1
MỞ ĐẦU
Trong công nghệ may, nghiên cứu xây dựng hệ thống kích thước cơ thể người cần
được cập nhật liên tục để đáp ứng nhu cầu sản xuất sản phẩm may mặc nội địa ở Việt
nam.
Hiện nay hệ thống cỡ số quần áo chưa được nghiên cứu đầy đủ và cập nhật
thường xuyên. Năm 1994 Việt nam đã xây dựng hệ thống cỡ số tiêu chuẩn quần áo
TCVN 5781:1994, TCVN 5782:1994 và hệ thống cỡ số này được cập nhật vào năm
2009. Theo thời gian cùng với sự phát triển của nền kinh tế, kích thước cơ thể người
Việt nam đã thay đổi, số liệu có được từ những lần khảo sát số đo cơ thể người trước
đây chỉ có giá trị tham khảo. Trong những năm gần đây, một số trường đại học, Viện
đã tiến hành nghiên cứu xây dựng hệ thống cỡ số quần áo nhằm đáp ứng phần nào yêu
cầu của sản xuất may công nghiệp.
Đo kích thước cơ thể người bằng phương pháp trực tiếp được áp dụng nhiều nhất
từ trước đến nay nhưng phương pháp này mất nhiều thời gian và công sức thực hiện đo.
Phương pháp đo gián tiếp sử dụng công nghệ quét 3D bằng kỹ thuật chiếu tia quang
học với những ưu điểm vượt trội về thời gian và độ chính xác. Những quốc gia trên thế
giới ứng dụng hệ thống đo gián tiếp 3D như: Nhật Bản (năm 1992), dự án Caesar (năm
1998), Anh (năm 1999), Trung Quốc (năm 1999), dự án NedSan (năm 2000), Mỹ (năm
2002), Châu Phi (năm 2004). Bên cạnh những ưu điểm vượt bậc, hệ thống đo gián tiếp
3D vẫn còn hạn chế bởi giá thành đầu tư cao, khó di chuyển đến các địa điểm tác
nghiệp đo,…. Chính tồn tại trên nên các doanh nghiệp, trường học tại Việt nam chưa có
điều kiện để trang bị, tiếp cận hệ thống.
Phương pháp đo gián tiếp sử dụng kỹ thuật ảnh 2D theo quy trình: chụp ảnh bằng
camera hoặc máy ảnh kỹ thuật số, tiếp theo là xử lý ảnh, trích xuất mốc đo và tính kích
thước cơ thể. Độ chính xác từ kết quả đo của hệ thống đo gián tiếp 2D không đạt bằng
Phương pháp đo gián tiếp 2D với một số ưu điểm: hệ thống thiết bị đo đơn giản,
tiện ích trong thao tác sử dụng, dễ dàng di chuyển đến các địa điểm đo, giá thành hợp
lý, kết quả đo khách quan không phụ thuộc vào đội ngũ kỹ thuật viên, …do vậy đây là
phương pháp đo nhân trắc phù hợp với điều kiện nghiên cứu ở Việt nam hiện nay.
B. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN
1. Nghiên cứu thiết lập hệ thống đo gián tiếp kích thước cơ thể người sử dụng kỹ
thuật ảnh 2D bao gồm thiết lập hệ thống thiết bị và xây dựng phần mềm thu thập,
xử lý dữ liệu nhân trắc nhằm nâng cao hiệu quả trong công tác nghiên cứu nhân
trắc học ngành May.
2. Ứng dụng hệ thống đo gián tiếp 2D đã thiết lập để xây dựng hệ thống kích thước
cơ thể nam sinh viên các trường đại học và cao đẳng Thành phố Hồ Chí Minh,
phục vụ công tác thiết kế và sản xuất quần áo may công nghiệp.
C. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN
1. Phương pháp đo gián tiếp kích thước cơ thể người sử dụng kỹ thuật ảnh 2D bằng
camera.
2. Mốc đo và kích thước cơ thể nam sinh viên.
3. Hệ thống kích thước cơ thể nam sinh viên các trường đại học và cao đẳng
Tp.HCM.
D. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN
1. Thiết lập hệ thống đo gián tiếp kích thước cơ thể người sử dụng kỹ thuật ảnh 2D
Nghiên cứu thiết lập điều kiện chụp ảnh 2D.
thước cơ thể nam sinh viên các trường đại học và cao đẳng Tp.HCM đảm bảo
tính khách quan, tin cậy, góp phần cập nhật hệ thống cỡ số quần áo người Việt
nam theo kịp mức độ phát triển thể chất của con người trong xã hội hiện nay.
