（服装设计与工程专业论文）基于体表形态的青年男体体型分类及测量系统的研究.pdf

基于体表形态的青年男体体型分类及测量系统的研究 英文摘要 r e s e a r c ho ny o u n g m a l e sb o d ys h a p e c l a s s i f i c a t i o n a n dm e a s u r e m e n tb a s e do nb o d yf e a t u r e s a b s t r a c t t h ed e v e l o p m e n to fi n t e r n e tg a r m e n ts a l e si sr a p i d ，b u tt h es h o r t c o m i n go fg a r m e n t s i z es e r i e sa n dd i f f i c u l t yo fg e t t i n gb o d yd a t ai m p a c ti t sf u r t h e rd e v e l o p m e n t t h eg a r m e n t s i z es e r i e so fn a t i o n a ls t a n d a r d ( g b ) ，w h i c hb a s e do nd i f f e r e n c eb e t w e e nc h e s ta n dw a i s t g i r t h ，f a i l e dt or e f l e c tt h ed e t a i l e dc h a r a c t e r i s t i c so ft h eh u m a nb o d ys h a p e m o r e o v e r ， c o n v e n t i o n a lm e t h o da n d3 dm e a s u r e m e n tm e t h o dh a v el i m i t a t i o ni nt h ea p p a r e l e - c o m m e r c e t h e r e f o r e ，i t ss i g n i f i c a n tt oe x p l o r i n gr e a s o n a b l em e t h o do fc l a s s i f i c a t i o n a n dm e a s u r e m e n t i nt h i ss t u d y ，i tf o u s e do ny o u n gm a l e sb o d ys h a p ec h a r a c t e r sa n dc l a s s i f i c a t i o nb y b o d yd i g i t a li m a g e st a k e nb yc a m e r a i m a g ep r o c e s s i o nt e c h n i q u ew a su s e df o rm e a s u r i n g b o d yd i m e n s i o n s t h i sm e t h o dw a san o n - c o n t a c tm e a s u r e m e n tm e t h o d ，w h i c hw a s e x p e c t e dt om e e tt h ef l e x i b l er e q u i r e m e n to fm o d e r ng a r m e n t sp r o d u c t i o na n dk e e pp a c e w i t ht h ed e v e l o p m e n to fi n t e r n e tf a s h i o nm a r k e t i n g h e r e b y ，t h ef o l l o w i n gf i v ea s p e c t sw e r ei n c l u d e di nt h i ss t u d y ： 1 i nt h i ss t u d y ，y o u n gm a l ec o l l e g es t u d e n t si ns h a n g h a i ，j i a n g s up r o v i n c ea n d z h e j i a n gp r o v i n c e w e r e s u b j e c t s m e a s u r i n gi m a g e ，c o n v e n t i o n a l m e t h o da n d3 d n o n - c o n t a c tm e t h o dw e r eu s e dt om e a s u r ea n t h r o p o m e t r i cd i m e n s i o n ss e p a r a t e l y 3 3 3 s u b j e c t s d a t aw e r eo b t a i n e da n dt h e i rb o d ys h a p e c h a r