一种有效的服装尺寸自动测量方法.pdf

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1、第2 9 卷第5 期 2 0 0 8 年5 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 2 9N O 5 M a y2 0 0 8 文章编号：0 2 5 3 9 7 2 1 ( 2 0 0 8 ) 0 5 0 0 9 8 - 0 4 一种有效的服装尺寸自动测量方法 董建明，胡觉亮 ( 浙江理工大学理学院，浙江杭州3 1 0 0 1 8 ) 摘要针对服装尺寸手工测量方法效率低下、出错率高等问题，提出一种有效的服装尺寸自动测量方法。首先 设计了相应的测量系统并进行可行性分析。其次，针对服装尺寸自动测量困难问题，采用图像测量技术

2、，提出使用 S U S A N 方法进行服装图像的外部关键节点检测，采用设置回光反射标志等方法用于检测服装内部关键节点。最后 给出了尺寸计算分析和误差分析的方法。该方法克服了由于服装易变形而难以测量的缺点。实验结果表明测量 精度满足服装工业测量要求。 关键词服装尺寸；测量；图像处理；角点检测；S U S A N 方法；回光反射标志 中图分类号：T P3 9 1 4 1文献标识码：A 、 A ne f f i c i e n tm e t h o df o ra u t o m a t i cm e a s u r e m e n to fg a r m e n td i m e n s i o

3、 n s D O N GJ i a n m i n g ，H UJ u e l i a n g ( 啦疵蹴o fS c i e n c e ，Z h e 弛n g 蹦T e c hU n i v e r s i t y ，H a n g z h o u ，办咖昭3 1 0 0 1 8 ，C h i n a ) A b s t r a c tA ne f f i c i e n tm e t h o df o ra u t o m a t i cm e a s u r e m e n to fg a r m e n td i m e n s i o n si Sp r o p o s e di

4、nv i e wo ft h e p r o b l e m ss u c ha sl o we f f i c i e n c y ，h i s hr a t eo fm i s t a k e si nt h em e t h o df o rm e a s u r e m e n to fg a r m e n td i m e n s i o n sb y m a n u a l F i r s t l y ，am e a s u r e m e n ts y s t e mi sd e s i g n e da n di t sf e a s i b i l i t yi sa l

5、s oa n a l y z e d S e c o n d l y ，a i m i n ga tt h e d i f f i c u l t i e st om e a s u r et h eg a r m e n td i m e n s i o n sa u t o m a t i c a l l y ，t h ei m a g em e a s u r i n gt e c h n i q u ei su s e da n dt h e S U S A Nm e t h o di sp r o p o s e df o rt h ed e t e c t i o no fe x

6、t e r n a lc o m e r so fg a r m e n ti m a g e ，t h er e t r o r e f l e c t i v et a r g e ti s a l s ou s e df o rt h ed e t e c t i o no fi n n e rc o m e r so fg a r m e n ti m a g e A n dm e t h o d sf o rd i m e n s i o n sc a l c u l a t i n ga n de r r o r a n a l y s i sa l ea l s op r o p

7、 o s e d T h i sm e t h o dh a so v e r c o m et h ep r o b l e mt h a tt h ed i m e n s i o n sh a r dt ob em e a s u r e d 鹊 t h eg a r m e n ti sf l e x i b l e E x p e r i m e n t a lr e s u l t ss h o wt h a ti t sm e a s u r e m e n ta c c u r a c yC a nm e e ta c t u a la p p a r e l i n d u

8、s t r i a lm e a s u r e m e n tr e q u i r e m e n t s K e yw o r d sg a r m e n td i m e n s i o n ；m e a s u r e m e n t ；i m a g ep r o c e s s i n g ；c o m e rd e t e c t i o n ；S U S A Nm e t h o d ；r e t r o - r e f l e c t i v et a r g e t 在服装生产过程中，成衣尺寸检测是一个非常 重要的环节，它是服装生产过程的最后一道工序，也 是服装企业维护

9、产品质量的一个重要手段。服装工 业信息化程度的不断提高，以及大批量定制模式的 出现，对服装生产过程的自动化提出了更高的要求。 作为服装生产过程的重要环节，服装成衣尺寸检测一 直延续着落后的手工测量方法，严重阻碍着服装工业 自动化程度的总体提高。计算机图像测量技术为物 体的自动测量提供了一种有效的手段，然而服装是一 种不规则的非刚性物体，容易发生褶皱变形，所以至 今对服装尺寸自动测量方法的研究较少引。本文 提出了一种有效的服装尺寸自动测量方法，且基于图 像测量技术，获得了不错的效果。 1服装尺寸自动测量系统设计 1 1 系统的总体设计 图像测量技术是近几年来在测量领域中形成的 收稿日期：2 0