5. Kết quả nghiên cứu là tiền đề cho các công trình nghiên cứu tiếp theo về kỹ thuật
nhận dạng và phân loại vóc dáng cơ thể người, thiết kế quần áo 3D,… trong
ngành May tại Việt nam.
F. GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN
1. Hệ thống đo gián tiếp kích thước cơ thể người sử dụng kỹ thuật ảnh 2D có giá
thành hợp lý, cấu trúc hệ thống đơn giản, xử lý dữ liệu và trích xuất kết quả
nhanh, tiện ích trong thao tác sử dụng, dễ dàng di chuyển đến các địa điểm đo,
kết quả đo khách quan không phụ thuộc vào đội ngũ kỹ thuật viên.
2. Hệ thống đo gián tiếp kích thước cơ thể người sử dụng kỹ thuật ảnh 2D tạo được
sự thuận tiện, tâm lý thoải mái đối với đối tượng đo: các quy định về điều kiện
chụp ảnh của hệ thống đo dễ áp dụng, trang phục mẫu đo phù hợp nên nhận được
sự hợp tác từ phía đối tượng được đo.
3. Hệ thống kích thước cơ thể nam sinh viên Tp.HCM đảm bảo độ tin cậy và có tính
cập nhật, phục vụ hiệu quả cho công tác thiết kế quần áo đáp ứng nhu cầu sử
dụng hàng may mặc nội địa Việt nam trong giai đoạn hiện nay.
G. NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN ÁN
1. Thiết kế hệ thống đo gián tiếp kích thước cơ thể người sử dụng kỹ thuật ảnh 2D
bằng 2 camera được kết nối trực tiếp với máy tính là hệ thống đo gián tiếp kích
thước cơ thể 2D đầu tiên tại Việt nam để phục vụ công tác thu thập dữ liệu nhân
trắc ngành May.
2. Xây dựng công thức liên kết hai đường biên từ ảnh chụp mặt trước và mặt bên
5
CHƯƠNG 1. NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về phương pháp đo
Đo lường là khoa học về các phép đo, bao gồm: phương pháp, thiết bị và công cụ
để đảm bảo phương pháp đo đạt độ chính xác mong muốn [21].
Phân loại phương pháp đo gồm phương pháp đo trực tiếp và đo gián tiếp.
- Phương pháp đo trực tiếp: Là sử dụng thiết bị, dụng cụ đo hay các mẫu đo (các
chuẩn) để đánh giá số lượng của đại lượng cần đo. Kết quả đo chính là trị số của đại
Hình 1.1. Phương pháp đo cơ thể người
1.1.1. Phương pháp đo trực tiếp
Phương pháp đo trực tiếp là sử dụng các dụng cụ đo, dụng cụ phụ trợ để giới hạn
các mốc đo, đo tiếp xúc từng kích thước trên cơ thể người và cho kết quả trực tiếp. Để
đo kích thước cơ thể người cần xác định dấu hiệu nhân trắc, dấu hiệu nhân trắc bao
gồm mốc đo, kích thước đo [59].
Phương pháp đo cơ thể người tại Việt nam được quy định theo tiêu chuẩn TCVN
5781:2009 [29]; Trên thế giới theo quy định tiêu chuẩn ISO 7250-1:2008 [67].
Dụng cụ đo trực tiếp bao gồm: Thước đo chiều cao Martin (Hình 1.2a); Thước
dây vải có tráng nhựa dùng để đo các kích thước vòng và kích thước dài (Hình 1.2b).
Phương pháp đo cơ thể
Phương pháp đo trực tiếp
Phương pháp đo gián tiếp
Phương pháp đo 3D
Phương pháp đo 2D 6
Thước kẹp dùng để đo các kích thước chiều dày và chiều rộng (Hình 1.2c); Thước đo
góc, băng dây phụ trợ. Tất cả các loại thước đo trên đều phải có độ chính xác đến
milimet.
3D hoặc ảnh 2D [48].
Phân loại phương pháp đo gián tiếp gồm phương pháp đo gián tiếp 3D và phương
pháp đo gián tiếp 2D được thể hiện ở hình 1.3. Hình 1.3. Phân loại phương pháp đo gián tiếp
Phương pháp đo gián tiếp
Phương pháp đo 2D
Phương pháp đo3D
Kỹ thuật
chiếu tia
Kỹ thuật
sóng siêu âm
Kỹ thuật
CNC
Chụp ảnh 2D
từ máy ảnh
Chụp ảnh 2D
từ camera 7
1.1.2.1. Phương pháp đo gián tiếp 3D sử dụng kỹ thuật chiếu tia [59]
Trong kỹ thuật chiếu tia, sử dụng các tia laser, ánh sáng trắng, tia hồng ngoại.