a c t e r sw e r ec o n c l u d e d 2 f i r s tc l a s s i f i c a t i o nw a sp e r f o r m e dt od i v i d es u b j e c t s b o d ys h a p eb yt h r e e d e t e r m i n i n gf e a t u r ea n g l e st h a tw e r es e l e c t e db yc o r r e l a t i o na n a l y s i s s e c o n dc l a s s i f i c a t i o n d i v i d e dt h es u b j e c t si n t o2 8g r o u p s c o m p a r e dt w ow a y s ，c l a s s i f i c a t i o nc o m b i n e da n g l e w i t hd i f f e r e n c eb e t w e e nc h e s ta n dw a i s tg i r t h ，a n dn a t i o n a ls t a n d a r dc l a s s i f i c a t i o nw h i c h b a s e do i ld i f f e r e n c eb e t w e e nc h e s ta n dw a i s tg i r t h ，f o u n dt h a tt h ef o r eo n ew a sm o r e 基于体表形态的青年男体体型分类及测量系统的研究 英文摘要 r e a s o n a b l e 3 t h es i l h o u e t t e so fh u m a nb o d yi m a g e sw e r ee x t r a c t e d ，w h i c hb a s e do ni m a g e t e c h n o l o g y ；t h ef e a t u r ep o i n t so nt h es i l h o u e t t e sw e r ei d e n t i f i e dt oo b t a i ng i r t hd a t a t h e r e s u l to fc o n s i s t e n c yt e s tb e t w e e ne x t r a c t e dv a l u ea n dm a n u a lm e a s u r e dv a l u e d e m o n s t r a t e dc l a s s i f i c a t i o np u tf o r w a r di nt h i ss t u d yw a sf e a s i b l e 4 u s i n gb a c k - p r o p a g a t i o nn e u r a ln e t w o r ka n dr e g r e s s i o na n a l y s i s ，t h em o d e lw a s s e t u pt op r e d i c tn e c kc i r c u m f e r e n c e ，c h e s tc i r c u m f e r e n c e ，w a i s tc i r c u m f e r e n c e ，b e l t c i r c u m f e r e n c e ，h i pc i r c u m f e r e n c ，e t c ，t h ef e a s i b l ef o r m u l a sw e r es e l e c t e db yc h e c k i n g 5 y o u n gm a l ea n t h r o p o m e t r i cd i m e n s i o n s d a t a b a s ew a sb u i l tb yc # p r o g r a m m i n g l a n g u a g e t h e f u n c t i o n so fd a t a b a s e i n c l u d ed a t a s e a r c h i n g ，t y p ei d e n t i f y i n g ， a n t h r o p o m e t r i cd i m e n s i o nf o r e c a s t i n ge t c k e y w o r d s ：a n t h r o p o m e t r y ；b o d ys h a p ec l a s s i f y ；n o n - c o n t a c tm e a s u r e m e n t ； c i r c u m f e r e n c ef i t m w r i t t e n b y ：x uj i a y a n s u p e r v i s e db y ：l i ug u o - l i a n 苏州大学学位论文独创性声明及使用授权声明 学位论文独创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独。