CN104268544A - 一种服装视觉效果评价系统 - Google Patents

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Abstract

一种服装视觉效果评价系统。本系统由硬件和软件两部分组成，包括一个封闭的图像采集箱、一台个人电脑以及运行在个人电脑上的软件。着装者进入图像采集箱并在指定位置站立，采集箱内的摄像设备获取着装人体图像并传输给个人电脑。电脑上运行的软件对图像进行预处理，然后搜索人脸，根据人脸特征区域与头部的比例关系确定头部高度，再根据头高与人体身高的比例关系进行人体区段划分，然后在各个区段上提取宽度、形状、颜色等信息，用于计算各种服装视觉效果参数。本发明实现了服装视觉效果评价的客观化、自动化和系统化，可为该项工作提高效率、降低成本，也可用于服装视觉特征的大规模采集和流行趋势的预测。

Description

一种服装视觉效果评价系统
技术领域
本发明属于服装工程技术领域，具体涉及一种服装视觉效果评价系统。
背景技术
传统上，对服装视觉效果（主要包括服装的廓形、色彩和质感）的评价主要依赖设计师或行业专家的主观判断，因此存在三个弊端：一是评价的结果缺乏客观性，二是只能做定性判断而无法定量表达，三是当样本数量庞大时难以有效应对。也有学者提出一些客观识别方法，但只针对平面服装的某一部位，因此缺乏全面性和实用性。目前还未见针对实际着装人体的、系统性的服装视觉效果客观评价系统。
发明内容
为克服当前服装视觉效果评价的各种不足，本发明提供一种服装视觉效果评价系统，该系统可快速获取实际着装人体图像并作处理与分析，以量化指标表达服装廓形、色彩和质感等方面的视觉效果。 
本系统由硬件和软件两部分组成，硬件包括一个封闭的图像采集箱和一台个人电脑，运行在个人电脑上的软件负责对人体着装图像进行处理，量化和识别服装视觉效果参数。采集图像时让着装者进入图像采集箱并在指定位置站立，采集箱内的摄像设备在灯光配合下获取着装人体图像，并传输给个人电脑。电脑上运行的软件先对图像进行预处理，然后搜索人脸，根据人脸特征区域与头部的比例关系确定头部高度，再根据头高与人体身高的比例关系进行人体区段划分，然后在各个区段上提取宽度、形状、颜色等信息，用于计算各种服装视觉效果参数（包括廓形系数、主色调、色相对比度、彩度对比度、明度对比度、硬度系数、重量系数、温度明确系数、粗糙系数、平衡系数）。
本发明实现了服装视觉效果评价的客观化、自动化和系统化，可为该项工作提高效率、降低成本，也可用于服装视觉特征的大规模采集和流行趋势的预测。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明中图像采集箱的一个实施例。图中1.日光灯管，2.数码相机，3.人体站立区。从左到右依次为主视图、左视图和俯视图。
图2是本发明中人脸特征区域的一个实施例。图中正方形为人脸特征区域。
图3是本发明中人体区段划分的一个实施例。图中1.头，2.肩胸，3.胸腰，4.腰臀，5.大腿，6.小腿。
图4是本发明中提取人体区段宽度的示意图。
图5是本发明中对HSV色相环进行区域划分的示意图。
图6是本系统专用软件界面的截图。
具体实施方式
在图1中，图像采集在2.0m×2.5m×4.0m的箱体中进行，箱体内壁使用白色PVC封贴铺满，上壁和左右侧壁上各安装有一支φ26mm×900mm、18W日光灯管（1）。侧壁上灯管离地0.5m，数码相机（2）镜头离地0.8m，并通过数据线连接到电脑，在软件指令下拍照。待测着装人体站立在0.5m×0.5m的人体站立区（3）中。实际操作中，数码相机应为500万像素以上、分辨率800×600以上、自动对焦。箱体大小、灯光位置、镜头位置都可以依据被测群体的体型范围做出调整。在同一项目中，或欲比较结果的多个项目中，采集环境应当保持一致。
