基于圖像處理技術(shù)的抽褶裙造型客觀評價

李夢雪 支阿玲 吳巧英

摘 要：為提高抽褶裙外觀造型評價的準(zhǔn)確性，在回顧和總結(jié)國內(nèi)外裙裝造型評價研究的基礎(chǔ)上，基于圖像處理技術(shù)，對抽褶裙外觀造型客觀評價指標(biāo)的確定與提取進(jìn)行了理論分析，并從抽褶裙的正面造型、側(cè)面造型、裙擺底部造型以及抽褶造型4個方面提取了抽褶裙的裙寬、裙厚、裙擺展開角、輪廓面積、橫截面面積、波紋深度標(biāo)準(zhǔn)差、波峰間距標(biāo)準(zhǔn)差、波紋個數(shù)、裙身體積等28個指標(biāo)參數(shù)。根據(jù)客觀評價指標(biāo)測量結(jié)果對28個客觀指標(biāo)進(jìn)行篩選和因子分析，得到4個造型主因子，根據(jù)抽褶裙造型主因子與主觀評價結(jié)果的相關(guān)分析得到各因子對抽褶裙造型的影響，最后構(gòu)建了抽褶裙客觀評價體系，為抽褶裙造型客觀評價與織物相關(guān)性研究提供了參考。

關(guān)鍵詞：抽褶裙；圖像處理技術(shù)；造型；客觀評價

中圖分類號：TS941.1

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1009-265X（2018）06-0062-08

Abstract：In order to improve the accuracy of the evaluation on the appearance of gathered skirt， determination and extraction of appearance objective evaluation index of gathered skirt were analyzed based on image processing technology after reviewing and summarizing the researches on garment styling evaluation at home and abroad. Then， 28 parameters such as skirt width， thickness， spreading angle， contour area， cross-sectional area， standard deviation of ripple depth， standard deviation of crest spacing， ripple number and volume of skirt were extracted from the front shape， side shape， skirt bottom shape and pleat shape. Then， the 28 objective indexes were screened and factor analysis was carried out according to the measurement results of objective evaluation index， and 4 main factors were gained. According to the correlation analysis between main factors and subjective evaluation result， effects of each factor on the appearance of gathered skirt were obtained. Finally， the objective evaluation system of the appearance of gathered skirt was established， which provides a reference for the study on correlation between objective evaluation of gathered skirt and fabric properties.

Key words：gathered skirt； image processing technology； shape； objective evaluation

抽褶裙是常見裙裝款式之一，其腰部具有裝飾性抽褶，外輪廓造型多為A字型，因其穿著方便且體現(xiàn)女性自然美深受女性歡迎[1]。市面上的抽褶裙造型風(fēng)格迥異，有的垂感較好，有的較為蓬松，而服裝造型是影響消費者購買因素之一，他們會根據(jù)自己的喜好或其他原因?qū)Τ轳奕沟目钍竭M(jìn)行選擇，因此，需要依據(jù)其造型特征對其進(jìn)行外觀造型評價。然而，以往文獻(xiàn)主要從感官視覺、肢體觸覺及主觀心理描述服裝造型效果，具有快速便捷的優(yōu)勢，但受大量不穩(wěn)定因素影響如性別、年齡及知識背景等，而造成研究結(jié)果出現(xiàn)偏差[2-4]，因此，迫切需要對其進(jìn)行定量分析。

近年計算方法及計算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展，服裝數(shù)字化研究日益深入，為服裝造型客觀研究提供可能[5-8]。劉春伶[9]采用Photoshop等圖片處理軟件以及Matlab軟件對超短裙不同方向的外觀形態(tài)圖像進(jìn)行處理分析，并提取出超短裙不同角度的圖像面積、裙厚、裙寬等17項造型參數(shù)指標(biāo)，對超短裙進(jìn)行客觀評價。陸家冰[10]通過拍攝14種不同面料的斜裙造型效果，利用Photoshop、Imageware等軟件采集分析了斜裙的波浪數(shù)、裙擺角度及投影面積的數(shù)據(jù)。但目前裙類客觀評價主要涉及A字裙[8-9，11-13]、斜裙[10]、喇叭裙[14-15]等，針對抽褶裙造型研究尚未深入。因此，本研究基于抽褶裙造型特點，運用圖像處理技術(shù)，分析確定抽褶裙客觀評價指標(biāo)及提取方法，構(gòu)建抽褶裙客觀評價體系，為抽褶裙造型客觀評價提供理論依據(jù)。

