（服装设计与工程专业论文）基于mc的号型规格库建立及自动归档算法的研究.pdf

浙江理t 火学硕十学位论文 g a r m e n ts i z ed a t a b a s ee s t a b l i s h m e n ta n dr e s e a r c ho fa u t o m a t i cs i z ec l a s s i f y a p p r o a c hb a s e do nm a s sc u s t o m i z a t i o n a b s t r a c t w i t ht h ef a s td e v e l o p m e n to fi n f o r m a t i o nt e c h n i q u e ，t h eg a r m e n ti n d u s t r i a lm a n u f a c t u r e a l s oc h a n g et od i g i t a l ，h i g hq u a l i t y , c h a r a c t e r i s t i cg a r m e n tc o n s u m p t i o nu r g e dt h ed e v e l o p m e n t o fm a s sc u s t o m i z a t i o n t h ec o r eo fm ci st oi d e n t i f ya n df i n do u tt h eg a r m e n ts i z ea n dp a r e m a c c o r d i n gt ot h ed a t ai n f o r m a t i o no f t h ec u s t o m e r , a n dt og e tq u i t ef i r e dc l o t h e s t h ea p p l i c a t i o n o ft h a ts y s t e mh a st ob u i l du pi nt h ei n t e g r i t ya n da c c u r a t eg a r m e n ts i z ed a t a b a s e t h r o u g h a n a l y s i n gh u m a nb o d yt y p eo ff i g u r ec h a r a c t e r i s t i c ，c l a s s i f y i n gb o d yt y p e ，e s t a b l i s h i n gg a r m e n t s i z ed a t a b a s ea n dr e s e a r c h i n gm ca u t o m a t i cs i z ec l a s s i f ya p p r o a c hc o n t r i b u t e st oac l o t h i n g b u s i n e s se n t e r p r i s et oc a r r yo u tm cp r o d u c t i o nm o d ea n dp r o m o t ef a s tr e s p o n da b i l i t y t h i st h e s i st a k e st h es t u d yb a c k g r o u n do f 2 0 0 7h a n g z h o ui m p o r t a n ts c i e n c ea n dt e c h n o l o g y c r e a t i v ei t e m r e s e a r c ha n da p p l i c a t i o no fm ck e yt e c h n i q u e ”a n dr e s e a r c ho nm ca u t o m a t i c s i z ec l a s s i f ya p p r o a c hb a s e do ng a r m e n ts i z ed a t a b a s ew i t ht h et a r g e to fa g a r m e n ts i z ec l a s s i f y s y s t e m f i r s t l y , u s i n g t c 】2o f3 dh u m a nb o d ym e a s u r es y s t e mt og e tt h et y p eo ff i g u r ed a t a i n f o r m a t i o no fy o u n gf e m a l ei nz h e j i a n g ，c o n f i r mt h eb o d yt y p eo ff i g u r ec l a s s i f i c a t i o ni n d e xt o m a k eh u m a nb o d yt y p eo ff i g u r et h ef u r t h e rs u b d i v i d e s e c o n d l y , b a s e do nt h es u b