Hệ thống thiết bị trong đo gián tiếp 3D gồm: buồng đo (hình 1.4), thiết bị quét
(nguồn phát tia), camera (từ 3 đến 16 camera như hình 1.5), cảm biến quang học và
máy tính có chương trình phần mềm phù hợp được kết nối với thiết bị quét.
8
hoặc quá chật và phải để lộ các mốc đo. Màu sắc trang phục không quá tối vì sẽ không
bắt ánh sáng, tóc không được che phần cổ và vai (hình 1.8).
Hình 1.8. Tư thế đứng quy định trong ISO 20685 [66]
Thời gian cần thiết để quét toàn bộ cơ thể từ vài giây đến vài chục giây [59]. Độ
chính xác kết quả của hệ thống đo gián tiếp 3D trong khoảng 0.2mm ÷ 60mm tùy theo
nhà sản xuất [59]. Để đánh giá độ chính xác của phương pháp đo gián tiếp 3D, theo
tiêu chuẩn tiêu chuẩn ISO 20685:2010 - thực hiện so sánh các đặc trưng thống kê giữa
phương pháp đo gián tiếp 3D với phương pháp đo trực tiếp.
Với chính sách hỗ trợ tài chính hợp lý cho nghiên cứu xây dựng hệ thống cỡ số
của chính phủ các nước trên thế giới, việc ứng dụng đo gián tiếp 3D trở nên rất phổ
biến từ năm 1992 đến nay. Một số công trình nghiên cứu xây dựng hệ thống cỡ số ứng
dụng phương pháp đo gián tiếp 3D được trình bày ở bảng 1.1 như sau:
Bảng 1.1. Ứng dụng hệ thống đo gián tiếp 3D trên thế giới [43].
Nước
Tên nhà
sản xuất
Năm
Tuổi
Cỡ mẫu
Đối tượng
Tư thế/
34000 nam, nữ
1255 nam, nữ
1500 nữ
2375 nam, nữ
11000 nam, nữ
801 nam, nữ
500 nữ
2/178
2/130
3/84
3/57
2/130
2/130
2/10
Mỹ
Đức
Nhật
Pháp
Trung Quốc
Thái Lan
Pháp
Đức
Tây Ban Nha
Vitronic
TC
2
Vitronic
Vitronic
Cyberware
TC
13400 nam, nữ
9159 nữ
2/130
2/84
2/115
2/217
2/55
1/140
2/85
4/43
3/95
9
Bên cạnh những tính năng ưu việt về thời gian và độ chính xác, ứng dụng hệ
thống đo gián tiếp 3D còn hạn chế một số điểm như sau:
- Thiết bị rất nhạy cảm với ánh sáng và hình dáng hình học của đối tượng quét nên
đa số hệ thống được bố trí trong buồng tối. Khi đo giáp tiếp 3D, ánh sáng phải được
kiểm soát nghiêm ngặt và mẫu đo mặc trang phục phù hợp. Các yếu tố: độ bóng trang
phục, độ rung cơ thể, ánh sáng, đều có thể ảnh hưởng đến dữ liệu đám mây điểm.
- Thiết bị quét 3D gồm từ 3÷16 camera và dữ liệu xử lý kết quả tương đối lớn, phải
dùng các phần mềm chuyên dụng để xử lý ảnh 3D như Geomegic, Studio, Geomegic
Qualify, Rapid Form,
- Mẫu đo phải áp dụng tư thế tiêu chuẩn và giữ hơi thở trong quá trình quét để giảm
thiểu ảnh hưởng của chuyển động cơ thể, nhưng vì mẫu quét đứng trong buồng tối nên
người điều khiển rất khó kiểm soát. Ngoài ra một số vùng trên cơ thể bị khuất dễ bị mất
trong ngành May.
1.1.2.3. Phương pháp đo gián tiếp 3D sử dụng đầu đo CNC [15]
Là kỹ thuật sử dụng đầu đo chiếu tia laser để xác định tọa độ các điểm theo
phương chuyển vị X, Y, Z trên bề mặt vật thể. Đầu đo được gắn trên giá trượt hoặc đầu
đo cầm tay, khi đo đầu đo tiếp xúc với vật thể cần đo. Hệ thống thiết bị gồm thân máy,
đầu đo, hệ thống điều khiển, máy vi tính. Tùy theo kích thước vật cần đo mà có thể sử
dụng máy đo 3D có một đầu đo hoặc hai đầu đo như hình 1.9a,b,c.