1 圖像處理軟件的選擇

數(shù)字圖像處理（Digital Image Processing）簡稱圖像處理，是通過計算機(jī)對圖像進(jìn)行去除噪聲、增強(qiáng)、復(fù)原、分割、提取特征等一系列操作而實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的方法和技術(shù)[16]。其起源于20世紀(jì)20年代[17]，隨后被應(yīng)用于航空、生物醫(yī)學(xué)、紡織服裝等各個領(lǐng)域。隨著計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，圖像處理技術(shù)得到了很大的發(fā)展，隨之圖像處理軟件也被大量開發(fā)和應(yīng)用，常用的圖像處理軟件有Photoshop、Corel DRAW、Illustrator、MATLAB、Auto CAD等。

Photoshop主要處理以像素所構(gòu)成的位圖圖像，使用其眾多的編修與繪圖工具，可以便捷有效地進(jìn)行圖片編輯工作。與Photoshop不同的是，Corel DRAW是常用的矢量圖軟件，更傾向于形狀的變化，無損像素，適合于圖片設(shè)計，Photoshop更傾向于色彩和照片處理[18]，本文中需處理的圖像為所攝抽褶裙照片，因此，Photoshop軟件更加適合，其中的標(biāo)尺工具可以快速精準(zhǔn)地測量對象的長度和角度，如抽褶裙的裙寬、裙厚、裙擺展開角等。另外，通過Photoshop的選取工具，可以對所攝抽褶裙照片進(jìn)行圖形區(qū)域的選取，建立選區(qū)以后可以在直方圖對話框里讀出統(tǒng)計到的選區(qū)像素數(shù)，即抽褶裙的各角度圖像面積，單位為像素。

2 客觀指標(biāo)的選取

2.1 輪廓造型特征指標(biāo)

分析現(xiàn)有關(guān)于裙裝類外觀造型評價的相關(guān)文獻(xiàn)，整理出客觀評價指標(biāo)名稱與評價對象，見表1。研究者們通過拍攝照片，提取外輪廓造型特征參數(shù)來獲得造型特征指標(biāo)，由于采用一維、二維測試方法，故提取的指標(biāo)均為一維、二維指標(biāo)。根據(jù)測試部位可將指標(biāo)分成正面、側(cè)面、底擺三類，其造型指標(biāo)示意圖分別見圖1、圖2、圖3。表1中所有指標(biāo)均適用于抽褶裙造型評價，各指標(biāo)定義及其評價內(nèi)容分析如下。

2.1.1 裙寬W與裙厚D

裙寬W、裙厚D分別指抽褶裙正面或側(cè)面外輪廓底邊兩端點之間的垂直距離，單位厘米（cm），是描述裙子正面與側(cè)面裙擺張開程度的間接指標(biāo)，用

于表征裙子正面與側(cè)面輪廓的A型感。在腰部大小不變情況下，裙寬或裙厚越大，裙子正面或側(cè)面形態(tài)越偏于A型。

2.1.2 正面裙擺展開角與側(cè)面裙擺展開角

正面裙擺展開角、側(cè)面裙擺展開角分別指抽褶裙正面或側(cè)面的裙擺左/右兩端與腰部左/右最外側(cè)點連線與垂線之間夾角（α1、α2）/（β1、β2）的平均值，單位為（°），是描述裙子正面與側(cè)面下擺展開程度的直接指標(biāo)。

2.1.3 正面輪廓面積S正、側(cè)面輪廓面積S側(cè)、背面輪廓面積S背與底面輪廓面積S底

正面輪廓面積S正、側(cè)面輪廓面積S側(cè)、背面輪廓面積S背、底面輪廓面積S底分別指抽褶裙正面、側(cè)面、背面和底面的圖像輪廓線所圍成的圖形的面積，單位為像素（Pixel），用于描述抽褶裙蓬松程度，輪廓面積越大，裙子越蓬松。