10、0 7 0 5 1 1修回日期：2 0 c r 7 1 2 2 7 基金项目：浙江省自然科学基金资助项目( Y 6 0 5 3 1 6 ) 作者简介：董建明( 1 l 一) ，男，助教，硕士。研究方向为计算机视觉与智能信息处理。胡党亮，通讯作者，E - m a i hh u j l h z 1 6 3 啪。 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 第5 期董建明等：一种有效的服装尺寸自动测量方法 9 9 新测量技术，它是融光电子学、计算机、图像处理等 技术

11、为一体的综合测量系统。其将被测物体的图像 作为检测和传递信息的手段和载体加以利用，并从 图像中提取有用的信息。文献 1 2 与本文设计的 服装自动测量系统主要基于图像测量技术，其系统 组成如图1 所示。 图1 服装尺寸自动测量系统框图 F i g 1 B l o c kd i a g r a mf o ra u t o m a t i cm e a s u r e m e n to f g a r r a e n td i m e n s i o n ss y s t e m 首先，将所测服装平铺并置于检测台，检测台上 方设置光源并通过C C D 摄像设备获取服装信息，然 后通过图像采集卡获得

12、服装的平面图像。将服装图 像在P C 机中进行预处理、特征点定位、尺寸分析等 图像分析操作。图像分析结果通过P C 机的显示设 备进行实时监控，得到的尺寸数据被存储或通过输 出设备进行打印输出。 1 2 关键技术及可行性分析 服装是具有一定三维特性且不规则的非刚性物 体，是否可以通过分析其二维图像特性而得到以及 如何得到其几何尺寸是本文所要研究的问题。 通过分析不难发现大多数需要测量的服装几何 尺寸都依赖于服装轮廓上的拐角点的位置，而少数 几何尺寸则依赖于服装内部点。如图2 所示是控制 衣服尺寸的各节点示意图。其中O 节点为内部节 点，其余均为外部拐角点。在成衣尺寸测量中通常 所需测量的尺寸都

13、可以通过图示控制节点位置直接 或间接得到，例如节点曰、K 之间的距离决定肩宽大 小，对于内部节点O 则是测量领深时所需要定位的 节点。 本文设计的服装尺寸自动测量方法如果能够将 所需测量的衣服充分平铺( 目前可通过手工放置借 助吸风烫台等设备可基本实现服装的平铺) ，并且能 够准确检测到衣服的所有控制节点，且节点的定位 足够精确，设计的方法具有一定的抗噪能力并适合 实时处理，那么就可以得到所需测量的衣服尺寸。 图2 衣服尺寸的控制节点 F i g 2 C o n t r o ln o d e so fg a r m e n td i m e n s i o n s 2 服装图像关键节点检测与定

14、位 2 1 外部角点检测与定位方法 控制服装尺寸的主要节点大多集中在服装图像 的边缘轮廓上，且都是一些拐角点( 见图2 ) ，可通过 相应的角点检测算法获得。在图像测量中，一般的 方法是先获取图像的轮廓，然后根据轮廓的信息进 行角点等特征的提取心j 。然而，进行轮廓提取需要 对边缘检测等图像作预处理，且检测的边缘在角点 附近容易发生断裂，需要进行进一步的处理，这样大 大影响了整个算法的实时性以及实用性。本文使用 了一种基于图像灰度的角点检测方法- - S U S A N 角点检测算法对服装图像的角点进行检测与定位。 S U S A N 算子b 1 是一种基于灰度的特征点获取方 法，S U S

15、A N 算子的模板与常规卷积算法的正方形模 板不同，它使用一种近似圆形的模板，见图3 。它是 半径为3 的圆形模板，标记为1 9 的像素为模板中心 像素，称为模板核。 1 23 45678 9l O l l 1 2 1 31 41 5 1 61 7 1 81 92 0 2 l 2 2 2 32 42 52 6 2 72 8 2 9 3 0 3 l 3 2 3 3 3 4 3 5 3 6 3 7 图3s U S A N 的圆形模板 F i g 3 C i r c u l a rm a s ko fS U S A N 用圆形模板扫描整个图像，模板内部的每个像 素r 的灰度值，( r ) 与模板核像