10
Hình 1.9a. Máy 3D-CMM
một đầu đo
Hình 1.9b. Máy đo tọa độ 3D
CNC CAR Bapex hai đầu đo
Hình 1.9c. Đo 3D trên cánh
tay robot
Độ chính xác kỹ thuật đo gián tiếp 3D sử dụng đầu đo CNC đến 0,1μm; Tốc độ đo
khoảng 200mm/s. Có thể tích hợp với các phần mềm chuyên dùng và các máy gia công
CNC để tự động thiết kế. Hệ thống được ứng dụng nhiều trong công nghiệp tạo khuôn
mẫu, tạo hình như lấy mẫu sản xuất ôtô, xe máy, cánh tuabin chưa có ứng dụng làm
thiết bị đo gián tiếp kích thước cơ thể người trong ngành May.
Điểm ảnh là một phần tử của ảnh số tại tọa độ (x,y) với độ xám hoặc màu nhất
định. Kích thước và khoảng cách giữa các điểm ảnh được chọn thích hợp sao cho mắt
người cảm nhận sự liên tục về không gian và mức xám của ảnh số như ảnh thật. Trong 11
nghiên cứu đo gián tiếp 2D, các thuật toán xử lý ảnh và tính kích thước đều liên quan
đến điểm ảnh (hình 1.10).
Hình 1.10. Điểm ảnh trên đường biên
- Mối quan hệ cơ bản giữa các điểm ảnh:
Một điểm ảnh p tọa độ (x,y) có các điểm ảnh lân cận sau:
Lân cận đứng và ngang: p có 4 điểm lân cận gần nhất theo chiều đứng và
ngang với tọa độ (x+1,y); (x-1,y); (x,y+1); (x,y-1)=N
4
(p), trong đó số 1
là giá trị logic, N
4
(p) là tập 4 điểm lân cận của p (hình 1.11a) .
Các lân cận chéo: các điểm lân cận chéo N
D
(p)= (x+1,y+1); (x+1,y-1);
(x+1,y+1); (x-1,y-1) (hình 1.11b).
của đối tượng vật thể hoặc xác định vùng trong một ảnh. Một liên kết được đặc trưng
bởi tính liền kề giữa các điểm ảnh và mức xám của chúng. Có 3 loại liên kết:
Liên kết 4: hai điểm ảnh p và q được nói là liên kết 4 nếu q nằm trong các
lân cận 4 của p, tức q thuộc N
4
(p).
12
Liên kết 8: hai điểm ảnh p và q nằm trong các lân cận 8 của p, tức q thuộc
N
8
(p).
Liên kết m (liên kết hỗn hợp): hai điểm ảnh p và q là liên kết m nếu q
thuộc N
4
(p) hoặc q thuộc N
D
(p).
Trong nghiên cứu đo gián tiếp 2D, các thuật toán liên kết điểm ảnh liên quan đến
đường biên trích xuất từ mẫu đo.
- Mức xám của điểm ảnh:
Mức xám là kết quả sự mã hóa tương ứng một cường độ sáng của điểm ảnh với
một giá trị số. Các thang giá trị mức xám thông thường: 16, 32, 64, 128, 256 (Mức 256
Ảnh số là tập hợp nhiều điểm ảnh gồm M hàng, N cột và được biểu diễn ở dạng
sau:
13
),()1,(
),1()1,1(
),(
NMfMf
Nff
yxf
(1.3)
Trong đó:
f(x,y): giá trị của điểm ảnh tại vị trí (x,y).
- Hệ màu RGB (Red, Green, Blue):
Mắt người cảm nhận ba màu rõ nhất là Red (đỏ), Green (xanh lá), Blue (xanh
lam) nên khi xây dựng hệ màu RGB là tập tất cả các màu được xác định thông qua ba
màu trên. Chuẩn này đầu tiên được xây dựng cho các hệ vô tuyến truyền hình và trong
các máy vi tính. Hệ màu RGB như một khối ba chiều với màu Red là trục X, màu
Green là trục Y và màu Blue là trục Z được thể hiện ở hình 1.14.