2.1.4 底擺波紋個數(shù)N

假設(shè)裙擺邊緣曲線為一波浪形閉合曲線，把曲線上向外凸出的部分定義為波峰，向內(nèi)凹入的部分定義為波谷。底擺波紋個數(shù)N是指抽褶裙在自然穿著狀態(tài)下，裙擺的波峰或波谷個數(shù)，用于描述裙裝的懸垂形態(tài)特征。

2.1.5 波峰半徑、波谷半徑

波峰距中心最遠(yuǎn)點到中心的距離（波峰半徑）為R，波谷距中心最近點到中心的距離（波谷半徑）為r。假設(shè)裙擺波紋個數(shù)為n，平均波峰半徑指n個波峰半徑的平均值，平均波谷半徑指n個波谷半徑的平均值，單位為厘米（cm），用于描述抽褶裙底擺的曲線造型特征。

2.1.6 底擺波紋深度h

如圖3所示，波紋深度h是指從波峰到相鄰兩波谷之間的垂直距離的平均值。假設(shè)裙擺波紋個數(shù)為n，底擺波紋深度h指n個波紋深度的平均值，單位厘米（cm）。該指標(biāo)主要描述抽褶裙底擺波紋的縱向形態(tài)，波紋深度越深，裙擺曲線縱向波動越大，抽褶裙下擺褶紋凹凸感越強(qiáng)。

2.1.7 波紋深度標(biāo)準(zhǔn)差STDh

波紋深度標(biāo)準(zhǔn)差STDh，STDh=1n×∑ni=1（hi-）2，該指標(biāo)反映波紋深度變動程度，用于描述抽褶裙的褶紋縱向均勻度。該指標(biāo)值越小，說明底擺波浪深度變化較小，褶紋起伏較均勻。

2.1.8 底擺波峰間距

波峰間距L是指相鄰兩波峰之間的距離，假設(shè)裙擺波紋個數(shù)為n，底擺波峰間距指n個波峰間距的平均值，單位厘米（cm）。該指標(biāo)用于描述抽褶裙裙擺波紋間距大小程度，平均波峰間距越大，抽褶裙褶紋排列越疏松，反之，褶紋排列越緊密。

2.1.9 波峰間距標(biāo)準(zhǔn)差STDL

波峰間距標(biāo)準(zhǔn)差STDL，STDL=1n×∑ni=1（Li-）2，該指標(biāo)反映了底擺波紋間距變動程度，該指標(biāo)值越小，說明波峰間距變化越不明顯，波浪分布越均勻。

2.2 抽褶造型特征指標(biāo)

抽褶裙由于腰部抽褶而形成的腰至臀部褶紋起伏與疏密程度均會影響抽褶裙造型效果，因此，除了輪廓造型，對于抽褶裙還需要提取抽褶造型特征指標(biāo)。借鑒文獻(xiàn)[21]對抽褶造型評價的研究成果，本文采用三維掃描的方法，截取抽褶裙內(nèi)部輪廓線，提取抽褶造型特征指標(biāo)包括：腰線下10、20 cm位置的裙身橫截面面積，腰線下5、15 cm波紋個數(shù)，腰線下5、15 cm波紋深度，腰線下5、15 cm波峰間距，腰線下5、15 cm波峰間距標(biāo)準(zhǔn)差，腰線下5、15 cm波紋深度標(biāo)準(zhǔn)差，以及裙身體積等13個特征指標(biāo)。

2.2.1 腰線下10、20 cm處裙身截面面積S10、S20

人體腰部最細(xì)處為腰圍線，腰圍線向下20 cm處為臀部最豐滿處，腰圍到臀圍距離的二分之一處是中腰圍[17]。抽褶裙裙身這兩處過于寬松或過于貼體，都將影響著裝美觀，裙身腰圍線向下10、20 cm段截面面積（S10、S20），單位為平方毫米（mm2）（Imageware軟件自帶工具測量單位為mm2），可以反映抽褶裙的蓬松程度。