d i v i d e db o d yt y p e s ，r e s e a r c ht h ed i s t r i b u t i o na c c o r d i n gt ot h e g a r m e n ts i z es e r i e sa n dm a k eo u te a c hc o n t r o lp a r tw h i c hr e f l e c t i n gs u b d i v i d e db o d yt y p e c a l c u l a t et h ec o n t r o lp a r to fa l lg a r m e n ts i z ea n db u i l du ps p e c i f i c a t i o ng a r m e n ts i z ed a t a b a s e t h i r d l y , a n a l y s i n gg a r m e n ts i z ec l a s s i f ym a t h e m a t i c sm o d e lt om a k eu s eo fa m o u n to f v e c t o rt ot u r nt om a t h e m a t i c sd e s c r i p t i o n ，p u tf o r w a r dc a l c u l a t ew a ya c c o r d i n gt ot h el b g i m p r o v e m e n tt y p eo nt h ef o u n d a t i o no fa n a l y t i c a lc l a s s i cl b gc a l c u l a t ew a yp r o c e s s ，c o m p l e t e d t h ec l o t h i n gt y p em ct oa u t o m a t i cs i z ec l a s s i f y f i n a l l y , b u i l du pam c s i z ec l a s s i f ys y s t e ma u t o m a t i c a l l ya n dc a r r i e do u tt h em o v e m e n to f c a l c u l a t ew a ya u t o m a t i c a l l ya c c o r d i n gt ot h et y p ec l o t h i n go ft h el b gi m p r o v e m e n tt y p ea n d g a r m e n td i g i t a l t h i st h e s i se s t a b l i s h e sas u b d i v i d e dg a r m e n ts i z ed a t a b a s ei n c l u d i n g18s u b d i v i d e db o d y 浙江理l 人学硕+ 学位论文 t y p e so f16c o n t r o lp a r t st or e f l e c tb o d yt y p ea n dd e s i g n st h es i z ec l a s s i f ys y s t e ma u t o m a t i c a l l y a c c o r d i n gt ot h el b gi m p r o v e m e n t sa p p r o a c h k e y w o r d ：g a r m e n t ；m a s sc u s t o m i z a t i o n ；b o d yt y p e ；g a r m e n ts i z e ；s i z e c l a s s i f y a u t o m a t i c a l l y ；l b ga p p r o a c h 浙江理工大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师 的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文 不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰 写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：罐而 日期： 9 f 年弓月夕日 浙江理工大学学位论文版权使用授权书 学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家 有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权浙江理工 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印 或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 保密口，在 不保密。 学位论文作者签名：耋而 日期：d 孑年弓月r 日 年解密后使用本版权书。 指导教师签名：孳粕乙 e t 期：夕r 年3 月j - e t 浙江理工大学硕十学位论文 第一章绪论 1 1 引言 随着信息技术和计算机科学的迅猛发展，工业生产方式发生了巨大的变化，服装工业 化生产也开始向数字化生产方式转变，高质量、个性化的服装消费方式的出现促使了服装 工业化批量定制的发展。m c ( m a s sc u s t o m i z a t i o n ) 批量定制模式是一种完全以顾客为中 心，高度自动化的工业化生产方式，这是现代科学技术和新型消费方式在服装业应用发展 的产物，是服装行业前景最为广阔的领域之一【l 】。 而服装的合体性是体现服装个性化的一个重要方面，是维持服装舒适性的必要保证。 在现代服装业中，服装的设计都基于消费者体型特征，满足不同体型人群的需要【2 】。但是， 作为世界上最大的服装生产和加工基地，我国服装工业在很长一段时间强调服装生产的产 ： 量、服装款式设计的开发，为了保证利润，销售商大量提供的是所谓“安全 的产品，往 往只生产覆盖率比较大的几个号型，这与消费者对服装合体性和多样性的要求形成鲜明的 反差。结果市场上的服装非常多，却有许多消费者买不到合体的衣服。因此服装的合体性 成了困扰商家和消费者的难题【3 l 。 目前服装企业在设计中使用的人体数据主要依据服装号型标准g b t1 3 3 5 2 1 9 9 7 ，该 标准的执行一度为服装企业、行业管理部门、质检部门、科研院校以及消费者提供了重要 的参考依据。服装号型以多个标准的人体来覆盖大部分与其接近的人体，但是人体的形态 是干变万化的，即使胸围、腰围、臀围完全相同，人体的形态也不尽相同。因此在m c 生 产方式下，用国家号型标准来制作服装，势必会影响合体性和舒适性，其中成人年龄划分 范围太广，体型划分不够细致，提供的1 0 个人体控制部位偏少，都难以满足个性服装结 构设计的要求。 m c 批量定制的核心是是根据顾客人体数据信息通过识别找到与个体最为匹配的服装 规格和样板，并形成与顾客体型高度吻合的成衣。该系统的应用必须建立在完整、准确的 服装规格数据库和成衣样板库为基础。随着测量手段的升级，快速获取全面、细致的人体 体型数据已不再困难。而从服装结构设计角度出发，细分人体体型，为设计师提供更确切 的体型控制部位信息及分档数据，从而建立服装号型规格库以及研究m c 服装号型系列规 格自动生成算法，有助于服装企业实现批量定制生产模式，提升我国服装产业的快速反应 能力。 浙江理：r 大学硕十学位论文 1 2 相关研究回顾 1 2 1 人体测量方法的研究现状 人体测量技术在近几十年的发展中，大致经历了由接触式到非接触式、由二维到三维， 并向自动测量和利用计算机测量、处理和分析的方向发展【4 1 。 ( 1 ) 传统接触式测量方式 传统的人体测量通常使测量工具与人体直接接触，直接测出人体各部位竖向、横向、 斜向及周长等体表面上的长度。最常用的是马丁测量法，主要利用卷尺、触角计等工具， 其操作简单，被广泛使用。但是，由于该方法主要建立在手工测量的基础之上，测量者的 操作手法、对人体测量部位的判断等等，不可避免地影响了测量结果的精确性；同时，测 量越细致，测量时间越长，往往使被测者感到疲劳和窘迫。 ( 2 ) 非接触式测量方式 非接触式三维人体测量弥补了常规的接触式测量方式的不足，主要特点是快速、准确、 效率高等。它是以现代光学为基础，融光电子学、计算机图像学、计算机视觉等科学技术 为一体的测量技术。它在测量被测对象时把图像当作检测和传递信息的手段或载体加以利 用，其目的是从图像中提取有用信息5 1 。主要方法有：激光测量法、莫尔条纹法、白光相 位法等。 激光测量法【6 】通过摄像头接收激光光束射向人体表面的反射光，与测距仪同步移动时， 可根据受光位置、时间间隔、光轴角度，通过计算机算出人体同一高度若干点的坐标，从 而测得人体表面的全部数据。 莫尔条纹法【7 1 是应用光栅的阴影( 投影) 和光栅形成的莫尔条纹来捕捉人体模型。 白光相位法【8 】是一种基于光学干涉计的相位测量技术。采用一般的白光照明，将光栅 投影到人体表面，由于物体表面形状的凸凹不平，光栅图产生畸变而携有物体表面轮廓信 息，用摄像机把变形后的相移光栅图摄入计算机内，经过数字图像处理求得畸变光栅的相 位分布图，并可求得被测物体表面高度。 三维人体测量仪的扫描系统主要分为四个步骤f 9 】：机械运动的光源照射和扫描物体； c c d 摄像头探测来自扫描物体的反射图像；反射图像计算人与c c d 摄像头的距离；软件 转换距离数据产生三维图像。 在本论文中，我们运用美国纺织服装技术中心【t c 2 公司的三维人体测量系统完成了主 要的测量工作。该系统是白光相位法最具代表性的应用，能通过扫描、成像、三维测量编 辑等操作方便快捷地得到平面人体图像( i m a g e s ) 、三维人体网格图( 3 dp o i n tc l o u d ) 、三维 2 浙江理一【：人学硕十学位论文 人体模型( b o d ym o d e l s ) 以及三维测量数据( e x t r a c t e dm e a s u r e m e n t s ) 。整个测量过程在4 0 秒 之内完成，其中扫描的时间为1 0 秒，数据处理时间为3 0 秒【1 0 】。 