基于圖像處理的翻駁領造型圓順度客觀評價方法-《絲綢》雜志社

1、<p><b>　　研究與技術</b></p><p>　　基于圖像處理的翻駁領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 a.服裝學院；b.國際教育學院，杭州 310018)</p><p>　　摘要：為客觀評價翻駁

2、領造型圓順度，利用UG NX 10.0軟件通過曲率分析提取拐點數(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。文章以常見9種面料、7種粘襯作為實驗對象，統(tǒng)一工藝參數(shù)制作翻駁領樣衣，并進行主客觀評價。通過相關特征指標分析和多元回歸分析，建立以客觀參數(shù)描述主觀評價結果的數(shù)學模型，并隨機選取9個翻駁領試樣驗證該模型。結果表明：模型具有較好的預測精度，圓順度主客觀評價之間具有良好的一致性，利用圖像處理技術客觀評價翻駁領圓順度是可行

3、的。</p><p>　　關鍵詞：翻駁領造型；圓順度；客觀評價；圖像處理；曲率 </p><p>　　中圖分類號：TS941.2 文獻標志碼：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>　　基金項目：浙江理工大學科研啟動基金項目(14072098-Y)</p><p>　　作者簡介：陳冬蕾(1993—)，女，碩士研究生，研究方向為服裝技術與理論。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重要的作用[1]。影響翻駁領造型的主要因素包括圓順度、貼合度、平整度等，其中領口翻折線的圓順程度能夠直觀反映翻駁領成品質量。目前對于翻駁領造型多由人工評判，存在效率低、易受人為因素影響等缺點。</p><p>　　近年來，國內外研究者致力于運用先進的圖像處理技術提取造型參數(shù)或對外觀造型進行測定[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。徐瑤瑤等[5]通過三維掃描儀獲取文胸模杯的點云數(shù)據(jù)，利用逆向工程軟件進行實體模型構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行比較分析。</p><p>　　參考這些，本文針對翻駁領造型，提出一種利用圖像處理技術客觀評價其圓順度的方法，并通過分析此方法與

11、傳統(tǒng)主觀評價結果之間的關系，驗證其可行性。</p><p><b>　　1 實 驗</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種粘合襯作為實驗對象，基本參數(shù)分別見表1、2。其中毛滌織物5種(編號1#～5#)，對應粘合襯5種(編號1

12、#～5#)；棉麻織物4種(編號6#～9#)，對應粘合襯4種(編號4#～7#)；組合成粘合復合物共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（日本SUMMIT公司）；175/92A標準人臺（慈溪市滸山西華服裝模型廠）；DDL-8500工業(yè)用平縫機（日本JUKI公司）；蒸汽電熨斗；D90數(shù)碼照相機（泰國Nikon公司）等。</p><p>　　1.2 翻駁領樣板與縫制</p><p>　　衣身樣板設計：選用基礎款兩?？燮今g

14、領男西服作為實驗用服裝。參考文獻[7]繪制175/92A型號的衣身樣板，并根據(jù)面料厚度細微調整樣板倒伏量。翻駁領基礎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種面襯復合物制作翻駁領樣衣，編號1#～41#。樣衣的裁剪、縫制和熨燙嚴格按照男西服縫制標準工藝[8]，由同一人使用同一臺設備完成?？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>　　對翻駁領的外觀形態(tài)進行圖像采集。實驗環(huán)境為光源穩(wěn)定、無風的房間，將翻駁領樣衣自然穿于人臺上，靜止后用數(shù)碼相機對外觀造型進行拍攝記錄，拍攝方位為俯視。為盡量減小誤差，拍攝時固定相機及人臺位置，且相機所有參數(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)學上表明曲線在某一點的彎曲程度[9]。曲線所在點

17、的曲率值越大，表示該點處曲線的彎曲程度越大，即曲線該點處越不圓順。因此，可采用曲率分析方法提取翻駁領圓順度客觀參數(shù)，具體步驟如下。</p><p>　　1)對采集圖像進行預處理。以同一像素大小截取圖像后領口部分(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口翻折曲線，如圖2白色曲線標出。</p><p><b>　　191 .<

18、;/b></p><p>　　圖2 翻駁領后領口灰度圖像</p><p>　　Fig.2 Gray image of lapel collar back neckline</p><p>　　2)利用UG NX 10.0軟件對提取的后領口翻折線進行曲率分析。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)生變化的轉折點為曲線拐點(用標注)，對于某兩個拐點間的一段曲線，都存在一個曲率最大點(用三角形標注)和一個曲率最小點(一般位于拐點處)。如圖3中2個數(shù)字標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)曲線上拐點個數(shù)能夠反映其起伏數(shù)量，N個拐點將該曲線劃分成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)域內各點曲率值變化的最大范圍，計算公式如下：</p><p><b>　　(1)</b></p><p>　

21、　式中：、分別為曲線第i段區(qū)域內曲率最大值、最小值。</p><p>　　每條曲線通過計算得到N+1個曲率極差值Ri。分別計算各曲線Ri的最大值、Ri之和，該兩項數(shù)據(jù)用來比較各曲線Ri的變化范圍。計算各曲線Ri的變異系數(shù)(相比標準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，提取四項圓順度特征指標，見表3。 </p><p>　　表3 翻駁領造型圓順度特征指標&

