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

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

MỞ ĐẦU

Trong công nghệ may, nghiên cứu xây dựng hệ thống kích thước cơ thể người cần được cập nhật liên tục để đáp ứng nhu cầu sản xuất sản phẩm may mặc nội địa ở Việt nam

Hiện nay hệ thống cỡ số quần áo chưa được nghiên cứu đầy đủ và cập nhật thường xuyên Năm 1994 Việt nam đã xây dựng hệ thống cỡ số tiêu chuẩn quần áo TCVN 5781:1994, TCVN 5782:1994 và hệ thống cỡ số này được cập nhật vào năm

2009 Theo thời gian cùng với sự phát triển của nền kinh tế, kích thước cơ thể người Việt nam đã thay đổi, số liệu có được từ những lần khảo sát số đo cơ thể người trước đây chỉ có giá trị tham khảo Trong những năm gần đây, một số trường đại học, Viện

đã tiến hành nghiên cứu xây dựng hệ thống cỡ số quần áo nhằm đáp ứng phần nào yêu cầu của sản xuất may công nghiệp

Đo kích thước cơ thể người bằng phương pháp trực tiếp được áp dụng nhiều nhất

từ trước đến nay nhưng phương pháp này mất nhiều thời gian và công sức thực hiện đo Phương pháp đo gián tiếp sử dụng công nghệ quét 3D bằng kỹ thuật chiếu tia quang học với những ưu điểm vượt trội về thời gian và độ chính xác Những quốc gia trên thế giới ứng dụng hệ thống đo gián tiếp 3D như: Nhật Bản (năm 1992), dự án Caesar (năm 1998), Anh (năm 1999), Trung Quốc (năm 1999), dự án NedSan (năm 2000), Mỹ (năm 2002), Châu Phi (năm 2004) Bên cạnh những ưu điểm vượt bậc, hệ thống đo gián tiếp 3D vẫn còn hạn chế bởi giá thành đầu tư cao, khó di chuyển đến các địa điểm tác nghiệp đo,… Chính tồn tại trên nên các doanh nghiệp, trường học tại Việt nam chưa có điều kiện để trang bị, tiếp cận hệ thống

Phương pháp đo gián tiếp sử dụng kỹ thuật ảnh 2D theo quy trình: chụp ảnh bằng camera hoặc máy ảnh kỹ thuật số, tiếp theo là xử lý ảnh, trích xuất mốc đo và tính kích thước cơ thể Độ chính xác từ kết quả đo của hệ thống đo gián tiếp 2D không đạt bằng công nghệ đo gián tiếp 3D nhưng những ưu điểm về giá thành, thuận tiện di chuyển, dễ

sử dụng sẽ là một xu hướng cần nghiên cứu để áp dụng tại Việt nam

Từ tầm quan trọng của vấn đề, từ chỗ số lượng nghiên cứu về vấn đề này chưa nhiều, đây là vấn đề cần thiết, còn khoảng trống trong nghiên cứu nhân trắc học phục

vụ ngành May tại Việt nam nên luận án chọn đề tài:

“ 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 “

Nghiên cứu này sẽ góp phần nâng cao hiệu ích trong nhân trắc học ngành May, là

cơ sở lưu trữ thông tin nhân trắc học và tạo tiền đề cho các nghiên cứu ứng dụng tiếp theo

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

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 Tp.HCM

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 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 Tp.HCM 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 được 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 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 trong xây dựng hệ thống kích thước cơ thể nam sinh viên các trường đại học và cao đẳng Tp.HCM đảm bảo tính khách quan, tin cậy, góp phần cập nhật hệ thống cỡ số quần áo người Việt nam theo kịp mức độ phát triển thể chất của con người trong xã hội hiện nay

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, tâm lý thoải mái 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

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

Để đạt mục tiêu đề ra là thiết lập phương pháp đo gián tiếp 2D và xây dựng hệ thống kích thước cơ thể nam sinh viên, luận án được nghiên cứu thực hiện với kết cấu như sau:

- Phần mở đầu: giới thiệu lý do chọn đề tài, tính cấp thiết của luận án, mục đích nghiên cứu, đối tượng phạm vi nghiên cứu, nội dung nghiên cứu, ý nghĩa khoa học, giá trị thực tiễn, điểm mới của luận án

- Chương 1 Nghiên cứu tổng quan

- Chương 2 Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu

- Chương 3 Kết quả nghiên cứu và bàn luận

- Kết luận và hướng nghiên cứu tiếp theo của luận án

CHƯƠNG 1 NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về phương pháp đo

Đo lường là khoa học về các phép đo, bao gồm: phương pháp, thiết bị và công cụ

để đảm bảo phương pháp đo đạt độ chính xác mong muốn [21]

Phân loại phương pháp đo gồm phương pháp đo trực tiếp và đo gián tiếp

- Phương pháp đo trực tiếp: Là sử dụng thiết bị, dụng cụ đo hay các mẫu đo (các chuẩn) để đánh giá số lượng của đại lượng cần đo Kết quả đo chính là trị số của đại lượng cần đo

Với X: Đại lượng cần đo

F(a 1 , a 2 ,…a n ): kết quả đo

Phân loại phương đo cơ thể người được thể hiện ở hình 1.1

Hình 1.1 Phương pháp đo cơ thể người

Phương pháp đo trực tiếp là sử dụng các dụng cụ đo, dụng cụ phụ trợ để giới hạn các mốc đo, đo tiếp xúc từng kích thước trên cơ thể người và cho kết quả trực tiếp Để

đo kích thước cơ thể người cần xác định dấu hiệu nhân trắc, dấu hiệu nhân trắc bao gồm mốc đo, kích thước đo [59]

Phương pháp đo cơ thể người tại Việt nam được quy định theo tiêu chuẩn TCVN 5781:2009 [29]; Trên thế giới theo quy định tiêu chuẩn ISO 7250-1:2008 [67]

Dụng cụ đo trực tiếp bao gồm: Thước đo chiều cao Martin (Hình 1.2a); Thước dây vải có tráng nhựa dùng để đo các kích thước vòng và kích thước dài (Hình 1.2b)

Phương pháp đo cơ thể

Phương pháp đo trực tiếp Phương pháp đo gián tiếp

Phương phápđo 3D Phương pháp đo 2D

Thước kẹp dùng để đo các kích thước chiều dày và chiều rộng (Hình 1.2c); Thước đo

góc, băng dây phụ trợ Tất cả các loại thước đo trên đều phải có độ chính xác đến

milimet

Hình 1.2a Thước đo

chiều cao Martin

Hình 1.2b Thước dây đo kích thước vòng

Hình 1.2c Thước kẹp

Phương pháp đo trực tiếp là phương pháp đo phổ biến nhất bởi dụng cụ đo sử

dụng đơn giản, chi phí thấp, kết quả khá chính xác do xác định mốc đo và đo trực tiếp

trên cơ thể mẫu đo [48] Phần lớn các nghiên cứu xây dựng hệ thống cỡ số quần áo tại

Việt nam đều áp dụng phương pháp đo trực tiếp [4,12, 9,16,23,24,25] và nghiên cứu sử

dụng phương pháp đo gián tiếp 3D hiện đại vẫn áp dụng song song với phương pháp

đo trực tiếp [18] Để tiến hành đo các kích thước cho việc thiết kế may sản phẩm thì ta

phải đo nhiều kích thước cơ thể trên nhiều người để đảm bảo độ chính xác và tin cậy

