CN113158493B - 纺织品虚拟触觉评价与预测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种纺织品虚拟触觉评价与预测方法，包括：获取纺织品样本的视觉数据和触觉评价指标集，对视觉数据进行虚拟展示，对触觉评价指标集进行触觉评价试验获得触觉特征矩阵；提取视觉特征维度，将视觉特征维度与视觉数据进行对比得到图像的一致性评价指标集；对一致性评价指标集进行逼真度评价试验生成虚拟纺织品；获得视觉特征矩阵；根据触觉特征矩阵提取与其主要相关的视觉特征矩阵得到关键视觉特征集；根据关键视觉特征集建立触觉与视觉关系的预测模型；利用预测模型完成非现实纺织品虚拟触觉的预测。本发明实现纺织品虚拟触觉的预测，以便更加直观、准确地在非接触场景下向消费者传达纺织品的真实手感。

Description

纺织品虚拟触觉评价与预测方法及系统

技术领域

本发明涉及光学技术领域，尤其是指一种纺织品虚拟触觉评价与预测方法及系统。

背景技术

随着互联网经济的快速崛起，非现场式购物大有取代实体店购物成为大众主流消费模式的趋势。而计算机人工智能技术的快速兴起，大力助推着这一进程的发展。比如当今各种虚拟现实技术开始渗透到社会生活的方方面面。在纺织服装领域、虚拟购物、虚拟试衣等新兴人工智能技术正逐渐走近大众消费者，在便捷度和有趣性等方面大大提升了人们的线上消费体验。

在目前计算机辅助设计以及虚拟现实技术的加持下，纺织服装产品的虚拟展示已经能够将服装款式、色彩以及尺寸等外形特性相对准确地模拟再现。触觉作为服装产品的一个不可或缺的评价维度，其很难通过线上展示的方式来呈现，准确评价则更是难上加难。目前大部分的研究都集中在机械领域，通过开发力反馈系统来模拟纺织品触觉。然而现有研究在模拟效果上普遍面临瓶颈。加之，纺织品触觉具有复杂的感知机理，现有研究往往从单个指标的模拟入手，很难实现实质的突破。因此，急需研发符合触觉感知机理的纺织品虚拟触觉的生成、评价和预测方法来更加直观、准确地在非接触场景下向消费者传达纺织品的真实手感。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中缺少符合触觉感知机理的纺织品虚拟触觉的生成、评价和预测方法来更加直观、准确地在非接触场景下向消费者传达纺织品的真实手感的缺陷。

为解决上述技术问题，本发明提供一种纺织品虚拟触觉评价与预测方法，包括：

获取纺织品样本的视觉数据和触觉评价指标集，对所述视觉数据进行三维图像虚拟展示，同时对所述触觉评价指标集进行触觉评价试验，获得触觉特征矩阵；

提取所述三维图像的视觉特征维度，将所述视觉特征维度与所述视觉数据进行对比，得到图像的一致性评价指标集；

对所述图像的一致性评价指标集进行逼真度评价试验，生成虚拟纺织品；

对所述虚拟纺织品进行视觉特征评价试验，获得视觉特征矩阵；

根据所述触觉特征矩阵提取与其主要相关的视觉特征矩阵，得到关键视觉特征集；

根据所述关键视觉特征集建立触觉与视觉关系的预测模型，其中所述预测模型的输出为触觉特征集，其输入为对应于所述触觉特征集的关键视觉特征集；

利用所述预测模型完成非现实纺织品虚拟触觉的预测。

在本发明的一个实施例中，所述视觉数据包括静态图像和动态视频。

在本发明的一个实施例中，所述三维图像虚拟展示包括静态模拟和动态模拟，所述静态模拟为模拟人体穿着服装后的静态的三维立体效果；所述动态模拟为模拟人体穿着服装后的动态的三维立体效果。

