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        服用人體控制部位截面模型研究綜述

        2015-02-23 06:38:49高佩佩樂(lè)逸朦尚笑梅
        關(guān)鍵詞:測(cè)量研究

        高佩佩,樂(lè)逸朦,尚笑梅

        (1.蘇州大學(xué)紡織與服裝工程學(xué)院,江蘇 蘇州 215006;2.利誠(chéng)服裝集團(tuán)股份有限公司,江蘇 蘇州 215006)

        服用人體控制部位截面模型研究綜述

        高佩佩1,樂(lè)逸朦2,尚笑梅1

        (1.蘇州大學(xué)紡織與服裝工程學(xué)院,江蘇 蘇州 215006;2.利誠(chéng)服裝集團(tuán)股份有限公司,江蘇 蘇州 215006)

        在服裝設(shè)計(jì)和制造中,人體控制部位尺寸是制衣的重要依據(jù),人體測(cè)量由手工測(cè)量向自動(dòng)測(cè)量發(fā)展。測(cè)量數(shù)據(jù)不僅可提取獲得數(shù)值數(shù)據(jù),還有掃描獲得的圖形數(shù)據(jù)。三維人體自動(dòng)測(cè)量獲取的數(shù)據(jù)與手工測(cè)量數(shù)據(jù)比較,測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性由數(shù)據(jù)值和圖形值決定。在實(shí)際測(cè)量中出現(xiàn)截面變形,對(duì)數(shù)據(jù)值的影響有多大,如何建立人體控制部位截面矢量模型并找到圖形值到數(shù)據(jù)值的驗(yàn)證路徑進(jìn)而直接在系統(tǒng)里對(duì)給定圖形值確認(rèn)均需要研究。這為非三維人體掃描獲取的圖像數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性驗(yàn)證以及人體細(xì)部尺寸數(shù)據(jù)的獲取及參數(shù)化設(shè)計(jì)等都提供了一定參考路徑。

        人體控制部位;截面;建模;驗(yàn)證路徑

        隨著社會(huì)發(fā)展及時(shí)代進(jìn)步,人們對(duì)服裝的各方面的要求也呈現(xiàn)多樣化。自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)通過(guò)采集反映人體真實(shí)特征的信息,建立三維人體模型,掃描獲取被測(cè)者的部位尺寸信息,得到系統(tǒng)構(gòu)建的被測(cè)者三維人體模型[1-3]。三維人體測(cè)量相較于手工測(cè)量具有快速、測(cè)量部位多等特點(diǎn),但是精確度較低,這也是現(xiàn)階段的成衣生產(chǎn)中還是普遍采用手工測(cè)量獲取人體控制部位尺寸數(shù)據(jù)的原因。數(shù)字化技術(shù)逐漸成熟,利用數(shù)字化技術(shù)改造傳統(tǒng)服裝行業(yè)將成為一種趨勢(shì),這一趨勢(shì)的基礎(chǔ)前提是自動(dòng)測(cè)量人體數(shù)據(jù)的精確度得到提升。通過(guò)研究對(duì)三維人體測(cè)量獲取數(shù)據(jù)的圖形值和數(shù)據(jù)值并進(jìn)行分析,經(jīng)對(duì)控制部位截面矢量建模,找到二者的驗(yàn)證路徑,能夠?qū)崿F(xiàn)直接在系統(tǒng)里對(duì)給定圖形值的確認(rèn),進(jìn)而找出影響三維人體測(cè)量?jī)x獲取數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的原因。

        1 三維人體測(cè)量技術(shù)現(xiàn)狀

        在美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家非接觸式三維人體測(cè)量技術(shù)的研究開(kāi)始得較早,而我國(guó)的相關(guān)研究較晚,非接觸式三維測(cè)量技術(shù)相較于二維照相測(cè)量和傳統(tǒng)手工測(cè)量具有明顯的效率快、精確度高等特點(diǎn)[4]。傳統(tǒng)手工測(cè)量受客觀因素影響較大,操作雖然簡(jiǎn)單,但是耗時(shí)較長(zhǎng);二維照相測(cè)量雖然速度快,但是還是會(huì)有明顯的誤差,這兩種測(cè)量方式對(duì)于快速建立號(hào)型標(biāo)準(zhǔn)及人體數(shù)據(jù)庫(kù)均不方便。非接觸式三維人體測(cè)量技術(shù)結(jié)合了光學(xué)、計(jì)算機(jī)圖像學(xué)等多類(lèi)學(xué)科技術(shù),通過(guò)攝像機(jī)標(biāo)定、圖像采集、圖像處理等三個(gè)過(guò)程完成人體數(shù)據(jù)得采集。圖像識(shí)別技術(shù)、圖像處理速度和精確度是影響三維自動(dòng)測(cè)量技術(shù)的三大影響因素[5],這也說(shuō)明圖形從一定程度上影響了三維測(cè)量人體獲取數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