在图2中，以眉心竖线为中心线，眉心水平线为顶边，眉骨宽度为边长，截取正方形作为人脸特征区域。根据面部器官比例，若眉骨宽度（即人脸特征区域边长）为h，则头顶到眉骨（即特征区域顶边）的垂直距离约为0.75h，特征区域底边到颏底的垂直距离为0.35h，头部总高度为2.1h。本系统使用AdaBoost方法确定图像中的人脸特征区域，一旦人脸特征区域确定，头部位置和高度即确定。
在图3中，根据人体身头高比，将人体自上而下将其划分成头（1）、肩胸（2）、胸腰（3）、腰臀（4）、大腿（5）和小腿（6）六大区段。正常成年人身高一般为7～7.5倍头高，北欧人身高可能达到8～8.5倍头高。根据解剖学理论，人的身高增加主要体现为下半身长度的增加。在一定的头身比例范围内，可近似认为头、肩胸和胸腰区段的高度不变，均为1倍头高。7倍头高的人体其腰臀、大腿及小腿区段的高度分别为1头高、1头高、2头高，而8.5倍头高的人体其相应区段的高度分别为1.5头高、1.5头高、2.5头高，在7倍头高至8.5倍头高之间腰臀、大腿和小腿区段的高度随头身比例近似线性增加。因此，对于                                                倍头高的人体，其腰臀、大腿和小腿区段的头高倍数（分别记为Hwh、Ht和Hc）可由公式计算得到。
在图4中，通过逐行扫描的方法，对人体六大区段提取宽度。设头、肩胸、胸腰、腰臀、大腿和小腿区段的平均宽度分别为Wh、Wsc、Wcw、Wwh、Wt、Wc。典型的廓形包括A形、T形、H形、X形和O形。对A形，以上体收紧，下摆打开为特征，上衣一般肩部较窄或裸肩，腰部贴身或宽松，衣摆或裙摆宽松肥大，因而定义其特征值；对T形，与A形相反，以扩张肩部、腰部自然放松、下摆收缩为特征，因而定义其特征值；对H形，其肩部、腰部、下摆合体松弛，宽度基本一致，衣身呈直筒状，因而定义其特征值；对X形，以肩部稍宽、腰部收紧、下摆扩张为特征，因而定义其特征值；对O形，与X形相反，以上下收紧、中部扩张放松为特征，因而定义其特征值。以上各特征值越大，表明越接近该种廓形。为了便于比较，对于以上五种廓形定义其廓形系数，其中。廓形系数C介于0～1之间，值越大表明越接近该种廓形，服装廓形由此识别。
图5中，对HSV色相环进行区域划分。色相环上间隔15°以内的色彩为同类色，人眼认作同一色，可采用动态方式将色相环按15°一个区域，分割成24个区域，具体为：在人体轮廓线内统计色相分布，在色相分布中搜索15°范围内的最大值，并标记排除此区域，接着再搜索15°范围内的最大值并排除该区域，如此往复，用区域中心的第8号色相代表此区域。占比最高的区域即是主色调，服装色彩的主色调由此确定。根据色彩学理论，色相环上间隔15°以内的色相为同类色，60°以内为类似色，90°以内为中差色，180°以内为对比色。设两色块的色相h1、h2，在着装图上对应面积百分比r1、r2，色相对比度Ch，则。在区域分布中，计算主色调与其余各个区域之间的对比度，得出的最大值即为相应着装图的色相对比度。设两色块纯度级s1、s2，在着装图上对应的面积百分比r1、r2，纯度对比度Cs，则。找出最大纯度对比度，即为相应着装图的纯度对比度。设两色块明度级v1、v2，在着装图上对应的面积百分比r1、r2，明度对比度Cv，则。找出最大明度对比度，即为相应着装图的明度对比度。质感是材质本身给人的视觉上的真实感，通常包含软硬感、轻重感、冷暖感、滑涩感等方面。软硬感由纯度决定，纯度越高感觉越硬，反之越软。于是，可从纯度分布的基础上构建硬度系数，来表征服装整体的软硬感。