Hình 1.14. Hệ màu RGB
14
Hiển thị hệ màu RGB [19]: Một trong những ứng dụng phổ biến nhất của hệ màu
RGB là hiển thị màu sắc trong các màn hình tinh thể lỏng, màn hình plasma trên máy
vi tính Mỗi điểm ảnh trên màn hình được thể hiện trong bộ nhớ máy tính là các giá trị
độc lập của màu đỏ, xanh lá và xanh lam. Các giá trị này được chuyển đổi thành các
cường độ và gửi tới màn hình. Bằng việc sử dụng các tổ hợp thích hợp của cường độ
ánh sáng đỏ, xanh lá cây và xanh lam, màn hình có thể tái tạo lại phần lớn các màu
trong khoảng đen và trắng. Các phần cứng hiển thị điển hình được sử dụng cho màn
hình máy tính có tổng cộng 24 bit thông tin cho mỗi điểm ảnh, tương ứng với mỗi 8 bit
cho màu đỏ, xanh lá cây và xanh lam tạo thành 256 mức cường độ cho mỗi màu. Biểu
diễn dạng số 24 bit, các giá trị RGB trong mô hình 24 bit thường được ghi bằng cặp ba
số nguyên giữa 0 và 255, mỗi số đại diện cho cường độ của màu đỏ, xanh lá cây, xanh
lam trong trật tự như sau:
(0,0,0) : màu đen
(255,255,255) : màu trắng
(255,0,0) : màu đỏ
(0,255,0) : màu xanh lá
bằng cách đi từ đáy hình trụ lên và nằm trong khoảng từ 0÷1. Ở đáy hình trụ V có giá
trị là 0 với độ sáng tối nhất và đỉnh hình trụ là độ sáng lớn nhất với V = 1. Đi từ tâm
hình trụ ra mặt trụ là độ tinh khiết của màu (độ đậm nhạt). S có giá trị từ 0÷1 ứng với
tâm hình trụ là vị trí màu nhạt nhất. S = 1 ở ngoài mặt trụ là nơi màu sắc đậm nhất. Như
vậy với mỗi giá trị H, S, V sẽ cho ta một màu sắc mà ở đó mô tả đầy đủ thông tin về
màu sắc, độ tinh khiết, độ sáng của màu.
Hình 1.15a. Không gian màu HSV
Hình.15b. Hình tròn biểu diễn màu sắc (Hue) 15
Hệ màu HSV trực giác hơn hệ màu RGB. Bắt đầu từ Hue (H cho trước và V=1,
S=1), thay đổi S: bổ sung hay bớt trắng, thay đổi V: bổ sung hay bớt đen cho đến khi
có màu mong muốn. Trong các thuật toán đồ họa xử lý đường biên, hệ màu HSV được
ứng dụng nhiều.
1.2.2. Phương pháp xử lý ảnh và công thức tính kích thước
1.2.2.1. Biên và kỹ thuật tách biên [5]
- Khái niệm
Điểm biên: Một điểm ảnh được coi là điểm biên nếu có sự thay đổi nhanh hoặc
đột ngột về mức xám.
gradient tại các điểm. Khi thực hiện việc dò theo biên, phương pháp sử dụng
ngưỡng thấp để xác định điểm dừng của biên (nếu giá trị điểm tiếp theo thấp hơn
ngưỡng này, việc dò biên sẽ kết thúc).
Phương pháp tách biên Canny với các ưu điểm: giảm thiểu những điểm không
phải biên, giảm nhiễu, các điểm xám trên cùng một đường biên có độ chênh lệch thấp,
chỉ tồn tại một biên thực, giảm thiểu số lượng đường biên được phát hiện. Với những
ưu điểm trên, phương pháp Canny được ứng dụng nhiều trong các thuật toán nhận
dạng xử lý ảnh, đặc biệt là giúp giảm nhiễu đối với hình ảnh chụp từ camera nên đây
là phương pháp được chọn trong nghiên cứu.
1.2.2.2. Mã hóa đường biên [5] 16
Một phương pháp phổ biến để lưu và biểu diễn biên của ảnh là kỹ thuật mã chuỗi
(chaincode) được giới thiệu bởi Freeman. Với kỹ thuật mã chuỗi, thay vì phải lưu toàn
bộ ảnh để có được thông tin về biên thì ta chỉ cần lưu trữ các mã chuỗi đã được số hóa,
mô tả vị trí điểm biên của đối tượng ảnh. Nguyên lý cơ bản của mã chuỗi như sau: khi
ta thu được một đường biên hoàn chỉnh thì đó là một tập các điểm ảnh đã được liên kết
với nhau, sau đó bắt đầu từ 1 trong các điểm ảnh đó sẽ xác định chiều đến các điểm ảnh
tiếp theo trong đường biên theo chiều kim đồng hồ. Quá trình này sẽ được lặp lại cho
mỗi điểm ảnh đến tận khi tới điểm bắt đầu. Việc xác định những kết nối của mã chuỗi
có thể xuất phát từ nguyên lý liên kết 8 được quy ước mã từ 0÷7 như ở hình 1.16 Hình 1.16 N8(p)
Đối với các thuật toán xử lý biên thì phương pháp biểu diễn mã chuỗi Freeman
chaincode là thích hợp.
, y
A
) và B có tọa độ (x
B
, y
B
), về lý thuyết
ta có khoảng cách giữa 2 điểm A, B được tính bởi công thức: 22
)()(),(
BABA
yyxxBAd
(1.4)Với d(A,B): khoảng cách đoạn AB
x
A
,y
A
: tọa độ điểm A; x
B
,y
B
: tọa độ điểm B
ba
22
Ngoài công thức (1.5), cũng có nhiều công thức khác tính chu vi ellip như công
thức chuỗi lập, công thức của Ivory-Bessel, công thức của Ramanujian [41]. Muốn
chọn công thức chu vi ellip phù hợp với kích thước vòng trên cơ thể người, ta cần
nghiên cứu để chọn công thức có sai số thích hợp nhất.
