一種基於動態序列圖像的織物形態風格評價方法
2023-08-22 17:14:06
一種基於動態序列圖像的織物形態風格評價方法
【專利摘要】本發明涉及一種織物形態風格評價方法，屬於紡織領域。一種基於動態序列圖像的織物形態風格評價方法，其特徵在於利用CCD數位相機對織物面料的運動過程進行動態拍攝，得到織物運動的多幀動態序列視圖；從同一幀的所有拍攝的視圖上提取特徵點；將對應視圖上的特徵點進行立體匹配並計算匹配點的三維坐標；從獲得的特徵點的三維坐標計算織物的基本運動物理量；根據織物的基本運動物理量及運動特徵提取織物動態特徵參數；對織物的物理性能進行測量；對這些測量的物理量進行因子分析；計算動態特徵參數與織物物理性能間的關聯關係，結合基於物理性能測量中提取形態風格評價因子，得到基於動態序列圖像的形態風格評價因子，完成織物形態的評價。
【專利說明】一種基於動態序列圖像的織物形態風格評價方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種織物形態風格評價方法，尤其涉及一種基於動態序列圖像的織物形態風格評價方法。
【背景技術】
[0002]織物的形態特徵是指織物在賦形中形成的線條形態刺激視覺器官後產生的一種涉及心理映射的感覺效果。它可以通過織物的剛柔性、賦形性和形態穩定性等物理概念間接加以表達，即服裝織物的物理力學性能(如拉伸、剪切、彎曲等)影響著服裝的外觀。
[0003]70年代，以京都大學高分子化學系教授川端季雄為首的織物風格評價與標準化委員會(HESC)開發了川端風格儀(KES-F)系統，該系統基於儘可能全面地反映織物特性的出發點，從織物的力學性能如彎曲剛度、剪切剛度等以及其他一些複合性能(如由表面摩擦和幾何學的粗糙度與力學性能混合感覺到的表面光滑性)，來評價織物的風格感覺特性。他們通過測試拉伸、壓縮、剪切、彎曲和表面性能五項基本力學性能中的16項物理指標，再加上單位面積質量來推斷織物的手感風格。該系統在大量工作的基礎上，將不同用途織物的風格分解成若干個基本風格，並將綜合風格和基本風格量化，分別建立織物物理力學量和基本風格值之間、基本風格值和綜合風格值之間的回歸方程式，並根據織物的基本風格來決定服裝的用途。
[0004]Postle等人開發出了可用於織物外觀、手感和機械性能的簡便測試與快速評價的FAST系統。與KES-F系統不同的是，FAST系統基於簡單測量的出發點，有選擇性地測量織物在小應力、小變形條件下的壓縮、彎曲、拉伸、剪切四項基本力學性能和尺寸穩定性，其力學性能實質上只是簡單地測試了織物在一些特徵性的小應力條件下的變形，而且未像KES-F那樣測試織物的變形回復過程。
[0005]已有的織物風格評價的研究現狀表明，現有的評價標準不能真正從客觀上全面、方便地評價織物的形態風格特徵，主要表現在以下兩個方面:第一，在織物形態風格的測定和評價中，三維動態風格參數的分析、處理較少，各評價指標中的測量數據多由織物靜態時測得；第二，分指標多次測量再綜合評價的方法增加了評價工作的繁複性，測量時得出的數據受主觀因素的影響較大，且有些指標對實際生產檢測的意義不大。
[0006]我國作為一個紡織大國，近年來紡織行業取得了飛速的發展，在服裝企業中，織物形態風格的優劣對於織物的選用和開發、服裝設計具有至關重要的作用。如果能有一種完善可行的織物形態風格的評價標準，就可以預測或區分各織物和服裝的動態外觀效果，從而可大大提高織物和服裝產品在設計、開發、銷售等各環節的效率。
[0007]目前用儀器客觀地測試織物的物理機械特性已不是難事，但如何把儀器測試值與人的感官評定結果聯繫起來，即尋找織物物理量與風格心理量間的關係表達式，一直是研究的重點。儘管研究取得了很大進展，但一直存在一個最基本的問題，那就是:在以往的評價中，所採取的測量方法主觀性比較大，獲得的測量數據受人的主觀因素比較大。因此，在織物的形態風格評價領域，對織物的形態採取怎樣的檢測方法，進而選取表徵織物形態的特徵參數是關鍵。因此亟待發展一種非接觸式的測量方法去科學評價織物的風格。多目立體視覺是計算機立體視覺中的重要分支，同時是近年來計算機視覺中研究的熱點。基於多目立體視覺的圖像配準技術是根據人在大腦中將左右眼圖像融合成立體圖像的原理，使用標定後的若干個攝像頭進行同步拍攝獲得同一物體在相同條件下不同位置的圖像，然後根據所獲取的二維圖像的視差和像素點灰度信息進行計算，獲取像素點的第三維深度信息。關於雙目立體視覺的應用層出不窮，如Ryan WhiteRyan White採用多臺高速攝像機對印有特殊圖案織物進行運動捕捉，用近似推理的思想挖掘局部領域信息與整體應力信息，以此來確定褶皺在織物上堆積的位置，運用該方法，實現了手臂彎曲時在肘部形成的織物褶皺形狀、褲子快速移動時的形態、服裝突然被觸及時的相應織物部位形狀的三維重建；Daniel Vlasic>Vogiatzis>Hernandez也運用多角度的廣度立體視差法對抓取服裝的運動狀態進行了研究，利用特徵點位置在織物三維重建的表面建立三角網格，再利用插值對表面進行光滑處理，較好地獲得了織物在虛擬世界中的展示效果。那麼，利用多角度的高速攝像機可以從整體上客觀、精確地把握織物的運動情況，為科學地描述織物動態外觀形態提供了參考。本發明正是圍繞雙目立體視覺對織物的動態捕捉而展開的。
