女体体型识别专家系统的设计与实现.pdf
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1、第3 0 卷第1 1 期 2 0 0 9 年1 1 月 纺织学报 J o u r n a lo fT e x t i l eR e s e a r c h V 0 1 3 0 N O V N o 1 l 2 0 0 9 文章编号:0 2 5 3 9 7 2 1 ( 2 0 0 9 1 1 1 - 0 0 1 4 1 - 0 5 女体体型识别专家系统的设计与实现 陈敏之1 2 ,邹奉元2 ,张渭源1 ( 1 东华大学服装学院,上海2 0 0 0 5 1 ;2 浙江理工大学服装学院,浙江杭州 3 1 0 0 1 8 ) 摘要为满足服装定制生产和销售的需求,设计并开发了基于三维测量数据的女体体型识别
2、专家系统。通过设 定从整体到局部1 1 个体型特征的识别项目,对女体体型实现了模糊细分。系统知识库根据不同类型的领域知识, 采用了相应的框架式或产生式知识表达方法。系统推理机制为向前推理模式,能模拟专家进行体型评价的过程。 针对5 种典型着装的合体性要求,快速、有效地完成相关特征部位形态识别,生成相应的服装标识,从而帮助消费 者挑选合体的服装,辅助样板师进行个性化制板。 关键词女子体型;专家系统;三维人体测量;知识表达;推理机制 中图分类号:T S9 4 1 2文献标志码:A D e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no fa ne x p e r
3、ts y s t e mf o r f e m a l ef i g u r ei d e n t i f i c a t i o n C H E NM i n z h i l ”,Z O UF e n g y u a n 2 。Z H A N GW e i y u a n l ( 1 F a s h i o nI n s t i t u t e ,D o n g h u aU n i v e r s i t y ,S h a n g h a i2 0 0 0 5 1 ,C h n a ; 2 F a s h i o nC o l l e g e ,刃慨S d - T e c hU n i v
4、 e r s i t y ,觑础,Z h e j i a n g3 1 0 0 1 8 ,C h n a ) A b s t r a c tF o rm e e t i n gt h en e e d 8o fn m n u f a e t u ma n ds a l e o fa p p a r e lc u s t o m i z a t i o n a ne x p e r ts y s t e mf o r f e m a l ef i g u r ei d e n t i f i c a t i o nb a s e do n3 - Dm e a s u r e m e n t sW
5、 8 8d e s i g n e da n dd e v e l o p e d T h r o u g h11i t e m s i d e n t i f y i n gt h eb o d ys h a p ef r o mt h ew h o l et ot h ep a r t s ,t h ef e m a l ef i g u r et y p eW 8 8c l a s s i f i e d I nt h ek n o w l e d g e b a s e s ,f r a m er e p r e s e n t a t i o no rp r o d u c t i
6、o nr u l eW A ga d o p t e dp r o p e r l yt od e s c r i b et h ed i f f e r e n tk i n d so fd o m a i n k n o w l e d g e T h ef o r w a r dr e a s o n i n gW a sa p p l i e d B ys i m u l a t i n gt h er e a s o n i n gp r o c e s so ft h es p e c i a l i s t si n i d e n t i f y i n gw o m a n
7、sf i g u r e ,t h es y s t e mc o u l dc o m p l e t et h en e e d e di d e n t i f i c a t i o ni t e m sa n dg e n e r a t et h es u i t a b l e a p p a r e ll a b e la c c o r d i n gt o5t y p e so fs t y l e s I tc o u l db eu s e dt oh e l pc u s t o m e r sm a k ef i g h ts i z es e l e c t i
8、o na n d e n a b l ea p p a r e lm a n u f a c t u r e r sm a k eb e t t e rf i t t i n gp a t t e r nf o ri n d i v i d u a l s K e yw o r d s f e m a l eb o d ys h a p e ;e x p e r ts y s t e m ;3 一Db o d ys c a n n i n g ;k n o w l e d g er e p r e s e n t a t i o n ;r e a s o n i n g m e c h a n
9、 i s m 合体性已经被广泛认为是影响服装生产和销售 的最主要因素之一,而正确地进行人体体型的识别 是提高服装合体性的首要条件。目前,对于人体体 型识别的方法总体可分为两大类:一类是数理统计 法,即通过主成分分析等对人体参数进行降维,以少 量的参数来分类和识别人体体型,如图形分类法、 特体识别法乜】、聚类法。1 等;另一类是利用神经网 络等人工智能的方法模拟专家识别过程哺卅o ,这类 方法便于处理大量的人体数据,是当前人体体型识别 的主要研究方向。这2 种方法各有千秋,前者完全基 于数据实现对体型的客观、绝对的划分,后者则是依 赖案例学习、模拟专家的主观判别。专家系统作为人 工智能的一个重要
