基于三維人體測(cè)量的青年女性臀部體型細(xì)分

金娟鳳， 孫 潔， 倪世明， 鄒奉元,3

(1. 浙江理工大學(xué) 服裝學(xué)院， 浙江 杭州 310018; 2. 浙江傳媒學(xué)院 設(shè)計(jì)藝術(shù)學(xué)院， 浙江 杭州 310018； 3. 浙江理工大學(xué) 浙江省服裝工程技術(shù)研究中心， 浙江 杭州 310018 )

基于三維人體測(cè)量的青年女性臀部體型細(xì)分

金娟鳳1， 孫 潔2， 倪世明1， 鄒奉元1,3

(1. 浙江理工大學(xué) 服裝學(xué)院， 浙江 杭州 310018; 2. 浙江傳媒學(xué)院 設(shè)計(jì)藝術(shù)學(xué)院， 浙江 杭州 310018； 3. 浙江理工大學(xué) 浙江省服裝工程技術(shù)研究中心， 浙江 杭州 310018 )

如何實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的體型分析是滿足消費(fèi)者對(duì)服裝合體性要求的關(guān)鍵問(wèn)題。為提高服裝臀部的合體性，著重探討與人體臀部體型密切相關(guān)的截面曲線的變化，借助數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法對(duì)女性臀部體型進(jìn)行細(xì)分。以三維人體測(cè)量為基礎(chǔ)，選擇了300名年齡在20～24歲之間的在校女青年測(cè)量其臀部數(shù)據(jù)；對(duì)獲取的28項(xiàng)臀部測(cè)量項(xiàng)目進(jìn)行聚類分析，根據(jù)典型指標(biāo)的算法，提取了能全面反映臀部特征信息的6項(xiàng)典型指標(biāo)；依據(jù)典型指標(biāo)，通過(guò)方差分析，將臀部體型細(xì)分為5類；通過(guò)對(duì)比臀部截面曲線特征，最終驗(yàn)證了5類臀部體型細(xì)分的合理性。

三維測(cè)量； 臀部； 典型指標(biāo)； 聚類分析； 體型細(xì)分

服裝的合體性是影響服裝外觀質(zhì)量的一個(gè)重要因素[1]。尺寸相同的人穿著同一件服裝，由于體型不同往往會(huì)導(dǎo)致穿著舒適性截然不同。因此，體型分析一直都是研究的熱點(diǎn)[2]。

近年來(lái)，三維人體測(cè)量逐漸成為獲取人體數(shù)據(jù)的重要工具[2]。對(duì)人體體型的研究，主要集中在人體軀干整體體型分類[3-4]。如楊允出等[5]引入軀干體積指數(shù)(TVI)，將體型分為X、H、A、V 4種體型；Yong Limchoi等[6]利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法按體側(cè)角對(duì)人體側(cè)面體型進(jìn)行細(xì)分，確定了4種人體側(cè)面體型。針對(duì)局部特征部位的體型研究，常麗霞等[7]通過(guò)提取影響青年女性胸部的特征指標(biāo)將乳房形態(tài)細(xì)分為9類；黃燦藝等[8]通過(guò)提取4個(gè)頸部典型指標(biāo)對(duì)在校男大學(xué)生頸部形態(tài)進(jìn)行分析；張金花等[9]利用三維測(cè)量對(duì)青年女性的肩部形態(tài)進(jìn)行了細(xì)分研究，但是對(duì)服裝合體性影響較大的臀部形態(tài)特征的分析和研究卻很少。

臀部是人體特征的關(guān)鍵部位。本文著重探討臀部截面曲線的變化，對(duì)女性臀部進(jìn)行深入有效的研究。借助三維測(cè)量技術(shù)，獲取女性臀部長(zhǎng)度、高度、圍度、寬度、厚度及角度數(shù)據(jù)，通過(guò)聚類分析和方差分析對(duì)女性臀部體型特征分類，為進(jìn)一步進(jìn)行臀部體型識(shí)別提供理論基礎(chǔ)。

1 試驗(yàn)部分

1.1 試驗(yàn)對(duì)象

使體型劃分具有針對(duì)性，選取300名在校青年女性，年齡為20～24歲，身高為150～175 cm，平均身高為161.70 cm，體重為45～68 kg，平均體重為51.45 kg。