在本发明的一个实施例中，对所述触觉评价指标集进行触觉评价试验，获得触觉特征矩阵包括：

根据所述触觉评价指标集对纺织品样本进行触觉特征的主观评价，并将评价结果进行归一化处理，得到触觉特征矩阵。

在本发明的一个实施例中，对所述图像的一致性评价指标集进行逼真度评价试验，生成虚拟纺织品包括：

若评价试验结果为逼真，则生成虚拟纺织品；若评价试验结果为失真，则重新进行三维图像虚拟展示和逼真度评价试验，直至评价试验结果为逼真。

在本发明的一个实施例中，对所述虚拟纺织品进行视觉特征评价试验，获得视觉特征矩阵包括：

根据所述虚拟纺织品生成视觉特征评价指标，不断缩小指标范围，直至获得全面涵盖视觉特征空间的视觉评价指标；

根据所述视觉评价指标对所述虚拟纺织品进行视觉特征的主观评价，并将评价结果进行归一化处理，得到视觉特征矩阵。

在本发明的一个实施例中，根据所述触觉特征矩阵提取与其主要相关的视觉特征矩阵，得到关键视觉特征集包括：

计算所述触觉特征矩阵与对应视觉特征矩阵的相关性，保留主要相关的视觉特征矩阵；

提取主要相关的视觉特征矩阵。

在本发明的一个实施例中，利用所述预测模型完成非现实纺织品虚拟触觉的预测包括：

提取所述非现实纺织品的视觉特征，将所述视觉特征输入所述预测模型，得到所述非现实纺织品与该视觉特征对应的触感特征。

在本发明的一个实施例中，提取所述非现实纺织品的视觉特征包括：

通过人工或计算机进行视觉抓取，提取其视觉特征。

此外，本发明还提供一种纺织品虚拟触觉评价与预测系统，包括：

触觉特征矩阵获取模块，所述触觉特征矩阵获取模块用于获取纺织品样本的视觉数据和触觉评价指标集，对所述视觉数据进行三维图像虚拟展示，同时对所述触觉评价指标集进行触觉评价试验，获得触觉特征矩阵；

评价指标获取模块，所述评价指标获取模块用于提取所述三维图像的视觉特征维度，将所述视觉特征维度与所述视觉数据进行对比，得到图像的一致性评价指标集；

虚拟纺织品生成模块，所述虚拟纺织品生成模块用于对所述图像的一致性评价指标集进行逼真度评价试验，生成虚拟纺织品；

视觉特征矩阵获取模块，所述视觉特征矩阵获取模块用于对所述虚拟纺织品进行视觉特征评价试验，获得视觉特征矩阵；

关键视觉特征获取模块，所述关键视觉特征获取模块用于根据所述触觉特征矩阵提取与其主要相关的视觉特征矩阵，得到关键视觉特征集；

预测模型建立模块，所述预测模型建立模块用于根据所述关键视觉特征集建立触觉与视觉关系的预测模型，其中所述预测模型的输出为触觉特征集，其输入为对应于所述触觉特征集的关键视觉特征集；

虚拟触觉预测模块，所述虚拟触觉预测模块用于利用所述预测模型完成非现实纺织品虚拟触觉的预测。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本发明采用数据特征提取、感官评价以及智能建模等步骤建立关于触觉与视觉关系的预测模型，通过该预测模型能够将非现实纺织品的复杂的触觉特征转换为简单的视觉特征，即通过视觉特征就可以获得相对应的触觉特征，从而实现纺织品虚拟触觉的预测，以便更加直观、准确地在非接触场景下向消费者传达纺织品的真实手感，为完整实现纺织品多维度虚拟展示及评价提供可行方案。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明一种纺织品虚拟触觉评价与预测方法的流程示意图。

图2是本发明一种纺织品虚拟触觉评价与预测方法的原理示意图。

图3是本发明一种纺织品虚拟触觉评价与预测系统的结构示意图。

附图标记说明：10、触觉特征矩阵获取模块；20、评价指标获取模块；30、虚拟纺织品生成模块；40、视觉特征矩阵获取模块；50、关键视觉特征获取模块；60、预测模型建立模块；70、虚拟触觉预测模块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