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>　　為了使評價結果更準確，本文綜合運用分檔評分法和秩位評定法對翻駁領造型圓順度進行主觀評價[11]。將灰度處理后的后領口部分圖像打印成紙質圖片(用來對比不同試樣之間圓順程度)，并以JPG

23、 格式保存于實驗室的電腦中(供觀察者仔細查看細節(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進行打分。</p><p><b>　　2 結果與分析</b></p><p><b>　　2.1 實驗結果</b></p><p>　　采用Ke

24、ndall’s W協(xié)同系數(shù)檢驗對15名專業(yè)人士評價結果的有效性進行檢驗，得到W值為0.417，對應的雙側檢驗的概率p值為0.000(小于顯著性水平= 0.01)，故認為評價者的評價標準具有一致性。對于某編號翻駁領，計算15名專家對該翻駁領主觀評分的平均值，作為其主觀評分結果。41個翻駁領試樣圓順度的主客觀評價結果見表4。</p><p>　　表4 翻駁領圓順度主客觀評價結果</p><p&g

25、t;　　Tab.4 Subjective and objective evaluation results of lapel collar smoothness</p><p><b>　　2.2 結果分析</b></p><p>　　2.2.1 圓順度主客觀評價結果的相關分析</p><p>　　作翻駁領圓順度客觀指標與主觀評分散點示意

26、見圖4。利用Pearson相關分析法考察翻駁領圓順度主客觀評價結果的關系，結果見表5。結合圖4與表5相關系數(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相關關系(雙側檢驗概率p值均小于顯著性水平= 0.01)。即拐點數(shù)N越少；曲率極差最大值M越??；曲率極差和H越??；曲率極差變異系數(shù)CV越小，則該領越圓順。具體分析如下：</p><p>　　1)由圖4(a)可見，隨著拐點數(shù)N增加，主觀評價值呈遞減趨勢。N在15

27、范圍內，隨著N增加主觀評價值線性遞減，兩變量間呈負線性關系；N大于15左右，兩變量間線性關系變弱。</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線性關系。表5表明，客觀參數(shù)中M與主觀評分相關性最密切，相關系數(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，隨著H

28、增加主觀評價值線性遞減，兩變量間呈負線性關系；H大于2.5左右，兩變量間線性關系變弱。</p><p>　　4)由圖4(d)可見，曲率極差變異系數(shù)CV在100%范圍內，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 翻駁領圓順度客觀參數(shù)與主觀評分相關系數(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)上顯著相關。</p><p>　　(a) 拐點數(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 客觀指標與主觀評分散點示意</p><p>　　Fig.4 Scatter diagram of objective index and subjective score</p><p>　　2.2.2 翻駁領圓

31、順度的回歸模型建立</p><p>　　用逐步回歸分析法進一步考察客觀參數(shù)與主觀評分的相關性，隨機選取編號2#、8#、15#、19#、21#、27#、30#、36#、41#共9種樣本用于驗證模型，其余32種樣本數(shù)據(jù)用于建立模型，結果見表6。通過t檢驗將拐點數(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 翻駁領圓順度客觀參數(shù)對主觀評分的回歸分析結果</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，該模型的復合相關系數(shù)為0.929，顯示出良好的擬合優(yōu)度。經(jīng)檢驗，回歸模型及所有回歸系數(shù)顯著性檢驗的概率p值均小于顯著性水平(=0.05)；殘差獨立性檢驗D-W值接近于2，回歸方程殘差獨立；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</p><p>　　9個檢驗樣

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

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

36、、粘襯的關系如下：</p><p>　　1)由圖5可見，毛滌織物(編號1#~5#)制作翻駁領的圓順度整體上優(yōu)于棉麻織物(編號6#~9#)。其中，毛滌織物翻駁領圓順度的預測值均值為4.2，遠高于棉麻織物翻駁領的圓順度均值2.9。</p><p>　　2)對于毛滌織物制成的翻駁領，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、結構較緊密的4#面料制

37、作的翻駁領圓順度相對較低，該面料與面密度較低的1#、5#粘襯配伍，可適當提高翻駁領圓順度。</p><p>　　3)對于棉麻織物制成的翻駁領，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?？椢锱c粘襯配伍規(guī)律有待于進一步研究。</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 論</b></p><p>　　本文選取典型9種面料、7種粘合襯進行翻駁領樣衣制作及圓順度造型參數(shù)提取，利用相關特征指標分析與回歸分析建立翻駁領圓順度的客觀評判

39、模型，得到以下結論：</p><p>　　1)根據(jù)相關分析可知，基于圖像處理技術提取的四個翻駁領造型圓順度客觀參數(shù)與主觀評價結果呈負相關關系。相關系數(shù)由強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)描述主觀評價結果的翻駁領圓順度預測模型。分析表明,翻駁領圓順度主要

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)驗證，模型預測結果與實測結果的判定系數(shù)為0.922，說明模型具有良好的預測效果。翻駁領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提取的客觀參數(shù)能夠較好地反映翻駁領造型圓順度。</p><p>　　4)面料是影響翻駁領圓順度的決定因素，但合理選配粘襯也至關重要，結構較緊密、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，有助于提高翻駁領圓順度。</p><p><b>　　參考文獻：</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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