1.2.3. Các công trình nghiên cứu nhân trắc sử dụng phương pháp đo gián
tiếp 2D
Qua các công trình nghiên cứu nhân trắc trên thế giới có ứng dụng phương pháp
đo gián tiếp 2D, cần tìm hiểu các nội dung về thiết bị thu nhận ảnh mà các nghiên cứu
đã sử dụng; Trang phục, tư thế mẫu đo; Phương pháp trích xuất mốc đo; Phương pháp
tính kích thước cơ thể người và quy trình đo gián tiếp 2D.
- Thiết bị thu nhận ảnh:
Thiết bị thu nhận ảnh cho hệ thống đo gián tiếp 2D thường là máy ảnh kỹ thuật số
hoặc camera dạng chụp ảnh. Theo sự phát triển của công nghệ số, độ phân giải của máy
ảnh kỹ thuật số và camera đạt mức gần bằng nhau. Tuy nhiên tùy theo mục đích nghiên
cứu mà sẽ chọn độ phân giải phù hợp. Bảng 1.2 sẽ trình bày tóm tắt loại thiết bị thu
nhận ảnh được sử dụng trong các công trình nghiên cứu trên thế giới.
4
Seo, H, Yeo, Y, Wohn [53]
2006
Máy ảnh kỹ thuật số
1920x2560
5
Stancic, I, Supuk, T, Cecic [55]
2009
Máy ảnh kỹ thuật số
648x480
6
Yueh-Ling Lin, Mao-Jiun J.
Wang [63]
2011
Máy ảnh kỹ thuật số
1280x960
Trên bảng 1.2 cho thấy các nghiên cứu đo gián tiếp 2D đều chọn máy ảnh kỹ
thuật số làm thiết bị thu nhận ảnh và phần lớn chọn độ phân giải ở mức 2 Megapixels.
Với mức phân giải này vừa phù hợp kỹ thuật xử lý ảnh tách biên với tốc độ cao, vừa
giảm thiểu dung lượng lưu trữ ảnh trong máy tính. Tuy nhiên máy ảnh kỹ thuật số
không có tính năng kết nối trực tiếp với máy tính để hỗ trợ thao tác chụp ảnh, vì vậy
không chụp đồng thời được hai tư thế mẫu cùng một lúc. Dữ liệu ảnh sau khi chụp
xong phải chép vào bộ nhớ máy tính. Điều này hạn chế việc kiểm tra hình ảnh, chạy
thuật toán ngay khi vừa thu nhận ảnh xong.
Đối với camera, việc quan sát, chụp ảnh có thể thực hiện hoàn toàn trên máy vi
tính. Kết nối từ 1÷2 camera với máy tính để chụp ảnh đồng thời nhiều tư thế mẫu đo sẽ
là lựa chọn tối ưu cho hệ thống đo gián tiếp từ ảnh trong nghiên cứu của tác giả.
Hình 1.20a. Ảnh mặt trước
Hình 1.20b. Ảnh mặt hông
Nghiên cứu của Charlie
C.L.Wang* Yu Wang Terry
K.K.Chang Matthew
M.F.Yuen [33]: chụp ảnh
ngoài trời, mẫu thay đổi tư thế
để chụp ảnh mặt trước và mặt
bên hông. Trang phục : áo
thun, quần short thun rộng
(hình 1.21a,b)
Hình 1.21a. Ảnh mặt trước Hình 1.21b. Ảnh mặt hông
Nghiên cứu của Patrick
Chi-Yuen Hung, Channa P.
Witana, and Ravindra S.
Goonetilleke [50]: chụp ảnh
trong phòng, phông nền đen,
mẫu giữ nguyên tư thế để chụp
ảnh mặt trước, mặt bên hông
và mặt sau. Trang phục: cởi
cởi trần, quần bơi (hình
1.24a,b) (a) (b) Hình 1.24a. Ảnh mặt trước (b). Ảnh mặt hông
Đối với hệ thống đo gián tiếp 2D: mẫu đo cởi trần để lộ các mốc đo, quần bơi bó
sát (hình 1.20, 1.24) sẽ giúp trích xuất đường biên cơ thể được chính xác hơn mẫu đo
mặc trang phục rộng (hình 1.21
1.23). Tư thế đứng dang tay, dang chân với khoảng
cách rộng hơn tư thế của đo gián tiếp 3D (hình 1.20, 1.21, 1.24) để đường biên tại vị
trí nách, đáy được chính xác. Các nghiên cứu đều sử dụng phông nền màu đen (hình
1.20) hoặc màu xanh dương (hình 1.23, 1.24). Tuy nhiên nếu phông nền màu đen thì
trùng với màu tóc và màu bóng đổ cơ thể, giai đoạn lọc màu khi tách hình nền sẽ khó
khăn nên phông nền màu xanh sẽ là lựa chọn tối ưu.