根据 t c 】2 白光相位测量轮廓技术所得的数据集，可以与服装c a d 软件结合实现对消 费者的人体测量、虚拟试衣、排料裁剪等自动化作业。目前， t c 】2 三维人体测量仪已经成 功实现了与g e b e rt e c h n o l o g y 公司的量身定锘i j ( m t m ) 软件的结合。 1 2 2 人体体型分类研究现状 基于服装穿着效果与人体体型之间的关系，服装工业发达的国家均对本国的人体体型 进行了大量的研究与分析【1 1 】。其中人体体型分类指标对服装的生产与销售起着巨大的指导 作用。 ( 1 ) 国内女子体型分类指标 国标采用分类方法：我国现普遍使用的服装号型标准g b t 1 3 3 5 9 7 以人体净体胸腰落 差将人体划分为y 、a 、b 、c 四类，该标准是服装工业化、规模化和标准化生产的理论依 据，为我国的服装生产和消费者购衣提供了依据。该方法简单易行，测量部位明确，但分 类的结果不一定显著。因此仅采用胸腰差来划分体型，不能满足体型细分的要求，不适合 批量定制服装的生产模式。 前后腰节差分类方法：前后腰节差指的是前颈与后颈腰长的差值。在国家号型标 准中，认为“该差值能够体现正常人与挺胸体型或有曲背的体型 的差别( 挺胸的体型差 值大，曲背体型差值小) 。这种方法能正确的反映体型差别，特别是对上体侧面体型的差 异，但是计测误差较大，因为前后腰节长的测量值与侧颈点的位置确定关系极大，若该位 置选取相差l c m ，则差数可相差2 c m ，因此使用起来不大方便，也多用于反映上体形态的 特征。 胸型、腰型、臀型分类方法：白嘉良教授首次提出了人体“体模 的概念，该模型根 据比例计算出不同类型的形体的数据特征，并且按照一定的规律划分成若干档。胸型采用 二倍净胸围与净身高的比值来划分的，划分的胸型以o 1 分档依次递增；腰型采用二倍净 腰围与净身高的比值来划分的，划分的腰型以o 1 分档依次递增；臀型采用二倍净臀围与 净身高的比值来划分的，划分的臀型以o 1 分档依次递增。该方法在一定程度上弥补了国 家服装号型标准中体型分类方法的不足，但是由于其数值档差偏小，不利于体型做进一步 的细分【1 2 】。 浙江理一l 人学硕士学位论文 人体尺寸指数分类方法：r o r e l 指数和b m i 指数采用体重、身高和胸围之间的关系比 来进行体型分类，最普遍是用体格( b m i ) 指数来评价人体的胖瘦程度，b m i = 体重( k g ) 身高2 ( m 2 ) ，因为人的体重一年四季都在变化，对于涉及体重的那些指数不大稳定，故一 般不单独用这种方法作为划分体型的依据，而是作为其他指标的辅助指数来划分体型，从 而达到细分体型的目的。 体型聚类方法：体型聚类是根据给定的人体控制部位为分类项对体型进行分类。不仅 划分结果更科学、准确，而且可以综合考虑多项指标或项目。同时，该方法基于统计基础， 无需得出人体某项目的绝对数值，因而分类结果可依据所测量人体数据的更改而更改，有 利于人体体型各项目动态数据库的建立。如东华大学王爱华根据胸腰差、胸腰比两项体型 分类项目，进行自动聚类，建立了基于m t m 要求的人体规格数据库，此结果避免了只采 用胸腰差的弊端【1 3 】，采用聚类分析得到的体型分类比只用单一项目进行定值分析更加科 学、合理。 ( 2 ) 日本体型分类指标 日本在全国人口体型普查的基础上，对j i s 服装号型系列标准进行了修订，从身高、 躯干造型、臀围等方面进行了界定，将出现频率最高的，全身各部位尺寸比较均衡的体型 定为a 体型，臀围比a 体型大4 c m 的为b 体型，小4 c m 的为y 体型，并根据款式的不同 设定了一系列的号型标准【1 4 。5 1 ，用于指导全日本的服装号型和生产规格的制定和执行。它 突出的特点在于体型研究的细分化，根据性别、年龄层、地域和身体部位等进行分类和深 入研究，使之规格化、系列化。年龄段为1 2 1 7 岁的为少女型，1 8 2 4 岁为青年型，2 5 3 5 岁的为少妇型，3 5 5 5 岁为妇女型，5 5 岁以上为老年型【1 6 】。此外，还有按年龄层进行分类 的成年女子体型研究，包括体型变化规律，各年龄层女子体型的分析、评价及其与服装轮 廓、线条的关系研究；女子体型缺陷分类及纸样修正研究；各服装学派各自服装规格的制 定等【1 7 - 1 引。 ( 3 ) 德国女子体型分类指标 德国女子体型分类和日本相似，是将身高划分为1 6 0 c m 、1 6 8 c m 、1 7 6 c m 三档，再将 这三档和所有的胸围相配，则臀围尺寸适中的人为标准尺码，臀围比标准尺码臀围大6c m 的为宽阔尺码，比标准臀围小6 c m 的为纤细尺码【1 9 】。其划分的依据不是臀胸差，因为各体 形之间的臀胸差值有交叉。 ( 4 ) 美国女子体型分类指标 美国a s i m 标准中的女子体型分类的依据是首先按年龄将成年女子分为成人小姐 4 浙江理工大学硕十学位论文 ( m i s s ) 体型和5 5 岁及以上女子体型。根据女性不同年龄的体型特征，又分为少女、瘦型 少女、瘦型小姐、小姐与妇人等5 类。而5 5 岁以上女子体型依据身高、体重和胸围又分 为：青年体型、瘦小青年体型、女士体型、高个女士体型、半码体型、妇女体型。各体型 的胸腰差和臀胸差之间没有较大的有规律的差异，所以美国在划分女子体型的时候基本上 没有考虑胸腰差或臀胸型2 0 1 。 ( 5 ) i s 0 标准女子体型分类指标 i s o t r l0 6 5 2 标准女子体型分类是通过臀胸差来确定的。 随着服装批量定制概念的引入，国内外各大服装院校也逐步对人体体型进行了研究， 分别探讨了人体体型的分类指标和变化规律，取得了一定的研究成果。 沈迎军、张文斌的上海地区青中老年女子体型的比较研究通过对上海地区青年、 中年和老年女性的随机抽样测量，多方位的剖析青中老年女性的体型特征及三个年龄层女 性体型差异【2 1 1 。 郑艳、张欣的基于量身定制的女大学生体型分类研究一文中的体型分类基于三维 人体原始测量数据，通过因子分析得到体型特征主因子，提取的前7 个因子得分为分类项 目，利用快速样本聚类分析的方法进行自动聚类，将女大学生分为7 类，表示体型从纤细 到丰满的程度【2 2 】。 谢红、张渭源的女性形体特征的选择及指标特征提取一文中由几何模型入手，讨 论了女性人体的特征参数，并在服装原型约束下提取用于女性形体识别的体型指数p 、胸 矢额径比r 、侧面指数m 和n 共4 个指标特征值。以这4 个特征值为形体聚类和识别的 基本参数，将女体细分为3 6 种，从而为提高原型的合体性打下基础【2 3 1 。 丁笑君、邹奉元的基于遗传神经网络的人体体型识别及特征参数的研究一文中研 究江浙青年女性体型的整体特征及其局部变化规律，分析该人群的胸部、侧面、臀部以及 腹部部位的形态特征，并选取最能表现这些部位的特征参数。根据女性特征参数的不同取 值，将女性形体从理论上进行细分【2 4 1 。 美国的k a r l as i m m o n s 学者通过对体型特征胸围、腰围、臀围、上腹围、腹围的数值 把人体体型分为沙漏型、椭圆型、三角型、倒三角型、矩形、菱型、匙型、正沙漏型、倒 沙漏型9 种，同时每个体型被赋予一个数值范围 2 5 - 2 6 】。 浙江理一r 人。学硕十学位论文 1 2 3 服装号型规格系列的研究 在工业纸样设计中，服装号型是至关重要的，它是进行服装规模化设计、生产、管理和 流通所依据的一种规范；对于消费者，它是选购服装商品的根据和识别符号。它不仅对纸 样是不可缺少的，而且对服装推档、品质检验、生产管理等都很重要，也在一定程度上保 证了服装的适体性。以高质量、个性化为特征的m c 生产以更加高效、快速的方式为广大 用户服务，该生产的应用必须建立在完整、准确的服装号型系列规格库和成衣样板库基础 上，因此对服装企业批量定制中号型系列设置准确性与有效性，以及产品信息与批量生产 快速链接能力有较高的要求。 针对这一方面，国内外学者进行了很多相关的研究。 谢良在2 4 系列服装号型提高服装体型覆盖面的研究一文提出了在少量增加 号型量的前提下，对现行服装号型系列进行改革，使其能较大幅度地提高体型覆盖面。具 体方案为：( 1 ) 号型系列按消费群体身高的分布密集度分为“高密集度群体”组、“稍高的 中等密集度群体”组、“稍矮的中等密集度群体 组。( 2 ) 身高以2 c m 分档组成系列。( 3 ) 胸围以4 c m 分档组成系列。( 4 ) 腰围以5 c m 分档组成系列。( 5 ) 身高与胸围搭配组成2 4 号型系列。( 6 ) 身高与腰围搭配组成2 5 号型系列。文章已身高分布密度进行号型分组、 身高号差小于胸围型差，强调型跨号选号型等概念【2 7 】。 东华大学的白莉红在国内外服装标准的共异性与我国女子服装规格标准优化的研 究一文中通过国际( i s 0 ) 、美国( a s t m ) 、英国( b s ) 、日本( j i s ) 、德国( d i n ) 、中国( g b ) 等女子服装号型标准的共异性作的对比研究，分析了服装规格标准制定的原则，并根据这 个原则，以国内外服装规格标准的差异为依据，开展了把我国服装规格标准和国际、国外 的服装规格标准进行整合并改进的探讨，对我国女子服装号型标准进行技术合理性优化探 讨研究嘲。 何瑛在基于m t m 的服装规格研究一文中分析了国标服装号型分档数值，总结出 更符合人体的服装号型分档数值和控制部位，对臀围、肩宽等人体关键控制部位的分档数 值进行了调整，增加了背长、股上长、下肢长三个关键控制部位数据。对服装规格的制定 依据进行了分析，将服装规格分成围度规格、长度规格和细部规格三类，并提出将肩宽、 股上长等更多人体数据应用与服装规格的制定和样板的制取【2 9 】。 王爱华在基于服装m t m 的我国三地区成年男子体型研究及男上装规格数据库的建 立一文中根据胸腰差、胸腰比两项体型分类指标进行自动聚类，借鉴日本成年男子的体 型分类将男子体型分成7 类，然后设置适用于m t m 男子号型系列的各类中间体控制部位 6 浙江理- t 大学硕十学位论文 具体数值和分档数值，最后建立由控制部位描述的各人体体型数学模型的三地区总和成年 男子规格数据库【1 3 】。 徐朝晖在数据分析在文胸生产上的运用( 一) ( 二) ( 三) 这三篇文章中以内衣行 业为例，在女性数据库的基础上利用统计学工具分别针对文胸号型标定的合理性、生产规 格配置、计算机推档系数等进行数据分析。