实施例一

请参阅图1和图2所示，本实施例提供一种纺织品虚拟触觉评价与预测方法，具体包括以下步骤：

S100：获取纺织品样本的视觉数据和触觉评价指标集，对视觉数据进行三维图像虚拟展示，同时对触觉评价指标集进行触觉评价试验，获得触觉特征矩阵。

示例地，视觉数据包括动态视频及静态图像。三维图像虚拟展示包括静态模拟和动态模拟，其中，以服装面料为例，静态模拟为通过三维虚拟技术模拟人体穿着服装后的静态的三维立体效果；动态模拟是通过三维虚拟技术模拟人体穿着服装后的动态的(比如走动等)三维立体效果。

示例地，对触觉评价指标集进行触觉评价试验，获得触觉特征矩阵包括根据触觉评价指标集(H1,H2,H3,…,Hn)对纺织品样本进行触觉特征的主观评价，并将评价结果进行归一化处理，得到触觉特征矩阵H。

S200：提取三维图像的视觉特征维度，将视觉特征维度与所述视觉数据进行对比，得到图像的一致性评价指标集。

S300：对图像的一致性评价指标集进行逼真度评价试验，生成虚拟纺织品。

示例地，对图像的一致性评价指标集进行逼真度评价试验，生成虚拟纺织品包括若评价试验结果为逼真，则生成虚拟纺织品；若评价试验结果为失真，则重新进行三维图像虚拟展示和逼真度评价试验，直至评价试验结果为逼真。例如若评价试验结果为逼真(以10级量表为例，逼真度大于等于8分)，则生成最终版的虚拟纺织品。若评价试验结果为失真(以10级量表为例，逼真度小于8分)，则根据失真的具体维度(即视觉特征指标)，调整虚拟纺织品的模拟参数，重新生成虚拟展示样本。在此基础上，重新进行模拟逼真度的评价测试，直到评价结果达到逼真，则停止模拟调整，生成最终版的虚拟纺织品。

S400：对虚拟纺织品进行视觉特征评价试验，获得视觉特征矩阵。

示例地，对虚拟纺织品进行视觉特征评价试验，获得视觉特征矩阵包括根据虚拟纺织品生成视觉特征评价指标(V1，V2，V3,…Vm)，不断缩小指标范围，直至获得全面涵盖视觉特征空间的视觉评价指标；根据视觉评价指标对虚拟纺织品进行视觉特征的主观评价，并将评价结果进行归一化处理，得到视觉特征矩阵V。

S500：根据触觉特征矩阵提取与其主要相关的视觉特征矩阵，得到关键视觉特征集。

示例地，基于大量认知心理学研究，物体的各项感知其实是相通的，甚至，基于长期的多感官协同感知经验，在其中一个感觉通道缺失的情况下，其他存在的感官体验在很大程度下可以对其进行代偿。人对周遭环境的感知绝大部分来自于视觉。根据认知心理学，在本发明所涉及的情况下，当纺织品无法被现实触及时，其触觉感受可以通过视觉得到传递。因此，本发明针对每一个触觉特征矩阵Hs(s＝1,2,3,…,n)提取与之表达最为相关的一组视觉特征矩阵Vs(s＝1,2,3,…,n)。首先，通过相关性分析法计算每一个视觉特征矩阵Vs与相应触觉特征矩阵Hs的相关性，保留相关性较高视觉特征矩阵Vs。而后通过主成分分析法进一步提取主要相关的视觉特征矩阵Vs，称之为对应特定触感指标的关键视觉特征集Vk(k＝1,2,…,w)。

示例地，根据触觉特征矩阵提取与其主要相关的视觉特征矩阵，得到关键视觉特征集包括计算触觉特征矩阵与对应视觉特征矩阵的相关性，保留主要相关的视觉特征矩阵；提取主要相关的视觉特征矩阵。

S600：根据关键视觉特征集建立触觉与视觉关系的预测模型，其中预测模型的输出为触觉特征集，其输入为对应于触觉特征集的关键视觉特征集。

S700：利用预测模型完成非现实纺织品虚拟触觉的预测。

示例地，利用预测模型完成非现实纺织品虚拟触觉的预测包括提取非现实纺织品的视觉特征，将视觉特征输入预测模型，得到非现实纺织品与该视觉特征对应的触感特征，其中提取非现实纺织品的视觉特征可以采用人工或计算机进行视觉抓取。

综上，本发明采用数据特征提取、感官评价以及智能建模等步骤建立关于触觉与视觉关系的预测模型，通过该预测模型能够将非现实纺织品的复杂的触觉特征转换为简单的视觉特征，即通过视觉特征就可以获得相对应的触觉特征，从而实现纺织品虚拟触觉的预测，以便更加直观、准确地在非接触场景下向消费者传达纺织品的真实手感，为完整实现纺织品多维度虚拟展示及评价提供可行方案。

实施例二

下面对本发明实施例二提供的一种纺织品虚拟触觉评价与预测系统进行介绍，下文描述的一种纺织品虚拟触觉评价与预测系统与上文描述的一种纺织品虚拟触觉评价与预测方法可相互对应参照。

请参阅图3所示，本实施例提供一种纺织品虚拟触觉评价与预测系统，包括：

触觉特征矩阵获取模块10，触觉特征矩阵获取模块10用于获取纺织品样本的视觉数据和触觉评价指标集，对视觉数据进行三维图像虚拟展示，同时对触觉评价指标集进行触觉评价试验，获得触觉特征矩阵；

评价指标获取模块20，评价指标获取模块20用于提取三维图像的视觉特征维度，将视觉特征维度与所述视觉数据进行对比，得到图像的一致性评价指标集；

虚拟纺织品生成模块30，虚拟纺织品生成模块30用于对图像的一致性评价指标集进行逼真度评价试验，生成虚拟纺织品；

视觉特征矩阵获取模块40，视觉特征矩阵获取模块40用于对虚拟纺织品进行视觉特征评价试验，获得视觉特征矩阵；

关键视觉特征获取模块50，关键视觉特征获取模块50用于根据触觉特征矩阵提取与其主要相关的视觉特征矩阵，得到关键视觉特征集；

预测模型建立模块60，预测模型建立模块60用于根据关键视觉特征集建立触觉与视觉关系的预测模型，其中预测模型的输出为触觉特征集，其输入为对应于触觉特征集的关键视觉特征集；

虚拟触觉预测模块70，虚拟触觉预测模块70用于利用预测模型完成非现实纺织品虚拟触觉的预测。

本实施例的纺织品虚拟触觉评价与预测系统用于实现前述的纺织品虚拟触觉评价与预测方法，因此该系统的具体实施方式可见前文中的纺织品虚拟触觉评价与预测方法的实施例部分，所以，其具体实施方式可以参照相应的各个部分实施例的描述，在此不再展开介绍。

另外，由于本实施例的纺织品虚拟触觉评价与预测系统用于实现前述的纺织品虚拟触觉评价与预测方法，因此其作用与上述方法的作用相对应，这里不再赘述。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种纺织品虚拟触觉评价与预测方法，其特征在于，包括：

获取纺织品样本的视觉数据和触觉评价指标集，对所述视觉数据进行三维图像虚拟展示，同时对所述触觉评价指标集进行触觉评价试验，获得触觉特征矩阵；

提取所述三维图像的视觉特征维度，将所述视觉特征维度与所述视觉数据进行对比，得到图像的一致性评价指标集；

对所述图像的一致性评价指标集进行逼真度评价试验，生成虚拟纺织品；

对所述虚拟纺织品进行视觉特征评价试验，获得视觉特征矩阵；

根据所述触觉特征矩阵提取与其主要相关的视觉特征矩阵，得到关键视觉特征集；

根据所述关键视觉特征集建立触觉与视觉关系的预测模型，其中所述预测模型的输出为触觉特征集，其输入为对应于所述触觉特征集的关键视觉特征集；

利用所述预测模型完成非现实纺织品虚拟触觉的预测。

2.根据权利要求1所述的纺织品虚拟触觉评价与预测方法，其特征在于：所述视觉数据包括静态图像和动态视频。

3.根据权利要求1所述的纺织品虚拟触觉评价与预测方法，其特征在于：所述三维图像虚拟展示包括静态模拟和动态模拟，所述静态模拟为模拟人体穿着服装后的静态的三维立体效果；所述动态模拟为模拟人体穿着服装后的动态的三维立体效果。