- Phương pháp trích xuất mốc đo trong các công trình nghiên cứu:
Trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu trích xuất mốc đo từ đường biên cơ thể
người và bảng 1.3 trình bày tóm lược một số nghiên cứu trích xuất mốc đo :
Bảng 1.3. Các nghiên cứu ứng dụng phương pháp trích xuất mốc đo
Tác giả /Năm
Số mốc đo trích xuất
Phương pháp
Hình 1.25. Trích xuất mốc đo trên đường biên ảnh
Trên bảng 1.3, có nhiều nghiên cứu chọn phương pháp mã chuỗi Freeman để
trích xuất mốc đo, là kỹ thuật được hỗ trợ mạnh bởi các toán tử dò biên, có hiệu năng
tốt với các ứng dụng dò biên đối tượng theo đường cong. Trong phương pháp này, thực
hiện xác định chaincode của các điểm ảnh, phân tích sự chuyển hướng của các
chaincode để trích chọn mốc đo. Tùy theo mục đích nghiên cứu mà số lượng điểm mốc
đo được trích xuất trong các nghiên cứu không giống nhau (hình 1.25). Độ chính xác
của các điểm mốc đo được trích xuất phụ thuộc vào việc xác định vị trí mã chuỗi
(chaincode) của từng mốc đo.
- Phương pháp tính kích thước cơ thể:
Từ năm 1940 đến nay, đã có nhiều tác giả nghiên cứu tính kích thước cơ thể
người từ ảnh 2D. Năm 1940, Sheldon cùng cộng sự [54] đã ứng dụng công thức chu vi
ellip để tính các kích thước cơ thể người. Tiếp theo năm 1968 Doutly [35] đã áp dụng
kỹ thuật đồ họa để tách hình nền của ảnh, thực hiện phân đoạn cơ thể, phân tích độ
cong đường biên, sử dụng công thức toán học để tính kích thước cơ thể. Năm 1983
Farrel và Pouliot [37] đã khai thác đặc tính điểm ảnh trên đường biên của mẫu để trích
xuất mốc đo. Năm 1985 Gazzuolo [38] trích xuất các điểm mốc trên cơ thể bằng cách
phân tích điểm ảnh trên đường biên và phát triển nghiên cứu các phép đo tuyến tính để
tính kích thước cơ thể. Năm 1986 Heisey [39] mở rộng nghiên cứu bằng việc phân tích
toán học các góc trên đường biên để tính kích thước và mô hình hóa cơ thể. Năm 1997
Beazley [32] sử dụng phương pháp chụp ảnh từng phần cơ thể để phân tích từng góc độ
mẫu chụp trên ảnh và tính kích thước cơ thể người.
- Quy trình nghiên cứu hệ thống đo gián tiếp 2D: đã có nhiều nghiên cứu thiết lập
hệ thống đo gián tiếp 2D, sau đây là một số nghiên cứu điển hình trên thế giới:
(1) Nghiên cứu của Yueh-Ling Lin, Mao-Jiun J. Wang [63]:
Thông số
Nam
Đo gián tiếp 2D
(cm)
Đo trực tiếp
(cm)
Sai lệch
(cm)
Chiều cao
Dài đầu
Cao eo
Dài đáy
Dài chân trong
Cao gối
Cao đốt sống cổ 7
1/2 rộng vai
Vòng nách
Dài tay
Vòng đầu
Vòng cổ
Vòng ngực
Vòng ngực dưới
Eo
Dưới eo
Vòng mông
Dưới mông
Vòng đùi
25,00
78,00
49,00
170,00
24,00
36,00
58,00
64,00
44,00
109,00
103,00
102,00
105,00
112,00
112,00
69,00
58,00
45,00
43,00
35,00
0,72
2,00
3,00
0,33
2,67
1,00
1,83
0,30
0,25
1,52
thước cơ thể: thực hiện tính 6 kích thước chiều cao và 4 kích thước vòng theo tỉ lệ quy
đổi 0,78mm / điểm ảnh. Đối với các kích thước chiều cao tính bằng công thức khoảng
cách giữa hai điểm. Đối với kích thước vòng, sử dụng công thức chu vi ellip để tính
kích thước vòng cổ, vòng cổ tay, vòng bàn tay; Dùng công thức phân nửa chu vi ellip
và hình chữ nhật để tính kích thước vòng ngực.