Tuy nhiên phương pháp đo trực tiếp mất nhiều thời gian và nhân công đo nên cần có

một phương pháp đo khác để đáp ứng nhu cầu thu thập dữ liệu nhân trắc xây dựng hệ

thống kích thước cơ thể người nhằm theo kịp tốc độ phát triển thể chất của người Việt

nam

Phương pháp đo gián tiếp là đo không tiếp xúc với mẫu đo; Sử dụng các thuật toán,

phần mềm tính toán, mô phỏng để tính kích thước cơ thể từ dữ liệu đám mây điểm ảnh

3D hoặc ảnh 2D [48]

Phân loại phương pháp đo gián tiếp gồm phương pháp đo gián tiếp 3D và phương

pháp đo gián tiếp 2D được thể hiện ở hình 1.3

Hình 1.3 Phân loại phương pháp đo gián tiếp

Phương pháp đo gián tiếp

Phương pháp đo 2D Phương pháp đo3D

Kỹ thuật

chiếu tia

Kỹ thuật sóng siêu âm

Kỹ thuật CNC

Chụp ảnh 2D

từ máy ảnh

Chụp ảnh 2D

từ camera

1.1.2.1 Phương pháp đo gián tiếp 3D sử dụng kỹ thuật chiếu tia [59]

Trong kỹ thuật chiếu tia, sử dụng các tia laser, ánh sáng trắng, tia hồng ngoại

Hệ thống thiết bị trong đo gián tiếp 3D gồm: buồng đo (hình 1.4), thiết bị quét (nguồn phát tia), camera (từ 3 đến 16 camera như hình 1.5), cảm biến quang học và

máy tính có chương trình phần mềm phù hợp được kết nối với thiết bị quét

Hình 1.4 Buồng đo [69] Hình 1.5 Vị trí lắp camera

Phương pháp đo kích thước cơ thể sử dụng kỹ thuật quét 3D theo nguyên tắc phép

đo tam giác: khi quét 3D, tia sáng được chiếu lên bề mặt cơ thể và hình ảnh mẫu được cảm biến camera thu nhận lại từ các góc độ khác nhau Khoảng cách từ nguồn sáng đến

mẫu đo và khoảng cách từ camera đếm mẫu đo là bằng nhau (hình 1.6), cũng như góc

quét của nguồn sáng và camera (góc , ) là bằng nhau, với sự hỗ trợ của máy tính và

phần mềm điều khiển đo cho ra kết quả của chi tiết đo dưới dạng đám mây điểm (hình

1.7) Thuật toán sẽ mô phỏng hình dáng cơ thể, trích xuất mốc đo và tính kích thước cơ

thể [48]

Hình 1.6 Phép đo tam giác [48] Hình 1.7 Đám mây điểm từ máy quét 3D [76]

Tư thế và trang phục mẫu đo của phương pháp đo gián tiếp 3D được quy định

theo tiêu chuẩn ISO 20685:2010 [66] (hình 1.8) như sau: Mẫu đứng thẳng, hai tay dang

ra một góc 200, khoảng cách dang chân 20cm Mẫu đo không mặc trang phục quá rộng

hoặc quá chật và phải để lộ các mốc đo Màu sắc trang phục không quá tối vì sẽ không

bắt ánh sáng, tóc không được che phần cổ và vai (hình 1.8)

Hình 1.8 Tư thế đứng quy định trong ISO 20685 [66]

Thời gian cần thiết để quét toàn bộ cơ thể từ vài giây đến vài chục giây [59] Độ chính xác kết quả của hệ thống đo gián tiếp 3D trong khoảng 0.2mm ÷ 60mm tùy theo nhà sản xuất [59] Để đánh giá độ chính xác của phương pháp đo gián tiếp 3D, theo tiêu chuẩn tiêu chuẩn ISO 20685:2010 - thực hiện so sánh các đặc trưng thống kê giữa phương pháp đo gián tiếp 3D với phương pháp đo trực tiếp

Với chính sách hỗ trợ tài chính hợp lý cho nghiên cứu xây dựng hệ thống cỡ số của chính phủ các nước trên thế giới, việc ứng dụng đo gián tiếp 3D trở nên rất phổ biến từ năm 1992 đến nay Một số công trình nghiên cứu xây dựng hệ thống cỡ số ứng

dụng phương pháp đo gián tiếp 3D được trình bày ở bảng 1.1 như sau:

Bảng 1.1 Ứng dụng hệ thống đo gián tiếp 3D trên thế giới [43]

TC2 WB4,Cyber

1992-1994 1999-2000 1999-2000 1998-2000 1999-2002 2000-2001

2001

7-90 18-65 14-80 18-65 16-90 18-65 16-70

TC2NX16 Vitronic Vitronic Vitronic

2002-2003

2002 2004-2007 2005-2006

2006 2006-2008

2007 2007-2008 2007-2008

18-65 50-80 18-89 5-70 18-71 16-60 70-100 6-87 12-70

Bên cạnh những tính năng ưu việt về thời gian và độ chính xác, ứng dụng hệ thống đo gián tiếp 3D còn hạn chế một số điểm như sau:

- Thiết bị rất nhạy cảm với ánh sáng và hình dáng hình học của đối tượng quét nên

đa số hệ thống được bố trí trong buồng tối Khi đo giáp tiếp 3D, ánh sáng phải được kiểm soát nghiêm ngặt và mẫu đo mặc trang phục phù hợp Các yếu tố: độ bóng trang phục, độ rung cơ thể, ánh sáng, đều có thể ảnh hưởng đến dữ liệu đám mây điểm

- Thiết bị quét 3D gồm từ 3÷16 camera và dữ liệu xử lý kết quả tương đối lớn, phải dùng các phần mềm chuyên dụng để xử lý ảnh 3D như Geomegic, Studio, Geomegic Qualify, Rapid Form,

- Mẫu đo phải áp dụng tư thế tiêu chuẩn và giữ hơi thở trong quá trình quét để giảm thiểu ảnh hưởng của chuyển động cơ thể, nhưng vì mẫu quét đứng trong buồng tối nên người điều khiển rất khó kiểm soát Ngoài ra một số vùng trên cơ thể bị khuất dễ bị mất

dữ liệu đám mây điểm như nách, đáy đũng quần

- Buồng đo có kích thước cao khoảng 2m; Rộng: 1,2m với khối lượng 8,6 ÷ 450 kg gây khó khăn trong di chuyển

- Đo gián tiếp 3D sử dụng kỹ thuật chiếu tia laser và ánh sáng trắng phù hợp quét

cơ thể người cho các nghiên cứu nhân trắc trong ngành May Kỹ thuật chiếu ánh sáng trắng an toàn cho người đo, tuy nhiên giá thành cao hơn kỹ thuật chiếu tia laser [18]

Kỹ thuật chiếu tia hồng ngoại ứng dụng phù hợp trong lĩnh vực quốc phòng, do khả năng phản xạ ánh sáng yếu, dữ liệu hình ảnh quét 3D không đầy đủ nên không ứng dụng đo gián tiếp 3D trong thu thập số liệu nhân trắc xây dựng hệ thống cỡ số quần áo