其中，作者应用主成分分析找出所有有关胸部 造型的特征变量中的主成分表达式，通过相关分析确定文胸号型选择的基本控制部位；通 过二维概率的计算，验证文胸规格合理性，重新界定规格范围，使覆盖率达到9 5 以上； 用逼近法计算出各号型内认输的比例，为生产量的配比提供参考，并利用回归分析，找出 个变量之间的关系，制定合理的推挡标准【3 0 3 2 】。 法国的海军利用t e l m a t 进行人体测量，运用测量系统自动计算出每个海军的具体服装 尺寸，因此商家能够自动列出适合每位士兵的服装系列组合，从而使得单独量制的必要性 降低到0 2 e 3 3 】。 聂雅渊在长江下游地区成年男子服装号型规格优化配置研究一文中首先把地域、 年龄、性别和服装生产方式作为服装号型规格市场的细分要素，提出市场细分模型。然后 在对大样本的人体测量数据进行全面统计分析的基础上，对服装号型系列设计的每个环节 和内容提出了优化方法：增加了人体部位尺寸；根据服装不同类别选择服装基本部位；体 型按照胸腰差确定新的划分值；服装号型配置、尺寸标注根据服装类别进行区分；不同的 号型配置计算号型覆盖率。最后通过调研进行实例验证【3 4 1 。 1 2 4 服装号型规格系列自动划分算法的研究 在m c 批量定制生产流程中，企业要对给定顾客进行批量定制服装的时候必须根据个 体的体型数据在数据库中寻找与之匹配的号型规格，但是在制作合体程度高的服装中，人 体的体型多种多样，其号型规格库必须异常庞大。那么如何来选择企业所需的这些相应的 号型系列，同时可以通过计算机的应用自动生成号型系列就尤为重要。 对于这种m c 号型自动划分模型的建立，以及算法的选择国内外学者也进行了相关的 研究： 北京服装学院杨立众基于模拟退火的服装号型划分算法研究一文中对服装号型划 分算法进行了研究，对于服装号型自动划分的核心，即对n 个人员测得m 个身体部位数据， 将这些人员分成k 个组，每个组内人员穿着相同尺码的服装，使服装的尺码对所有人员有 较好的适体性。针对核心问题建立了数学模型：把n 个人员看作r 个样本，每个样本是一 7 浙江理。：人学硕士学位论文 个m 维向量( 分别对应于人体的m 个身体部位的尺寸数据) ，将这些样本分为 g 。，g 2 ，g 3 g k 共k 个组。彳打表示g r 中第f 个样本，x 打为m 维向量。f 表示g r 中 的样本个数，d 扫表示g ，中所有样本第s 维的，个数据归一化后的最大值与最小值之差， 形表示第s 维数据的权重。适体函数就是：j = 形枣m a x ( d i s ，d 2 s ，d 3 5 ，d 髓) ，根据 s = l 对数学模型的分析设计了一种基于模拟退火的搜索算法来求解，模拟退火算法与遗传算 法、神经网络一起被称为三种非经典的数值优化算法，通过对算法的一些参数的设置，如 起始温度、冷却率、每个给定温度下的最大迭代次数来寻找最优解。最后通过数据库技术 使算法在网络平台执行【3 5 1 。 印度学者d e e p t ig u p t a 在d e v e l o p i n gb o d ym e a s u r e m e n tc h a r t s f o rg a r m e n t m a n u f a c t u r eb a s e do nal i n e a rp r o g r a m m i n ga p p r o a c h ) ) 一文中通过大量的人体测量数据， 采用线性规划的算法来进行分类，通过设定目标函数和制约方程来求解，选择了四种函数 取值范围，得到相对应的四份服装批量生产的号型规格表，其中包括号型数、号型分配及 各号型人数，最后以覆盖率为参数来选择最优号型规格表【3 6 1 。 1 。2 。5 目前m c 生产号型规格自动归档时遇到的问题 为了达到适体性，企业生产、加工服装的方式有两类，如图1 1 所示第一类是按目标 消费群中覆盖面较大的号型系列尺寸设计生产，一般是国家标准服装号型g b t 1 3 3 5 - 9 7 或 企业号型标准，投放市场后，等待消费者选购，每个最终用户的测体尺寸在生产服装时是 未知的；第二类是为给定的顾客群制作服装，服装企业一般套用服装号型系列，找出每个 用户应穿着的服装号型，并按这些号型进行实际生产，每个最终用户的人体尺寸数据在生 产服装时是已知的【”】。 第一类：f 人规模的人体数据的收 化的号型规格库 选取覆盖面人的号型标准ii 正常销售渠道 ：规模标准化批量生产 第二类：l 客户ai l客户bi i 。li 自动选出相应的号型系列ii 客户a li 客户di 。 图1 - 1 企业生产加工服装的方式 8 浙江理下大学硕士学位论文 第一类为普通企业生产加工服装的方式，而第二类是m c 批量定制企业所采用的服装 生产方式。要在m c 生产中从庞大的号型库自动挑选出号型系列实现号型自动归档，必须 有两个关键的步骤，一是建立细化的号型规格库；二是能提取出相应号型系列的自动归档 算法研究。 第一，细化号型规格库是建立在大量的人体信息基础上通过数据分析得到的，号型规 格库中包含体型特征和各控制部位尺寸，其本质就是对人体进行分类，并将分类标准量化 建档，类别的多少直接关系到样板库的大小，因此在m c 的生产方式下需要建立细化的号 型规格库。我国普通服装企业生产加工服装时，使用的服装号型标准为g b t 1 3 3 5 一1 9 9 7 ， 这一标准是针对全国人体体型特征制定的，但是国标制定后这十几年来我国人体体型发生 了变化；南北各地区人体体型有较大的差异；不同的年龄层人体体型有显著的差异，没有 进行年龄层的划分；号型标准的1 0 个控制部位数不能完全体现体型特征；号型的适用面 广、覆盖面宽，通过增加号型数来提高覆盖率【3 4 】，因此在m c 生产方式下需要在建立号型 规格库时对以上几点进行改善，在国标号型标准的基础上建立细化的m c 号型规格库。 第二，m c 批量定制是提高个性化生产效率的生产方式，在建立细化的号型规格库基 础上，为给定顾客进行批量定制服装时，如何选择号型系列，以及通过计算机的应用达到 自动归档的研究是关键。国内外学者在号型划分研究中已提出了一些数学模型，即通过大 量人体测量，把刀个人员看作咒个样本，每个样本是一个聊维向量代表聊个人体尺寸，将 这些样本分为岔个组，并根据模型的特征来选择合适的算法，如模拟退火、线性规划等， 虽然该算法的运算可以根据大量测量样本进行合理的号型划分，得到系列规格和档差，而 且模拟退火算法考虑了全局搜索，线性规划运算简单易操作，但是两类算法都没有在细分 号型库的基础上进行号型的选择，对号型规格库没有映射关系。 而本研究所要解决的关键问题是对于一批给定的顾客如何从细化的号型规格库中自 动的挑选出相应的号型系列。把号型库看作是k 个聊维向量，如何从中自动挑选出k 个聊 维向量来满足给定的，1 个人员，使其具有较好的适体性。可以把问题转化成将给定顾客雄个 向量映射到号型库中的k 个向量，这是数据压缩和编码技术的思想。而该思想在图象压 缩编码、语音编码、语音合成、语音识别等领域具有广泛应用，其中矢量量化技术是解决 该问题的基本技术【3 7 1 ，矢量量化( v e c t o rq u a n t i z a t i o n ，v q ) 技术是七十年代后期发展起 来的一种数据压缩和编码技术，矢量量化分为将矢量空间划分区域和为每个子区域选择量 化码字两个步剩3 8 1 ，该步骤刚好对应本研究的关键技术，即将给定顾客咒个矢量空间划分 k 个区域，为每个子区域选择细化号型库中的k 个量化码本。 9 浙江理t 大学硕十学位论文 1 3 课题主要内容及意义 本课题利用先进的三维人体测量技术进行体型及号型规格的研究，旨在构造一个能满 足服装批量定制系列样板需求的女子服装号型规格自动归档系统。本课题的研究内容只要 包括两部分：一是基于m c 批量定制号型规格库的建立；二是m c 服装号型系列自动归档 算法的研究。其主要研究内容如下： ( 1 ) 采用美国 t c 】2 的三维人体测量系统对江浙青年女性进行人体测量，得到该人群 的体型数据信息。在现有的国标以胸腰差作为体型划分依据的号型标准上，以 人体纵向即侧面形态的表现为补充，将人体体型作进一步地细分。 ( 2 ) m c 号型规格库的建立。在体型细分的基础上，对各细分体型根据国标号型系列 进行号型分布研究，然后根据适体性要求得出能反映各细分体型特征的控制部 位，计算出各号型相对应控制部位的具体数值。 ( 3 ) 建立m c 号型归档数学模型，运用矢量量化技术进行号型归档问题的抽象化数 学描述，分析经典的矢量量化方法l b g 算法的流程，提出了基于l b g 的改进 型服装号型自动归档算法，完成服装m c 号型自动归档系统的算法理论基础。 ( 4 ) 运用计算机编程，获得m c 号型自动归档系统，实现基于l b g 的改进型服装号 型自动归档算法。该系统能导入m c 号型库文件和待测样本文件数据，快速运 行基于l b g 的改进型服装号型自动归档算法，完成测试样本在号型规格库中的 自动映射，实现m c 号型归档数字化。 本课题隶属于杭州市科技局2 0 0 7 杭州市重大科技创新项目：服装m c 关键技术研 究及应用，以及杭州市科技局产学研项目：基于三维测量的杭州女装人体数据库的建立及 应用。研究成果一旦通过实践的验证，便可与m c 自动化生产系统相结合，最终建立一种 以客户为中心、高度自动化的服装工业生产体系，实现具有真正工业意义的“批量定制 ， 为服装企业在设计、生产、营销等多领域拓宽发展空间。 1 0 浙江理i ：人学硕士学位论文 第二章三维人体测量及体型分类 人体测量是服装定制的前提。为了对人体体型特征有正确、客观的认识，除了做定性 的研究外，还必须把人体各部位的体型特征数字化，以取得表示人体各部位体型的数据。 人体测量是准确把握人体特征的必要手段，也是服装设计和生产中十分重要的基础性工作。 测量数据既是服装设计的前提，也是服装生产中制定号型标准的基础，其准确与否直接影 响到服装的规格、质量，因此人体测量是服装行业的重要技术之一。 2 1 三维人体测量 2 1 1 测量对象 人体的体型特征与其性别、年龄、及地域等因素密切相关，为了使体型分类和服装号 型系列设置更为细致，更具有针对性，同时由于学校条件限制，将本次研究的人体测量对 象锁定为1 8 2 4 岁青年型，并且为江浙地区的女子。同时本次抽样在尽可能扩大体型覆盖面 的前提下，遵循随机性和独立性的原则， 2 1 2 样本容量 ( 1 ) 样本容量与精度的关系 样本容量n 的确定是抽样方案最重要的内容之一。根据数理统计的理论，当抽样是简 单随机抽样，样本量较大时随机变量近似遵从正态分布。