赶进行研究工 作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含其他个人或集体已 经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得苏州大学或其它教育机构的学位证书 而使用过的材料。对本文的研究作也重要贡献的个人和集体，均已在文巾以明确 方式标明。本人承担本声明的法律责任。 研究生签轹碍础 刚7 却 学位论文使用授权声明 苏州大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、清华大学论文合作部、 中国社科院文献信息情报中心有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文 档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质 论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以 公布( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权苏州大 学学位办办理。 开期7 - 嘶 日期e 7 岁呻 基于体表形态的青年男体体型分类及测量系统的研究第一章绪论 1 1 引言 第一章绪论 在现今社会，人们的生活方式、生活态度在不断变化，人体体型以及人们对着装 的态度也有所改变。服装作为感性产品，不仅要能满足消费者在款式、色彩、工艺、 材料等方面的需求，更要能满足人体静态、动态的需求。 根据国外一项调查显示：消费者中尤其是女性消费者，7 7 9 的要求服装合身， 3 7 1 的要求服装有个性。对目标消费群体的体型缺乏了解，将导致某些尺寸的服装 积压或短缺，服装的合体性成了困扰商家以及消费者的难题n 】。 我国服装企业的生产主要依据服装号型标准g b t1 3 3 5 1 9 9 7 。国家号型标准虽经 过几次修订，实用性和可操作性有很大提高，但其仅体现了上世纪9 0 年代我国国民 的体型特点，只将人体的净胸围与腰围差作为体型分类标准，已不满足企业服装制作 要求。另外我国不同地域的人体特征差异明显，而号型标准制定得不够细致，没有分 地区，分年龄段，不她b v 1 徊t 冀好地适应当前消费者的个性化需求n 嘲。 对服装企业来说，号型标准提供的人体1 0 多个控制部位尺寸，难以满足个性服 装结构设计的要求。生产企业只能根据生产经验，或者借鉴其他企业资料来制定企业 服装规格。 针对这一情况，国内各科研院所就不同地域、不同年龄段的人体体型展开了研究。 目前，而我国的体型分类研究侧重于女子，而在男子方面偏少。 2 0 0 7 年，我国互联网购物总额超过7 0 0 亿人民币，美国约2 0 0 亿美金，韩国约 1 4 0 亿美金，跟2 0 0 6 年同比增幅均超过1 0 0 ，其中服饰品销售均排在第一位。传统 的大型服装企业雅戈尔、报喜鸟和新浪希努尔等都开展了各自的网络直销店，客户可 以获得一定的定制服务，如选择喜欢的扣子、领子等。但服装不同于一般的小商品， 它以人为载体，去体现穿着者的个性特征。消费者购买服装时，不仅仅是选择款式和 价格，还要选择适合自己体型的号型规格；如果要求更高的话，就需试穿，看看该服 装是否与自己的肤色、气质和体型相配；经过这样一个过程之后，消费者才最终决定 基于体表形态的青年男体体型分类及测量系统的研究第一章绪论 是否购买该服装【4 1 。因此真正实现网上购买服装有很大的技术难度。其中服装型号系 统的不完善和尺寸数据获取困难，是影响服装网络销售的主要问题。 体型和号型问题解决的基础是人体特征尺寸的测量。因此，选择恰当的人体分类 方法制定服装规格，研发实用快速的非接触测量方法具有重要的意义。 1 2 服装标准现状 对于服装号型，各国都有自己的分类标准。1 9 4 0 年美国人s h e l d o n 提出“体型分类 的概念后，各国学者对人体体型细分的研究不断继续，如7 0 年代h e l e nd o u t y 提出的 d o u t y 体型畸1 。 许多国家根据各自的行业传统与国民特征，选择不同的体型划分依据制定各自的 服装号型标准】。例如美国、日本、德国等根据各方面的反馈，综合考虑围度、高度、 年龄等影响因素，制定了各自的尺寸规格标准。发达国家的体型分类相对细致，消费 者选择范围大，因此服装号型的覆盖率较高。 其中，美国a s t m 标准在划分女子体型的时候，考虑了年龄、身高、体重和围度， 每种体型再划分不同的身高、围度和长度。日本女装规格将女子体型划分为y 、a 、 a b 、b 4 种，划分方法将出现频率最高的体型定为a 体型。日本女装标准以标准人体测 量的内限尺寸为基础，在女装规格中分普通、特殊和少女三种规格。德国体型标准将 身高划分为3 档( 1 6 0 c m 、1 6 8 c m 、1 7 6 c m ) ，然后将这3 档身高和所有的胸围相配， 定出标准臀围后，和标准臀围相差一定数值的为其它体型。