        現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)使用的三維人體自動(dòng)掃描儀一般都是國(guó)外引進(jìn)的,系統(tǒng)里的三維人體模型是依據(jù)國(guó)外人體特征構(gòu)建的,這就可能造成國(guó)內(nèi)人體測(cè)量數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確,國(guó)內(nèi)對(duì)它的使用研究一般在數(shù)據(jù)處理和模塊建立,對(duì)其構(gòu)建原理及測(cè)量方法的研究較少[6]。需要研究通過(guò)對(duì)控制部位截面進(jìn)行空間矢量圖形建模,探討服用人體控制部位模型結(jié)構(gòu),驗(yàn)證三維人體測(cè)量?jī)x獲取數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)值和圖形值,從測(cè)量方法及原理上分析三維人體測(cè)量性獲取數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

        2 人體體型細(xì)分識(shí)別研究

        人體體型變化分為長(zhǎng)度和圍度兩個(gè)方向。長(zhǎng)度方向確定人體各特征部位(特征圍度)與身高的關(guān)系,以及各特征部位所在高度間的關(guān)系。圍度方向確定各特征圍度截面曲線(xiàn)的形狀變化[7-8]。首先通過(guò)三維人體測(cè)量,獲取實(shí)驗(yàn)人群的身高、胸圍、腰圍、臀圍等數(shù)據(jù),并對(duì)其進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析,對(duì)實(shí)驗(yàn)樣本進(jìn)行體型細(xì)分識(shí)別研究。

        白莉紅等人[9]通過(guò)對(duì)中國(guó)、美國(guó)、日本、德國(guó)、ISO等關(guān)于女裝號(hào)型標(biāo)準(zhǔn)中的體型分類(lèi)方法進(jìn)行對(duì)比研究,按照各種體型分類(lèi)方法對(duì)測(cè)體數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分類(lèi),利用方差分析、主成分分析等數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法比較分類(lèi)后的結(jié)果,研究各種體型分類(lèi)方法的合理性。錢(qián)曉農(nóng)等人[10]使用非接觸式三維人體測(cè)量系統(tǒng)對(duì)中國(guó)北方青年女性人體進(jìn)行測(cè)量,測(cè)量數(shù)據(jù)包括肩寬、胸圍、臀圍等部位尺寸,并將這些尺寸作為特征值構(gòu)成人體體型特征向量進(jìn)一步細(xì)化對(duì)人體體型的分類(lèi),研究某些特征尺寸的概率分布,利用聚類(lèi)分析將人體體型分為偏瘦、正常、偏胖等三類(lèi)。邵春燕等人[11]采用Matlab編程建立了體型自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng),系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)三維人體模型的預(yù)處理、提取尺寸等操作,依據(jù)正面形態(tài)的識(shí)別模型和肩部、側(cè)面形態(tài)的判別區(qū)間進(jìn)行體型的判別,自動(dòng)存儲(chǔ)人體特征尺寸和體型判斷結(jié)果。

        3 模型構(gòu)建研究

        基于人體表面結(jié)構(gòu)復(fù)雜、無(wú)規(guī)則等特點(diǎn),三維人體建模技術(shù)已從幾十年前的線(xiàn)框建模發(fā)展到現(xiàn)在的分層建模,這為三維服裝設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)[12-13]。其研究的關(guān)鍵點(diǎn)在于如何建立三維測(cè)量獲取的控制部位截面矢量模型以及如何建設(shè)對(duì)應(yīng)人群圖形值到數(shù)據(jù)值的驗(yàn)證路徑。