2.2.2 腰線下5、15 cm波紋個數(shù)N5、N15

腰線以下5、15 cm波紋個數(shù)N5、N15是指抽褶裙在自然穿著狀態(tài)下，裙子的腰線處往下5、15 cm處裙身褶紋的波峰個數(shù)，兩者可通過目測直接讀出數(shù)值。

2.2.3 腰線下5、15 cm波紋深度h5、h15

腰線下5、15 cm波紋深度分別記作h5、h15，該指標(biāo)主要描述抽褶裙裙身波紋的縱向形態(tài)，波紋深度越深，抽褶裙褶紋凹凸感越強(qiáng)。

2.2.4 腰線下5、15 cm波紋深度標(biāo)準(zhǔn)差STDh5、STDh5

腰線下5、15 cm處測得的波紋深度標(biāo)準(zhǔn)差分別記作STDh5、STDh15，該指標(biāo)反映了波紋深度變動程度，用于描述抽褶裙裙身褶紋縱向均勻度。該指標(biāo)值越小，說明褶紋深度變化較小，褶紋起伏較均勻。

2.2.5 腰線下5、15 cm波峰間距5、15

腰線下5、15 cm波峰間距分別記作5、15，該指標(biāo)用于描述抽褶裙裙身褶紋間距大小程度，平均波峰間距越大，裙身褶紋排列越疏松，反之，褶紋排列越緊密。

2.2.6 腰線下5、15 cm波峰間距標(biāo)準(zhǔn)差STDL5、STDL15

腰線下5、15 cm處測得的波峰間距標(biāo)準(zhǔn)差分別記作STDL5、STDL15，該指標(biāo)反映了褶紋間距變動程度，用于描述抽褶裙褶紋橫向均勻程度。該指標(biāo)值越小，說明波峰間距變化越不明顯，褶紋分布越均勻。

2.2.7 裙身體積V

裙身體積V是反映抽褶裙蓬松程度的重要指標(biāo)之一，裙子所占空間體積越大，則裙子越蓬松。由于抽褶裙不屬于貼體裙類，用三維掃描儀測量時，裙擺附近點云會出現(xiàn)較大部分缺失，綜合所有試樣掃描結(jié)果，提取抽褶裙腰圍線至腰線下35 cm處部分體積作為抽褶裙的裙身體積，將TC2三維人體掃描儀獲取抽褶裙的三維立體圖像點云數(shù)據(jù)，導(dǎo)入Imageware軟件中，計算抽褶裙裙身體積，單位為立方毫米（mm3）。

3 指標(biāo)的提取方法

以3種不同面料、抽褶比例為1∶1的抽褶裙為例，介紹造型評價指標(biāo)的提取方法。將裙樣品穿在160/84A的標(biāo)準(zhǔn)人臺上，靜置3 min，拍攝其正面、側(cè)面、底擺圖像，如表2所示。

3.1 長度、角度指標(biāo)的提取和測量

長度指標(biāo)包括：裙寬W、裙厚D、波峰半徑、波谷半徑、波紋深度h、波峰間距L，腰線下5、15 cm波紋深度h5、h15，腰線下5、15 cm波峰間距L5、L15。角度指標(biāo)包括：正面裙擺展開角、側(cè)面裙擺展開角。

測量方法與結(jié)果：通過Photoshop軟件里的標(biāo)尺工具對長度指標(biāo)和角度指標(biāo)進(jìn)行測量。1#、2#、3#抽褶裙的測量結(jié)果如表3所示。

3.2 面積指標(biāo)的提取和測量

輪廓面積指標(biāo)包括：裙子正面輪廓面積S正、側(cè)面輪廓面積S側(cè)、背面輪廓面積S背、底部輪廓面積S底。裙身橫截面面積指標(biāo)包括：腰線下10 cm處裙身截面面積S10、腰線下20 cm處裙身截面面積S20。

輪廓面積測量方法與結(jié)果：將所攝抽褶裙照片導(dǎo)入Photoshop軟件，對抽褶裙的圖片輪廓進(jìn)行面積測量，可通過直方圖直接讀出像素值，測量結(jié)果見表4。