1.2 儀器與條件

采用美國(guó)[TC]2公司的三維人體測(cè)量?jī)x、經(jīng)校正的人體測(cè)高儀及體重計(jì)，測(cè)量溫度為(27±3)℃，相對(duì)濕度為(60±10)%，符合裸體測(cè)量的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。

1.3 測(cè)量要求

參照GB/T 23698—2009《三維掃描人體測(cè)量方法的一般要求》進(jìn)行人體測(cè)量。測(cè)量時(shí)，人體穿著與儀器配套的短褲與背心，頭戴泳帽。為減少儀器誤差，對(duì)同一個(gè)人進(jìn)行3次重復(fù)測(cè)量，取平均值[10]。

1.4 測(cè)量項(xiàng)目

參考GB /T 5703—1999《用于技術(shù)設(shè)計(jì)的人體測(cè)量基礎(chǔ)變量》，確定26個(gè)測(cè)量項(xiàng)目，包括系統(tǒng)可以直接獲得的20個(gè)測(cè)量項(xiàng)目和需要計(jì)算的6個(gè)項(xiàng)目，如表1所示，并將身高(H)和體重(Wei)作為體型的重要指標(biāo)引進(jìn)。

2 測(cè)量結(jié)果與分析

2.1 聚類分析

數(shù)據(jù)預(yù)處理后，將獲得的292組數(shù)據(jù)作為實(shí)驗(yàn)樣本，應(yīng)用SPSS13.0數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行R型聚類分析。這是一種降維的方法，可在變量眾多時(shí)尋找有代表性的變量，以便在用少量、有代表性的變量代替大變量時(shí)，損失信息很少。這種方法可以定性地找出項(xiàng)目與項(xiàng)目之間的相關(guān)性和親密性[11]，圖1為聚類樹(shù)形圖。

表1 測(cè)量項(xiàng)目表Tab.1 Body size items to be measured

圖1 聚類樹(shù)形圖Fig.1 Dendrogram of hierarchical clustering technique in Q-cluster analysis

為使聚類后的各指標(biāo)組間有明顯的差異，結(jié)合圖1，將選取的26個(gè)測(cè)量項(xiàng)目劃分為6類。第1類：身高(H)、臀圍高(HH)、腹圍高(AbH)、會(huì)陰高(CrH)、腿外長(zhǎng)(OuL)、腿內(nèi)長(zhǎng)(InL)；第2類：體重(Wei)、腰圍(WG)、臀圍(HG)、臀后圍(BHG)、臀圍橫長(zhǎng)(HW)、腹圍(AbG)、腹后圍(BAbG)、腹厚(AbT)、腹圍橫長(zhǎng)(AbW)；第3類：臀前圍(FHG)、臀厚(HT)、腹前圍(FAbG)、腹臀厚(AbF_X-HF_X)；第4類：后臀起翹角(SBA)、臀突量(AbB_X-HB_X)；第5類：臀橫矢徑比(HW/HT)、腹圍橫矢徑比(AbW/AbT)；第6類：股上長(zhǎng)(VRL)、上襠總長(zhǎng)(CrL)、前襠長(zhǎng)(FCrL)、后襠長(zhǎng)(BCrL)、腰臀距(WHL)。

2.2 典型指標(biāo)的選擇

聚類結(jié)束后，在各類變量中選擇典型指標(biāo)，主要依據(jù)專業(yè)知識(shí)，并綜合所選變量具有代表性且易測(cè)量獲得2個(gè)原則確定代表變量，提取特征指標(biāo)。計(jì)算每個(gè)指標(biāo)的相關(guān)指數(shù)，公式為

表2 各類別變量的值

2.3 臀部體型分析

為了尋找臀部數(shù)據(jù)特點(diǎn)，應(yīng)用聚類分析中樣本快速聚類(K-Means)的方法，對(duì)臀部數(shù)據(jù)依據(jù)典型指標(biāo)進(jìn)行快速聚類分析，能快速把各個(gè)觀測(cè)變量分到各類。表3是將人體數(shù)據(jù)依據(jù)6個(gè)典型指標(biāo)聚類成3、4、5類時(shí)獲得的典型指標(biāo)的方差分析結(jié)果。觀察表3數(shù)據(jù)可知，將實(shí)驗(yàn)樣本分為5類時(shí)，F(xiàn)檢驗(yàn)的概率均小于0.05，因此快速聚類成5類為最佳選擇。根據(jù)最終聚類中心，找到各類別臀部體型的中間體，圖2為各類別臀部體型截面曲線圖。表4為聚成5類時(shí)典型指標(biāo)最終類中心值及各類樣本容量表。

