Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu ứng dụng phương pháp đo gián tiếp 2D và xây dựng hệ thống kích thước cơ thể nam sinh viên phục vụ ngành May

Chia sẻ: Nguyễn Khắc Hấn | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:24

Thêm vào BST

Báo xấu

150
lượt xem 14
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của luận án: Nghiên cứu thiết lập hệ thống đo gián tiếp kích thước cơ thể người sử dụng kỹ thuật ảnh 2D bao gồm thiết lập hệ thống thiết bị và xây dựng phần mềm thu thập, xử lý dữ liệu nhân trắc nhằm nâng cao hiệu quả trong công tác nghiên cứu nhân trắc học ngành May; ứng dụng hệ thống đo gián tiếp 2D đã thiết lập để xây dựng hệ thống kích thước cơ thể nam sinh viên các trường đại học và cao đẳng Thành phố Hồ Chí Minh, phục vụ công tác thiết kế và sản xuất quần áo may công nghiệp.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu ứng dụng phương pháp đo gián tiếp 2D và xây dựng hệ thống kích thước cơ thể nam sinh viên phục vụ ngành May

A. THÔNG TIN CHUNG VỀ LUẬN ÁN A. TÍNH CẤP THIẾT CỦA LUẬN ÁN Để phục vụ sản xuất ngành May công nghiệp, hệ thống cỡ số quần áo cho các đối tượng người Việt nam nói chung và hệ thống kích thước cơ thể nam sinh viên các trường đại học, cao đẳng Thành phố Hồ Chí Minh nói riêng cần được nghiên cứu xây dựng và cập nhật liên tục, trong đó phương pháp đo các thông số kích thước cơ thể cũng là một vấn đề cần được nghiên cứu nhằm đáp ứng nhu cầu thu thập dữ liệu nhân trắc. Phương pháp đo trực tiếp thường được áp dụng trong các nghiên cứu nhân trắc có nhiều ưu điểm song vẫn tồn tại một số hạn chế: thời gian thực hiện đo lâu, cần bố trí số lượng lớn các kỹ thuật viên đo, độ chính xác của kết quả đo phụ thuộc nhiều vào yếu tố chủ quan của người đo,…. Phương pháp đo gián tiếp sử dụng kỹ thuật quét 3D với giá thành rất cao, hệ thống phần cứng phức tạp nên di chuyển khó khăn. Phương pháp đo gián tiếp 2D với một số ưu điểm: hệ thống thiết bị đo đơn giản, tiện ích trong thao tác sử dụng, dễ dàng di chuyển đến các địa điểm đo, giá thành hợp lý, kết quả đo khách quan không phụ thuộc vào đội ngũ kỹ thuật viên,… do vậy đây là phương pháp đo nhân trắc phù hợp với điều kiện nghiên cứu ở Việt nam hiện nay. B. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN 1. Nghiên cứu thiết lập hệ thống đo gián tiếp kích thước cơ thể người sử dụng kỹ thuật ảnh 2D bao gồm thiết lập hệ thống thiết bị và xây dựng phần mềm thu thập, xử lý dữ liệu nhân trắc nhằm nâng cao hiệu quả trong công tác nghiên cứu nhân trắc học ngành May. 2. Ứng dụng hệ thống đo gián tiếp 2D đã thiết lập để xây dựng hệ thống kích thước cơ thể nam sinh viên các trường đại học và cao đẳng Thành phố Hồ Chí Minh, phục vụ công tác thiết kế và sản xuất quần áo may công nghiệp. 1
C. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN 1. Phương pháp đo gián tiếp kích thước cơ thể người sử dụng kỹ thuật ảnh 2D bằng camera. 2. Mốc đo và kích thước cơ thể nam sinh viên. 3. Hệ thống kích thước cơ thể nam sinh viên các trường đại học và cao đẳng Thành phố Hồ Chí Minh. D. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN 1. Thiết lập hệ thống đo gián tiếp kích thước cơ thể người sử dụng kỹ thuật ảnh 2D, gồm: - Nghiên cứu thiết lập điều kiện chụp ảnh 2D. - Nghiên cứu phương pháp xử lý ảnh tách hình nền, tách đường biên. - Xây dựng công thức liên kết hai đường biên từ ảnh mặt trước và mặt bên hông. - Nghiên cứu phương pháp trích xuất mốc đo. - Lựa chọn công thức tính kích thước cơ thể người với sai số cho phép trong ngành May. - Lập trình phần mềm xử lý ảnh và tính kích thước cơ thể nam sinh viên; Thiết kế giao diện sử dụng của phần mềm đo gián tiếp kích thước cơ thể