- Một tồn tại nữa của hệ thống quét 3D là giá thành rất cao, ở Việt nam chỉ duy nhất Viện Dệt May Hà Nội được trang bị hệ thống đo gián tiếp của hãng TC 2 , các doanh nghiệp May, cơ sở đào tạo, Viện đặc biệt tại khu vực Tp.HCM khó có điều kiện tiếp cận và nghiên cứu ứng dụng hệ thống này Vì vậy cần có một phương pháp đo gián tiếp khác với giá thành thấp, di chuyển dễ dàng để ứng dụng rộng rãi cho ngành May

1.1.2.2 Phương pháp đo gián tiếp 3D sử dụng sóng siêu âm [59]

Hệ thống gồm đầu dò và máy vi tính Đầu dò bao gồm biến tử áp điện được kích hoạt bởi xung lực điện để tạo ra xung của sóng âm Sóng âm được truyền vào đối tượng

đo và phản xạ lại đầu dò Đầu dò sẽ chuyển năng lượng âm thành năng lượng điện Thiết bị được lập trình với vận tốc âm trong vật liệu, từ đó có thể tính kích thước của đối tượng đo

Hệ thống được ứng dụng trong lĩnh vực y tế, kiểm tra mối hàn trong công nghiệp hàng không, chưa có ứng dụng làm thiết bị đo gián tiếp kích thước cơ thể người trong ngành May

1.1.2.3 Phương pháp đo gián tiếp 3D sử dụng đầu đo CNC [15]

Là kỹ thuật sử dụng đầu đo chiếu tia laser để xác định tọa độ các điểm theo

phương chuyển vị X, Y, Z trên bề mặt vật thể Đầu đo được gắn trên giá trượt hoặc đầu

đo cầm tay, khi đo đầu đo tiếp xúc với vật thể cần đo Hệ thống thiết bị gồm thân máy, đầu đo, hệ thống điều khiển, máy vi tính Tùy theo kích thước vật cần đo mà có thể sử

dụng máy đo 3D có một đầu đo hoặc hai đầu đo như hình 1.9a,b,c

Độ chính xác kỹ thuật đo gián tiếp 3D sử dụng đầu đo CNC đến 0,1μm; Tốc độ đo khoảng 200mm/s Có thể tích hợp với các phần mềm chuyên dùng và các máy gia công CNC để tự động thiết kế Hệ thống được ứng dụng nhiều trong công nghiệp tạo khuôn mẫu, tạo hình như lấy mẫu sản xuất ôtô, xe máy, cánh tuabin chưa có ứng dụng làm thiết bị đo gián tiếp kích thước cơ thể người trong ngành May

1.1.2.4 Phương pháp đo gián tiếp 2D [36]

Phương pháp đo gián tiếp kích thước cơ thể sử dụng kỹ thuật ảnh 2D là phương pháp đo không tiếp xúc, ảnh 2D chụp từ nhiều hướng sẽ được xử lý ảnh để trích xuất đường biên, trích xuất mốc đo và tính kích thước cơ thể Thiết bị của hệ thống khá đơn giản gồm: thiết bị thu nhận ảnh gồm từ 13 máy ảnh kỹ thuật số hoặc camera, máy vi tính được cài chương trình phần mềm phù hợp Thiết bị thu nhận ảnh phải có khả năng

số hóa ảnh ít nhất 8 bit (256 mức xám) [11] Có nhiều phương án bố trí thiết bị chụp ảnh trong quá trình thu nhận ảnh Phương án sử dụng một thiết bị thu nhận ảnh và lắp

cố định một vị trí, mẫu thay đổi tư thế để chụp ảnh mặt trước, mặt sau, mặt bên hông hoặc bố trí mẫu đo đứng trên bàn xoay để chụp nhiều hướng của mẫu đo Phương án sử dụng hai thiết bị chụp ảnh lắp cố định vào hai vị trí để chụp ảnh trực diện mặt trước và mặt hông mẫu, trường hợp này mẫu đo không phải thay đổi tư thế trong quá trình chụp Phương án bố trí ba thiết bị chụp ảnh tại vị trí để chụp ảnh trực diện mặt trước, mặt bên hông và phía sau mẫu, mẫu đo chỉ đứng một tư thế

So với phương pháp đo gián tiếp 3D, phương pháp đo gián tiếp 2D có những ưu điểm vượt trội về giá thành, sự thuận tiện trong di chuyển, đơn giản trong sử dụng, ít bị ảnh hưởng các yếu tố ánh sáng, môi trường, ít bị nhiễu trong quá trình xử lý ảnh Tuy kết quả tính kích thước không đạt độ chính xác bằng phương pháp đo gián tiếp 3D nhưng đây là phương pháp đo có thể áp dụng phù hợp với điều kiện Việt nam trong thời điểm hiện nay nhằm đáp ứng nhu cầu cần thu thập số liệu nhân trắc cơ thể người liên tục để đáp ứng tốc độ phát triển thể chất của xã hội

1.2 Tổng quan phương pháp đo gián tiếp kích thước cơ thể người sử dụng kỹ thuật ảnh 2D

1.2.1 Một số khái niệm cơ bản

1.2.1.1 Điểm ảnh (pixel) [13,14,63]

Điểm ảnh là một phần tử của ảnh số tại tọa độ (x,y) với độ xám hoặc màu nhất định Kích thước và khoảng cách giữa các điểm ảnh được chọn thích hợp sao cho mắt người cảm nhận sự liên tục về không gian và mức xám của ảnh số như ảnh thật Trong

nghiên cứu đo gián tiếp 2D, các thuật toán xử lý ảnh và tính kích thước đều liên quan

đến điểm ảnh (hình 1.10)

Hình 1.10 Điểm ảnh trên đường biên

- Mối quan hệ cơ bản giữa các điểm ảnh:

Một điểm ảnh p tọa độ (x,y) có các điểm ảnh lân cận sau:

 Lân cận đứng và ngang: p có 4 điểm lân cận gần nhất theo chiều đứng và

ngang với tọa độ (x+1,y); (x-1,y); (x,y+1); (x,y-1)=N4(p), trong đó số 1

là giá trị logic, N4(p) là tập 4 điểm lân cận của p (hình 1.11a)

 Các lân cận chéo: các điểm lân cận chéo ND(p)= (x+1,y+1); (x+1,y-1);

Hình 1.11 Lân cận của 1 điểm ảnh

Trong nghiên cứu đo gián tiếp 2D, các thuật toán trích xuất mốc đo sẽ ứng dụng điểm ảnh lân cận và sự chuyển hướng của các điểm ảnh như hình 1.12

Hình 1.12 Sự chuyển hướng các điểm ảnh

- Liên kết giữa các điểm ảnh: Các mối liên kết được sử dụng để xác định giới hạn

của đối tượng vật thể hoặc xác định vùng trong một ảnh Một liên kết được đặc trưng bởi tính liền kề giữa các điểm ảnh và mức xám của chúng Có 3 loại liên kết:

 Liên kết 4: hai điểm ảnh p và q được nói là liên kết 4 nếu q nằm trong các

lân cận 4 của p, tức q thuộc N4(p)

 Liên kết 8: hai điểm ảnh p và q nằm trong các lân cận 8 của p, tức q thuộc

N8(p)

 Liên kết m (liên kết hỗn hợp): hai điểm ảnh p và q là liên kết m nếu q

thuộc N4(p) hoặc q thuộc ND(p)