圖2清晰直觀地表明5類體型在臀圍截面曲線方面存在著明顯的區(qū)別。

第1類：臀部厚度適中，臀前后曲線均凹凸有致，臀前曲線前凸明顯，表現(xiàn)為臀部豐滿腹部前凸；

第2類：臀部厚度較厚，臀后曲線凹凸明顯，臀前曲線稍有前凸，臀后部收攏明顯，表現(xiàn)為夾臀，豐滿；

第3類：臀部厚度較薄，寬度較寬，臀前后曲線平緩，表現(xiàn)為臀部扁平；

第4類：臀部厚度較厚，曲線平緩，表現(xiàn)為臀部厚而平；

第5類：臀部厚度適中，臀部曲線圓順，表現(xiàn)為臀部豐滿圓潤(rùn)。

表3 典型指標(biāo)方差分析

圖2 各類臀部體型截面曲線圖Fig.2 Curves of all types of hip sections.(a) Ⅰ;(b)Ⅱ,(c)Ⅲ;(d)Ⅳ;(e)Ⅴ

項(xiàng)目類別12345臀圍(HG)90429172927494618699臀圍高(HH)93548691788378697654臀橫矢徑比(HW/HT)148149149147152上襠總長(zhǎng)(CrL)49666686616967806144腹臀厚(AbF＿X?HF＿X)24002454247525862325臀突量(AbB＿X?HB＿X)430383298345375樣本容量5436579100所占比例/%17147223271342

3 結(jié) 論

1) 通過(guò)R型聚類分析及Person相關(guān)分析，對(duì)[TC]2三維人體測(cè)量?jī)x獲得的青年女性臀部數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提取了反映臀部形態(tài)的6個(gè)典型指標(biāo)，即臀圍高(HH)、臀圍(HG)、腹臀厚(AbF_X-HF_X)、臀突量(AbB_X-HB_X)、臀橫矢徑比(HW/HT)、上襠總長(zhǎng)(CrL)。

2) 按照提取的6個(gè)典型指標(biāo)，通過(guò)方差分析最終將臀部體型劃分為5類，并得出相應(yīng)的特征指標(biāo)聚類中心及所占人數(shù)比例；通過(guò)對(duì)比各類型臀部截面曲線特征，驗(yàn)證了5類臀部體型劃分的合理性。

FZXB

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Research on subdividing of young female′s hip shapes based on 3-D body measurement

JIN Juanfeng1，SUN Jie2，NI Shiming1，ZOU Fengyuan1,3

(1.FashionCollege,ZhejiangSci-TechUniversity,Hangzhou,Zhejiang310018,China; 2.SchoolofArtDesign,ZhejiangUniversityofMediaandCommunications,Hangzhou,Zhejiang310018,China; 3.ZhejiangProvincialResearchCenterofClothingEngineeringTechnology,ZhejiangSci-TechUniversity,Hangzhou,Zhejiang310018,China)

How to achieve precise body shape analysis is a key issue to meet consumer requirement on apparel fit. In order to improve the fitting of garment on hips, this paper focused on the differences of curves about hip sections to study on subdividing of young female′s hip shapes by statistical analysis. Measurement of 300 young college female students of 20-24 year old were taken with a 3-D body scanner; the position data of 28 items relating to the hips was examined using cluster analysis, and typical index algorithm was used to extract 6 typical indices that can fully reflect the information of hip characteristics. Based on analysis of variance of the typical indices, the body shapes of female′s hips were subdivided into 5 types; and finally, the rationality of this subdividing was verified by comparing the sectional feature curves of each type of hips.

3-D body scanning; hip; typical index; cluster analysis; subdivision of body shape

0253- 9721(2013)09- 0108- 05

2012-10-15

2013-05-05

浙江省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(Y1110504);浙江理工大學(xué)研究生創(chuàng)新研究項(xiàng)目(YCX12016)

金娟鳳(1987—)，女，博士生。主要研究方向?yàn)槿梭w工程與數(shù)字化服裝。鄒奉元，通信作者，E-mail:zfy166@ zstu.edu.cn。

TS 941.17

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