4.根据权利要求1所述的纺织品虚拟触觉评价与预测方法，其特征在于：对所述触觉评价指标集进行触觉评价试验，获得触觉特征矩阵包括：

根据所述触觉评价指标集对纺织品样本进行触觉特征的主观评价，并将评价结果进行归一化处理，得到触觉特征矩阵。

5.根据权利要求1所述的纺织品虚拟触觉评价与预测方法，其特征在于：对所述图像的一致性评价指标集进行逼真度评价试验，生成虚拟纺织品包括：

若评价试验结果为逼真，则生成虚拟纺织品；若评价试验结果为失真，则重新进行三维图像虚拟展示和逼真度评价试验，直至评价试验结果为逼真。

6.根据权利要求1所述的纺织品虚拟触觉评价与预测方法，其特征在于：对所述虚拟纺织品进行视觉特征评价试验，获得视觉特征矩阵包括：

根据所述虚拟纺织品生成视觉特征评价指标，不断缩小指标范围，直至获得全面涵盖视觉特征空间的视觉评价指标；

根据所述视觉评价指标对所述虚拟纺织品进行视觉特征的主观评价，并将评价结果进行归一化处理，得到视觉特征矩阵。

7.根据权利要求1所述的纺织品虚拟触觉评价与预测方法，其特征在于：根据所述触觉特征矩阵提取与其主要相关的视觉特征矩阵，得到关键视觉特征集包括：

计算所述触觉特征矩阵与对应视觉特征矩阵的相关性，保留主要相关的视觉特征矩阵；

提取主要相关的视觉特征矩阵。

8.根据权利要求1所述的纺织品虚拟触觉评价与预测方法，其特征在于：利用所述预测模型完成非现实纺织品虚拟触觉的预测包括：

提取所述非现实纺织品的视觉特征，将所述视觉特征输入所述预测模型，得到所述非现实纺织品与该视觉特征对应的触感特征。

9.根据权利要求8所述的纺织品虚拟触觉评价与预测方法，其特征在于：提取所述非现实纺织品的视觉特征包括：

通过人工或计算机进行视觉抓取，提取其视觉特征。

10.一种纺织品虚拟触觉评价与预测系统，其特征在于，包括：

触觉特征矩阵获取模块，所述触觉特征矩阵获取模块用于获取纺织品样本的视觉数据和触觉评价指标集，对所述视觉数据进行三维图像虚拟展示，同时对所述触觉评价指标集进行触觉评价试验，获得触觉特征矩阵；

评价指标获取模块，所述评价指标获取模块用于提取所述三维图像的视觉特征维度，将所述视觉特征维度与所述视觉数据进行对比，得到图像的一致性评价指标集；

虚拟纺织品生成模块，所述虚拟纺织品生成模块用于对所述图像的一致性评价指标集进行逼真度评价试验，生成虚拟纺织品；

视觉特征矩阵获取模块，所述视觉特征矩阵获取模块用于对所述虚拟纺织品进行视觉特征评价试验，获得视觉特征矩阵；

关键视觉特征获取模块，所述关键视觉特征获取模块用于根据所述触觉特征矩阵提取与其主要相关的视觉特征矩阵，得到关键视觉特征集；

预测模型建立模块，所述预测模型建立模块用于根据所述关键视觉特征集建立触觉与视觉关系的预测模型，其中所述预测模型的输出为触觉特征集，其输入为对应于所述触觉特征集的关键视觉特征集；

虚拟触觉预测模块，所述虚拟触觉预测模块用于利用所述预测模型完成非现实纺织品虚拟触觉的预测。

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