10、的应用分支,最早由R u e t t i g e r 副引 入纺织服装行业,将客观数据、主观经验等领域的知 识和推理方式结合起来,可操作性好,适合解决体型 识别这一集经验、知识和抽象思维为一体的工作。 本文介绍了一套可模拟专家识别女体体型推理 过程的专家系统。该系统以特定人群体型特征为参 收稿日期 2 0 0 9 0 1 1 5修回日期:2 0 0 9 0 5 2 6 基金项目:浙江省教育厅科研计划项目( 2 0 0 6 0 6 8 8 ) 作者简介:陈敏之( 1 9 7 8 一) ,女,讲师,博士生。主要研究方向为数字化服装、服装生产技术与管理。E m a i l _ * c r u z m
11、 1 6 3 m 。 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 1 4 2 - 纺织学报第3 0 卷 照物,通过快速、客观地实现基于服装款式的人体体 型识别,帮助消费者挑选合体的服装,辅助样板师进 行个性化制版。 1 女体体型细分 相对于现今各国已广泛应用的服装尺码体系, 本文研究的重点在于体型部分,即对女体体表三维 形态比例的细分和识别。 遵循从整体到局部的原则,对人体体型的识别 内容可分为人体综合胖瘦、整体收腰状态、局部立体 形态3 部分。再根据识别部位
12、的不同加以划分,最 终体型识别项目共设定了1 1 项( A ,B ,K ) 。同时 根据T C 2 三维人体测量仪所能快速获得的人体尺 寸,以及实际样板制作的需要,每项评价内容包含了 1 4 个特征参数。所有特征参数均为比例值或与 铅垂线夹角的正切值,具有反映人体立体形态的特 性( 如表1 所示) 。 表1 识别内容及对应特征参数列表 T a b 1I d e n t i f i c a t i o ni t e m sa n dc o r r e s p o n d i n gc h a r a c t e r i s t i cp a r a m e t e r s 鉴于服装企业总是以一特
13、定地域的人群为目标 消费者,而服装的型号需与服装消费者结合起来,因 此以特定消费群体的基本体型特征作为参考来评价 个体体型无疑是较合理的。人体体型本身就是模糊 的概念,绝对的评价显然不利于正确的评估,因而所 研究的系统将针对某一服装企业的目标消费群体, 将每项识别内容的评价标准看作一个设定有3 个模 糊集的论域。每组模糊集分别定义为瘦、适中、胖或 平、中等、突出。 2 系统实现原理 2 1 系统框架 系统共由4 个主要部分构成:知识库、推理系 统、综合数据库和知识获取系统,如图1 所示。 知识库是体型识别所需知识的集合,含有显式 表示的各种知识块,是专家系统的核心组成成分旧1 。 2 2 知识
14、组成 其知识是依赖知识获取机制从各种知识源转换 而来的,包括服装专家知识、三维人体数据以及推理 规则等内容。推理机主要由调度程序与解释程序组 成,完成推理、搜索等功能。综合数据库是用于临时 存放求解问题所需的各种初始数据,以及求解过程 用户专家,知识工程师 图1 系统框架图 F i g 1 F r a m e w o r ko fe x p e r ts y s t e m 中的各种中间信息。人机接口是专家系统与专家或 用户之间信息交换的媒介,完成系统的输入和输出。 系统的知识库主要由4 部分构成。 1 ) 基本人体数据库。该数据库知识由3 个框架 组成:S a m p l eD a t a
15、为特定目标人群的三维人体数据样 本框架,记录各样本名称以及由三维测量值经规定运 算获得的特征参数;M a x d a t a 、M i n d a t a 分别为最大值、 最小值框架,由数据库中各特征参数的最大值和最小 值构成。知识表达采用框架式表示法,见图2 。 2 ) 权重知识库。制作不同的服装所需的体型评 价内容以及相关参数的重要性是有差异的,因而系 统按“非着装”( u n c l o t h e d ) 、“着合体服装”( f i t t e d ) 、 “着宽松服装”( 1 0 0 s e l y f i t t e d ) 、“着文胸”( b r a ) 、“着裙 万方数据 PD
16、F Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 第1 1 期陈敏之等:女体体型识别专家系统的设计与实现 1 4 3 。 F r a m eN a m e : F r a m eN a m e : I n s t a n c e : , A K 0 I S A : , I n s t a n c e : , A I :u n i t ( c m )C o d e l R m c :S t r i n g A 2 :u n i t ( c m ) F r a m eN a m e
17、: B I :I m i t ( “n ) A K O I S A : F r a m eN a m e : K I :t r a i t ( m ) A K O 仃S A : 图2 基本人体数据库框架式知识表达 F i g 2 F r a m er e p r e s e n t a t i o no fb a s i cb o d ym e a s u r e m e n td a t a b a s e 装或裤装”( s k i r t & p a n t ) 等5 种着装条件,邀请2 4 名 具有多年服装生产实践经验的专家,对各识别项目 加以选择,最终仅对获选概率大于3 0 的项目进行
18、 识别,并将其标号作为服装标识的一部分;同时请专 家填写各种情况下的特征参数权重分配调查表。系 统通过知识获取程序按照公式( 1 ) 计算,得到各着装 条件下各特征参数权重值,记录于特征参数权重知 识库中,知识表示采用产生式规则。 形= 加; ( 1 ) i = I 式中:形为在不同着装条件下各特征参数权重计算 值;,l 为调查表中不同权重值的个数;Z 、W ;分别为 权重值及其发生频率。 3 ) 隶属函数参数库。不同着装条件下,各标准 模糊集的隶属函数是基于基本人体数据库和权重知 识库建立的。 首先调用( S a m p l eD a t a ) ,( M a x d a t a ) , 口
19、。h 伽, ( 4 ) “适中”等中等型模糊集隶属函数为 y 2 ( s ) :e 一( 华) 2 ( y :A ,曰,K ) ( 5 ) “胖”“突出”等偏大型模糊集隶属函数为 f 0 , S a t y 3 ( s ) = ,5 - d l 、: 。1 【1 一e 。了,S 口l ( Y = A ,B ,K ) ( 6 ) 要生成这些隶属函数需要先确定3 个参数:口, 口,口:。其中d 为每个识别项目所有综合得分的标 准差,而a 。和口:则是通过K r u e s i s 聚类分析得到。 每个识别项目的样本分为3 类,最小类中心值赋给 口。此外,鉴于“最适中”意味着“不大也不小”即中 等型
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- 体型 识别 专家系统 设计 实现
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