16、素r 。的灰度值，( r o ) 进行比较，两者的差值小于一定值，则认为该点与核 具有相同( 或相近) 的灰度，由满足这样条件的像素 组成的区域称为吸收核同值区( U S A N ) 。计算图像 每个像素的U S A N 区域大小1 , ( r o ) 。 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 1 0 0 纺织学报 第2 9 卷 n ( ；。) ：c ( ；。，；) 石o ) 一p ( 一( 型丰盟) 6 ) 式中c ( r 。，r ) 为判断模板中的像

17、素是否属于U S A N 区域的判别函数，t 为灰度差阈值。如果模板核在 U S A N 区域内，则其对应的U S A N 区域最大；如果模 板核在图像边缘点上则U S A N 区域为整个模板邻域 的1 2 ；如果模板中心像素在图像角点上，则U S A N 区域最小，如图4 所示。 图4S U S A N 算子的原理图 F i g 4P r i n c i p l eb e h i n dS U S A N 计算每个像素的特征响应函数公式为 一，+ 、f g n ( r o ) ，n ( r o ) g R ( r o ) 。1 0 ，其他情况 式中g 为几何门限。U S A N 区域越小R

18、( r 。) 就越 大，g 越小，检测到的角点就越尖锐。 由于S U S A N 角点检测原则不依赖于前期图像 分割的结果，并避免了梯度计算。另外，U S A N 区域 是由模板中心具有相似灰度的像素累加而得，这实 际上是一个积分过程，对高斯噪声有很好的抑制作 用，所以使得S U S A N 检测方法对局部噪声不敏感， 抗噪能力强，且具有较好的定位性能，适合实时 处理。 将S U S A N 算子用于服装图像的角点检测，运行 参数设置如下。模板大小设定一般视图像的质量而 定，一般较大的模板对噪声不敏感，容易排除伪角 点，由于服装图像在获取过程中通常由于噪声会使 边缘发生模糊，所以本文选用较大的

19、模板，模板半径 r = 7 ；几何门限g 在角点检测中通常设定为模板大 小的一半，即g = 1 4 1 ；灰度差阈值t 的取值直接影 响检测到的角点数量，其取值依赖于具体图像的灰 度特征，文献 4 5 中提出了采用自适应的方法设 定阈值，在本文的应用中并没有起到较好的效果。 本文采用的方法是根据经验来设定阈值，并在具体 系统中采用人机交互的方式设定。本文设定t = 8 0 ，实验结果见图5 。 图5 衣服原图像到角点检测结果 F i g 5 F r o ms o u r c ei m a g eo ft h eg a r m e n tt ot h e r e s u l to fc o m

20、e rd e t e c t i o n 从实验结果可以看出，S U S A N 算子检测到的角 点都集中在真角点附近，无伪角点入选。且通过求 角点区域特征响应函数最大的像素点可以定位实际 角点。对于噪声较大且较模糊的服装图像，也可以 对其先进行图像去噪和图像增强等预处理操作，使 角点检测的质量更加稳定。 2 2内部节点定位方法 决定服装尺寸的信息还包括少数服装内部的控 制点，比如要获得服装领深的尺寸则需定位下领点 的位置。然而由于服装内部的特征点区域与其周围 区域在灰度上通常没有较大差异，所以要精确定位 这些点目前没有较好的方法。本文是在相应的控制 点设置人工标志。 目前，在高精度工业摄影测

21、量和视觉测量中，回 光反射标志R R T ( r e t r o r e f l e c t i v et a r g e t s ) 被广泛用作 人工标志贴附在被测物体表面。在特定位置光源的 照射下，它以反射的亮度比漫射白色标志高出上千 倍为特点。布有回光反射标志的被测物，得到的图 像被测物相对回光反射标志则消隐，而回光反射标 志则特别清晰而突出，一般为一些呈圆形的亮点，凭 借图像的阈值技术和子像素搜索定位技术，可快速 准确地测定它的几何位置M o 。 本文设计的服装尺寸测量系统中，在相应的内 部控制点处布上回光反射标志，这样可较容易地得 万方数据 PDF Watermark Remover

22、 DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 第5 期董建明等：一种有效的服装尺寸自动测量方法 1 0 1 到这些内部控制点，见图6 。 图6 各控制点的定位结果 F i g 6 L o c a t i o nr e s u l to fa l lc o n t r o lp o i n t s 3尺寸分析 3 1 测量比K 的标定 得到相应控制点位置坐标后，通过计算控制点 间的直线距离或水平垂直距离来计算相应的几何尺 寸。首先得到的是服装在二维图像中的尺寸，通常 以像素数来表示，然而最后需要得到的是服装的真 实