Công thức tính kích thước vòng cổ, vòng cổ tay, vòng bàn tay (hình 1.26a) như
sau: )3)(3()33[( bababaP
Công thức tính kích thước vòng ngực (hình 1.26b) như sau:
P
2
22(
P
ba
) 2b
2a
Hình 1.26a. Kích thước vòng cổ [50]
Hình 1.26b. Kích thước vòng ngực [50]
Kết quả: đã tính được 10 kích thước với sai số 0÷3,38cm. Thực hiện đánh giá độ
chính xác hệ thống đo gián tiếp như sau: đo 10 kích thước của 20 mẫu đo bằng phương
24
Hình 1.27a. Tư thế chụp ảnh Hình 1.27b. Quy tỉ lệ điểm ảnh trên thước nhân trắc
1.3. Tổng quan về hệ thống cỡ số quần áo
Quần áo rất cần thiết cho đời sống con người và quan trọng là mặc quần áo đúng
kích cỡ sẽ tốt cho cơ thể, người mặc được thoải mái. Đã từ lâu quần áo được thợ may đo
cho từng khách hàng cụ thể, vì thế thiết kế sẽ chính xác và phù hợp vóc dáng của khách
hàng. Mỗi thợ may có một phương pháp đo, thiết kế khác nhau, tuy nhiên thiết kế theo
nhu cầu từng cá nhân sẽ khó tồn tại lâu dài trong xã hội ngày càng phát triển.
Những năm 1700, xuất hiện nhu cầu sản xuất quần áo cho số đông. khởi đầu là sản
xuất đồng phục quân sự với sản lượng lớn. Các tập đoàn sản xuất quần áo dựa trên kích
thước định trước theo nhóm, loại hình này gọi là ready-to-wear (RTW). Các loại quần
áo này được bày bán tại các cửa hàng bán lẻ. Bắt đầu năm 1940, RTW trở nên phổ biến
và ngày càng đáp ứng nhu cầu khách hàng. Đây là một sự thay đổi lớn về xu hướng, các
khách hàng có kích thước gần bằng nhau đều có thể chọn quần áo có kích cỡ phù hợp
vóc dáng. Đây chính là nguồn gốc của sự ra đời các tiêu chuẩn về kích thước [49].
1.3.1. Một số khái niệm cơ bản
- Dấu hiệu nhân trắc [1]:
Dấu hiệu nhân trắc được thể hiện bằng các kích thước cơ thể (dài rộng, vòng, kích
thước góc, lực, cơ…). Mỗi dấu hiệu nhân trắc được biểu thị bằng các đơn vị đo lường:
cm, mm, Niutơn, độ,… hoặc bằng các chỉ số tỉ lệ giữa các thông số kích thước.
Dấu hiệu nhân trắc trong ý nghĩa khoa học cũng như trong thực tiễn thường được
phân biệt 2 nhóm: dấu hiệu nhân trắc cổ điển, dấu hiệu nhân trắc ecgônômi.
đo trên mặt phẳng vuông góc với trục của thân hoặc các phần cơ thể cần xác định.
Vòng: kích thước chu vi của thân hoặc các phần cơ thể theo mặt phẳng vuông góc
với trục qua mốc đo.
- Hệ thống cỡ số:
Là bảng kích thước cơ thể gồm cả kích thước chủ đạo và kích thước thứ cấp phù
hợp với một dạng sản phẩm may, từ đó người ta thêm dung sai về lượng cử động để tạo
ra bảng cỡ số của sản phẩm may.
- Giá trị drop [18]:
Đối với nam giá trị drop (chênh lệch giữa vòng ngực và vòng bụng) thường được
các nước sử dụng để phân loại dạng cơ thể khi xây dựng hệ thống kích thước cơ thể
phục vụ cho may trang phục. Tùy thuộc vào giá trị drop của dân số mà ta có thể phân
chia dân số thành các nhóm người có dạng thể thao, ngực nở, cân đối, đẫy đà, to béo,…
- Các dạng hệ thống cỡ số:
Hệ thống kích thước cơ thể người; Hệ thống cỡ số phân theo dạng người; Hệ
thống cỡ số cho các chủng loại quần áo, cho từng vật liệu: vật liệu co giãn (dệt kim), vật
liệu không co giãn (vải dệt thoi).
- Kích thước chủ đạo:
Là kích thước chính của cơ thể, dựa vào đó phân cỡ số và dùng để xây dựng một
hệ thống kích thước phục vụ cho thiết kế sản phẩm may.
- Khoảng cách cỡ (bước nhảy các kích thước chủ đạo):