người. - Đánh giá hệ thống đo gián tiếp 2D. 2. Xây dựng hệ thống kích thước cơ thể nam sinh viên các trường đại học và cao đẳng Thành phố Hồ Chí Minh trên cơ sở ứng dụng hệ thống đo gián tiếp 2D. So sánh đánh giá hệ thống kích thước cơ thể nam sinh viên đã xây dựng. E. Ý NGHĨA KHOA HỌC 1. Thiết lập được các điều kiện chụp ảnh đảm bảo dữ liệu ảnh đầu vào đáp ứng yêu cầu của hệ thống đo gián tiếp 2D. 2. Sử dụng các thiết bị thực nghiệm phù hợp; Áp dụng các thuật toán trích xuất mốc đo và tính kích thước nhân trắc có độ tin cậy cao; Sử dụng ngôn ngữ lập trình và thuật toán tin hiện đại đã thiết lập được hệ thống đo gián tiếp kích thước cơ thể sử 2
dụng kỹ thuật ảnh 2D với tiến trình thực hiện: chụp ảnh, xử lý ảnh, trích xuất mốc đo và tính kích thước cơ thể. 3. Sử dụng các công cụ toán xác suất thống kê để đánh giá, so sánh độ chính xác của hệ thống đo gián tiếp 2D với phương pháp đo trực tiếp. 4. Ứng dụng hệ thống đo gián tiếp 2D đã thiết lập để xây dựng hệ thống kích thước cơ thể nam sinh viên các trường đại học và cao đẳng Thành phố Hồ Chí Minh. 5. Kết quả nghiên cứu là tiền đề cho các công trình nghiên cứu tiếp theo về kỹ thuật nhận dạng và phân loại vóc dáng cơ thể người, thiết kế quần áo 3D,…trong ngành May tại Việt nam. F. GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN 1. Hệ thống đo gián tiếp kích thước cơ thể người sử dụng kỹ thuật ảnh 2D có giá thành hợp lý, cấu trúc hệ thống đơn giản, xử lý dữ liệu và trích xuất kết quả nhanh, tiện ích trong thao tác sử dụng, dễ dàng di chuyển đến các địa điểm đo, kết quả đo khách quan không phụ thuộc vào đội ngũ kỹ thuật viên. 2. Hệ thống đo gián tiếp kích thước cơ thể người sử dụng kỹ thuật ảnh 2D tạo được sự thuận tiện đối với đối tượng đo: các quy định về điều kiện chụp ảnh của hệ thống đo dễ áp dụng, trang phục mẫu đo phù hợp nên nhận được sự hợp tác từ phía đối tượng được đo. 3. Hệ thống kích thước cơ thể nam sinh viên TP.HCM đảm bảo độ tin cậy và có tính cập nhật, phục vụ hiệu quả cho công tác thiết kế quần áo đáp ứng nhu cầu sử dụng hàng may mặc nội địa Việt nam trong giai đoạn hiện nay. G. NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN ÁN 1. Thiết kế hệ thống đo gián tiếp kích thước cơ thể người sử dụng kỹ thuật ảnh 2D bằng 2 camera được kết nối trực tiếp với máy tính là hệ thống đo gián tiếp kích thước cơ thể 2D đầu tiên tại Việt nam để phục vụ công tác thu thập dữ liệu nhân trắc ngành May. 3
2. Xây dựng công thức liên kết hai đường biên từ ảnh chụp mặt trước và mặt bên hông đảm bảo các kích thước vòng từ hai đường biên được trực giao đồng phẳng. 3. Xây dựng được phần mềm đo gián tiếp kích thước cơ thể người từ ảnh và thiết lập quy trình đo gián tiếp 2D. 4. Hệ thống kích thước cơ thể nam sinh viên được cập nhật mới, có ý nghĩa thiết thực cho ngành May. B. NỘI DUNG CHÍNH CHƯƠNG 1. NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN Thực hiện nghiên cứu tổng quan ba vấn đề chính: Phương pháp đo nhân trắc trong ngành May; Phương pháp đo gián tiếp 2D; Nghiên cứu hệ thống cỡ số quần áo. Qua nghiên cứu, đã kết luận được các nội dung sau: - Để đáp ứng nhu cầu sản suất quần áo may công nghiệp, hệ thống kích thước cơ thể người phải được cập nhật liên tục. Phương pháp đo gián tiếp cần được nghiên cứu ứng dụng nhằm nâng cao hiệu quả trong công tác thu thập dữ liệu nhân trắc - Phương pháp đo gián tiếp 3D sử dụng kỹ thuật chiếu tia laser, ánh sáng trắng với những tính năng ưu việt về thời gian và độ chính xác. Phương pháp đo gián tiếp sử dụng kỹ thuật ảnh 2D, tuy độ chính xác không thể bằng phương pháp đo gián tiếp 3D nhưng ưu điểm về thời gian xử lý, thiết bị vận chuyển dễ dàng, chi phí thấp sẽ là phương