i s o 号型标准中女子体型 是通过臀围和胸围的差确定的，身高分为1 6 0 、1 6 8 、1 7 6c m3 档。 我国的人体号型标准借鉴国外人体标准，通过1 9 7 4 - 1 9 7 5 年的首次大规模的人体 数据采集，经过科学的归纳分析和全国范围内的研讨，于1 9 8 1 年正式颁布了 g b l 3 3 5 - 8 1 服装号型系列国家标准。此项标准促进了当时我国的服装工业发展， 方便了消费者购买，但服装的合体性、号型覆盖率不高n - 8 】。 为了迎合消费者需求、服装工业的发展和与国际服装号型接轨，经过多年修订工 作，我国于9 1 年颁布g b l 3 3 5 - 9 1 。其后在其基础上，对男子、女子标准部分进行删 减调整，相对解决了儿童标准与成人标准衔接的难题，形成g b l 3 3 5 - 9 7 标准。9 7 标准 遵循协调实用原则，科学规定人体测量标准，同时借鉴国外先进标准，以便于国际交 2 基于体表形态的青年男体体型分类及测量系统的研究 第一章绪论 流，和多学科间的融汇。 9 7 标准主要使用号型规格方式，根据胸腰差的不同将人体划分为y 、a 、b 、c 四种体型，这也是对9 1 等旧标准的吸收和继承。该标准适用我国人体中的正常体型人 体，以各类体型的中间体为中心，向两侧增减变化或按生产要求设计宽松量，只有体 型覆盖率打到o 3 以上时，才设置服装号型。 1 3 体型研究现状 在服装与人体两者关系中，人体处于第一，服装在功能和造型上必须与人体体型 相适合。对人体控制部位特征尺寸的分析是体型分类的基础，也是服装批量制作的需 型9 】。 体型的划分方法关系到号型覆盖率的大小和号型标准使用方便程度，但其目的不 是将人体的生理体型明显区分开来，而要从方便样板制作和提高号型覆盖率的角度来 考虑1 1 , 7 】。 ( 1 ) 围度差分类 人体的围度不一定是同步变化。相同的胸围，不同的腰围( 腹围或臀围) ，就显示出 不同的体型。因此，不同围度的差值可作为区分体型的依据，许多国家都是以三围来指定 标准。该方法简单易行，测量部位明确，易于把握和记忆，但分类结果不一定显著。 我国现用的g b t1 3 3 5 1 9 9 7 标准，以人体胸腰差为分类依据，见表卜1 。例如： 甲：1 6 0 c m ( 身高) ，7 0 c m ( 净胸围b 木) ，6 0 c m ( 净腰围w 冰) ，b * - w * = 1 0 c m 。 乙：1 7 0 c m ( 身高) ，9 0 c m ( 净胸围b 木) ，8 0 c m ( 净腰围w 冰) ，b * - w * = 1 0 c m 。 按照国标分类，两人都属于b 体型，但从实际数据分析，甲体型苗条，乙体型壮 硕，显然，只依据胸腰差不能准确定位人的体型。而量身定制的对象是每一个体的消 费者，所以仅仅依靠国家号型标准，不能达到量身定制的要求。 表1 - 1g b t1 3 3 5 1 9 9 7 成人体型分类表单位： c m 体型分类代号女子男子 y1 9 2 41 7 2 2 a1 4 1 81 2 _ 1 6 b9 - 1 37 - 1 l c4 _ 8 2 - 6 基于体表形态的青年男体体型分类及测量系统的研究第一章绪论 ( 2 ) 前后腰节长的差 前后腰节长是女装设计、制作中经常要考虑的部位。前后腰节长的差最能表示正 常人与挺胸凸肚或有曲背的体型的差别。但这种方法对下体差别的反映，误差过大， 而且测量部位不易把握，例如前后腰节长的量值与颈外侧点的位置确定关系极大，若 该位置选位相差l c m ，则差数可相差2 c m ，因此采用也不广泛。 ( 3 ) 特征指数 常用的指数有体重与身高的比( 又称为丰满指数) ，某种围度与身高的比，不同 围度的比等，在体型分类上经常采用的有皮一弗氏、罗氏指数、达氏指数等。但指数 本身变化不大，可操控性不好，而其人体体型随季节体重等部位变化明显。在服装行 业单独使用指数分类并不方便，可以作为其它体型分类方法的辅助指标的，如以胸围 划分体型太笼统，可加入胸厚与胸围的比值，达到细分体型的目的。 除了上述3 种基本人体分类方法，常用的还有体型聚类和年龄分类。东华大学利 用统计学软件，将我国三地区( 华东、华北东北、西南地区) 成年男体分为7 类， 建立了基于m t m 要求的人体规格数据库【1 0 】。为了更好的制作合体服装，考虑对年 龄对人体体型的影响，国内外也有依据年龄的体型分类。美国将女性分为：少女型、 娇小型、小姐型、妇女型、胖体型【5 】。 随着服装工业的发展和服装批量定制的深入，服装行业的研究专家从年龄差异、 个体差异、性别差异、种族差异、世代差异、生活方式差异及种族融合等因素出发， 对人体体型进行研究，并提出了基于不同指标的分类方法 h - 1 3 】。同时针对服装定制和 体型自动识别等方面，各种新型方法构思也被一一提出。 k e w a lk r i s h a n 对身体各部位与身高之间的关系进行了研究，发现采用头部尺寸 和脚长预测身高具有较好的可靠性和准确性【1 4 】。m m o k d a d 研究表明身高、体重与人 体其他尺寸之间存在显著相关性。此外，年龄对身高、体重有着重要的影响【1 5 】。c j e y a h e n r y 等测量了泰国城乡老年尺寸，结果表明城市老年的腰围、二头肌及三头肌的皮 肤褶厚度要大于乡村的老年【1 6 1 。 