，步骤s311为所有的n(n为正整数且n≥2)个数据事实各选取一个视频剪辑进行组合即可得到一个视频剪辑序列，通过不同的选取方式即可获取多个视频剪辑序列。任一所述视频剪辑序列中所包含的视频剪辑的数量与步骤s11中获取的所述数据事实的数量相同。
65.s312，获取各所述视频剪辑序列的奖励值。其中，每一视频剪辑序列对应一个奖励值，所述奖励值用于评价对应视频剪辑序列生成的数据视频的质量，所述奖励值越高则说明根据其对应视频剪辑序列生成的数据视频的质量越高。
66.s313，根据各所述视频剪辑序列的奖励值，从所述多个视频剪辑序列中获取一个最优视频剪辑序列。例如，可以选取奖励值最高的一个视频剪辑序列最为所述最优视频剪辑序列。所述最优视频剪辑序列中所包含的视频剪辑即为各所述数据事实的最优视频剪辑。
67.在一个具体实例中，对于任一视频剪辑序列si，步骤s312可以根据以下参数中的任意一个或多个的组合来获取该视频剪辑序列si的奖励值：相邻视频剪辑之间的转换成本之和τ、与平行叙事结构(parallel narrative structure)相关的优先级p、视觉一致性c和多样性d。上述参数具体描述如下：
68.τ是指该视频剪辑序列si中相邻视频剪辑之间的转换成本之和。在具体应用中，如
果相邻视频剪辑之间的视觉变化较大，则会加重观众的认知负担，此时，认为相邻视频剪辑之间的转换成本较高。本实例中，上述转换成本之和的一种计算方式例如为其中，cost(ci,c
i 1
)是指相邻视频剪辑ci和c
i 1
之间的转换成本，其具体计算方式可以采用现有技术实现，此处不做赘述。
69.p表示该视频剪辑序列si中与平行叙事结构相关的优先级。其中，平行叙事结构是指采用重复的可视化样式来呈现多个视频剪辑子序列。例如，假设数据事实fact2表示a书在2020年的总销量，数据事实fact3表示a书在2020年的销量排名为第1，数据事实fact4表示b书在2020年的总销量，数据事实fact5表示b书在2020年的销量排名为第2，则采用平行叙事结构对所述数据事实fact2至fact5对应的视频剪辑进行呈现的方式如图3c所示。图3c中采用的可视化样式重复了两次，以此来呈现两个视频剪辑子序列，其中，视频剪辑子序列1包括fact2和fact3对应的视频剪辑，视频剪辑子序列2包括fact4和fact5对应的视频剪辑。
70.在视频剪辑序列中采用平行叙事结构有利于提升观众对数据事实的认知，因此，平行叙事结构相对于其他叙事结构应当具有一定的优先级。于本实例中，对优先级p所采用的一种计算方式为其中，l为视频剪辑子序列的长度，sj(i)表示视频剪辑子序列j中的第i个视频剪辑，m为视频剪辑子序列的数量，也即可视化样式重复的次数，u(s1(i),...,sm(i))表示s1(i),...,sm(i)之间的一致性。
71.c表示该视频剪辑序列si中视频剪辑的视觉一致性。具体地，在视频剪辑序列si的不同视图中使用一致的视觉表示有利于观众对数据事实的认知，并减少观众不准确的推理。本实例中，所采用的一种计算方式为：其中，n
t
和nd分别表示该视频剪辑序列si中数据事实的数量和数据字段的数量，u(x|y)表示对于给定的y，该视频剪辑序列si中所采用的x是否一致，其中，一致时的函数值应当大于不一致时的函数值；参数x的取值包括一组可视化ν或编码ε，参数y的取值包括数据事实的类型ti或数据字段di。
72.d表示该视频剪辑序列si的多样性。在具体应用中，为了提升数据事实之间的区分度，有必要采用不同的可视化样式来呈现不同的数据事实。基于此，本实例中所述多样性d可以通过该视频剪辑序列si中所采用的可视化样式的总数除以数据事实的类型的总数得到。
73.优选地，基于以上四种参数，本实例中步骤s312获取奖励值reward(si)的一种方式为reward(si)＝ω1×
τ ω2×
p ω3×
c ω4×
d，其中，ω1、ω2、ω3和ω4为权重值，其数值可以根据实际需求设置。
74.需要说明的是，以上仅示例性的列出了几种可用于获取奖励值的方式，然而本发明并不以此为限，具体应用中可以根据实际需求选取其他方式获取各视频剪辑序列的奖励值。同样的，本实施例中所涉及的计算公式仅用于使表述更加清楚和完整，但非用于限制本发明的范围，具体应用中也可以采用其他方式获取上述种种参数。
75.可选地，请参阅图3d，根据各所述最优视频剪辑生成所述数据视频的一种实现方法包括但不限于：
76.s321，根据各所述最优视频剪辑生成一视频剪辑序列。
77.s322，获取各所述最优视频剪辑的持续时间。具体地，为了保持良好的视觉效果以及叙事能力，步骤s322可以根据所述数据视频的总时长、最优视频剪辑之间的转换时长和/或数据事实的重要程度等因素来获取各所述最优视频剪辑的持续时间。
78.优选地，步骤s322可以通过压缩所述数据视频的总时长以提升所述数据视频的观看体验，通过合理设置最优视频剪辑之间的转换时长以使观众能够感知视觉变化，通过延长重要数据事实的持续时间来使观众更加注意重要的数据事实。