设硬度系数H (0.1≤H≤1)，第i级纯度占比ri，则。硬度系数越大，说明服装整体感觉越硬，服装的软硬感由此确定。轻重感由明度决定，明度越高感觉越轻，反之越重。于是，可从明度分布基础上构建重量系数，来表征服装整体的轻重感。设重量系数W (0.1≤W≤1)，第i级明度占比ri，则。重量系数越大，说明服装整体感觉越重，服装的轻重感由此确定。冷暖感与色彩三要素都有关。在HSV色相环上，120°～300°范围内为冷色调，其余为暖色调。240°对应最明确的冷色（或称“最冷色”），60°对应最明确的暖色（或称“最暖色”）。所有冷色或暖色中，不是温度的差异，而是温度明确度的差异。冷色中，与240°位置夹角越小冷感越明确，反之越含糊；暖色中，与60°位置夹角越小暖感越明确，反之越含糊；在120°和300°位置上，色彩的温度感最不明确。将色相对温度明确度的影响记作，假设色相与温度明确度之间存在线性关系，那么这种关系可由一系列拐点（如[60,10]、[120,1]、[240,10]等）决定。因此，色相对温度明确度的影响可用如下公式表达：。此外，色彩的温度明确度还受纯度和明度影响。高纯度、中等明度时色彩温度感明确，纯度降低、明度偏高或偏低，温度明确度下降。将纯度、明度对温度明确度的影响分别记作。假设纯度、明度与温度明确度之间存在线性关系，当s=1时ts=1，s=10时ts=10，v=1或10时tv=1，v=5.5时tv=10。纯度、明度对温度明确度的影响可用下列公式表达：。将总的温度明确度记作t(1≤t≤1000)，，t值越大温度明确度越高。。服装整体温度明确系数T(1≤T≤1000)是着装图上各个点的t值相加取平均，即。考察服装整体的冷暖感，可以分别统计冷色（h：120～300）、暖色（h：0～120、300～360）的温度明确系数Tc、Tw，比较之。当Tc＞Tw，整体上呈冷色调；当Tc＜Tw，整体呈暖色调。规定冷暖明确系数CW，用来表征服装整体冷暖感的明确程度：。根据经验，当CW≥5时冷暖感明显，CW＜5时不明显。从图像分析的角度来看，滑涩感来源于相邻图像单元之间的差异；差异越大，给人感觉越粗糙，反之越光滑。因此，定义粗糙系数R为相邻像素点之间的平均色差，。R值越大说明服装质感越粗糙，反之越光滑，服装的滑涩感由此确定。平衡感是色彩硬度、重量和温度在中轴线两边的对比。中轴线即为人脸特征区域的纵向中心线。将着装图以中轴线一分为二，分别提取左、右两边的硬度系数、重量系数、冷色温度明确系数和暖色温度明确系数，记为HL、WL、TC,L、TW,L和HR、WR、TC,R、TW,R，规定左平衡分量BL、右平衡分量BR，则，平衡系数B，。B值越接近1说明平衡性越好，反之平衡性差，服装的平衡感由此确定。
在图6中，利用本系统专用软件对着装人体图像进行处理和分析，得到的服装视觉效果参数包括廓形系数、主色调、色相对比度、彩度对比度、明度对比度、硬度系数、重量系数、温度明确系数、粗糙系数、平衡系数等。

Claims (2)

1.一种服装视觉效果评价系统，利用图像摄取设备获取服装图像，利用计算机对图像进行处理和分析，表达服装视觉效果，其特征是：在图像采集箱内获取着装人体图像，利用人脸特征区域与头部的比例关系确定头部高度，利用头高与人体身高的比例关系进行人体区段划分，在各个区段上提取宽度、颜色等信息用于服装视觉效果计算。
2.根据权利要求1所述的服装视觉效果评价系统，其特征是：输出的服装视觉效果参数包括廓形系数、主色调、色相对比度、彩度对比度、明度对比度、硬度系数、重量系数、温度明确系数、粗糙系数、平衡系数。
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