基于圖像處理的翻駁領(lǐng)造型圓順度客觀評價方法-《絲綢》雜志社

1、<p><b>　　研究與技術(shù)</b></p><p>　　基于圖像處理的翻駁領(lǐng)造型圓順度客觀評價方法</p><p><b>　　陳冬蕾a，吳巧英b</b></p><p>　　(浙江理工大學(xué) a.服裝學(xué)院；b.國際教育學(xué)院，杭州 310018)</p><p>　　摘要：為客觀評價翻駁

2、領(lǐng)造型圓順度，利用UG NX 10.0軟件通過曲率分析提取拐點(diǎn)數(shù)、曲率極差最大值、曲率極差和及曲率極差變異系數(shù)四個特征指標(biāo)。文章以常見9種面料、7種粘襯作為實(shí)驗(yàn)對象，統(tǒng)一工藝參數(shù)制作翻駁領(lǐng)樣衣，并進(jìn)行主客觀評價。通過相關(guān)特征指標(biāo)分析和多元回歸分析，建立以客觀參數(shù)描述主觀評價結(jié)果的數(shù)學(xué)模型，并隨機(jī)選取9個翻駁領(lǐng)試樣驗(yàn)證該模型。結(jié)果表明：模型具有較好的預(yù)測精度，圓順度主客觀評價之間具有良好的一致性，利用圖像處理技術(shù)客觀評價翻駁領(lǐng)圓順度是可行

3、的。</p><p>　　關(guān)鍵詞：翻駁領(lǐng)造型；圓順度；客觀評價；圖像處理；曲率 </p><p>　　中圖分類號：TS941.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1001-7003(2018)00-0000-00 引用頁碼：</p><p>　　收稿日期：2017-09-26; 修回日期：2018-00-00 </p>&l

4、t;p>　　基金項(xiàng)目：浙江理工大學(xué)科研啟動基金項(xiàng)目(14072098-Y)</p><p>　　作者簡介：陳冬蕾(1993—)，女，碩士研究生，研究方向?yàn)榉b技術(shù)與理論。通信作者：吳巧英，教授， qywu@zstu.edu.cn。</p><p>　　Research on objective evaluation of lapel collar smoothness based o

5、n image processing</p><p>　　CHEN Dongleia, WU Qiaoyingb </p><p>　　( a. School of Fashion Design & Engineering; b. School of International Education, Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou 31

6、0018, China)</p><p>　　Abstract: In order to objectively evaluate the smoothness of lapel collar, UG NX 10.0 software was used to make curvature analysis, and extract four characteristic indexes: the number o

7、f turning points, maximum value of curvature range, the sum of curvature range and variation coefficient of curvature range. 9 kinds of common fabrics and 7 kinds of interlinings were selected as experimental objects to

8、unify process parameters so as to make lapel samples. Subjective and objective evaluations were</p><p>　　Key words: lapel collar modeling; smoothness; objective evaluation; image processing; curvature</p&

9、gt;<p>　　翻駁領(lǐng)作為男西裝的重要組成部分，其造型對西服的外觀效果及著裝舒適度起著至關(guān)重要的作用[1]。影響翻駁領(lǐng)造型的主要因素包括圓順度、貼合度、平整度等，其中領(lǐng)口翻折線的圓順程度能夠直觀反映翻駁領(lǐng)成品質(zhì)量。目前對于翻駁領(lǐng)造型多由人工評判，存在效率低、易受人為因素影響等缺點(diǎn)。</p><p>　　近年來，國內(nèi)外研究者致力于運(yùn)用先進(jìn)的圖像處理技術(shù)提取造型參數(shù)或?qū)ν庥^造型進(jìn)行測定[2]。如吳巧英

10、等[3]、李俊等[4]采用攝像法對裙裝外觀形態(tài)進(jìn)行圖像采集，利用Matlab等圖像處理軟件提取長度、角度和面積指標(biāo)。徐瑤瑤等[5]通過三維掃描儀獲取文胸模杯的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，利用逆向工程軟件進(jìn)行實(shí)體模型構(gòu)建并提取文胸模杯的造型特征參數(shù)。KIM等[6]人綜合二維、三維方法測定夾克衫外觀造型并進(jìn)行比較分析。</p><p>　　參考這些，本文針對翻駁領(lǐng)造型，提出一種利用圖像處理技術(shù)客觀評價其圓順度的方法，并通過分析此方法與

11、傳統(tǒng)主觀評價結(jié)果之間的關(guān)系，驗(yàn)證其可行性。</p><p><b>　　1 實(shí) 驗(yàn)</b></p><p><b>　　1.1 材料選取</b></p><p>　　面料與粘襯：選取具有代表性的西服常用9種面料、7種粘合襯作為實(shí)驗(yàn)對象，基本參數(shù)分別見表1、2。其中毛滌織物5種(編號1#～5#)，對應(yīng)粘合襯5種(編號1

12、#～5#)；棉麻織物4種(編號6#～9#)，對應(yīng)粘合襯4種(編號4#～7#)；組合成粘合復(fù)合物共41種。</p><p>　　表1 面料基本參數(shù)</p><p>　　Tab.1 Basic parameters of fabric </p><p>　　表2 粘合襯基本參數(shù)</p><p>　　Tab.2 Basic paramete

13、rs of interlining </p><p>　　儀器：SR-400黏合機(jī)（日本SUMMIT公司）；175/92A標(biāo)準(zhǔn)人臺（慈溪市滸山西華服裝模型廠）；DDL-8500工業(yè)用平縫機(jī)（日本JUKI公司）；蒸汽電熨斗；D90數(shù)碼照相機(jī)（泰國Nikon公司）等。</p><p>　　1.2 翻駁領(lǐng)樣板與縫制</p><p>　　衣身樣板設(shè)計(jì)：選用基礎(chǔ)款兩?？燮今g

14、領(lǐng)男西服作為實(shí)驗(yàn)用服裝。參考文獻(xiàn)[7]繪制175/92A型號的衣身樣板，并根據(jù)面料厚度細(xì)微調(diào)整樣板倒伏量。翻駁領(lǐng)基礎(chǔ)樣板及主要尺寸參數(shù)見圖1。</p><p><b>　　單位：cm</b></p><p>　　圖1 翻駁領(lǐng)西裝樣板及尺寸參數(shù)</p><p>　　Fig.1 Sample and dimension parameters o

15、f lapel collar suit </p><p>　　樣衣制作：利用41種面襯復(fù)合物制作翻駁領(lǐng)樣衣，編號1#～41#。樣衣的裁剪、縫制和熨燙嚴(yán)格按照男西服縫制標(biāo)準(zhǔn)工藝[8]，由同一人使用同一臺設(shè)備完成?？p制時注意規(guī)范手勢，不過分拉扯面料，盡量減少領(lǐng)子制作的誤差。</p><p>　　1.3 圓順度客觀評價</p><p>　　1.3.1 圖像采集<

16、/p><p>　　對翻駁領(lǐng)的外觀形態(tài)進(jìn)行圖像采集。實(shí)驗(yàn)環(huán)境為光源穩(wěn)定、無風(fēng)的房間，將翻駁領(lǐng)樣衣自然穿于人臺上，靜止后用數(shù)碼相機(jī)對外觀造型進(jìn)行拍攝記錄，拍攝方位為俯視。為盡量減小誤差，拍攝時固定相機(jī)及人臺位置，且相機(jī)所有參數(shù)不變。</p><p>　　1.3.2 圖像處理法提取圓順度客觀參數(shù)</p><p>　　曲率K在數(shù)學(xué)上表明曲線在某一點(diǎn)的彎曲程度[9]。曲線所在點(diǎn)

17、的曲率值越大，表示該點(diǎn)處曲線的彎曲程度越大，即曲線該點(diǎn)處越不圓順。因此，可采用曲率分析方法提取翻駁領(lǐng)圓順度客觀參數(shù)，具體步驟如下。</p><p>　　1)對采集圖像進(jìn)行預(yù)處理。以同一像素大小截取圖像后領(lǐng)口部分(該部分圓順度變化明顯)，并將其灰度化，如圖2所示。利用Photoshop圖像處理軟件提取后領(lǐng)口翻折曲線，如圖2白色曲線標(biāo)出。</p><p><b>　　191 .<

18、;/b></p><p>　　圖2 翻駁領(lǐng)后領(lǐng)口灰度圖像</p><p>　　Fig.2 Gray image of lapel collar back neckline</p><p>　　2)利用UG NX 10.0軟件對提取的后領(lǐng)口翻折線進(jìn)行曲率分析。由于翻折曲線提取過程中存在一定的誤差(誤差主要集中在曲線兩端)，故曲率分析時統(tǒng)一將特征曲線首尾兩端各

19、去除 5%。曲率梳是曲線各點(diǎn)曲率的矢量顯示[10]，通過曲率梳能夠獲得曲線在某方向上的曲率信息。圖3為曲線曲率梳分布，其中曲率梳方向發(fā)生變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)為曲線拐點(diǎn)(用標(biāo)注)，對于某兩個拐點(diǎn)間的一段曲線，都存在一個曲率最大點(diǎn)(用三角形標(biāo)注)和一個曲率最小點(diǎn)(一般位于拐點(diǎn)處)。如圖3中2個數(shù)字標(biāo)注位置分別為該段曲線上的曲率最大值和最小值。 </p><p>　　圖3 曲線曲率梳分布</p><p&g

20、t;　　Fig.3 Distribution of curve curvature comb</p><p>　　3)曲線上拐點(diǎn)個數(shù)能夠反映其起伏數(shù)量，N個拐點(diǎn)將該曲線劃分成N+1段區(qū)域。對于曲線上某一段區(qū)域i，曲率極差Ri能夠反映該區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)曲率值變化的最大范圍，計(jì)算公式如下：</p><p><b>　　(1)</b></p><p>　

21、　式中：、分別為曲線第i段區(qū)域內(nèi)曲率最大值、最小值。</p><p>　　每條曲線通過計(jì)算得到N+1個曲率極差值Ri。分別計(jì)算各曲線Ri的最大值、Ri之和，該兩項(xiàng)數(shù)據(jù)用來比較各曲線Ri的變化范圍。計(jì)算各曲線Ri的變異系數(shù)(相比標(biāo)準(zhǔn)差能夠消除測量尺度及量綱影響)，用來比較各曲線Ri變化的離散程度。綜上，提取四項(xiàng)圓順度特征指標(biāo)，見表3。 </p><p>　　表3 翻駁領(lǐng)造型圓順度特征指標(biāo)&

22、lt;/p><p>　　Tab.3 Smoothness index of lapel collar modeling </p><p>　　1.4 圓順度主觀評價</p><p>　　為了使評價結(jié)果更準(zhǔn)確，本文綜合運(yùn)用分檔評分法和秩位評定法對翻駁領(lǐng)造型圓順度進(jìn)行主觀評價[11]。將灰度處理后的后領(lǐng)口部分圖像打印成紙質(zhì)圖片(用來對比不同試樣之間圓順程度)，并以JPG

23、 格式保存于實(shí)驗(yàn)室的電腦中(供觀察者仔細(xì)查看細(xì)節(jié))。圓順度評價按照五級描述法(評分范圍1～5分，1分最差，5分最好，評分保留一位小數(shù))，由 15 名服裝專業(yè)人士在同一時間地點(diǎn)進(jìn)行打分。</p><p><b>　　2 結(jié)果與分析</b></p><p><b>　　2.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果</b></p><p>　　采用Ke

24、ndall’s W協(xié)同系數(shù)檢驗(yàn)對15名專業(yè)人士評價結(jié)果的有效性進(jìn)行檢驗(yàn)，得到W值為0.417，對應(yīng)的雙側(cè)檢驗(yàn)的概率p值為0.000(小于顯著性水平= 0.01)，故認(rèn)為評價者的評價標(biāo)準(zhǔn)具有一致性。對于某編號翻駁領(lǐng)，計(jì)算15名專家對該翻駁領(lǐng)主觀評分的平均值，作為其主觀評分結(jié)果。41個翻駁領(lǐng)試樣圓順度的主客觀評價結(jié)果見表4。</p><p>　　表4 翻駁領(lǐng)圓順度主客觀評價結(jié)果</p><p&g

25、t;　　Tab.4 Subjective and objective evaluation results of lapel collar smoothness</p><p><b>　　2.2 結(jié)果分析</b></p><p>　　2.2.1 圓順度主客觀評價結(jié)果的相關(guān)分析</p><p>　　作翻駁領(lǐng)圓順度客觀指標(biāo)與主觀評分散點(diǎn)示意

26、見圖4。利用Pearson相關(guān)分析法考察翻駁領(lǐng)圓順度主客觀評價結(jié)果的關(guān)系，結(jié)果見表5。結(jié)合圖4與表5相關(guān)系數(shù)分析可知，圓順度客觀參數(shù)與主觀評分之間均呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(雙側(cè)檢驗(yàn)概率p值均小于顯著性水平= 0.01)。即拐點(diǎn)數(shù)N越少；曲率極差最大值M越小；曲率極差和H越小；曲率極差變異系數(shù)CV越小，則該領(lǐng)越圓順。具體分析如下：</p><p>　　1)由圖4(a)可見，隨著拐點(diǎn)數(shù)N增加，主觀評價值呈遞減趨勢。N在15

27、范圍內(nèi)，隨著N增加主觀評價值線性遞減，兩變量間呈負(fù)線性關(guān)系；N大于15左右，兩變量間線性關(guān)系變?nèi)酢?lt;/p><p>　　2)由圖4(b)可見，曲率極差最大值M與主觀評價值自始至終有較明顯且斜率一致的負(fù)線性關(guān)系。表5表明，客觀參數(shù)中M與主觀評分相關(guān)性最密切，相關(guān)系數(shù)為-0.883。</p><p>　　3)由圖4(c)可見，隨著曲率極差和H增加，主觀評價值呈遞減趨勢。H在2.5范圍內(nèi)，隨著H

28、增加主觀評價值線性遞減，兩變量間呈負(fù)線性關(guān)系；H大于2.5左右，兩變量間線性關(guān)系變?nèi)酢?lt;/p><p>　　4)由圖4(d)可見，曲率極差變異系數(shù)CV在100%范圍內(nèi)，隨著CV的增加，主觀值呈快速線性遞減；大于100%左右，隨著CV增加，主觀值呈緩慢遞減趨勢。</p><p>　　表5 翻駁領(lǐng)圓順度客觀參數(shù)與主觀評分相關(guān)系數(shù)</p><p>　　Tab.5 Co

29、rrelation coefficient between objective parameters and subjective score of lapel collar smoothness</p><p>　　注：**表示在0.01水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)。</p><p>　　(a) 拐點(diǎn)數(shù) (b) 曲率極差最大值</p&g

30、t;<p>　　(c) 曲率極差和 (d) 曲率極差變異系數(shù)/%</p><p>　　圖4 客觀指標(biāo)與主觀評分散點(diǎn)示意</p><p>　　Fig.4 Scatter diagram of objective index and subjective score</p><p>　　2.2.2 翻駁領(lǐng)圓

31、順度的回歸模型建立</p><p>　　用逐步回歸分析法進(jìn)一步考察客觀參數(shù)與主觀評分的相關(guān)性，隨機(jī)選取編號2#、8#、15#、19#、21#、27#、30#、36#、41#共9種樣本用于驗(yàn)證模型，其余32種樣本數(shù)據(jù)用于建立模型，結(jié)果見表6。通過t檢驗(yàn)將拐點(diǎn)數(shù)排除，得到曲率極差最大值M、曲率極差和H、曲率極差變異系數(shù)CV與主觀評分Y的線性回歸方程：</p><p><b>　　(5

32、)</b></p><p>　　表6 翻駁領(lǐng)圓順度客觀參數(shù)對主觀評分的回歸分析結(jié)果</p><p>　　Tab.6 Regression analysis results between objective parameters and subjective scores of lapel collar smoothness</p><p>　　由表

33、6可知，該模型的復(fù)合相關(guān)系數(shù)為0.929，顯示出良好的擬合優(yōu)度。經(jīng)檢驗(yàn)，回歸模型及所有回歸系數(shù)顯著性檢驗(yàn)的概率p值均小于顯著性水平(=0.05)；殘差獨(dú)立性檢驗(yàn)D-W值接近于2，回歸方程殘差獨(dú)立；方差膨脹因子VIF均小于5，共線性診斷也滿足要求。由此證明回歸模型及回歸系數(shù)有統(tǒng)計(jì)意義，模型中自變量對因變量的影響顯著。</p><p>　　2.2.3 模型檢驗(yàn)</p><p>　　9個檢驗(yàn)樣

34、本的實(shí)測主觀評分及客觀參數(shù)測量結(jié)果見表4。將檢驗(yàn)樣本的M、H、CV數(shù)據(jù)代入預(yù)測模型中得到圓順度主觀評分的預(yù)測值，計(jì)算實(shí)測值與模型預(yù)測值的差，結(jié)果見表7。由表7可見，模型預(yù)測評分和實(shí)測評分非常接近，差量在0.5分以內(nèi)。用表7實(shí)測值與預(yù)測值做散點(diǎn)圖并進(jìn)行線性擬合，判定系數(shù)R2達(dá)到0.922。說明模型具有良好的預(yù)測精度，本文采用圖像技術(shù)測得的圓順度客觀參數(shù)能夠較好地評價翻駁領(lǐng)圓順度。</p><p>　　表7 模型預(yù)

35、測得分與實(shí)測得分比較</p><p>　　Tab.7 Comparison between predicted and actual scores of the model</p><p>　　2.2.4 翻駁領(lǐng)圓順度與面料、粘襯的關(guān)系</p><p>　　利用41個翻駁領(lǐng)圓順度的客觀評價預(yù)測值作為觀測變量，繪制面料與粘襯的交互作用見圖5。分析翻駁領(lǐng)圓順度與面料

36、、粘襯的關(guān)系如下：</p><p>　　1)由圖5可見，毛滌織物(編號1#~5#)制作翻駁領(lǐng)的圓順度整體上優(yōu)于棉麻織物(編號6#~9#)。其中，毛滌織物翻駁領(lǐng)圓順度的預(yù)測值均值為4.2，遠(yuǎn)高于棉麻織物翻駁領(lǐng)的圓順度均值2.9。</p><p>　　2)對于毛滌織物制成的翻駁領(lǐng)，1#面料受粘襯種類的影響最小，3#、4#兩種較厚重毛滌織物受粘襯種類影響較大。經(jīng)緯密度較高、結(jié)構(gòu)較緊密的4#面料制

37、作的翻駁領(lǐng)圓順度相對較低，該面料與面密度較低的1#、5#粘襯配伍，可適當(dāng)提高翻駁領(lǐng)圓順度。</p><p>　　3)對于棉麻織物制成的翻駁領(lǐng)，較薄軟的 5#梭織粘襯具有較好的配伍性，該粘襯與除6#面料之外的棉麻織物配伍制作的領(lǐng)子圓順度均高于與其他粘襯配伍情況，其他3種粘襯則各適用于不同編號的面料。織物與粘襯配伍規(guī)律有待于進(jìn)一步研究。</p><p>　　圖5 面料種類與粘襯種類的交互作用

38、</p><p>　　Fig.5 Interaction diagram of fabric type and adhesive lining</p><p><b>　　3 結(jié) 論</b></p><p>　　本文選取典型9種面料、7種粘合襯進(jìn)行翻駁領(lǐng)樣衣制作及圓順度造型參數(shù)提取，利用相關(guān)特征指標(biāo)分析與回歸分析建立翻駁領(lǐng)圓順度的客觀評判

39、模型，得到以下結(jié)論：</p><p>　　1)根據(jù)相關(guān)分析可知，基于圖像處理技術(shù)提取的四個翻駁領(lǐng)造型圓順度客觀參數(shù)與主觀評價結(jié)果呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。相關(guān)系數(shù)由強(qiáng)到弱依次為曲率極差最大值-0.883、曲率極差和-0.825、曲率極差變異系數(shù)-0.822及拐點(diǎn)數(shù)-0.662。</p><p>　　2)通過多元回歸分析,建立了以客觀參數(shù)描述主觀評價結(jié)果的翻駁領(lǐng)圓順度預(yù)測模型。分析表明,翻駁領(lǐng)圓順度主要

40、受曲率極差最大值、曲率極差和及曲率極差變異系數(shù)三個參數(shù)的影響。</p><p>　　3)經(jīng)驗(yàn)證，模型預(yù)測結(jié)果與實(shí)測結(jié)果的判定系數(shù)為0.922，說明模型具有良好的預(yù)測效果。翻駁領(lǐng)造型圓順度主客觀評價之間具有良好的一致性，本文基于圖像處理技術(shù)提取的客觀參數(shù)能夠較好地反映翻駁領(lǐng)造型圓順度。</p><p>　　4)面料是影響翻駁領(lǐng)圓順度的決定因素，但合理選配粘襯也至關(guān)重要，結(jié)構(gòu)較緊密、較厚重的毛

41、滌織物及多數(shù)棉麻織物，選配較薄、軟的梭織粘襯，有助于提高翻駁領(lǐng)圓順度。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　[1]SHANG X M, ZHANG Z F. Study on the mathematic model of apparel lapel collar pattern [J]. Journal of Donghua Univ

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