79.进一步优选地，步骤s322可以通过线性规划来获取各所述最优视频剪辑的持续时间，所述线性规划的一种实现方式例如为：其中，t(ci)为第i个最优视频剪辑的持续时间，i(fi)表示第i个最优视频剪辑对应的数据事实的重要性分数，该重要性分数可以根据经验设置，也可以根据现有的统计学方法进行设置。
80.需要说明的是，上述通过线性规划来获取各所述最优视频剪辑的持续时间的方式仅为本发明所采用的一种较佳实现方法，但本发明并不以此为限，具体应用中可以根据实际需求选取其他方式来获取各所述最优视频剪辑的持续时间。
81.s323，根据各所述最优视频剪辑的持续时间和所述视频剪辑序列，生成所述数据视频。
82.可选地，请参阅图3e，根据各所述最优视频剪辑生成所述视频剪辑序列的一种实现方法包括但不限于：
83.s3211，获取相邻的最优视频剪辑之间的转换方式。所述转换方式包括但不限于粒度转换、时间转换、空间转换和比较转换。
84.s3212，根据所述相邻的最优视频剪辑之间的转换方式、以及各所述最优视频剪辑，生成所述视频剪辑序列。
85.可选地，请参阅图3f，根据各所述最优视频剪辑生成所述视频剪辑序列的一种实现方法包括但不限于：
86.s3213，获取相邻的最优视频剪辑之间的转换方式。所述转换方式包括但不限于粒度转换、时间转换、空间转换和比较转换。
87.s3214，获取采用平行叙事结构的最优视频剪辑的显示方式。具体地，步骤s3214根据所有的最优视频剪辑生成两个或多个视频剪辑子序列，并在一个场景中并列显示所述视频剪辑子序列中相同类型的数据事实对应的最优视频剪辑。
88.s3215，根据所述相邻的最优视频剪辑之间的转换方式、所述采用平行叙事结构的最优视频剪辑的显示方式、以及各所述最优视频剪辑，生成所述视频剪辑序列。
89.根据以上描述可知，本实施例中获取的视频剪辑序列具有较低的转换成本，且具有良好的视觉一致性和多样性。并且，本实施例中生成的数据视频能够在连续的视频剪辑之间进行平滑过度，且能支持平行叙事结构的有效呈现。此外，本实施例通过步骤s322能够
确保恰当且合理的视频持续时间，且本实施例中生成的数据视频的压缩时间与动画的压缩时间相同。
90.于本发明的一实施例中，步骤s11获取的数据事实与步骤s12获取的视频剪辑一一对应。请参阅图4，本实施例中，根据各所述最优视频剪辑生成所述视频剪辑序列的一种实现方法包括但不限于：
91.s41，根据各所述视频剪辑生成一视频剪辑序列。
92.s42，获取各所述视频剪辑的持续时间。
93.s43，根据各所述视频剪辑的持续时间和所述视频剪辑序列，生成所述数据视频。
94.其中，上述步骤s41～s43与步骤s321～s323类似，为节省说明书篇幅，此处不作过多赘述。
95.基于以上对所述数据视频生成方法的描述，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现图1所示的数据视频生成方法。
96.基于以上对所述数据视频生成方法的描述，本发明还提供一种电子设备。请参阅图5，于本发明的一实施例中，所述电子设备500包括存储器510、处理器520和显示器530。所述电子设备510包括但不限于电脑、智能终端。
97.所述存储器510存储有一计算机程序。所述处理器520与所述存储器510通信相连，调用所述计算机程序时执行图1所示的数据视频生成方法。所述显示器530与所述处理器520和所述存储器510通信相连，用于显示所述数据视频生成方法的相关gui交互界面。
98.本发明所述数据视频生成方法的保护范围不限于本实施例列举的步骤执行顺序，凡是根据本发明的原理所做的现有技术的步骤增减、步骤替换所实现的方案都包括在本发明的保护范围内。
99.本发明所述数据视频生成方法以数据事实为基础，通过数据事实获取视频剪辑，并根据视频剪辑生成数据视频，该过程可以通过计算机等电子设备自动实现。基于本发明所述数据视频生成方法，用户无需决定应该将什么动画应用到可视化中，也无需决定如何将动画可视化安排到叙事中，因此，本发明所述数据视频生成方法能够提升数据视频的生成效率，有利于节约用户的时间和精力。此外，基于本发明所述数据视频生成方法，用户无需具备良好的编程能力和较高的设计水平即可生成期望的数据视频。
100.此外，本发明所述数据视频生成方法能够从各数据事实对应的视频剪辑中选取最优视频剪辑来呈现数据事实，并能将各最优视频剪辑自动排列成连贯的视频剪辑序列，同时优化各最优视频剪辑的持续时间。因此，基于本发明所述数据视频生成方法获取的数据视频具有良好的叙事能力，并具有良好的可理解性和吸引力。
101.综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
102.上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。