Trong nghiên cứu đo gián tiếp 2D, các thuật toán liên kết điểm ảnh liên quan đến đường biên trích xuất từ mẫu đo

(highlights – sáng mạnh) (hình 1.13) Các khu vực có độ sáng là 0 (đen hoàn toàn) và

255 (trắng hoàn toàn) đều bị mất hết chi tiết ảnh Các khu vực sát với hai giá trị 0 và

255 hầu như không còn chi tiết, hoặc rất mờ nhạt

Tiêu chí đặt ra trong nghiên cứu: giá trị mức xám của các điểm ảnh trong kỹ thuật đo gián tiếp 2D không quá tối hoặc quá sáng, các điểm ảnh với giá trị mức xám trong khoảng 64÷192 (midtone)

Số iểm ảnh đ

Mức xám

Sáng yếu Trung bình Sáng mạnh (Shadows) (Midtone ) (Highlights)

Hình 1.13 Biểu đồ phân bố giá trị mức xám

1.2.1.2 Ảnh số [13]

Ảnh số là tập hợp nhiều điểm ảnh gồm M hàng, N cột và được biểu diễn ở dạng sau:

),1()

1,1(),(

N M f M

f

N f f

y x f

- Ảnh số được chia làm ba loại:

 Ảnh đen trắng: là ảnh có hai màu đen, trắng với mức xám ở các điểm ảnh

có thể khác nhau

 Ảnh nhị phân: ảnh chỉ có 2 mức đen trắng phân biệt tức là dùng 1 bit mô

tả 21 mức khác nhau Nói cách khác mỗi điểm ảnh nhị phân chỉ có thể là 0 hoặc 1

 Ảnh màu: là ảnh được xây dựng từ nhiều điểm ảnh, mỗi điểm ảnh được

biểu diễn bằng ba giá trị tương ứng với các mức trong kênh màu đỏ (Red), xanh lá (Green), xanh lam (Blue) tại một vị trí cụ thể

- Độ phân giải của ảnh [13]:

Độ phân giải của ảnh là mật độ điểm ảnh được ấn định trên một ảnh số được hiển thị Ảnh có độ phân giải càng cao thì ảnh càng sắc nét, càng chứa nhiều thông tin Trong nghiên cứu, chọn độ phân giải phù hợp để vừa giải quyết được vấn đề cần nghiên cứu, vừa giảm thiểu dung lượng ảnh lưu trữ ở bộ nhớ máy tính nhưng độ phân giải phải đạt tối thiểu 512 x 512 điểm ảnh trở lên

Đơn vị đo độ phân giải của thiết bị quang (đặc biệt là camera số) là Megapixel (Mp) Giá trị Megapixel của ảnh số được tính bằng chiều rộng x chiều cao điểm ảnh

1.2.1.3 Các hệ màu [19]

- Hệ màu RGB (Red, Green, Blue):

Mắt người cảm nhận ba màu rõ nhất là Red (đỏ), Green (xanh lá), Blue (xanh lam) nên khi xây dựng hệ màu RGB là tập tất cả các màu được xác định thông qua ba màu trên Chuẩn này đầu tiên được xây dựng cho các hệ vô tuyến truyền hình và trong các máy vi tính Hệ màu RGB như một khối ba chiều với màu Red là trục X, màu

Green là trục Y và màu Blue là trục Z được thể hiện ở hình 1.14

Hình 1.14 Hệ màu RGB

Hiển thị hệ màu RGB [19]: Một trong những ứng dụng phổ biến nhất của hệ màu

RGB là hiển thị màu sắc trong các màn hình tinh thể lỏng, màn hình plasma trên máy

vi tính Mỗi điểm ảnh trên màn hình được thể hiện trong bộ nhớ máy tính là các giá trị độc lập của màu đỏ, xanh lá và xanh lam Các giá trị này được chuyển đổi thành các cường độ và gửi tới màn hình Bằng việc sử dụng các tổ hợp thích hợp của cường độ ánh sáng đỏ, xanh lá cây và xanh lam, màn hình có thể tái tạo lại phần lớn các màu trong khoảng đen và trắng Các phần cứng hiển thị điển hình được sử dụng cho màn hình máy tính có tổng cộng 24 bit thông tin cho mỗi điểm ảnh, tương ứng với mỗi 8 bit cho màu đỏ, xanh lá cây và xanh lam tạo thành 256 mức cường độ cho mỗi màu Biểu diễn dạng số 24 bit, các giá trị RGB trong mô hình 24 bit thường được ghi bằng cặp ba

số nguyên giữa 0 và 255, mỗi số đại diện cho cường độ của màu đỏ, xanh lá cây, xanh lam trong trật tự như sau:

HSV (hình 1.15a) là không gian màu được dùng nhiều trong chỉnh sữa ảnh, phân

tích ảnh và lĩnh vực thị giác máy tính Hệ không gian này dựa vào ba tham số sau để

mô tả màu sắc:

 H (Hue): Sắc màu

 V (Value): Giá trị cường độ sáng

 S (Saturation): Độ tinh khiết của màu (độ đậm nhạt của màu)

Không gian màu này thường được biểu diễn dưới dạng hình trụ hoặc hình nón

Trên hình 1.15b, đi theo vòng tròn từ 0÷3600 là biểu diễn sắc màu (Hue) Bắt đầu là màu đỏ (Red primary), tới màu xanh lục (Green primary) nằm trong khoảng 0÷1200

Từ 1200 ÷2400 là màu xanh lục tới màu xanh lam Từ 2400÷3600 là màu đen tới màu đỏ Theo cách biểu diễn không gian màu theo hình trụ như trên giá trị V được biểu diễn bằng cách đi từ đáy hình trụ lên và nằm trong khoảng từ 0÷1 Ở đáy hình trụ V có giá trị là 0 với độ sáng tối nhất và đỉnh hình trụ là độ sáng lớn nhất với V = 1 Đi từ tâm hình trụ ra mặt trụ là độ tinh khiết của màu (độ đậm nhạt) S có giá trị từ 0÷1 ứng với tâm hình trụ là vị trí màu nhạt nhất S = 1 ở ngoài mặt trụ là nơi màu sắc đậm nhất Như vậy với mỗi giá trị H, S, V sẽ cho ta một màu sắc mà ở đó mô tả đầy đủ thông tin về màu sắc, độ tinh khiết, độ sáng của màu

Hình 1.15a Không gian màu HSV Hình.15b Hình tròn biểu diễn màu sắc (Hue)

Hệ màu HSV trực giác hơn hệ màu RGB Bắt đầu từ Hue (H cho trước và V=1, S=1), thay đổi S: bổ sung hay bớt trắng, thay đổi V: bổ sung hay bớt đen cho đến khi

có màu mong muốn Trong các thuật toán đồ họa xử lý đường biên, hệ màu HSV được ứng dụng nhiều

1.2.2 Phương pháp xử lý ảnh và công thức tính kích thước

1.2.2.1 Biên và kỹ thuật tách biên [5]

- Khái niệm

Điểm biên: Một điểm ảnh được coi là điểm biên nếu có sự thay đổi nhanh hoặc

đột ngột về mức xám

Đường biên: Tập hợp các điểm biên liên tiếp tạo thành một đường biên

- Một số phương pháp tách biên cơ bản gồm phương pháp tách biên trực tiếp và phương pháp tách biên gián tiếp