橫截面面積的提取方法與結(jié)果：將抽褶裙穿在人臺上，用TC2三維掃描儀進(jìn)行掃描，得到點云數(shù)據(jù)見圖4，將點云數(shù)據(jù)導(dǎo)入Imageware軟件，通過曲線擬合得到裙身橫截面見圖5，通過軟件直接測量面積見圖6，測量結(jié)果見表4。

3.3 均勻度指標(biāo)的提取和測量

褶紋縱向均勻度指標(biāo)：底擺波紋深度標(biāo)準(zhǔn)差STDh、腰線下5 cm波紋深度標(biāo)準(zhǔn)差STDh5、腰線下15 cm波紋深度標(biāo)準(zhǔn)差STDh15。褶紋橫向均勻度指標(biāo)：底擺波峰間距標(biāo)準(zhǔn)差STDL、腰線下5 cm波峰間距標(biāo)準(zhǔn)差STDL5、腰線下15 cm波峰間距標(biāo)準(zhǔn)差STDL15。

測量方法與結(jié)果：將圖5得到的橫截面圖導(dǎo)入Photoshop軟件，測量波紋深度和波峰間距，再計算得到標(biāo)準(zhǔn)差，結(jié)果如表5所示。

3.4 裙身體積的提取和測量

將三維掃描所獲得的裙身點云數(shù)據(jù)導(dǎo)入Imageware軟件，刪掉雜點，再通過軟件自帶的三角形網(wǎng)格模型評估裙身體積，如圖7。測得表3中的1#、2#、3#抽褶群的裙身體積分別為3 615 642、3 669 380、3 774 963 mm3。

3.5 波紋個數(shù)指標(biāo)提取和測量

波紋個數(shù)指標(biāo)：腰線下5 cm波紋個數(shù)N5、腰線下15 cm波紋個數(shù)N15、底擺波紋個數(shù)N。

測量方法與結(jié)果：由表3中底部形態(tài)圖目測得到N；由圖5得到的橫截面圖目測得到N5、N15。N5、N15、N的測量結(jié)果分別為：1#（26、17、11）、2#（25、16、9）、3#（22、12、8）。

4 客觀評價指標(biāo)體系的構(gòu)建

4.1 客觀指標(biāo)的篩選

選取文獻(xiàn)[22]中的45條抽褶裙試樣進(jìn)行主、客觀評價。參照文獻(xiàn)[22]，得到腰至臀部抽褶合體度、裙身波褶均勻度、蓬松度、整體美觀度等4個主觀評價指標(biāo)測試結(jié)果。參照3.1～3.5，測量得到28個客觀指標(biāo)的評價結(jié)果。

將主、客觀評價結(jié)果進(jìn)行相關(guān)分析，其中，底擺波紋深度標(biāo)準(zhǔn)差STDh、波峰間距標(biāo)準(zhǔn)差STDL、腰線下5 cm波峰間距標(biāo)準(zhǔn)差STDL5、腰線下15 cm波浪個數(shù)N15、腰線下15 cm波峰間距標(biāo)準(zhǔn)差STDL15以及裙身體積V等與主觀評價指標(biāo)相關(guān)性不顯著或者僅與一個指標(biāo)相關(guān)性顯著但相關(guān)性較弱，因此剔除上述6個指標(biāo)，保留其余指標(biāo)。

4.2 客觀評價結(jié)果因子分析

對保留下來的客觀造型指標(biāo)進(jìn)行因子分析，根據(jù)因子特征值大于1的提取條件，共有4個因子被提取，共解釋原始變量總方差的85.190%，損失信息不足15%，說明這4個因子的解釋效果較好。將這4個因子分別命名為F1、F2、F3、F4。為了更好地對提取的造型主因子進(jìn)行解釋，采用具有Kaiser標(biāo)準(zhǔn)化的正交旋轉(zhuǎn)法，得到服裝造型指標(biāo)因子分析旋轉(zhuǎn)成分結(jié)果，如表6所示。

從表6中所提取的各個主因子可以解釋如下：

第一主因子F1由裙子背面面積S背、腰線下20 cm裙身截面面積S20、裙子正面面積S正、裙子底部面積S底、裙子側(cè)面面積S側(cè)、腰線下10 cm截面面積S10、裙寬W、正面裙擺展開角、裙厚D、側(cè)面裙擺展開角構(gòu)成，將其命名為面積寬厚因子。

第二主因子F2由底擺的波峰間距L、波峰半徑、波谷半徑、波紋深度h、波紋個數(shù)N構(gòu)成，將其命名為底擺波紋特征因子。

第三主因子F3由腰線下5 cm的波峰間距L5、波紋個數(shù)N5、波紋深度h5、波紋深度標(biāo)準(zhǔn)差STDh5構(gòu)成，將其命名為腰線下5 cm波紋特征因子。

第四主因子F4由腰線下15 cm的波峰間距L15、波紋深度h15、波紋深度標(biāo)準(zhǔn)差構(gòu)成STDh15，將其命名為腰線下15 cm波紋特征因子。

4.3 客觀評價因子與主觀評價相關(guān)分析

計算4個抽褶裙造型客觀評價因子得分，將其與主觀評價結(jié)果進(jìn)行相關(guān)分析，結(jié)果如表7所示。

根據(jù)表7，分析如下：

a）面積寬厚因子F1與蓬松度指標(biāo)相關(guān)系數(shù)最高，其次是腰至臀部抽褶合體度、裙身波褶均勻度，說明抽褶裙各角度的面積、裙寬、裙厚及裙擺展開角等指標(biāo)主要描述了抽褶裙的蓬松程度和裙身波褶的合體度和均勻度。

b）腰線下5 cm波紋特征因子F3與整體美觀度、裙身波褶均勻度為顯著負(fù)相關(guān)，與合體度為中度負(fù)相關(guān)，說明腰線下5 cm的波紋個數(shù)、波峰間距、波紋深度以及波紋深度標(biāo)準(zhǔn)差等指標(biāo)測量值越小，裙身波褶越均勻，腰至臀部抽褶均勻度越好，裙子整體美觀度越高。

c）底擺波紋特征因子F2和腰線下15 cm波紋特征因子F4與裙身波褶均勻度均為顯著負(fù)相關(guān)，這兩類指標(biāo)主要描述了抽褶裙的波褶均勻程度。

4.4 客觀評價體系體系

根據(jù)以上數(shù)據(jù)分析，構(gòu)建抽褶裙造型客觀評價體系表，見表8。

5 結(jié) 論

a）通過文獻(xiàn)分析、指標(biāo)刷選、因子分析，構(gòu)建了抽褶裙造型客觀評價指標(biāo)體系，將22個評價指標(biāo)分成4類，其一為面積寬厚造型評價指標(biāo)，由不同方向面積指標(biāo)、裙寬、裙厚、裙擺展開角組成，主要描述了抽褶裙蓬松度與腰至臀部合體度等造型特征；其二為腰線下5 cm波紋特征指標(biāo)，包括腰線下5 cm的波紋個數(shù)、波紋深度、波峰間距、波紋深度標(biāo)準(zhǔn)差，主要描述了波褶均勻度、腰至臀部合體度及整體造型美觀度；其三為腰線下15 cm波紋特征指標(biāo)，包括腰線下15 cm的波峰間距、波紋深度、波紋深度標(biāo)準(zhǔn)差；其四為底擺波紋特征指標(biāo)，包括底擺的波峰個數(shù)、波峰半徑、波谷半徑、波紋深度、波峰間距，后兩類指標(biāo)主要描述了裙子波褶均勻度造型特征。

b）抽褶裙造型客觀評價指標(biāo)與主觀評價關(guān)系密切，裙身波褶均勻度與4個客觀評價因子均呈顯著負(fù)相關(guān)；腰至臀部抽褶合體度與面積寬厚因子、腰線下5 cm波紋特征因子呈顯著負(fù)相關(guān)；蓬松度與面積寬厚因子為高度正相關(guān)；整體美觀度與腰線下5 cm波紋特征因子為顯著負(fù)相關(guān)。腰下5 cm處波褶細(xì)密、起伏較小而均勻的抽褶裙，腰至臀部合體度較好，裙子的整體美觀度較高。

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