白嘉良提出了人体“体模”分类：人体任何部位的2 倍围度身高的比值都称为 该部位的模值，主要以胸型、腰型和臀型为指标【1 7 1 。王花娥运用相关分析和主成分分 析的方法，采用身胸比、胸腰差及曲背指数作为分类基准，将女性形体分为3 6 种体 4 基于体表形态的青年男体体型分类及测量系统的研究第一章绪论 型 2 1 。而陈文飞综合考虑地域差别、年龄差别对女性体型的影响，通过统计分析的围 度因子和高度因子，将人体划聚类分为9 种类型f 1 8 1 。 针对小学生体型研究中，李哲运用相关分析、聚类分析等方法系统的分析了小学 生各部位体态特征以及变化规律，建立不同年龄段人体主要部位之间的数学模型，制 定了小学生号型系列及各控制部位数值，并进行成衣规格设计【1 9 1 。 在体型自动识别方面，丁笑君经过各部位特征分析，运用b p 神经网络分别对胸 部、侧面、臀部和腹部等部位建立了模型，该模型可以较准确和快速的识别形体刚。 中国的一些企业也与科研院校联合探讨了人体体型的变化，如中国恒源祥与东华 大学对我国三地区成年男子的测量分类合作，北京服装学院与爱慕内衣公司成立的北 服爱慕人体工学研究所等等。 1 4 人体测量现状 人体测量是服装设计和生产的基础性工作。对人体体形特征的认识，除了做定性 研究，还必须把人体各部位数字化，用精确的数据表示它们的特征规律。通过广泛的 人体测量才能建立符合当地人体总体形态的数据库，掌握整体趋势，修订服装规格， 用以指导服装企业生产。 1 4 1 人体测量技术 人体测量技术在近几十年的发展中，大致经历了由接触式到非接触式、由二维到 三维，利用计算机技术的自动化测量逐渐被广泛采用到各个领域，如医学中的脊椎变 形、胃部检查等 2 1 - 2 3 】。 静态测量技术是服装生产中运用最广泛的测量技术，分为接触式人体测量技术和 非接触式人体测量技术。 ( 1 ) 手工测量技术 使用测量工具与人体直接接触，测出人体各部位尺寸。常用的工具有软尺、人体 测高仪、角度计等。由于其测量简便，费用低廉而被广泛采用，该方法的操控性、灵 活性是非接触式自动测量难以达到的优点。 接触式手工测量依据测量者经验手法，并且测量时间长，工作量大，不可避免的 5 基于体表形态的青年男体体型分类及测量系统的研究 第一章绪论 带来一定测量误差，同时无法适应服装m t m 的需要乜羽。我国的服装人体测量的 部位与方法是根据中华人民共和国国家标准g b t1 6 6 0 - - - 1 9 9 6 制定的【7 1 。 ( 2 ) 非接触式测量技术 非接触式人体测量技术是现代化人体测量的主要方向。其作为现代图像测量技术 的一个分支，是将多种学科融合一体的测量技术。对非接触式人体测量的研究，美国、 英国、德国和日本等发达国家的研究开始与上世纪7 0 年中期。它在测量被测对象时 把图像当作检测和传递信息的手段或载体加以利用，其目的是从图像中提取有用的信 息2 崩3 。 目前，国际上通常使用的非接触人体测量方法有立体摄影测量法、激光测量法、 莫尔条纹测量法、t c 2 分层轮廓测量法、l o u g h b o r o u g h 人体阴影扫描装置、c y b e r 全身扫描系统、投影条纹相位测量法等。常用的非接触测量系统的测量精度如表1 - 2 。 表1 _ 2 非接触测量系统的精确度 非接触式测量方法可分为三维立体测量和基于二维图像的测量。表1 - 2 中的测量 系统属于三维立体测量。而二维图像人体测量技术相对研发较少，比较成功的是加拿 大b o s s - 2 1 系统。 与传统的测量方法相比较，非接触式人体测量方法主要特点是快速、准确、效率 高，并且可以测量出手工测量不能得到的人体重要部位尺寸数据。另外，通过与计算 机辅助服装设计系统相结合，所测得的数据可直接运用与c a d 系统，以实现人体测量、 纸样设计和排料裁剪的一体化。 1 4 2 国内外人体数据库现状 目前，世界上已有上百个大规模的人体尺寸数据库，其中欧美国家占了大部分， 亚洲国家只有1 0 多个，而日本占了一半以上。三维人体测量系统的商品化，也开拓了 6 基于体表形态的青年男体体型分类及测量系统的研究第一章绪论 人体尺寸数据库的研究领域【1 1 。 目前美、日、英等发达国家都建立了较为完善的人体测量体系，定期进行人体尺 寸数据的采集和更新。随着三维人体测量系统的商品化，数据库的建设也采用了三维 人体测量技术也开拓了，如美国、荷兰和意大利的c a e s a r ( 美国本土和欧洲人体测 量) 计划、日本h q l 协会( r e s e a r c hi n s t i t u t eo fh u m a ne n g i n e e r i n gf o rq u a l i t yl i f e ) 、 英国s i z eu k 全国人体测量项目等。 除了政府协会组织的大规模人体测量，服装行业的学者也进行自己的人体数据库 研究【2 4 1 。e r i cm i n - y a n gw a n g 等学者根据台湾地区主要行业工人的群体结构，测量了 工人2 6 6 个静态尺寸和4 2 个动态尺寸范围，建立了台湾地区工人的人体数据库【2 刀。 e m i l i aj a r o s z 测量了荷兰老年女性的人体尺寸，补充了人体数据库。