对于不是遵从正态分布的随机变 量，如果n 相当大，随机变量就和标准正态分布随机变量差异很小。一般认为n 不应小于 5 0 1 3 9 1 。 同时样本容量n 的确定，与精度的要求有关，精度要求越高，所需样本量相应越大m 】。 针对量身定制服装的标准之一是标准化人体尽量代表更多的人，而且对重要尺寸指标的误 差落在允许的限度之内。与其他多数抽样调查项目不同的是，此时估计量精度的要求主要 是针对各人体尺寸的分布情况。 因此需要在一定条件下确定最低取样量n 值，最常用的近似公式为： = ( 心) 2 ，本次测量设定的置信度水平为9 9 ，即口2 0 0 1 时，心- 2 5 8 ，同时 根据国家服装号型标准中规定的成年人各部位尺寸的允许误差和标准差的值，如表2 一l 【4 l 】， 在各项指标中，腰围的精度相对要求较高，因此由腰围来决定样本量。 1 1 浙江理i ：人学硕十学位论文 表2 - 1 成年人体部分尺寸允许的最大误差和标准差 部位 最大允许误差k ( c m ) 标准差s ( e r a ) s | 胸围 1 55 53 6 7 腰围 1 o6 76 7 臀同 1 55 23 4 7 颈后一后腰 o 。42 。26 2 9 通过计算，n = ( 2 5 8 6 7 ) 2 = 2 9 5 人，即样本量在理论上至少为2 9 5 人。为了防止因 异常值的剔除而使样本量减少，本次研究实际测量时，测量人数为6 5 0 人，足以满足此次 研究的需要。 2 1 3 测量条件 实验时间：2 0 0 6 年9 月1 5 日- - 2 0 0 7 年5 月1 5 日 实验地点：我校服装学院人体工程研究室 2 1 4 测量仪器及操作方法 此次研究中人体数据的采集主要采用美n t c 2 公司的三维人体测量仪，被测者统一穿 着该设备专用薄型紧身衣。同时，由于三维人体测量仪得不到身高、体重等部位的数据， 因此在实验过程中，增加了经校正的人体测高仪、体重计及皮尺等传统测量工具作辅助测 量，测量方法参照三维测量中的定义。 三维人体测量仪扫描时间为1 0 秒，在扫描过程中被扫描对象由于呼吸、晃动、人体 站立姿势歪斜等因素都将导致测量结果出现较大误差，因此在测量之前对扫描室及被测入 进行一些准备工作【4 。同时根据以往的研究经验，在实验中我们对同一人至少进行了连续 三次的仪器测量，具有较高的测量精度，可以适应服装生产的需要【4 2 】。 2 1 5 测量部位与方法 国家标准g b t1 3 3 5 1 9 9 7 规定的1 0 个控制部位尺寸，其中高度部位为身高、颈椎点 高、坐姿颈椎点高、胸围高、全臂长。围度部位为胸围、腰围、臀围、颈根围、肩宽【4 3 1 。 根据课题研究的主要内容，最终选取三维人体测量仪内部设定的测量项目7 6 项，并 记录了两项附加信息身高、体重，总共7 8 项。由于三维人体测量仪的工作原理，其测量 1 2 浙江理r 下大学硕士学位论文 内容及方法与我国g b t1 3 3 5 2 9 7 国家标准- n 装人体测量部位与方法有一定差别4 2 1 ， 具体测量项目名称及定义内容见附录l 。 2 2 数据的预处理 准确真实的人体测量数据是进行人体数据分析获取人体体型特征的基础，也是服装号 型标准制定的依据，因此在进行数据分析前有必要对数据进行预处理，剔除其中的异常数 据。具体方法为： 计算各测量项目的均值及标准差，将数据标准化，将3 0 - 以外的数据作为异常数据， 即标准化数据中以t 3 0 - 为依据进行筛选【4 4 1 。 通过反复确认，直至修改完所有错误，最终获得的样本总量为6 4 0 个。 2 3 体型分类研究 在m c 系统中，首先根据测量得到顾客人体数据，通过模式识别系统判别该顾客的体 型类别，在号型规格库中调出该体型类别的所有规格，然后系统通过层次分析在这些规格 中找到最接近的规格。因此体型分类是服装号型的制定、批量定制系统、服装c a d c j 蝴 实现的基础，是提高服装的合体性和舒适性的必要前提。本节针对服装m c 生产模式的需 求，首先对体型分类展开研究。 理想的体型分类需要对人体的三维信息加以处理，研究其与体型特征及服装结构相关 的参数。基于上一章对各类体型分类方法的分析比较，为了准确地反映人体特征，以满足 服装m c 生产的需要。因此本研究先从国标体型分类的角度出发把握人体总形态，再通过 对女性躯干主要部位的特征以及结合服装样板的制作对人体体型进行分析，期望得到较为 完整的体型分类。 2 3 1 体型特征分析 课题研究中选择了7 8 个人体变量，是对人体体型详细而精确的描述，但是由于描述得 过于全面，指标的数据量过多，一定程度上增加了对体型研究的复杂性，而体型研究的目的 是为了能够给服装的批量定制作参考依据，数据太多不利于操作。所以必须对这些数据进 行处理，找到各指标数据间的关系，把相关性的数据归为一类，从而提取出具有代表性的 人体特征参数。在多元统计分析中，因子分析是基本的处理复杂数据集的数值分类方法， 浙江理1 ：人学硕十学位论文 该方法能够对所研究对象进行分类，能够从多元指标的数据中提取特征指标，简化数据， 得到较少的综合指标来表达原先用较多指标所反映的事物特征，从而使分析得以简化。因 此本节借助因子分析的方法对原始变量进行归类，分析人体体型特征。 2