pháp đo phù hợp với điều kiện Việt nam hiện nay. - Các nghiên cứu về phương pháp đo gián tiếp 2D trên thế giới còn một số hạn chế trong lựa chọn tối ưu thiết bị thu nhận ảnh 2D, tư thế mẫu đo, thuật toán xử lý ảnh và tính kích thước nên các kết quả trích xuất của hệ thống đo gián tiếp 2D có sai số chưa phù hợp với ngành May. Từ những vấn đề nêu trên, hướng nghiên cứu mới được chọn trong luận án khi thiết lập hệ thống đo gián tiếp 2D như sau: Đối với thiết bị thu nhận ảnh: chọn camera có chức năng kết nối trực tiếp với máy tính để tối ưu quá trình tác nhiệp chụp 4
ảnh. Sử dụng 2 camera chụp ảnh đồng thời mặt trước và mặt bên hông mẫu để tăng độ chính xác của dữ liệu nhân trắc. Thiết lập điều kiện chụp ảnh chặt chẽ gồm các yếu tố ánh sáng, camera, tư thế mẫu đo, trang phục và phông nền. Xây dựng thuật toán liên kết điểm từ hai đường biên giúp tăng độ chính xác trích xuất mốc đo trong giai đoạn xử lý ảnh. Lựa chọn công thức tính kích thước cơ thể với sai số phép đo phù hợp ngành May. Thực hiện đánh giá độ tin cậy của hệ thống đo gián tiếp 2D. Ứng dụng hệ thống đo gián tiếp 2D để thu thập dữ liệu nhân trắc trong xây dựng hệ thống kích thước cơ thể nam sinh viên các trường đại học và cao đẳng TP.HCM. CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Nội dung nghiên cứu gồm: - Nghiên cứu thiết lập hệ thống đo gián tiếp kích thước cơ thể sử dụng kỹ thuật ảnh 2D. - Xây dựng hệ thống kích thước cơ thể nam sinh viên các trường đại học và cao đẳng TP.HCM ứng dụng phương pháp đo gián tiếp. 2.1. Thiết lập hệ thống đo gián tiếp kích thước cơ thể người sử dụng kỹ thuật ảnh 2D - Quy trình hệ thống đo gián tiếp 2D gồm các bước sau: Bước 1- Chụp ảnh 2D: Sử dụng 2 camera để chụp ảnh đồng thời mặt trước và mặt bên hông đối tượng đo. Bước 2- Xử lý ảnh: sau khi có ảnh chụp 2D lưu vào bộ nhớ máy tính, tiếp theo là xử lý ảnh gồm các bước tách hình nền, tách đường biên, mã hóa đường biên, liên kết đường biên, trích xuất mốc đo. Liên kết hai đường biên ảnh mặt trước và mặt bên hông: sử dụng thuật toán liên kết các điểm trên hai đường biên để đảm bảo các điểm mốc đo trên kích thước vòng cùng nằm trên một mặt phẳng. 5
Trích xuất mốc đo: sử dụng thuật toán phát hiện biên trong xử lý ảnh số để trích xuất các điểm mốc đo từ ảnh mặt trước và mặt bên hông. Bước 3- Tính kích thước cơ thể: gồm các thuật toán tính khoảng cách, chiều dài, chu vi. - Đối tượng nghiên cứu: Mốc đo và kích thước cơ thể nam sinh viên. - Nội dung và phương pháp nghiên cứu: 2.1.1. Thực nghiệm chụp ảnh - Thiết bị thực nghiệm: sử dụng 2 camera chụp ảnh loại Logitech Web Cam với độ phân giải 8 Megapixels có thể kết nối trực tiếp với máy tính. 2 giá đỡ camera 3 chân loại Tripob. Máy vi tính có cấu hình P4. Thiết bị đo độ sáng loại M&MPRO LMLX1010BS với độ chính xác 4%. - Yêu cầu chất lượng ảnh 2D Đánh giá độ sáng của ảnh: ứng dụng biểu đồ phân bố giá trị mức xám để đánh giá giá trị mức xám của các điểm ảnh. Để ảnh đạt độ sáng cho nghiên cứu, cường độ sáng của các điểm ảnh không quá tối hoặc quá sáng, các điểm ảnh cần đạt cường độ mức xám trung bình (midtone). Đánh giá độ phân giải của ảnh: Ảnh chụp rõ nét nhưng không bị nhiễu bởi các chi tiết lông, tóc cơ thể nam. Thuận tiện xử lý ảnh trên máy tính với tốc độ cao và dung lượng lưu trữ giảm. Thuận tiện trong quy đổi số điểm ảnh với đơn vị của thước đo nhân trắc được dán sẵn trên phông nền, chọn độ phân giải camera có tỷ lệ quy đổi 1 điểm ảnh / 1mm. Đánh giá bóng cắt mẫu đo trên ảnh: Đường biên mẫu đo phải thể hiện rõ, đặc biệt là tại các vị trí dễ bị khuất như nách, đáy đũng quần và đường biên tại vị trí cổ tay phải thể hiện được chiều rộng và chiều dày cổ tay. - Thiết lập các điều kiện chụp ảnh gồm: điều kiện ánh sáng, camera, tư thế mẫu đo cho hệ thống đo gián tiếp 2D. a. Thiết lập điều kiện ánh sáng 6
Thực nghiệm chụp ảnh trong phòng sử dụng nguồn sáng tự nhiên ở các thời điểm khác nhau trong ngày. Thực nghiệm chụp ảnh trong phòng sử dụng nguồn sáng nhân tạo là đèn huỳnh quang và đèn sợi tóc. Thực nghiệm chụp ảnh trong phòng với cách bố trí hướng chiếu sáng khác nhau gồm: chiếu sáng cạnh bên mẫu đo, chiếu sáng trực diện mẫu đo, chiếu sáng phía sau mẫu đo và chiếu sáng từ đỉnh xuống ( lắp đèn trên trần). b. Thiết lập điều kiện camera Thực nghiệm chụp ảnh với độ phân giải camera lần lượt ở các chế độ 2; 4; 6; 8 Megapixels. Thực nghiệm chụp ảnh với độ cao camera lần lượt 0,4m; 0,6m; 0,8m. Thực nghiệm chụp ảnh với khoảng cách từ tâm camera đến tâm mẫu lần lượt là 2.5m; 3m; 3.5m. c. Thiết lập tư thế mẫu đo Tham khảo tư thế mẫu đo gián tiếp 3D trong tiêu chuẩn ISO 20685 và thực nghiệm nghiên cứu các tư thế sau: Tư thế dang tay: chụp ảnh với các tư thế dang tay 250; 450; 65 , 850. Với từng tư thế dang tay, thực hiện đo khoảng cách 0 đoạn nách trước, vòng nách, vòng ngực bằng phương pháp đo trực tiếp và gián tiếp. Tính sai số trung bình của 5 lần đo gián tiếp và đo trực tiếp, so sánh kết quả đo gián tiếp với đo trực tiếp và chọn tư thế đo gián tiếp 2D có kết quả chính xác nhất. Tư thế dang chân: Chụp ảnh với mẫu đứng dang chân theo tư thế phương pháp đo trực tiếp của tiêu chuẩn TCVN 5781:2009 và tư thế phương pháp đo gián tiếp, khoảng cách dang chân của mẫu được trình bày ở bảng 2.1. Bảng 2.1. Khoảng cách dang chân các phương án thực nghiệm Stt Khoảng cách 2 mũi chân Khoảng cách 2 gót chân trái và phải (cm) trái và phải (cm) 1 30 20 2 35 25 3 40 30 7
Với từng tư thế dang chân thực hiện đo kiểm tra khoảng cách từ điểm rốn đến điểm đáy đũng quần bằng thước kẹp Martin. Tính sai số trung bình của 5 lần đo, so sánh kết quả phương pháp đo trực tiếp với gián tiếp, chọn tư thế đo gián tiếp 2D có kết quả sai số nhỏ nhất so với đo trực tiếp. 2.1.2. Phương pháp xử lý ảnh Ảnh chụp từ camera với kích thước 780x1200 điểm ảnh, tiếp theo quá trình xử lý ảnh để trích xuất đường biên, trích xuất mốc đo để làm cơ sở tính kích thước cơ thể nam sinh viên. a. Tách hình nền Sử dụng phương pháp biến đổi phi tuyến không gian màu RGB sang HSV. Đánh giá chất lượng ảnh đã tách hình nền bằng biểu đồ phân bố giá trị mức xám: Giá trị cường độ xám các điểm ảnh trên phông nền bằng 0 và trên mẫu đo bằng 255. b. Tách đường biên Sử dụng phương pháp Canny để tách biên của ảnh. Đánh giá chất lượng đường biên bằng phần mềm Matlab, cường độ xám tại các điểm ảnh trên đường biên phải đạt giá trị 255. c. Mã hóa đường biên Sử dụng thuật toán Freeman Chain code để mã hóa đường biên. d. Liên kết hai đường biên Sử dụng thuật toán xác định điểm trong không gian để đưa các điểm trên cùng một kích thước vòng từ hai đường biên được trực giao đồng phẳng. e. Trích xuất mốc đo Phân đoạn đường biên cơ thể làm 8 phần tương đối, mỗi phần sẽ gồm một số mốc đo để giới hạn phạm vi dò tìm vị trí mốc đo. Hướng của Chaincode được quy định theo đặc điểm nhân trắc trên cơ thể, thuật toán dò các điểm trên đường biên, phân tích hướng của Chaincode để xác định các điểm mốc đo trên đường biên. Điểm gốc của Chaincode là điểm cao nhất tại 8
đỉnh đầu có mã Chaincode là 0, từ đây xác định các điểm mốc đo kế tiếp theo chiều kim đồng hồ. 2.1.3. Chọn công thức tính kích thước cơ thể Trong nghiên cứu, dữ liệu đầu vào của bài toán tính kích thước cơ thể là ảnh 2D, sau khi xử lý ảnh ta được đường biên cơ thể người mặt trước và mặt bên hông. Nội dung quan trọng của luận án là xây dựng được công thức tính 38 kích thước cơ thể gồm kích thước chiều cao và kích thước vòng. - Tính kích thước chiều cao: Đối với kích thước chiều cao tính bằng phương pháp đo khoảng cách giữa hai điểm, qua nghiên cứu thực nghiệm nhiều lần đo để xây dựng công thức tính khoảng cách như sau 1 N 1 N  x AB y AB  d ( A, B)   d k ( A, B)   d ( A, B)  N k 1  xk  y k  N k 1 d ( A, B) d ( A, B)  1 x AB N 1 y AB N  d ( A, B)   k N d ( A, B)  N d ( A, B) k 1 x  k 1 y k (2.13) - Tính kích thước vòng: Trong nghiên cứu, tác giả chọn chu vi ellip để tính kích thước vòng cơ thể. Có nhiều công thức tính kích thước vòng, qua kết quả tính toán thực nghiệm chọn công thức chuỗi lập để tính kích thước vòng trên cơ thể nam sinh viên:   2n  1!!     2 2n C  2a 1     ; (1.9)  n 1  2 n!  2n  1 n 2.1.4. Lập trình phần mềm đo gián tiếp 2D - Yêu cầu các tính năng phần mềm: Kết nối camera, chụp ảnh; Tách hình nền; Tách đường biên; Mã hóa đường biên; Liên kết hai đường biên; Trích xuất mốc đo; Tính kích thước; Lưu trữ dữ liệu, cập nhật, sữa, xóa dữ liệu. 9
- Phần mềm sử dụng ngôn ngữ lập trình C/C++, chạy trên môi trường visual studio 2010 kết hợp với bộ thư viện xử lý ảnh mã nguồn mở OpenCV version 2.4.1 2.1.5. Đánh giá hệ thống đo gián tiếp 2D - Đánh giá độ chính xác trích xuất mốc đo: Thực nghiệm đánh giá độ chính xác mốc đo trên 5 mẫu nam. Sử dụng phương pháp đối chiếu 22 mốc đo trên cùng một mẫu, dán giấy phản quang vào vị trí mốc đo được xác định bằng phương pháp trực tiếp. Sau đó mẫu đo tiếp tục được chụp ảnh để trích xuất mốc đo bằng phương pháp đo gián tiếp 2D. Phần mềm sẽ tính độ lệch vị trí các mốc đo được trích xuất bằng phương pháp gián tiếp 2D so với phương pháp trực tiếp. - Đánh giá độ chính xác kích thước cơ thể: Thực nghiệm đo 38 kích thước cho 50 mẫu đo nam bằng phương pháp đo gián tiếp 2D và phương pháp đo trực tiếp bằng thước Martin. Tính và so sánh các đặc trưng thống kê: Min, Max, trung bình cộng (1.13), độ lệch chuẩn (1.15) từ kết quả đo của 2 phương pháp đo gián tiếp 2D và đo trực tiếp. - Đánh giá tính kinh tế của hệ thống đo gián tiếp 2D: So sánh hệ thống đo gián tiếp 2D và 3D theo một số hạng mục: chi phí đầu tư, thời gian, nhân công. 2.2. Xây dựng hệ thống cỡ số kích thước cơ thể nam SV 2.2.1. Đối tượng đo: Là nam sinh viên các trường đại học và cao đẳng Tp.HCM. 2.2.2. Số lượng mẫu đo Sử dụng phương pháp nghiên cứu cắt ngang. Cỡ mẫu ước lượng: Chọn chiều cao đứng làm kích thước chủ đạo để tính ước lượng độ lệch chuẩn (  ) của mẫu và đã đo ngẫu nhiên kích thước chiều cao đứng 100 nam sinh viên, đã xác định được độ lệch chuẩn  = 5,5. Tính quy mô mẫu ước lượng (n) theo công thức: t 2 2 n= 2 (2.16) m 10
Với t = 2 ứng với mức tin cậy P = 95% , m = 1%;  =5,5 Theo công thức trên đã xác định được n = 121 nam sinh viên, nhưng thực tế số mẫu nghiên cứu là 500 người gồm sinh viên các trường đại học và cao đẳng TP.HCM. 2.2.3. Phương pháp đo Thực nghiệm đo 38 kích thước của 500 mẫu nam sinh viên bằng phương pháp đo gián tiếp sử dụng kỹ thuật ảnh 2D. 2.2.4. Phương pháp xử lý số liệu đo - Loại số thô - Loại số lạc: Sử dụng phần mềm Excel để tính số lạc. Số lạc phải thỏa điều kiện: Số lạc ≤ M–3.σ và số lạc ≥ M+3.σ. - Xác định kích thước chủ đạo: là cơ sở đế xây dựng cỡ số. Các kích thước chủ đạo được xác định bằng phương pháp phân tích nhân tố theo thành phần chính. Dùng phần mềm SPSS 20 và excel để tính các đặc trưng thống kê của các kích thước chủ đạo và áp dụng phương pháp kiểm định giả thiết về phân phối của K. Pearson để chứng minh các kích thước chủ đạo tuân theo qui luật phân phối chuẩn. Kích thước chủ đạo được xem là phân phối chuẩn phải thỏa mãn các điều kiện sau:  Hệ số bất đối xứng nhỏ hơn giới hạn cho phép.  Hệ số nhọn nhỏ hơn giới hạn cho phép.  Tính mức khác biệt tin cậy giữa các phân bố thực nghiệm và lý thuyết của kích thước chủ đạo nhỏ hơn giới hạn cho phép. - Xác định bước nhảy của kích thước chủ đạo: Dựa vào độ lệch chuẩn của các kích thước chủ đạo, phân tích kiểu dáng trang phục, chất liệu và tham khảo các công trình nghiên cứu, tiêu chuẩn trong và ngoài nước để xác định bước nhảy. - Xác định số lượng cỡ số: xác định số lượng cỡ số tối ưu bằng phương pháp sơ đồ nhánh cây theo tiêu chí: đề xuất số lượng cỡ số cần thỏa mãn trên 80% đối tượng nghiên cứu, đồng thời đáp ứng được điều kiện sản xuất công nghiệp. Với tiêu trí này, sau khi phân nhóm cỡ số theo kích thước chủ đạo, chỉ 11
chọn các nhóm có tần suất lớn hơn 5%. Các nhóm cỡ số có tần suất nhỏ hơn 5% sẽ bị loại sao cho số lượng cỡ số đáp ứng yêu cầu trên. - Tính các hệ số tương quan rx, y giữa các kích thước chủ đạo và kích thước thứ cấp theo công thức: rx , y   ( x  x )( y  y ) i x i y  (x  x )  ( y  y i x 2 i y )2 hay rx , y   ( x  x )( y  y ) i x i y (2.29) n x y Trong đó: xi, yi là từng trị số của 2 biến định lượng x, y; x x là số trung bình cộng của x, y y là số trung bình cộng của y. - Tính các kích thước thứ cấp theo phương trình hồi quy: KTi   0  1 x   2 y (2.30) Trong đó:  0 là hệ số tự do; 1 ,  2 là hệ số hồi quy riêng phần; KTi là kích thước i cần xác định. 2.2.5. Đánh giá hệ thống kích thước cơ thể nam sinh viên So sánh thông số kích thước cơ thể nam sinh viên khi đo bằng phương pháp đo gián tiếp 2D và thông số kích thước cơ thể nam trưởng thành của TCVN 5782:2009 được đo bằng phương pháp trực tiếp. So sánh thời gian, nhân công khi ứng dụng đo nhân trắc bằng hệ thống đo gián tiếp 2D và phương pháp đo trực tiếp Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN 3.1. Kết quả thiết kế hệ thống đo gián tiếp 2D 3.1.1. Thiết lập điều kiện chụp ảnh 2D - Thiết lập điều kiện ánh sáng cho chụp ảnh: Phương án 1: Sử dụng hoàn toàn nguồn sáng tự nhiên: thời gian từ 10÷15 giờ, cường độ từ 300lux trở lên. Phương án 2: Sử dụng hoàn toàn nguồn sáng nhân tạo bằng đèn huỳnh quang: phòng chụp có bề ngang x bề dài khoảng 5x5m, lắp 2 bóng đèn huỳnh quang 1,2m để chiếu trực 12
diện mẫu hoặc chiếu từ đỉnh mẫu đo (đèn lắp trên trần), cường độ sáng đảm bảo từ 300 lux trở lên. Phương án 3: Sử dụng ánh sáng tổng hợp: nguồn sáng tự nhiên và nhân tạo. Cường độ sáng đảm bảo từ 300 lux. - Thiết lập điều kiện camera: chọn độ phân giải camera là 2 Mp với độ cao camera 0.8m, khoảng cách camera 3m (Hình 3.16) - Quy định tư thế mẫu đo: Mẫu đứng thẳng, dang hai chân với 2 mũi chân cách nhau 35cm, hai gót chân cách nhau 25cm, dang hai tay dang một góc 250–450, lòng bàn tay phải hướng về phía trước, lòng bàn tay trái hướng xuống mặt đất (hình 3.18) B 0.8m Camera 1 O’ O 0.8m 0.8m A 3m Hình 3.16. Khoảng cách và độ cao Hình 3.18. Quy định tư camera thế mẫu đo - Quy định trang phục mẫu đo và phông nền: Mẫu cởi trần để lộ các mốc đo, đầu trùm nón bơi màu hồng sao cho che hết phần tóc, quần bơi ôm vừa sát cơ thể, quần màu hồng (Hình 3.18). Phông nền (hình 3.18) màu xanh, chất liệu: vải bố nhẵn, dày, bề mặt không bóng. 3.1.2. Quy trình chụp ảnh cho hệ thống đo gián tiếp 2D Chỉnh độ phân giải của camera là 2 Mp. Kiểm tra độ sáng trong phòng chụp từ 300 lux trở lên và bố trí theo 3 phương án ánh sáng đã thiết lập ở 3.1.1. Lắp phông nền. Định vị miếng 13
dán trên nền để định vị vị trí bàn chân. Lắp camera 1 và camera 2 vào giá đỡ. Định vị độ cao từ tâm camera 1, 2 đến mặt đất là 0,8m và tâm camera 1, 2 đến tâm của mẫu là 3m. Kết nối camera với máy vi tính, khởi động chương trình. Tư thế mẫu và trang phục theo quy định. Chụp ảnh bằng cách nhấn nút chuột trái 1 lần sẽ chụp ảnh mặt trước và mặt bên hông. 3.1.3. Quy trình cấu trúc hệ thống đo gián tiếp kích thước cơ thể sử dụng kỹ thuật ảnh 2D 14
Giao diện và các chức năng hệ thống đo gián tiếp kích thước từ kỹ thuật ảnh 2D: - Kết nối camera, chụp ảnh; Mở và xử lý ảnh đã lưu trữ trên thư viện mannequin; Lưu, thêm, xóa, sửa dữ liệu hệ thống; Tra cứu dữ liệu trong thư viện mannequin: - Giao diện chính: kết nối camera, chụp và xử lý ảnh. - Giao diện xử lý ảnh tách hình nền - Giao diện xử lý ảnh tách biên 15
- Giao diện xử lý ảnh trích xuất mốc đo và tính kích thước cơ thể Trích xuất được 50 mốc đo mặt trước và 22 mốc đo mặt bên hông. Tính được 38 kích thước cơ thể. 3.1.4. Đánh giá hệ thống đo gián tiếp từ ảnh 2D a. Đánh giá độ chính xác thuật toán trích xuất mốc đo Sai số các mốc đo của phương pháp đo gián tiếp 2D so với phương pháp trực tiếp theo trục x từ 0÷4 mm, sai số theo trục y từ 0÷5 mm. b. So sánh các đặc trưng thống kê từ kết quả đo gián tiếp 2D và trực tiếp Sai số trung bình 38 kích thước của 50 mẫu đo theo phương pháp đo gián tiếp 2D so với đo trực tiếp từ 0÷2cm. c. Đánh giá tính kinh tế của hệ thống đo gián tiếp 2D Đánh giá tính kinh tế của hệ thống đo gồm đánh giá thiết bị, vận chuyển, vận hành bảo dưỡng và chi phí xây dựng phần mềm. Chi phí đầu tư hệ thống đo gián tiếp 2D là 885 USD. Chi phí trang bị hệ thống đo gián tiếp 3D TC2 khoảng 75000 USD. Như vậy chi phí đầu tư hệ thống đo gián tiếp 2D thấp hơn nhiều so với chi phí đầu tư hệ thống đo gián tiếp 3D. Ngoài ra hệ thống phần cứng của đo gián tiếp 2D như camera, giá đỡ dễ dàng di chuyển khi tác nghiệp chụp ảnh, dễ dàng thay thế khi hư hỏng theo thời gian sử dụng. 16
3.2. Ứng dụng hệ thống đo gián tiếp 2D trong xây dựng hệ thống kích thước cơ thể nam sinh viên 3.2.1. Xác định kích thước chủ đạo Dùng phương pháp phân tích thành phần chính trong phần mềm SPSS 20, nghiên cứu đã chọn kích thước chiều cao đứng và kích thước vòng ngực 2 là kích thước chủ đạo . Kết quả tính toán thực nghiệm cho thấy hai kích thước chiều cao đứng và vòng ngực 2 đều có: SK
Chiều cao đứng Vòng ngực 2 (cm) Tần suất (%) (cm) (cm) 77 (76 – 79) 5,66 163 81 (80 – 83) 9,70 (161-166) 85 (84 – 87) 12,73 89 (88 – 91) 9,29 81 (80 – 83) 10,51 169 85 (84 – 87) 10,91 (167-172) 89 (88 – 91) 5,66 93 (92 – 95) 7,27 175 85 (84 – 87) 5,05 (173-178) 89 (88 – 91) 5,66 Tổng tần suất đáp ứng 97,79 Từ bảng 3.7, đã chọn 13 cỡ số theo 4 nhóm chiều cao, đã đáp ứng tỉ lệ đáp ứng là 97,79% tổng số mẫu nghiên cứu. Bảng 3.18. Thông số kích thước cơ thể nam sinh viên Stt TSKT Số lượng cỡ số quần áo nam sinh viên 1 Cd 157 157 157 163 163 163 163 2 Vng2 77 81 85 77 81 85 89 3 Cd7 131.81 131.79 131.78 137.51 137.49 137.48 137.46 4 Cgcv 131.07 131.27 131.47 136.11 136.31 136.51 136.71 5 Cmv 118.13 117.90 117.66 123.28 123.04 122.81 122.58 6 Ceo 93.05 93.02 92.99 97.24 97.21 97.18 97.15 7 Clmong 69.38 68.98 68.59 72.83 72.43 72.04 71.64 8 Dctrg 67.06 66.69 66.32 70.64 70.27 69.90 69.53 9 Cgoi 42.21 42.11 42.01 44.07 43.97 43.87 43.77 10 Rnguc 32.04 32.43 32.82 33.30 33.70 34.09 34.48 11 Dnacht 21.01 21.34 21.68 21.74 22.07 22.40 22.73 12 Ddnguc 24.87 25.20 25.54 25.97 26.31 26.64 26.98 13 Deot 38.22 38.30 38.38 40.15 40.23 40.31 40.39 14 Rmvai 34.59 34.79 34.98 35.43 35.63 35.82 36.02 15 Rvaing 39.63 39.73 39.83 40.51 40.61 40.71 40.81 16 Rlung 34.55 34.82 35.08 35.79 36.05 36.32 36.58 17 Dnachs 22.06 22.40 22.75 22.85 23.19 23.53 23.88 18 Deos 36.48 36.62 36.76 38.37 38.50 38.64 38.78 19 Dmvcon 10.92 11.02 11.11 11.15 11.24 11.34 11.43 20 Dmvaing 13.69 13.67 13.66 13.92 13.90 13.89 13.87 21 Dkhuytay 42.65 42.90 43.14 44.03 44.27 44.51 44.76 18
Stt TSKT Số lượng cỡ số quần áo nam sinh viên Cd 157 157 157 163 163 163 163 Vng2 77 81 85 77 81 85 89 22 Dtay 62.02 61.96 61.91 64.41 64.36 64.30 64.24 23 Ddui 53.60 53.27 52.93 56.04 55.71 55.38 55.04 24 Dchanng 95.36 95.32 95.27 99.81 99.76 99.72 99.67 25 Vdung 64.13 64.87 65.61 65.98 66.72 67.46 68.20 26 Vdau 54.60 54.88 55.16 54.86 55.14 55.42 55.70 27 Vcco 36.29 37.21 38.13 36.28 37.20 38.12 39.04 28 Vng1 79.41 83.03 86.64 79.01 82.62 86.24 89.85 29 Vbung 68.88 72.26 75.64 68.34 71.72 75.10 78.48 30 Vmong 81.09 83.95 86.80 81.49 84.34 87.20 90.06 31 Vdui 44.70 47.57 50.44 44.37 47.24 50.10 52.97 32 Vgoi 32.42 33.68 34.94 32.67 33.93 35.19 36.45 33 Vbap_c 31.39 32.93 34.47 31.36 32.90 34.44 35.98 34 Vco_c 21.94 22.37 22.80 22.60 23.03 23.47 23.90 35 Vnach 36.63 37.92 39.21 37.01 38.30 39.60 40.89 36 Vbap_t 22.68 24.50 26.33 22.20 24.03 25.85 27.68 37 Vkhuy_t 21.63 22.34 23.05 21.81 22.52 23.23 23.94 38 Vco_t 14.79 15.15 15.52 14.88 15.25 15.61 15.98 Stt TSKT Số lượng cỡ số quần áo nam sinh viên 1 Cd 169 169 169 169 175 175 169 2 Vng2 81 85 89 93 85 89 81 3 Cd7 143.19 143.18 143.16 143.15 148.88 148.86 143.19 4 Cgcv 141.35 141.55 141.75 141.95 146.59 146.79 141.35 5 Cmv 128.19 127.96 127.73 127.50 133.11 132.88 128.19 6 Ceo 101.40 101.37 101.33 101.30 105.55 105.52 101.40 7 Clmong 75.88 75.49 75.09 74.70 78.94 78.54 75.88 8 Dctrg 73.84 73.48 73.11 72.74 77.05 76.68 73.84 9 Cgoi 45.84 45.74 45.64 45.54 47.61 47.51 45.84 10 Rnguc 34.96 35.36 35.75 36.14 36.62 37.02 34.96 11 Dnacht 22.80 23.13 23.46 23.79 23.85 24.19 22.80 12 Ddnguc 27.41 27.75 28.08 28.42 28.85 29.19 27.41 13 Deot 42.16 42.24 42.32 42.40 44.17 44.25 42.16 14 Rmvai 36.47 36.66 36.86 37.06 37.50 37.70 36.47 15 Rvaing 41.48 41.58 41.68 41.78 42.46 42.56 41.48 16 Rlung 37.29 37.55 37.82 38.08 38.79 39.05 37.29 17 Dnachs 23.98 24.32 24.66 25.01 25.11 25.45 23.98 18 Deos 40.39 40.52 40.66 40.80 42.41 42.54 40.39 19 Dmvcon 11.47 11.56 11.66 11.75 11.79 11.88 11.47 20 Dmvaing 14.13 14.11 14.10 14.08 14.34 14.33 14.13 21 Dkhuytay 45.64 45.89 46.13 46.38 47.26 47.51 45.64 22 Dtay 66.75 66.69 66.64 66.58 69.09 69.03 66.75 23 Ddui 58.15 57.82 57.49 57.15 60.26 59.93 58.15 24 Dchanng 104.21 104.16 104.12 104.08 108.61 108.57 104.21 25 Vdung 68.57 69.31 70.05 70.79 71.15 71.89 68.57 19
Stt TSKT Số lượng cỡ số quần áo nam sinh viên Cd 169 169 169 169 175 175 169 Vng2 81 85 89 93 85 89 81 26 Vdau 55.40 55.68 55.96 56.24 55.93 56.21 55.40 27 Vcco 37.19 38.11 39.03 39.95 38.10 39.02 37.19 28 Vng1 82.22 85.83 89.45 93.06 85.43 89.04 82.22 29 Vbung 71.18 74.56 77.94 81.32 74.02 77.40 71.18 30 Vmong 84.74 87.60 90.45 93.31 87.99 90.85 84.74 31 Vdui 46.90 49.77 52.64 55.50 49.43 52.30 46.90 32 Vgoi 34.18 35.44 36.70 37.96 35.69 36.95 34.18 33 Vbap_c 32.86 34.40 35.94 37.48 34.37 35.91 32.86 34 Vco_c 23.70 24.13 24.56 25.00 24.80 25.23 23.70 35 Vnach 38.69 39.98 41.27 42.56 40.36 41.66 38.69 36 Vbap_t 23.55 25.38 27.20 29.03 24.90 26.73 23.55 37 Vkhuy_t 22.70 23.41 24.12 24.82 23.59 24.30 22.70 38 Vco_t 15.34 15.71 16.07 16.44 15.80 16.17 15.34 3.2.4. Đánh giá hệ thống kích thước cơ thể nam sinh viên So sánh hệ thống kích thước cơ thể nam sinh viên xây dựng bằng phương pháp đo gián tiếp từ ảnh 2D và thông số kích thước cơ bản của nam trưởng thành trong TCVN5782:2009, thể hiện ở bảng 3.20 Hệ thống cỡ số kích TCVN 5782:2009 thước xây dựng bằng (2) phương pháp đo gián tiếp từ ảnh 2D (1) Số kích thước 38 11 Số cỡ 13 12 Kích thước chủ Chiều cao cơ thể, Chiều cao, vòng đạo vòng ngực lớn nhất ngực, vòng mông Bước nhảy chiều 6cm 6cm cao đứng Bước nhảy vòng 4cm 4cm ngực Min-Max chiều 157÷175 152÷176 cao cơ thể Min-Max vòng 77÷89 76÷94 ngực 20