其测量结果可用 于于老年人的服装设计和修正c a d 系统，以及设计或改善室内装修、房屋空间建筑 等2 8 1 。m o n i c ap b a r r o s o 等学者测量了葡萄牙成年工人的尺寸，用于建立葡萄牙成年 工人的人体数据库【2 9 】。 我国的人体数据库研究起步较晚，现有的人体数据库也大都限于局部地区，缺少 全国性的尺寸数据。各大服装企业根据需求建立了小规模的数据库，院校部门也纷纷 加入数据库建设行列，其中东华大学的数据库已初具规模。2 0 0 6 年9 月中国启动第 二次全国人体尺寸测量调查，用以完善中国人体数据库建设，同时基本满足服装、皮 革、家具、文教体育用品、交通运输、建筑等六大国民经济行业的数据使用需求啪1 。 1 5 本课题研究内容与意义 现行国家号型标准没有按照年龄进行区分，而青年男体和老年男体体型是存在较 大差异的。本文以青年男性为研究对象，研究其体型特征和体型分类方法，是制定适 合当代青年男性号型标准的基础，也是建立面向量身定做( e m t m ) 的基础。 目前，国内引进的非接触测量装置，其系统建立时所基于的人体计算模型与国内 人体体型存在一定的差异，在国内服装业推广还有相当的距离。并且现有的人体测量 需要在特定的场所完成，不能满足电子商务b t o b 的消费模式。 在满足服装业所需尺寸精度的前提下，本研究采用人体数码图像，利用图像处理 7 基于体表形态的青年男体体型分类及测量系统的研究 第一章绪论 技术，研发适合于服装业用的非接触式测量系统。该系统的测量精度能够满足现代服 装业的快速反应、网上定制发展趋势的需求，具有较好的学术意义和应用价值。 本论文主要包括以下几个方面的内容： ( 1 ) 本文采用三维人体测量、数码照片测量及手工测量相结合的方法，对长三角 地区青年男性进行人体数据采集，并初步分析青年群体的整体特征。 ( 2 ) 人体的体表角度能够反应人体体态特征差异，通过照片量取角度数据，经相 关性分析确定典型性角度，用典型性角度和胸腰围差对青年男体进行分类研究，以探 索更为合理的人体体型分类方法。 ( 3 ) 运用图像提取技术，对青年男体的正面及侧面数字图像进行尺寸提取。将提 取的尺寸与照片测量尺寸进行对比研究，检验方法可行性。 ( 4 ) 利用非接触式系统提取的宽厚尺寸，采用回归分析和b p 神经网络方法，建 立相应的人体围度计算模型。 ( 5 ) 基于上述研究结果，建立了青年男体尺寸数据系统。 8 基于体表形态的青年男体体型分类及测量系统的研究第二章人体数据测量及总体分析 第二章人体数据测量及总体分析 本章以青年男性为研究对象，运用三维人体测量、数码照片测量及手工测量相结 合的方法进行青年男体数据测量。为保证数据的准确性，对其进行预处理，并初步分 析青年群体的整体特征。 2 1 人体测量 人体测量是人体体型分类和服装定制的基础，也是准确把握当代人体特征的必要 手段。充分的人体数据资料和服装号型标准，是编制各类服装规格的依据。测量数据 的准确与否直接影响到体型分类的合理性和服装的规格质量。人体的体型特征与其性 别、年龄及地域等因素密切相关刚。 2 1 1 实验条件与对象 测量对象为长三角地区的青年男性，以在校大学生为主，年龄为1 8 2 6 岁。测 量对象的选择过程中，在兼顾样本的随机性前提下，力求其体型特征符合青年男性的 群体结构特点，即尽可能选择为正常体。 本次测量于2 0 0 7 年3 月2 0 0 8 年5 月，在苏州大学纺织与服装工程学院人体 工程研究室进行。根据仪器正常工作所需要的外部环境及人体感觉舒适最适宜的温度 条件，本次测量的条件t - 2 5 士2 。 2 1 2 样本容量 样本容量n 是由样本的多少和精度之间的关系来决定的。在一定的样本容量下， 要提高估计的置信水平，就需要扩大置信区间，而过宽的置信区间在实际估计中往往 是没有意义的【3 2 1 。 样本量n 取值太大，会造成人力物力的浪费；n 取值太小，根据样本对总体的估 计就会造成较大的误差，同样会造成严重的损失。选择的样本尽量代表更多的人，而 9 基于体表形态的青年男体体型分类及测量系统的研究第二章人体数据测量及总体分析 且重要尺寸指标的误差落在允许范围内。 从单一的总体中抽取样本进行某一项目的测量得五( i = 1 n ) ，人体各部位尺 寸可以近似看作服从正态分布j ( ( ，蠢) 。工为样本均值，通常工业生产和科学研 究中采用9 5 的置信水平，则： 误差为：= 一x - - ：1 9 6 0 - 车 、， 相对保证误差为：a ：垒：1 9 6 ； uu _ n 从而，样本量，l = 1 9 6 2 ( 署厂 ( 2 1 ) s c v22 z 其中，a 是相对保证误差。通常，重大科研中a 取值为1 2 ，一般科研的取 值为3 - - - 4 ，5 适用于工业生产。本研究为减小误差，a 的取值为l 。c v 是变异 系数，变异系数越大表明个体波动范围越大，需要的样本量也越大。s 为样本标准差， ；为样本均值【3 2 冯3 1 。 在本次研究中，人体数据测量是分阶段进行的。利用前期测量的2 2 1 名青年男体 的身高、胸围、腰围、臀围等手工尺寸，计算出变异系数，然后得出主要指标项目的 删值，从而计算出本次测量所需样本量n ，见表2 1 所示。 表2 - 1人体主要测量项目的c v 值和所需样本数 测量项目身高胸围腰围臀围 平均值x c m 1 7 2 4 9 8 5 1 97 3 6 58 8 5 9 标准差s6 0 65 5 86 5 26 6 2 变异系数c v 0 0 3 50 0 6 60 0 8 8 0 0 7 5 样本数 4 71 6 7 2 9 82 0 7 由表2 - 1 可知，在各项指标中腰围的精度相对要求较高，因此由腰围来决定样本 量，计算的样本量在理论上至少为2 9 8 人。本次试验测量人数为3 3 3 人，超过基本样 1 0 基于体表形态的青年男体体型分类及测量系统的研究 第二章人体数据测量及总体分析 本需求量，符合统计学要求。 2 1 3 测量仪器与方法 此次研究中人体数据的采集采用了三种方法：三维人体测量、手工测量、数码照 片测量。三种测量方法相互补充，用以得到人体的较全面数据。为了提高本次试验测 量结果的精确性，要求受测者穿着紧身浅色贴体内衣，要卸去首饰、手表、眼镜等装 饰物。三种测量方法也对受测者的站姿提出不同要求9 1 。 1 三维人体测量 在人体三维数据测量中，采用仪器为s y m c a d 三维人体测量系统。它采用数字白 光投射技术，无接触地自动测量人体，能在3 0 秒内自动计算出8 8 个尺寸数据，并且 不受人体移动影响。 三维人体扫描法测量对站姿的要求如下： ( 1 ) 手臂应远离身体，能够辨别出腋窝，但要保证手不能超出测量区域。如果 测量对象较为肥胖，则要求其将手臂、腿张开的幅度略大些； ( 2 ) 手要握成拳头； ( 3 ) 两脚要站在测量室中指定的位置； ( 4 ) 测量对象要身体直立静止、眼睛平视前方，俯视或仰视都不能准确探测到 颈部的位置。 2 手工测量 采用传统测量手工方法，主要由于其操作简便、直观，使用工具简单，成本低廉， 随时可以进行测量，具有一定的适用性。同时可以补充s y m c a d 人体测量系统所不能 得到的体重等数据，也可用来校正三维测量和数码照片测量。 手工测量中采用软尺和体重计作为基本的手工测量工具。手- r - n 量时对站姿的要 求如下： 被测量对象直立静止、眼睛平视前方、上肢自然下垂、手掌朝向体侧、左右足后 跟并拢、呼吸均匀正常。 3 数码照片测量 使用工具：奥林巴斯数码相机、三角架及背景屏幕。 基于体表形态的青年男体体型分类及测量系统的研究第二章人体数据测量及总体分析 为了后续研究的需要，便于将人体与背景分开，本实验采用不同的背景进行预实 验，分析后得出理想的背景颜色。在被测量对象身上贴标记点，以保证测量结果的准 确性。拍摄距离为4 m 固定不变。 数码照相测量需要拍摄正面( 1 张) 、侧面( 2 张) 、背面( 1 张) 等照片。对受 测者的站姿要求如下： ( 1 ) 拍正面照片时，要求被测者立正站直，头部自然抬平，两臂伸直张开略与 身体保持一定距离，两脚以所画基准线为中心向两边微分。 ( 2 ) 拍第一张侧面照片时，要求受测者在基准线处两腿并拢立正站直，手臂顺 身体伸直，手掌内侧紧贴人体。第二张侧面照片时，则要求受测者右掌握拳，右手臂 水平前举。 ( 3 ) 拍摄背面照片是，受测者与正面照片要求的姿势相同。 手工测量时对站姿的要求如下： 被测量对象直立静止、眼睛平视前方、上肢自然下垂、手掌朝向体侧、左右足后 跟并拢、呼吸均匀正常。 2 1 4 测量部位 本实验中需要手工测量的项目定义如下： 颈围：甲状软骨凸下缘点处的颈部围长。 颈根围：经过人体颈侧点、颈椎、颈窝的颈部围长。 肩宽：两肩峰点之间的距离。 背宽：过肩胛突点的两背宽点之间的距离。 胸宽：两胸宽点之间的距离。 胸围：在乳头处水平测量的胸部围长。 臂根围：经肩峰点、前后腋点围量一周的长度。 臂围：在上臂根部处水平围量一周的长度。 腕围：绕桡骨茎突点和尺骨茎突点的腕部围长。 腰围：腰部最细部位的水平围长。 臀围：臀部向后最突出部位的水平围长。 腹围：腰围和臀围中间部位的水平围长。 1 2 基于体表形态的青年男体体型分类及测量系统的研究 第二章人体数据测量及总体分析 大腿根围：大腿最大的围长。 小腿肚围：小腿肚最大的围长。 踝围：经过内、外踝点的水平围长。 膝围：经过髌骨点的水平围长。 2 2 人体体表角度的定义 人体体表角度选取的依据是能够反映人体体表形态变化的特征部位，并且能系统 地反映和区分群体特征。本研究选择的人体体表角度有肩斜角、背侧角、臀突角、背 入角和体侧角等，如图2 1 所示。 靡铸角 体侧角 蒴中心线 点 豳线 第七颈 椎点 胸围线 腰围线 臀围线 重心线 图2 1 人体正、侧面体表角度示意图 背入角 背侧角 。臀突角 由图2 1 可知，正面的体表角度主要有体侧角和肩斜角；侧面的体表角度主要有 臀突角、背入角及背侧角。这些角度总体上反映了人体正侧面的曲线特征1 9 。 上述角度的具体定义如下： 肩斜角：描述肩部的倾斜程度，是以侧颈点为顶点，侧颈点和肩端点的连线与水 平线的夹角为肩斜角。 1 3 基于体表形态的青年男体体型分类及测量系统的研究第二章人体数据测量及总体分析 体侧角：以腰线和人体外边缘的交点为顶点，分别向胸部和臀部两部位的体侧曲 面做切线，两条切线的夹角为体侧角( 通常为钝角) 。 臀突角：描述臀部的凸出程度。