Phương pháp tách biên trực tiếp: phương pháp này chủ yếu dựa vào sự biến thiên

độ sáng của điểm ảnh để làm nổi biên bằng kỹ thuật đạo hàm Tách biên theo đạo hàm bậc nhất: tạo gradient của hai hướng trực giao trong ảnh Tách biên theo đạo hàm bậc hai: biến đổi Laplace của một ảnh F(x,y) trong miền liên tục

Phương pháp tách biên gián tiếp: Nếu bằng cách nào đấy, chúng ta thu được các vùng ảnh khác nhau thì đường phân cách giữa các vùng đó chính là biên Nói cách khác, việc xác định đường bao của ảnh được thực hiện từ ảnh đã được phân vùng Phương pháp dò biên gián tiếp khó cài đặt nhưng áp dụng tốt khi sự biến thiên độ sáng nhỏ

- Phương pháp tách biên Canny [5]: là phương pháp tách biên trực tiếp theo đạo

hàm bậc nhất, thực hiện tách biên theo bốn bước như sau:

Bước 1: Làm trơn ảnh để loại bỏ nhiễu bằng cách nhân chập ảnh với bộ lọc Gauss Bước 2: Tính biên độ gradient của điểm ảnh

Bước 3: Tính độ lớn và hướng của gradient tại mỗi điểm (i,j) của ảnh

Bước 4: Loại bỏ những điểm không phải là cực đại địa phương để xóa bỏ những

điểm không thực sự là biên, bước này sẽ giúp biên mỏng hơn

Bước 5: Sử dụng hai ngưỡng cao và thấp Đầu tiên lọc các điểm được giữ lại sử

dụng ngưỡng cao, chỉ có điểm có độ lớn gradient cao hơn ngưỡng này mới được chọn Từ những điểm được chọn, phương pháp dò theo biên sử dụng hướng của gradient tại các điểm Khi thực hiện việc dò theo biên, phương pháp sử dụng ngưỡng thấp để xác định điểm dừng của biên (nếu giá trị điểm tiếp theo thấp hơn ngưỡng này, việc dò biên sẽ kết thúc)

Phương pháp tách biên Canny với các ưu điểm: giảm thiểu những điểm không phải biên, giảm nhiễu, các điểm xám trên cùng một đường biên có độ chênh lệch thấp, chỉ tồn tại một biên thực, giảm thiểu số lượng đường biên được phát hiện Với những

ưu điểm trên, phương pháp Canny được ứng dụng nhiều trong các thuật toán nhận dạng xử lý ảnh, đặc biệt là giúp giảm nhiễu đối với hình ảnh chụp từ camera nên đây

là phương pháp được chọn trong nghiên cứu

1.2.2.2 Mã hóa đường biên [5]

Một phương pháp phổ biến để lưu và biểu diễn biên của ảnh là kỹ thuật mã chuỗi (chaincode) được giới thiệu bởi Freeman Với kỹ thuật mã chuỗi, thay vì phải lưu toàn

bộ ảnh để có được thông tin về biên thì ta chỉ cần lưu trữ các mã chuỗi đã được số hóa,

mô tả vị trí điểm biên của đối tượng ảnh Nguyên lý cơ bản của mã chuỗi như sau: khi

ta thu được một đường biên hoàn chỉnh thì đó là một tập các điểm ảnh đã được liên kết với nhau, sau đó bắt đầu từ 1 trong các điểm ảnh đó sẽ xác định chiều đến các điểm ảnh tiếp theo trong đường biên theo chiều kim đồng hồ Quá trình này sẽ được lặp lại cho mỗi điểm ảnh đến tận khi tới điểm bắt đầu Việc xác định những kết nối của mã chuỗi

có thể xuất phát từ nguyên lý liên kết 8 được quy ước mã từ 0÷7 như ở hình 1.16

B

A y

Hình 1.17 Khoảng cách giữa 2 điểm Trên hình 1.17, gọi điểm A có tọa độ (xA, yA) và B có tọa độ (xB, yB), về lý thuyết

ta có khoảng cách giữa 2 điểm A, B được tính bởi công thức:

)(

)(

),

d     (1.4)

Với d(A,B): khoảng cách đoạn AB

xA,yA: tọa độ điểm A; xB,yB: tọa độ điểm B

Với các kích thước vòng trên cơ thể ta có thể quy về chu vi hình ellip [33,50,56]

để tính kích thước [41]

x

y 1

1 0

r

a

b

B A

a : ½ chiều dài ellip

Ngoài công thức (1.5), cũng có nhiều công thức khác tính chu vi ellip như công

thức chuỗi lập, công thức của Ivory-Bessel, công thức của Ramanujian [41] Muốn chọn công thức chu vi ellip phù hợp với kích thước vòng trên cơ thể người, ta cần nghiên cứu để chọn công thức có sai số thích hợp nhất

1.2.3 Các công trình nghiên cứu nhân trắc sử dụng phương pháp đo gián tiếp 2D

Qua các công trình nghiên cứu nhân trắc trên thế giới có ứng dụng phương pháp

đo gián tiếp 2D, cần tìm hiểu các nội dung về thiết bị thu nhận ảnh mà các nghiên cứu

đã sử dụng; Trang phục, tư thế mẫu đo; Phương pháp trích xuất mốc đo; Phương pháp tính kích thước cơ thể người và quy trình đo gián tiếp 2D

- Thiết bị thu nhận ảnh:

Thiết bị thu nhận ảnh cho hệ thống đo gián tiếp 2D thường là máy ảnh kỹ thuật số hoặc camera dạng chụp ảnh Theo sự phát triển của công nghệ số, độ phân giải của máy ảnh kỹ thuật số và camera đạt mức gần bằng nhau Tuy nhiên tùy theo mục đích nghiên

cứu mà sẽ chọn độ phân giải phù hợp Bảng 1.2 sẽ trình bày tóm tắt loại thiết bị thu

nhận ảnh được sử dụng trong các công trình nghiên cứu trên thế giới

Bảng 1.2 Sử dụng thiết bị chụp ảnh trong các nghiên cứu đo gián tiếp 2D

phân giải

1 Charlie C.L.Wang* Yu Wang

Terry K.K.Chang Matthew

M.F.Yuen [33]

1998 Máy ảnh kỹ thuật số 1600x1200

2 Patrick Chi-Yuen Hung, Channa

P Witana, and Ravindra S

Goonetilleke [50]

2004 Máy ảnh kỹ thuật số 1600x1200

3 Meunier, P, Yin [47] 2000 Máy ảnh kỹ thuật số 1280x960

4 Seo, H, Yeo, Y, Wohn [53] 2006 Máy ảnh kỹ thuật số 1920x2560

5 Stancic, I, Supuk, T, Cecic [55] 2009 Máy ảnh kỹ thuật số 648x480

6 Yueh-Ling Lin, Mao-Jiun J

Wang [63]

2011 Máy ảnh kỹ thuật số 1280x960

Trên bảng 1.2 cho thấy các nghiên cứu đo gián tiếp 2D đều chọn máy ảnh kỹ

thuật số làm thiết bị thu nhận ảnh và phần lớn chọn độ phân giải ở mức 2 Megapixels Với mức phân giải này vừa phù hợp kỹ thuật xử lý ảnh tách biên với tốc độ cao, vừa giảm thiểu dung lượng lưu trữ ảnh trong máy tính Tuy nhiên máy ảnh kỹ thuật số không có tính năng kết nối trực tiếp với máy tính để hỗ trợ thao tác chụp ảnh, vì vậy không chụp đồng thời được hai tư thế mẫu cùng một lúc Dữ liệu ảnh sau khi chụp xong phải chép vào bộ nhớ máy tính Điều này hạn chế việc kiểm tra hình ảnh, chạy thuật toán ngay khi vừa thu nhận ảnh xong

Đối với camera, việc quan sát, chụp ảnh có thể thực hiện hoàn toàn trên máy vi tính Kết nối từ 1÷2 camera với máy tính để chụp ảnh đồng thời nhiều tư thế mẫu đo sẽ

là lựa chọn tối ưu cho hệ thống đo gián tiếp từ ảnh trong nghiên cứu của tác giả

- Trang phục, tư thế mẫu đo trong các công trình nghiên cứu:

Theo tiêu chuẩn ISO 20685 [66]: tư thế mẫu được đo gián tiếp 3D như sau: mẫu đứng thẳng, tay dang góc 200

, khoảng cách hai bàn chân 20cm (hình 1.19) Tư thế này

khi áp dụng cho phương pháp đo gián tiếp 2D sẽ có một số tư thế không phù hợp: tư thế dang tay và khoảng dang chân sẽ không thể hiện hết đường biên tại vị trí nách và đáy, tư thế bàn tay không xác định được kích thước rộng cổ tay và dày cổ tay

Hình 1.19 Tư thế đứng quy định trong ISO 20685:2010

Tư thế, trang phục và phông nền của các nghiên cứu đo gián tiếp 2D được trình

bày ở hình 1.20 ÷ 1.24 như sau:

 Nghiên cứu của

Yueh-Ling Lin, Mao-Jiun J Wang

[63]: chụp ảnh trong phòng,

phông nền đen, mẫu thay đổi

tư thế để chụp ảnh mặt trước

và mặt bên hông Trang phục

bơi ôm sát cơ thể (hình

1.20a,b)

Hình 1.20a Ảnh mặt trước Hình 1.20b Ảnh mặt hông

 Nghiên cứu của Charlie

C.L.Wang* Yu Wang Terry

M.F.Yuen [33]: chụp ảnh

ngoài trời, mẫu thay đổi tư thế

để chụp ảnh mặt trước và mặt

bên hông Trang phục : áo

thun, quần short thun rộng

(hình 1.21a,b)

Hình 1.21a Ảnh mặt trước Hình 1.21b Ảnh mặt hông

 Nghiên cứu của Patrick

Chi-Yuen Hung, Channa P

Witana, and Ravindra S

Goonetilleke [50]: chụp ảnh

trong phòng, phông nền đen,

mẫu giữ nguyên tư thế để chụp

ảnh mặt trước, mặt bên hông

và mặt sau Trang phục: cởi

trần, quần jean (hình 1.22)

(a) (b) (c)

Hình 1.22a Ảnh mặt trước (b) Ảnh mặt hông (c) Ảnh mặt sau

 Nghiên cứu của Hilton, A,

 Nghiên cứu của Seo, H,

Yeo, Wohn [53]: chụp ảnh

trong phòng, phông nền màu

xanh, mẫu giữ nguyên tư thế

để chụp ảnh mặt trước và

mặt bên hông Trang phục:

cởi trần, quần bơi (hình

1.24a,b)

(a) (b)

Hình 1.24a Ảnh mặt trước (b) Ảnh mặt hông

Đối với hệ thống đo gián tiếp 2D: mẫu đo cởi trần để lộ các mốc đo, quần bơi bó

sát (hình 1.20, 1.24) sẽ giúp trích xuất đường biên cơ thể được chính xác hơn mẫu đo

mặc trang phục rộng (hình 1.211.23) Tư thế đứng dang tay, dang chân với khoảng

cách rộng hơn tư thế của đo gián tiếp 3D (hình 1.20, 1.21, 1.24) để đường biên tại vị

trí nách, đáy được chính xác Các nghiên cứu đều sử dụng phông nền màu đen (hình

1.20) hoặc màu xanh dương (hình 1.23, 1.24) Tuy nhiên nếu phông nền màu đen thì

trùng với màu tóc và màu bóng đổ cơ thể, giai đoạn lọc màu khi tách hình nền sẽ khó

khăn nên phông nền màu xanh sẽ là lựa chọn tối ưu

- Phương pháp trích xuất mốc đo trong các công trình nghiên cứu:

Trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu trích xuất mốc đo từ đường biên cơ thể

người và bảng 1.3 trình bày tóm lược một số nghiên cứu trích xuất mốc đo :

Bảng 1.3 Các nghiên cứu ứng dụng phương pháp trích xuất mốc đo

Tác giả /Năm Số mốc đo trích xuất Phương pháp

trích xuất mốc đo

bằng kỹ thuật mã chuỗi Freeman [51]

(c) (d)

Hình 1.25 Trích xuất mốc đo trên đường biên ảnh

Trên bảng 1.3, có nhiều nghiên cứu chọn phương pháp mã chuỗi Freeman để trích xuất mốc đo, là kỹ thuật được hỗ trợ mạnh bởi các toán tử dò biên, có hiệu năng tốt với các ứng dụng dò biên đối tượng theo đường cong Trong phương pháp này, thực hiện xác định chaincode của các điểm ảnh, phân tích sự chuyển hướng của các chaincode để trích chọn mốc đo Tùy theo mục đích nghiên cứu mà số lượng điểm mốc

đo được trích xuất trong các nghiên cứu không giống nhau (hình 1.25) Độ chính xác của các điểm mốc đo được trích xuất phụ thuộc vào việc xác định vị trí mã chuỗi (chaincode) của từng mốc đo

- Phương pháp tính kích thước cơ thể:

Từ năm 1940 đến nay, đã có nhiều tác giả nghiên cứu tính kích thước cơ thể người từ ảnh 2D Năm 1940, Sheldon cùng cộng sự [54] đã ứng dụng công thức chu vi ellip để tính các kích thước cơ thể người Tiếp theo năm 1968 Doutly [35] đã áp dụng

kỹ thuật đồ họa để tách hình nền của ảnh, thực hiện phân đoạn cơ thể, phân tích độ cong đường biên, sử dụng công thức toán học để tính kích thước cơ thể Năm 1983 Farrel và Pouliot [37] đã khai thác đặc tính điểm ảnh trên đường biên của mẫu để trích xuất mốc đo Năm 1985 Gazzuolo [38] trích xuất các điểm mốc trên cơ thể bằng cách phân tích điểm ảnh trên đường biên và phát triển nghiên cứu các phép đo tuyến tính để tính kích thước cơ thể Năm 1986 Heisey [39] mở rộng nghiên cứu bằng việc phân tích toán học các góc trên đường biên để tính kích thước và mô hình hóa cơ thể Năm 1997 Beazley [32] sử dụng phương pháp chụp ảnh từng phần cơ thể để phân tích từng góc độ mẫu chụp trên ảnh và tính kích thước cơ thể người

- Quy trình nghiên cứu hệ thống đo gián tiếp 2D: đã có nhiều nghiên cứu thiết lập

hệ thống đo gián tiếp 2D, sau đây là một số nghiên cứu điển hình trên thế giới:

(1) Nghiên cứu của Yueh-Ling Lin, Mao-Jiun J Wang [63]:

Với mục tiêu nghiên cứu là trích xuất mốc đo trên cơ thể nam và nữ từ ảnh 2D, tác giả đã thiết lập điều kiện chụp ảnh như sau: Mẫu đo mặc quần áo bơi ôm sát cơ thể,

đứng hai tư thế (hình 1.20a,b) để chụp ảnh mặt trước và mặt bên hông, chọn phông nền

màu đen Thiết bị thu nhận ảnh là một máy chụp ảnh kỹ thuật số, chỉnh độ phân giải 1280x960 Megapixels, kích thước lưu ảnh 309x211 đối với ảnh mặt trước và 309x84 đối với ảnh bên hông Khoảng cách lắp đặt camera cách tâm mẫu đo 5m Phương pháp

xử lý ảnh: Chuyển hệ màu RGB sang HSV để tách hình nền, sử dụng phương pháp

Canny để tách biên; Mã hóa đường biên bằng phương pháp mã chuỗi Freeman; Phân tích hướng mã chuỗi để trích xuất mốc đo Kết quả: trích xuất được 60 mốc đo gồm 38 mốc đo ảnh mặt trước và 22 mốc đo ảnh hông trong thời gian 60 giây

(2) Nghiên cứu của Charlie C.L.Wang* Yu Wang Terry K.K.Chang Matthew

M.F.Yuen [33]:

Nội dung nghiên cứu: Trích xuất mốc đo, tính kích thước và mô hình hóa cơ thể nam từ ảnh 2D Tác giả đã chọn điều kiện chụp ảnh: Mẫu đo mặc quần đùi, áo thun

rộng (hình 1.21), sử dụng một camera để chụp ảnh 2 tư thế mặt trước và mặt bên hông

của mẫu đo, bố trí chụp ảnh ngoài trời, ảnh lưu với kích thước 576x432 Tác giả sử dụng phương pháp kỹ thuật phân đoạn dựa trên không gian ảnh để tách hình nền, tách đường biên bằng phương pháp đạo hàm bậc nhất: tạo gradient của hai hướng trực giao

trong ảnh Thực hiện trích xuất mốc đo bằng thuật toán di truyền (hình 1.25c) Kết quả:

đã tính được 23 kích thước với sai số 0÷4.22cm được trình bày ở bảng 1.4

Bảng 1.4 So sánh kết quả đo gián tiếp 2D với phương pháp trực tiếp:

Sai lệch  (cm) Chiều cao

175,00 25,00 103,00 25,00 78,00 49,00 170,00 24,00 36,00 58,00 64,00 44,00 109,00 103,00 102,00 105,00 112,00 112,00 69,00 58,00 45,00 43,00 35,00

0,72 2,00 3,00 0,33 2,67 1,00 1,83 0,30 0,25 1,52 4,22 1,36 1,00 0,07 0,14 2,23 2,15 2,23 2,15 0,44 0,25 1,14 1,33

Nghiên cứu sử dụng máy chụp ảnh kỹ thuật số nên phải tác nghiệp chụp ảnh trực tiếp trên máy chụp ảnh nên không kết nối dữ liệu trực tiếp vào máy tính Mẫu thay đổi

tư thế để chụp ảnh mặt trước, mặt bên hông nên đường biên 2 ảnh sẽ không chính xác Trang phục mẫu đo rộng, chưa phù hợp mục đích đo kích thước cơ thể nên dẫn đến sai

số so với phương pháp trực tiếp từ 0÷4,22cm

(3) Nghiên cứu của Patrick Chi-Yuen Hung, Channa P Witana, and Ravindra S Goonetilleke [50]:

Với mục tiêu tính kích thước cơ thể nam, tác giả đã thiết lập điều kiện chụp ảnh như sau: Bố trí chụp ảnh trong phòng, mẫu đo cởi trần để lộ các mốc đo, mặc quần jean

(hình 1.22) Sử dụng một máy ảnh kỹ thuật số với độ phân giải 1600x1200, mẫu thay

đổi tư thế để chụp ảnh mặt trước, mặt bên hông và mặt sau Phương pháp tính kích thước cơ thể: thực hiện tính 6 kích thước chiều cao và 4 kích thước vòng theo tỉ lệ quy đổi 0,78mm / điểm ảnh Đối với các kích thước chiều cao tính bằng công thức khoảng cách giữa hai điểm Đối với kích thước vòng, sử dụng công thức chu vi ellip để tính kích thước vòng cổ, vòng cổ tay, vòng bàn tay; Dùng công thức phân nửa chu vi ellip

và hình chữ nhật để tính kích thước vòng ngực

Công thức tính kích thước vòng cổ, vòng cổ tay, vòng bàn tay (hình 1.26a) như

sau:

)3)(

3()33

 )

2b 2a

Hình 1.26a Kích thước vòng cổ [50] Hình 1.26b Kích thước vòng ngực [50]Kết quả: đã tính được 10 kích thước với sai số 0÷3,38cm Thực hiện đánh giá độ chính xác hệ thống đo gián tiếp như sau: đo 10 kích thước của 20 mẫu đo bằng phương pháp đo gián tiếp 2D, tính các đặc trưng thống kê: giá trị trung bình cộng, độ lệch chuẩn, số nhỏ nhất, số lớn nhất để so sánh với phương pháp trực tiếp

(4) Nghiên cứu của Tomas Kohlschutter [56]:

Với mục tiêu nghiên cứu là trích xuất mốc đo, tính kích thước và mô hình hóa cơ thể Tác giả đã thiết lập điều kiện chụp ảnh như sau: Sử dụng một máy ảnh kỹ thuật số với độ phân giải 1280x960 Bố trí chụp ảnh trong phòng, chọn phông nền màu xanh lá,

mẫu đo mặc áo sơ mi và quần jean như hình 1.27a,b Sử dụng phương pháp biến đổi

phi tuyến không gian màu RGB sang HSV để xử lý ảnh tách hình nền, dùng phương pháp Canny để tách biên Xây dựng chương trình phần mềm đo gián tiếp 2D bằng ngôn ngữ lập trình C++ với thư viện OpenCV Khi tính kích thước cơ thể, thực hiện quy đổi điểm ảnh ra đơn vị mm Kết quả tính kích thước với sai số 0÷3.487cm

Hình 1.27a Tư thế chụp ảnh Hình 1.27b Quy tỉ lệ điểm ảnh trên thước nhân trắc

1.3 Tổng quan về hệ thống cỡ số quần áo

Quần áo rất cần thiết cho đời sống con người và quan trọng là mặc quần áo đúng kích cỡ sẽ tốt cho cơ thể, người mặc được thoải mái Đã từ lâu quần áo được thợ may đo cho từng khách hàng cụ thể, vì thế thiết kế sẽ chính xác và phù hợp vóc dáng của khách hàng Mỗi thợ may có một phương pháp đo, thiết kế khác nhau, tuy nhiên thiết kế theo nhu cầu từng cá nhân sẽ khó tồn tại lâu dài trong xã hội ngày càng phát triển