        3.1 矢量模型構(gòu)建

        徐文鵬等人[14]在人體模型特征提取的基礎(chǔ)上,采用水平切片的方法得到人體截面環(huán),在將服裝放松量轉(zhuǎn)化為空隙度后,以空隙度為參數(shù)將人體截面環(huán)變形為服裝截面環(huán),根據(jù)角度同步前進(jìn)法實(shí)現(xiàn)基于服裝截面環(huán)的曲面構(gòu)建。夏平等人[15]提出以標(biāo)準(zhǔn)服裝人臺(tái)仿真模型為基礎(chǔ),采用新的人體尺寸測(cè)量體系,按照傳統(tǒng)手工測(cè)量方法進(jìn)行測(cè)量,通過(guò)尺寸比判定個(gè)性化人體特征截面特征,獲取截面控制點(diǎn)坐標(biāo),對(duì)點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行曲線(xiàn)擬合,最后利用計(jì)算機(jī)程序語(yǔ)言,可實(shí)現(xiàn)建立服裝用人臺(tái)仿真模型。倪世明等人[16]通過(guò)三維測(cè)量獲取青年女性部位的矢狀面及縱截面的點(diǎn)云數(shù)據(jù),提取截面邊緣曲線(xiàn),建立擬合曲線(xiàn)的多項(xiàng)式方程數(shù)學(xué)模型。

        3.2 驗(yàn)證路徑分析

        人體體型不同以及計(jì)算機(jī)內(nèi)部一些不可控因素,這都影響了三維測(cè)量獲取的準(zhǔn)確度,所以,為提高三維測(cè)量計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的計(jì)算精度,對(duì)人體進(jìn)行體型分類(lèi),通過(guò)建立數(shù)學(xué)計(jì)算模型得到一些根據(jù)二維圖像數(shù)學(xué)計(jì)算間接獲取的尺寸數(shù)據(jù)[17]。本研究在矢量建模的基礎(chǔ)上,建立模型糾正系數(shù),找到圖形值到數(shù)據(jù)值的驗(yàn)證路徑,完成在系統(tǒng)里對(duì)給定圖形值的確認(rèn),現(xiàn)階段這方面的研究較少,本文閱讀了相關(guān)文獻(xiàn)資料。

        李曉久等人[18]提到攝像技術(shù)進(jìn)行人體測(cè)量時(shí),在獲取人體圍度數(shù)據(jù)時(shí),在人體體型聚類(lèi)的基礎(chǔ)上,采用核Fisher 判別分析方法,對(duì)已知樣本分類(lèi),分類(lèi)樣本數(shù)據(jù)分別用于判別系數(shù)確定和泛化能力檢測(cè),這一方法提高了圍度尺寸的計(jì)算精確度。李燕[19]提出了一種提取人體特征尺寸的新方法,該方法通過(guò)逆向工程軟件優(yōu)化處理三維掃描獲取的人體點(diǎn)云數(shù)據(jù),重構(gòu)人體曲面模型,在Pro/E中設(shè)定一個(gè)水平基準(zhǔn)面及特征截面輪廓曲線(xiàn)搜索條件進(jìn)而確定曲線(xiàn)位置,得到人體關(guān)鍵特征尺寸。

        4 結(jié)語(yǔ)

        基于三維人體測(cè)量的數(shù)字化服裝技術(shù)已經(jīng)成為服裝工業(yè)快速發(fā)展的重要高新技術(shù)和科技前沿[20]。為提高自動(dòng)測(cè)量獲取數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度,通過(guò)研究自動(dòng)掃描獲取人體三維模型,在完成對(duì)三維人體點(diǎn)云數(shù)據(jù)的提取及控制部位截面獲取之后,對(duì)控制部位截面進(jìn)行矢量建模,找到測(cè)量數(shù)據(jù)圖形值到數(shù)據(jù)值的驗(yàn)證路徑。在三維測(cè)量方法及原理上,除了對(duì)人體尺寸數(shù)據(jù)的提取具有重要意義外,利用人體的截面形狀信息獲得控制部位特征尺寸數(shù)據(jù)及其比例關(guān)系,這在一定程度上為構(gòu)建人體三維模型以及智能數(shù)據(jù)庫(kù)都提供重要參考[21-22]。

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        基于專(zhuān)家知識(shí)的智能制衣系統(tǒng)研究及產(chǎn)業(yè)化(SG201468)

        2014-07-16

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