做体侧腹部的标记点，以臀围线和臀部外边缘的 交点为顶点，再以过体侧的腹部标记点的水平直线与后体外边缘的交点之间的连线为 边，该线与垂直线之间的夹角为臀突角。 背入角：描述背部的凸出程度。以侧面背部最突出的点为顶点，以顶点和后颈点 ( 第七颈椎点) 的连线与垂直线的夹角为背入角。 背侧角：描述后腰部位凹进去的程度。以腰线和后体侧边缘的交点为顶点，以过 背部和臀部最凸面的切线之间的夹角为背侧角。 2 3 数据预处理 数据的预处理是数据分析的前步骤，它是在对数据分类或分组之前所做的必要处 理，内容包括数据的审核、筛选、排序等【3 2 1 。人体测量数据是体型分类分析的基础， 也是服装设计与制作的前提。在人体测量中，在测量、记录、录入人体数据的各个环 节中都难免发生错误，为保证测量数据的可靠性和真实性，需在分析数据前对其进行 必要的审核和筛选，以剔除异常数据1 一。 本研究按以下方法处理了全部人体测量数据： ( 1 ) 查找异常数据的错误根源，翻看原始记录，如属于录入错误则进行修改， 如属于可能的特体则保留，如属于测量记录错误则剔除该项目； ( 2 ) 保留下来的数据，如有偏差较大的特体，则删除该样本的所有数据。 ( 3 ) 采用探索分析e x p l o r e 直观地将奇异值、非正常值、丢失的数据及数据本 身的特点呈现出来，帮助确定奇异值，进行假设检验，为选择分析方法提供依据。 奇异值的查找一般是用g r u b b sr u l l 法。假设样本某一指标的观测值为茏，i = 1 ，l ，将玉由小到大重新排列为五 x 2 五 五 ，咒) ，( 口为置信度，一般取5 ) 则气或五是奇异值。 图2 - 2 各个人体角度的箱形图，用以描述测量角度数据中是否有缺省值和奇异 1 4 基十体表形态的青年男体体型分类及测量系统的研究第= 章人体数据测量及总体分析 值。箱体中间黑线为该测量指标的均值，上下边为四分位数，体表角度的测量值落在 这一区域里，在两端线之外出现的是奇异值，用“0 ”表示，奇异值旁边显示了样本 编号。 图2 - 2 角度箱型图 图2 - 2 映了人体数据的分布范围和奇异值的数目。通过茎叶图可明确显示奇异值 的个数和分布状态，以肩斜角图2 - 3 例，其他部位见附录。 基于体表形态的青年男体体型分类及测量系统的研究第二章人体数据测量及总体分析 角度值s te m - a n d - l e a fp l o tf o r 类型= 肩斜角 f r e q u e n c y s te m l e a f 1 0 0e x t r e m e s 2 0 01 4 4 o o1 5 4 0 01 6 1 2 0 0 1 7 】3 0 01 8 1 2 0 01 9 1 3 0 02 0 2 1 0 d2 1 3 2 0 02 2 3 4 0 02 3 3 9 0 02 4 3 1 0 02 5 2 5 0 02 6 2 9 0 02 7 2 0 0 02 8 1 0 0 02 9 11 0 0 3 0 4 0 03 1 1 0 03 2 1 0 0e x t r e m e s ( - ：3 7 0 ) 图2 - 3 斜角茎叶图 图2 - 3 肩斜角的茎叶图显示肩斜角测量值中存在2 个奇异值，其中3 2 。的有1 个奇异值，测量值1 3 。的有1 个奇异值。 q q 正态概率图，用以检验数据是否满足正态分析。图中散点越接近图上的斜 线，表明数值分布越接近正态分布。如满足正态分布，远离斜线的点则属于异常值。 图2 - 4 斜线是代表正态分布的标准线，肩斜角的散点分布图基本接近于一条直线，这 说明在剔出奇异值后肩斜角是符合正态分布规律。 基于体表形态的青年男体体型分类及测量系统的研究第二章人体数据测量及总体分析 n o r m a lq qp l o to f 角度值 f o r 类型= 肩斜角 o b s e r v e dv a l u e 图2 4 斜角q q 正态概率图 经过q q 概率检验，肩斜角、背侧角、臀突角、背入角及体侧角等，在剔除奇 异值后的样本呈正态分布，在后续研究中可采用正态分布数据的分析方法。 出现奇异值的原因可能是被测总体固有随机变异性的极端表现，如被测对象为特 殊体型，它属于总体的一部分；也可能是由于实验条件和实验方法的偏离所产生的后 果。而人体体型的多样性，个体间的差异，也会导致数据分布的偏差。通过对人体体 表各个角度的探索分析，在本次测试结果的分析过程中，各个角度中无法解释和不合 理的奇异值有2 0 个，数据的总有效率为9 3 7 。 2 4 测量数据总体特征分析 人体可以分为头、躯干、上肢、下肢等四个部分，成衣制作所需要的基础尺寸主 要集中这些部位。人体高度和围度尺寸用以描述各部位的基本信息，因此可以从人体 的高度和围度对人体体型规律进行研究。 2 4 1 高度分析 1 7 ieejoz弓g茸 基于体表形态的青年男体体型分类及测量系统的研究第二章人体数据测量及总体分析 高度方面：主要有头身比，上下身长比，裆底高身高等。 针对人体而言，美的观念就是构成人体的头部、躯干、上下肢之间比例配置均匀， 达到一种美观比例。完美体型的审美标准：头部为身高的八分之一；上下身长比为 1 ：1 6 1 8 的黄金分割值。由于种族、性别、年龄不同，头与躯干的比例会有所差异。 但从实际来说，除了专业时装模特，在中国接近这种理想体型的人很少【1 1 。 通常有两