23、尺寸，所以必须先标定每个像素所对应的实际 长度。 首先采用一长方形服装面料作为标准件，通过 反复的手工测量得到其实际长度为厶。用测量系 统( S O N YD C R T R V 3 0 E 数码摄像机获取服装图像， 图像大小为6 4 0 4 8 0 ) 。获取长方形标准件的图像， 并获得标准件的边缘，统计得到长度所占的像素数 L 。，则测量系统的测量比K = 。L ，。L o = 2 0 5l n l n ， 厶，= 1 0 6 ，得到测量比K = 1 9 3 3m m 像素。 3 2 尺寸测量结果及分析 对于图5 所示类型的服装，测量得到的几何尺 寸有：袖长、肩宽、衣长、胸宽、下摆长、袖隆

24、深、领宽、 领深、袖口宽，基本覆盖了成衣检测中所需测量的尺 寸，测量结果见表1 。 表1 衣服尺寸测量结果 T a b 1R e s u l to fm e a s u r e m e n to fg a r m e n td i m e n s i o n s 测量结果显示，测量的相对误差在0 5 2 0 之间，绝对误差在2 9 帆之间。其中袖隆深 误差相对较大，主要是由于对这个部位手工测量较 难准确，且与本文的视觉测量方法在视点上容易产 生较大的偏差。这样的结果基本满足对服装测量系 统的误差要求，测量值与实际值基本吻合。误差的 来源主要有光照及C C D 摄像设备、系统定标以及服 装平铺产

25、生服装褶皱等因素。由测量系统引起的系 统误差可以通过实验定标的方法进行修正“ 1 ，人员 误差属于随机误差，可以通过专业人员相应技术的 提高来减少对测量结果的影响。 4 结束语 基于图像测量技术，本文较系统地提出了一种 有效的服装成衣尺寸自动测量方法。设计了测量系 统并提出用S U S A N 角点检测算子来获得服装图像 的外部控制点，采用回光反射标薄R R T 对内部控制 点进行人工标记来获得内部控制点从而得到衣服 图像控制尺寸的所有控制节点。通过控制节点的位 置及相互关系得到服装在图像中的足寸，利用测量 比的标定得到实际尺寸。通过实验结果和误差及其 来源分析可以看出，所设计的系统及方法是有

26、效的。 作为前期研究，选用的服装纹理相对较为简单，在今 后进一步研究中，针对纹理较为丰富服装的处理或 是直接针对彩色图像的处理研究，将会促进该系统 真正在实际生产中的应用。 参考文献： 1 汪亚明基于计算机视觉的衣服尺寸测量 J 计算 机测量与控制，2 0 0 2 ，l O ( 3 ) ：1 5 8 1 5 9 2 曹丽，汪亚明，包晓敏机器视觉在服装尺寸自动测 量中的应用 J 纺织学报，2 0 0 3 ，2 4 ( 1 ) ：1 9 2 0 3 】S m i t hSM ，B r a d yJM ，S u s a n An e wa p p r o a c ht ol o wl e v e l

27、 i m a g ep r o c e s s i n g J I n tJC o m p u tV i s ，1 9 9 7 ，2 3 ( 1 ) ：4 5 7 8 4 陆宏伟，于起峰最小核值相似区低层次图像处理算 法的改进及应用 J 应用光学，2 0 0 0 ，2 1 ( 1 ) ：3 2 3 7 5 】P e r e zM ，D e n n i sT A na d a p t i v ei m p l e m e n t a t i o no f t h e S U S A Nm e t h o df o ri m a g ee d g ea n df e a t u r ed e t

28、e c t i o n C P r o c e e d i n g sI n t e r n a t i o n a lC o n f e r e n c eo nI m a g eP r o c e 酾i n g I E E EC o m p u t e rS o c i e t y ，1 9 9 7 ，2 ( 3 ) ：3 9 4 3 9 7 6 黄桂平圆形标志中心子像素定位方法的研究与实 现 J 武汉大学学报，2 0 0 5 ，3 0 ( 5 ) ：3 8 8 3 9 1 7 吴晓波，安文斗，杨刚图像测量系统中的误差分析及 提高测量精度的途径 J 光学精密工程，1 9 9 7 ，5 ( 1 ) ： 1 3 3 1 4 1 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark