Đang tải... (xem toàn văn)
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ DỆT, MAY
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
Hà Nội – 2023
Trang 2LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan tất cả những nội dung trong luận án: “Phân loại vóc dáng nam trung niên Thành phố Hồ Chí Minh ứng dụng xây dựng Avatar trong phần mềm thiết kế trang phục 3D” là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các thí nghiệm được tiến hành một cách nghiêm túc và khoa học trong quá trình nghiên cứu Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận án trung thực khách quan và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu của tác giả khác
Hà Nội, ngày 10 tháng 10 năm 2023
TS Trần Thị Minh Kiều
PGS TS Phạm Thế Bảo
ThS NCS Nguyễn Mậu Tùng
Trang 3LỜI CẢM ƠN
Tôi xin được bày tỏ tình cảm và lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất tới TS Trần Thị Minh Kiều và PGS.TS Phạm Thế Bảo, những người thầy tâm huyết đã tận tình hướng dẫn, động viên khích lệ, truyền thụ cho tôi cảm hứng và phương pháp làm việc khoa học, và cùng đồng hành với tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án
Tôi xin trân trọng cảm ơn các thầy giáo, cô giáo Viện Dệt May - Da giầy và Thời trang, Bộ môn Công nghệ Dệt trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu
Tôi xin trân trọng cảm ơn các Giáo sư, Phó giáo sư, Tiến sĩ là chủ tịch hội đồng, phản biện, thư ký và ủy viên hội đồng đã dành thời gian quý báu để đọc, tham gia hội đồng chấm luận án với những góp ý cụ thể, bổ ích, giúp tôi hoàn thiện tốt hơn nội dung nghiên cứu của luận án
Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu Trường Đại học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh, Khoa Công nghệ May - Thời trang nơi tôi đang công tác đã tạo điều kiện giúp đỡ cho tôi có thời gian được học tập và hoàn thành luận án
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, những người thân yêu gần gũi nhất đã luôn động viên, san sẻ và gánh vác công việc, luôn tạo điều kiện tốt nhất để tôi yên tâm hoàn thành luận án
Trong quá trình thực hiện luận án không thể tránh khỏi những thiếu sót, hạn chế Tác giả rất mong nhận được ý kiến góp ý của các thầy cô và đồng nghiệp để luận án được hoàn thiện hơn
Xin trân trọng cảm ơn!
Hà Nội, ngày 10 tháng 10 năm 2023
Tác giả
ThS NCS Nguyễn Mậu Tùng
Trang 4MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN i
LỜI CẢM ƠN ii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi
DANH MỤC BẢNG BIỂU vii
DANH MỤC HÌNH ẢNH ix
LỜI MỞ ĐẦU 1
1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA LUẬN ÁN 1
2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN 2
3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN 2
4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN 3
5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN 3
6 Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA LUẬN ÁN 4
7 GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN 5
8 ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN ÁN 5
9 KẾT CẤU CỦA LUẬN ÁN 5
CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN 6
1.1 Tổng quan về phân loại vóc dáng cơ thể nam giới 6
1.1.1 Phương pháp xác định thông số kích thước cơ thể 7
1.1.2 Phương pháp phân loại vóc dáng cơ thể người 10
1.1.2.1 Phân loại vóc dáng theo đặc trưng hình dạng cơ thể 11
1.1.2.2 Phân loại cơ thể người theo các chỉ số tương quan kích thước cơ thể 12 1.1.2.3 Phân loại vóc dáng theo phương pháp xử lý thống kê số liệu nhân trắc 15
1.2 Tổng quan về ứng dụng công nghệ 3D tạo mô hình 3D Avatar trong ngành công nghiệp dệt may 19
1.2.1 Nghiên cứu xây dựng mô hình 3D sản phẩm từ dữ liệu quét 3D cơ thể người 20
1.2.2 Xây dựng mô hình 3D bằng phương pháp nội suy toán học hay hồi quy từ dữ liệu quét 3D 22
1.2.3 Xây dựng mô hình 3D bằng phương pháp máy học từ dữ liệu quét 3D 24
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 34
CHƯƠNG 2: NỘI DUNG, ĐỐI TƯỢNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 35
2.1 Mục tiêu nghiên cứu 36
2.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 36
Trang 52.2.1 Đối tượng nghiên cứu: 36
2.2.2 Phạm vi nghiên cứu: 36
2.3 Nội dung nghiên cứu 36
2.4 Phương pháp nghiên cứu 36
2.4.1 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm trong phân loại vóc dáng nam trung niên Thành phố Hồ Chí Minh 37
2.4.1.1 Thu thập dữ liệu 3D và mô tả đặc trưng thống kê dữ liệu các kích thước cơ thể người 37
2.4.1.2 Phân loại vóc dáng cho nam giới TP.HCM (18÷60 tuổi) 52
2.4.1.3 Phân loại vóc dáng cho nam trung niên TP.HCM (30÷60 tuổi) 53
2.4.2 Phương pháp nghiên cứu xây dựng mô hình 3D Avatar cơ thể người từ dữ liệu quét 3D theo vóc dáng nam trung niên Thành phố Hồ Chí Minh 53
2.4.2.1 Thiết kế mô hình 3D bằng phương pháp nội suy 53
2.4.2.2 Xây dựng Avatar 3D bằng phương pháp máy học chuyên sâu 60
2.4.2.3 May ảo Áo dài nam cho mô hình 3D Avatar nam trung niên TP.HCM 71
KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 72
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN 73
3.1 Kết quả bộ dữ liệu số đo 2D và 3D cơ thể người 73
3.2 Kết quả mô tả đặc trưng thống kê dữ liệu kích thước cơ thể 76
3.2.1 Mô tả dữ liệu nhân trắc nam giới thành phố Hồ Chí Minh 76
3.2.2 Mô tả dữ liệu nhân trắc nam trung niên thành phố Hồ Chí Minh 86
3.3 Kết quả phân loại vóc dáng và phân tích đặc điểm cơ thể 96
3.3.1 Kết quả phân loại vóc dáng nam giới thành phố Hồ Chí Minh 96
3.3.1.1 Kết quả phân tích nhân tố chính 97
3.3.1.2 Kết quả phân tích phân nhóm 98
3.3.1.3 Kết quả phân tích đặc điểm các dạng cơ thể nam giới Việt Nam tuổi 18÷60 98
3.3.1.4 Kết quả phân bố lứa tuổi theo từng nhóm vóc dáng 101
3.3.2 Phân loại vóc dáng nam trung niên thành phố Hồ Chí Minh 101
3.3.2.1 Kết quả phân tích nhân tố chính 101
3.3.2.2 Kết quả phân tích phân nhóm 103
3.3.2.3 Kết quả kiểm định ANOVA so sánh các phân nhóm từ dữ liệu nhân trắc nam trung niên TP.HCM tuổi 30÷60 104
3.3.2.4 Kết quả phân tích đặc điểm vóc dáng và hình dạng cơ thể nam trung niên TP.HCM tuổi 30÷60 107
3.3.2.5 Phân tích đặc điểm hình dáng cơ thể theo nhóm độ tuổi trung niên 109
3.2.2.6 So sánh kích thước chủ đạo cơ thể của luận án này với các nghiên cứu khác cho nam giới Việt Nam 112
Trang 63.4 Kết quả xây dựng mô hình 3D bằng phương pháp nội suy 114
3.4.1 Kết quả xác định vị trí các mặt cắt 114
3.4.2 Kết quả xác định các điểm trọng yếu trên mỗi mặt cắt 115
3.4.3 Kết quả điều chỉnh các điểm trọng yếu trên mỗi mặt cắt tương ứng với số đo 2D 115
3.4.4 Kết quả xây dựng mô hình mặt cắt chỉnh từ các điểm trọng yếu trên mỗi mặt cắt bằng bài toán nội suy 117
3.4.5 Kết quả xây dựng mô hình nội suy từ các mặt cắt chỉnh trên các bộ phận của cơ thể 118
3.4.5 Kết quả đánh giá sai số xây dựng mô hình 120
3.5 Kết quả xây dựng Avatar 3D theo phương pháp máy học chuyên sâu 122
3.6 Kết quả xây dựng mô hình 3D Avatar theo đa dạng vóc dáng nam trung niên TP.HCM 127
3.6.1 Nhận xét về phương pháp xây dựng mô hình 3D cơ thể người 127
3.6.2 Mô hình 3D Avatar theo đa dạng vóc dáng nam trung niên TP.HCM 128
3.7 Kết quả may ảo Áo dài theo vóc dáng nam trung niên TP.HCM 132
3.7.1 Tạo Avatar 3D theo số đo 132
3.7.2 Mô tả mẫu Áo dài thiết kế thử nghiệm và chọn vật liệu trong CLO3D 132
3.7.3 Thiết kế bộ mẫu kỹ thuật theo công thức thiết kế áo dài nam 133
3.7.4 Kết quả may ảo, thử ảo và đánh giá độ vừa vặn trang phục trên CLO3D 133
3.7.5 Kết quả bộ sản phẩm áo dài hoàn thiện với lựa chọn họa tiết và màu sắc 135
KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 136
KẾT LUẬN CỦA LUẬN ÁN 138
HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 140
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 141
TÀI LIỆU THAM KHẢO 142
Trang 7DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT
ANN Artificial Neural Network
ANOVA Analysis of Variance (Phân tích phương sai) BMI Body Mass Index (chỉ số khối lượng cơ thể)
CAESAR Civilian American and European Surface Anthropometric Resource
NURBS Non-Uniform Rational B-Spline
OBM Original Brand Manufacturer (Nhà sản xuất thương hiệu gốc) ODM Original Designed Manufacturer (Nhà sản xuất thiết kế gốc) RNN Recurent Neural Network
VHI Volume Height Index (Chỉ số thể tích – chiều cao) TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam
TP HCM Thành phố Hồ Chí Minh
WHR Waist-to-hip ratio (Tỷ lệ eo – hông)
Trang 8DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1: Mốc đo ở phần cổ cơ thể và cách xác định 42
Bảng 2.2: Kích thước đo ở phần cổ trên cơ thể 42
Bảng 2.3: Mốc đo ở phần vai cơ thể người và cách xác định 43
Bảng 2 4: Kích thước đo phần vai trên cơ thể 43
Bảng 2 5: Mốc đo trên phần ngực cơ thể và cách xác định 44
Bảng 2.6: Kích thước đo phần ngực cơ thể 45
Bảng 2.7: Mốc đo trên các kích thước phần tay cơ thể và cách xác định 45
Bảng 2 8: Kích thước đo phần tay trên cơ thể 46
Bảng 2 9: Mốc đo trên phần bụng cơ thể người và cách xác định 46
Bảng 2.10: Kích thước đo phần bụng trên cơ thể 47
Bảng 2.11: Mốc đo các kích thước trên phần mông cơ thể người và cách xác định 48
Bảng 2.12: Kích thước đo phần mông trên cơ thể 48
Bảng 2.13: Mốc đo trên phần chân cơ thể và cách xác định 49
Bảng 2.14: Kích thước đo phần chân trên cơ thể 49
Bảng 2.15: Các kích thước được sử dụng trong nghiên cứu 51
Bảng 2.16: Các số đo cơ bản dùng để may áo 55
Bảng 2.17: Các số đo cơ bản dùng để may quần 55
Bảng 2.18: Bộ thông số đo cho mô hình 3D được xây dựng 55
Bảng 2.19: Số lát cắt cho mỗi vùng 58
Bảng 2.20: Tóm tắt dữ liệu hình ảnh quét 3D dùng để xây dựng mô hình 3D Avatar 61
Bảng 3.1: Thông số đo của 210 kích thước cơ thể người 74
Bảng 3.2: Bảng tổng hợp các biểu đồ phân phối chuẩn của các kích thước cơ thể của 1106 nam giới 18÷60 tuổi sống tại TP HCM 77
Bảng 3.3: Bảng mô tả dữ liệu thống kê kích thước cơ thể của 1106 nam giới 18÷60 tuổi sống tại TP HCM 84
Bảng 3.4: Kết quả xác định hệ số Cronbach’s Alpha 87
Bảng 3.5: Bảng tổng hợp biểu đồ đường cong chuẩn và xác suất chuẩn của các kích thước cơ thể của 378 nam trung niên 30÷60 tuổi sống tại TP HCM 87
Bảng 3.6: Bảng mô tả dữ liệu thống kê kích thước cơ thể của 378 nam trung niên 30÷60 tuổi sống tại TP HCM 94
Bảng 3.7: Kết quả kiểm tra độ phù hợp của mẫu KMO và kiểm tra Bartlett’s 96
Bảng 3.8: Kết quả phân tích nhân tố chính 97
Bảng 3.9: Kết quả kiểm định Independent-samples T-test của 2 nhóm 98
Bảng 3.10: Bảng tỷ lệ phân bố các nhóm cơ thể lần lượt trong từng nhóm tuổi 18÷dưới 30 và 30÷60 101
Bảng 3.11: Kết quả kiểm tra độ phù hợp của mẫu KMO và kiểm tra Bartlett’s 101
Bảng 3.12: Kết quả phân tích nhân tố chính của dữ liệu nhân trắc nam trung niên TP.HCM 102
Bảng 3.13: Số lượng mẫu trong mỗi nhóm và tỷ lệ phần trăm trong mỗi nhóm 103
Trang 9Bảng 3.14: Kết quả phân tích ANOVA của 5 nhóm vóc dáng nam trung niên TP.HCM.
104
Bảng 3.15: Kết quả phân tích tỷ lệ cơ thể của 5 nhóm cơ thể 107
Bảng 3.16: Giá trị trung bình của kích thước chủ đạo và BMI của các nhóm tuổi 110
Bảng 3.17: Phân bố tỷ lệ % vóc cơ thể của các nhóm theo chỉ số BMI 110
Bảng 3.18: Tổng hợp giá trị trung bình kích thước cổ 111
Bảng 3.19: Tổng hợp giá trị trung bình các kích thước phần bụng 112
Bảng 3.20: So sánh kích thước chủ đạo của nam giới Việt Nam ở các thời kỳ 113
Bảng 3.21: Lỗi của các lát cắt chính 120
Bảng 3.22: Lỗi của mô hình xây dựng 3D 120
Bảng 3.23: Lỗi của các lát cắt chính sau khi tách dữ liệu bị lỗi 121
Bảng 3.24: Lỗi của mô hình 3D được xây dựng sau khi tách dữ liệu bị lỗi 121
Bảng 3.25: Lỗi trung bình trên mỗi lát cắt chính trên dữ liệu huấn luyện của bộ dữ liệu nam và nữ (bộ dữ liệu đầy đủ) 122
Bảng 3.26: Lỗi trung bình trên mỗi bộ phận của mô hình nam và nữ 3D sau khi kích hoạt mô hình CNN Bộ thử nghiệm bao gồm các mẫu bị hư hỏng và không bị hư hại Hai cột cuối cùng là giá trị trung bình của bộ kiểm tra bị hỏng và không bị hư hại 125Bảng 3.27 Lỗi trung bình trên mỗi phần của mô hình 3D nam và nữ trên bộ dữ liệu không bị hư hại trước và sau khi kích hoạt mô hình CNN 125
Bảng 3.28: Thời gian đào tạo và kiểm tra được tính trên các giá trị trung bình trên cả hai tập dữ liệu 126
Bảng 3.29: Bảng tổng hợp hình ảnh 5 Avatar theo 5 vóc dáng của nam trung niên TP.HCM được xây dựng từ luận án 130
Bảng 3.30: Bảng tổng hợp hình 5 Avatar theo 5 vóc dáng của nam trung niên TP.HCM được tạo ra từ phần mềm thiết kế CLO3D 131
Trang 10DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Hình ảnh mặc thử trang phục ảo 6
Hình 1.2: Mẫu áo cơ sở trước và sau khi điều chỉnh 7
Hình 1.3: Hình ảnh máy quét 3D cơ thể người 8
Hình 1.4: Các mốc nhân trắc ở phần trên cơ thể, mặt trước 8
Hình 1.5: Các mốc nhân trắc ở phần dưới cơ thể, mặt trước 9
Hình 1.6: Các mốc nhân trắc ở phần trên cơ thể, mặt nghiêng 9
Hình 1.7: Các mốc nhân trắc ở phần trên cơ thể, mặt sau 9
Hình 1.8: Phân loại vóc dáng theo tư thế đứng của cơ thể người 11
Hình 1.9: Phân loại tư thế dứng của cơ thể [52] 11
Hình 1.10: Các hình dạng cơ thể nam giới 14
Hình 1.11: Phân loại các phương pháp học sâu cho đám mây điểm 3D [26] 32
Hình 1.12: PointNet 33
Hình 1.13: Mạng dựa trên đồ thị 33
Hình 2.1: Sơ đồ tổng thể phương pháp nghiên cứu của đề tài 35
Hình 2.2: Buồng quét máy 3D Size Stream đặt tại Phòng máy chất lượng cao của khoa May Thời Trang, Đại học Công nghiệp TP Hồ Chí Minh 37
Hình 2.3: Cân đo sức khỏe điện tử InBody 39
Hình 2.4: Hình minh họa tư thế đứng trong buồng máy 39
Hình 2.5: Các mốc nhân trắc của người mẫu nam (a) và nữ (b) được trích xuất tự động từ SizeStream 41
Hình 2.6: Các mặt cắt dựa trên mốc nhân trắc được trích xuất tự động từ SizeStream 41
Hình 2.7: Kích thước đo phần cổ trên cơ thể 43
Hình 2.8: Mốc đo trên phần vai cơ thể 44
Hình 2.9: Kích thước đo phần vai trên cơ thể 44
Hình 2.10: Mốc đo trên phần ngực cơ thể 44
Hình 2 11: kích thước đo phần ngực cơ thể 44
Hình 2 12: Các mốc đo phần tay cơ thể 45
Hình 2 13: Kích thước đo phần tay trên cơ thể 46
Hình 2.14: Các mốc đo ở phần bụng cơ thể 47
Hình 2.15: Kích thước đo phần bụng trên cơ thể 47
Hình 2.16: Mốc đo trên phần mông cơ thể 48
Hình 2.17: Kích thước đo phần mông cơ thể 48
Hình 2.18: Kích thước đo phần bụng cơ thể 49
Hình 2.19: Kích thước đo phần chân cơ thể 50
Hình 2.20: Minh họa cách trình bày bảng tổng hợp đồ thị xác định phân phối chuẩn của các kích thước cơ thể 52
Hình 2.21: Minh họa cách trình bày bảng tổng hợp các đặc trưng thống kê nhân trắc 52
Hình 2.22: Mô hình xử lý tổng quát 54
Hình 2.23: Avatar trong bộ dữ liệu nam và nữ lưu trữ dạng đám mây điểm 61
Trang 11Hình 2.24: Các mốc giải phẫu của một người mẫu nam 62
Hình 2.25: Mô hình con người 3D bị hư hỏng 62
Hình 2.26: Tiền xử lý mô hình con người 3D 63
Hình 2.27: Xây dựng cấu trúc lát a) lát gốc, b) chọn các thành phần lát, c) điền dữ liệu bị thiếu 64
Hình 3.4: Biểu đồ phân tán (a scatter plot) cho các giải pháp phân nhóm 104
Hình 3.5: Chiều cao các nhóm tuổi (a) và chênh lệch vòng ngực vòng eo của 3 nhóm tuổi (b) 110
Hình 3.6: Phân bố BMI nam trung niên theo nhóm tuổi 111
Hình 3.7: Mặt cắt ngang chân cổ 111
Hình 3.8: Bộ khung vị trí các mặt cắt quan trọng sẽ được tương tác 114
Hình 3.9: Các điểm trọng yếu của mặt cắt phần đùi 115
Hình 3.10: Các điểm trọng yếu của mặt cắt phần bắp chân 115
Hình 3.11: Các điểm trọng yếu của mặt cắt phần mông 115
Hình 3.12: Các điểm trọng yếu của mặt cắt phần ngực 115
Hình 3.13: Minh họa bước 1 của việc điều chỉnh các điểm trọng yếu 116
Hình 3.14: Minh họa bước 2 của việc điều chỉnh các điểm trọng yếu 116
Hình 3.15: Minh họa bước 3 của việc điều chỉnh các điểm trọng yếu 116
Hình 3.16: Minh họa bước 4 của việc điều chỉnh các điểm trọng yếu 116
Hình 3.17: Minh họa bước 5 của việc điều chỉnh các điểm trọng yếu 117
Hình 3.18: Nội suy đường cong gần như tròn từ 4 điểm với các tham số độ căng khác nhau 117
Hình 3.19: Nội suy đường cong phức tạp từ 12 điểm với các tham số độ căng khác nhau 117
Hình 3.20: Các mặt cắt trên cơ thể sau khi nội suy 118
Hình 3.21: Các lát cắt của vùng ngực 118
Hình 3.22: Các lát cắt của vùng mông 118
Hình 3.23: Các lát cắt của vùng đùi 119
Hình 3.24: Các lát cắt của vùng bắp chân 119
Hình 3.25: Các lát cắt của khu vực cánh tay trên 119
Hình 3.26: Mô phỏng mô hình 3D tương ứng với số 2D 120
Hình 3.27: Mô hình 3D nữ từ máy quét 3D bị lỗi 121
Hình 3.28: Đường cong vectơ cắt lát đường cong của cổ tay, hông và đùi của 20 ví dụ trong bộ dữ liệu nam 124