【發明內容】
[0008]本發明所要解決的技術問題是提供一種基於動態序列圖像的織物形態風格評價方法，解決對於織物的形態風格評價中，採取的測量方法和檢測評價方法主觀性過大，而且需要分指標進行多次測量再綜合評價，工作繁複且數據不精確的問題。
[0009]技術方案
[0010]一種基於動態序列圖像的織物形態風格評價方法，其特徵在於:包括利用設置的多臺CCD數位相機對織物面料的運動過程進行動態拍攝，得到織物運動的多幀動態序列視圖的步驟；利用計算機視覺處理技術從同一幀的所有拍攝的視圖上提取特徵點的步驟；將對應視圖上的特徵點進行立體匹配並計算匹配點在世界坐標系中的三維坐標的步驟；從獲得的特徵點的三維坐標計算織物的基本運動物理量的步驟，所述基本運動物理量包括各特徵點在X，Y，Z方向上的位移、速度、加速度；根據織物的所述基本運動物理量及運動特徵提取織物動態特徵參數的步驟，所述織物動態特徵參數包括織物面料在Z方向上能達到的最大累積位移、運動過程中織物表現出來的「波」形曲線在最凹處時的曲率以及「波」形曲線在運動過程中的保形率；採用傳統的測量方法對織物的物理性能進行測量的步驟，所述的物理性能包括織物結構參數與物理機械性能；然後，對這些測量的物理性能進行因子分析的步驟，提取計算與織物形態風格相關的3個主因子，所述3個主因子分別為懸垂投影因子、懸垂美感因子、波均勻度因子；計算所述動態特徵參數與織物物理性能間的關聯關係，結合對測量的物理性能進行因子分析的步驟中提取計算的形態風格評價因子，得到基於動態序列圖像的3個形態風格評價主因子，完成織物形態在視覺方面的形態風格評價。
[0011]進一步，所述傳統的測量方法包括使用FAST織物風格儀、靜態懸垂儀和密度鏡對對織物的物理性能進行測量。
[0012]進一步,所述提取特徵點的步驟中，採用Canny邊緣檢測算法和Harris角點檢測算法結合進行特徵點的提取，再採用SIFT特徵點匹配算法和雙目視覺視差原理獲得各特徵點在世界坐標系中的三維坐標。[0013]進一步，所述得到的基於動態序列圖像的3個形態風格評價主因子，完成織物形態在視覺方面的評價，其中所述3個主因子的計算式如下:
[0014]
【權利要求】
1.一種基於動態序列圖像的織物形態風格評價方法，其特徵在於:包括利用設置的多臺CCD數位相機對織物面料的運動過程進行動態拍攝，得到織物運動的多幀動態序列視圖的步驟；利用計算機視覺處理技術從同一幀的所有拍攝的視圖上提取特徵點的步驟；將對應視圖上的特徵點進行立體匹配並計算匹配點在世界坐標系中的三維坐標的步驟；從獲得的特徵點的三維坐標計算織物的基本運動物理量的步驟，所述基本運動物理量包括各特徵點在X，Y，Z方向上的位移、速度、加速度；根據織物的所述基本運動物理量及運動特徵提取織物動態特徵參數的步驟，所述織物動態特徵參數包括織物面料在Z方向上能達到的最大累積位移、運動過程中織物表現出來的波形曲線在最凹處時的曲率以及波形曲線在運動過程中的保形率；採用傳統的測量方法對織物的物理性能進行測量的步驟，所述的物理性能包括織物結構參數與物理機械性能；然後，對這些測量的物理性能進行因子分析的步驟，提取計算與織物形態風格相關的3個主因子，所述3個主因子分別為懸垂投影因子、懸垂美感因子、波均勻度因子；計算所述動態特徵參數與織物物理性能間的關聯關係，結合對測量的物理性能進行因子分析的步驟中提取計算的形態風格評價因子，得到基於動態序列圖像的3個形態風格評價主因子，完成織物形態在視覺方面的形態風格評價。
2.如權利要求1所述的基於動態序列圖像的織物形態風格評價方法，其特徵在於:所述傳統的測量方法包括使用FAST織物風格儀、靜態懸垂儀和密度鏡對織物的物理性能進行測量。
3.如權利要求1所述的基於動態序列圖像的織物形態風格評價方法，其特徵在於:所述提取特徵點的步驟中，採用Canny邊緣檢測算法和Harris角點檢測算法結合進行特徵點的提取，再採用SIFT特徵點匹配算法和雙目視覺視差原理獲得各特徵點在世界坐標系中的三維坐標。
4.如權利要求1所述的基於動態序列圖像的織物形態風格評價方法，其特徵在於:所述得到的基於動態序列圖像的3個形態風格評價主因子，完成織物形態在視覺方面的評價，其中所述3個主因子的計算式分別如下:
5.如權利要求1所述的基於動態序列圖像的織物形態風格評價方法，其特徵在於:將待評測的多種不同的織物面料進行裁剪，裁剪後將各織物面料的運動過程進行單個的多幀動態視圖拍攝，提取出織物動態特徵參數，依據參數進行對比和評價，所述待評測的多種不同的織物面料採用同一條件進行拍攝和織物動態特徵提取。
6.如權利要求4所述的基於動態序列圖像的織物形態風格評價方法，其特徵在於:所述同一條件包括各織物面料平面尺寸的大小相同、觸發麵料運動的機制條件相同。
【文檔編號】G06F19/00GK103454276SQ201310270658
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年6月30日 優先權日:2013年6月30日
【發明者】顧沁婷, 李豔梅, 鞠帆, 韓清雲 申請人:上海工程技術大學