Những năm 1700, xuất hiện nhu cầu sản xuất quần áo cho số đông khởi đầu là sản xuất đồng phục quân sự với sản lượng lớn Các tập đoàn sản xuất quần áo dựa trên kích thước định trước theo nhóm, loại hình này gọi là ready-to-wear (RTW) Các loại quần

áo này được bày bán tại các cửa hàng bán lẻ Bắt đầu năm 1940, RTW trở nên phổ biến

và ngày càng đáp ứng nhu cầu khách hàng Đây là một sự thay đổi lớn về xu hướng, các khách hàng có kích thước gần bằng nhau đều có thể chọn quần áo có kích cỡ phù hợp vóc dáng Đây chính là nguồn gốc của sự ra đời các tiêu chuẩn về kích thước [49]

1.3.1 Một số khái niệm cơ bản

- Dấu hiệu nhân trắc [1]:

Dấu hiệu nhân trắc được thể hiện bằng các kích thước cơ thể (dài rộng, vòng, kích thước góc, lực, cơ…) Mỗi dấu hiệu nhân trắc được biểu thị bằng các đơn vị đo lường:

cm, mm, Niutơn, độ,… hoặc bằng các chỉ số tỉ lệ giữa các thông số kích thước

Dấu hiệu nhân trắc trong ý nghĩa khoa học cũng như trong thực tiễn thường được phân biệt 2 nhóm: dấu hiệu nhân trắc cổ điển, dấu hiệu nhân trắc ecgônômi

Dấu hiệu nhân trắc cổ điển: những dấu hiệu nhân trắc có các mốc đo được quy định trong danh pháp giải phẫu quốc tế bằng tiếng Latinh Dấu hiệu nhân trắc ecgônômi: các dấu hiệu nhân trắc ecgônômi được đo ở các trạng thái tư thế khác nhau phỏng theo trạng thái và tư thế hoạt động của người Dấu hiệu nhân trắc ecgônômi bao gồm: các dấu hiệu nhân trắc tĩnh, dấu hiệu nhân trắc động

Dấu hiệu nhân trắc tĩnh: là những dấu hiệu nhân trắc chỉ được đo ở một trạng thái

tư thế nhất định Dấu hiệu nhân trắc động: được xác định theo tọa độ các điểm khác nhau của cơ thể hoặc phần cơ thể khi chuyển động toàn thân hoặc từng phần cơ thể trong không gian

- Các mốc đo:

Hầu hết các kích thước đều có mốc đo được xác định bằng các điểm giải phẫu của xương hoặc cơ tương ứng và được đặt tên Latinh Các thuật ngữ Latinh này không viết hoa và ghi chú bằng chữ viết tắt ở trong ngoặc đơn Các kích thước không có mốc đo

cố định và chưa có tên Latinh thì sẽ được mô tả kỹ dựa trên cấu tạo cơ thể tương ứng

- Một số thuật ngữ sử dụng trong nhân trắc học:

Cao: kích thước lấy mốc tính cơ sở là mặt đất, chiếu thẳng đứng tới các mốc đo nằm trên thân hoặc các phần của cơ thể khi được quy định trạng thái và tư thế đo

Dài: kích thước đo dọc các phần cơ thể, trong đó có 2 mốc đo đều nằm trên cơ thể hoặc các phần cơ thể

Rộng: kích thước ngang của toàn cơ thể hay các phần cơ thể khi xác định 2 mốc

đo trên mặt phẳng vuông góc với trục của thân hoặc các phần cơ thể cần xác định Vòng: kích thước chu vi của thân hoặc các phần cơ thể theo mặt phẳng vuông góc với trục qua mốc đo

Là kích thước chính của cơ thể, dựa vào đó phân cỡ số và dùng để xây dựng một

hệ thống kích thước phục vụ cho thiết kế sản phẩm may

- Khoảng cách cỡ (bước nhảy các kích thước chủ đạo):

Là khoảng cách giữa các nhóm của kích thước chủ đạo dựa vào đó để phân cỡ số

1.3.2 Quy trình xây dựng hệ thống cỡ số

Nghiên cứu nhiều quy trình xây dựng hệ thống cỡ số trên thế giới, hầu hết đều

thực hiện qua 3 giai đoạn thể hiện ở hình 1.28

Giai đoạn 1: Khảo sát và phân tích nhân trắc Bước 1: chuẩn bị thủ tục tiến hành

khảo sát nhân trắc với những nội dung: xin phép được khảo sát nhân trắc với cơ quan có thẩm quyền, chuẩn bị thiết bị (nếu là hệ thống đo gián tiếp 3D), đào tạo sử dụng thiết bị,

đặc biệt là đào tạo về kiến thức nhân trắc theo tiêu chuẩn ISO 8559/1989 [68] Tiêu chuẩn này quy định về các kích thước khi thực hiện khảo sát nhân trắc, có 49 kích thước

cơ thể trong hệ thống quần áo chia làm ba nhóm chiều cao, chiều rộng, kích thước vòng Bước 2: Lập kế hoạch để nghiên cứu phương pháp chọn mẫu và tính cỡ mẫu Bước 3:

Đo nhân trắc Bước 4: Phân tích nhân trắc dựa trên kết quả tính toán thống kê, kiểm tra

dữ liệu đo đạc, số thô, số lạc, sử dụng các phần mềm Excel, SPSS… để xử lý

Giai đoạn 2: Xây dựng hệ thống cỡ số Bước 5: Dùng kỹ thuật PCA [6] để phân

tích đa biến, kiểm tra dữ liệu mẫu đã thu thập được bằng phân tích mối tương quan giữa các biến, chọn biến quan trọng để làm kích thước chủ đạo Bước 6: Phân nhóm: chọn bước nhảy của kích thước chủ đạo Bước 7: Sử dụng kỹ thuật sơ đồ cây ra quyết định để lựa chọn cỡ số theo kích thước chủ đạo Bước 8: Xây dựng bảng hệ thống kích thước

Giai đoạn 3: Bước 9: Triển khai hệ thống cỡ số Bước 10: Đánh giá hệ thống cỡ

Giai đoạn 2 Xây dựng hệ thống cỡ số

Giai đoạn 3 Triển khai hệ thống cỡ số

Bước 9

Triển khai hệ thống

Bước 10

Đánh giá hệ thống cỡ số

Bước 11

Đăng ký hệ thống cỡ số

1.3.3 Giới thiệu một số hệ thống cỡ số quần áo trên thế giới

- Nghiên cứu các hệ thống cỡ số trên thế giới được trình bày ở phụ lục 1, qua đây ta

có thể tổng hợp những nội dung chính như sau:

Phương pháp nghiên cứu ứng dụng trong nhân trắc học là phương pháp nghiên cứu cắt ngang Từ thế kỷ 19, kết quả nghiên cứu nhân trắc học được xử lý bằng công thức trung bình cộng Đến nay để xử lý số liệu đã ứng dụng nhiều công thức tính toán, chủ yếu sử dụng toán xác suất thống kê với các phần mềm Excel, PCSS, R, SPSS Các phần mềm dần được nâng cấp nên công việc tính toán, xử lý số liệu nhanh với độ chính xác cao

Phương pháp xác định kích thước chủ đạo chủ yếu là phương pháp thành phần chính với nghiên cứu của Salusso cùng cộng sự vào năm 1985 [55], tác giả đã nghiên cứu xây dựng hệ thống kích thước và sử dụng kỹ thuật PCA để xác định kích thước chủ đạo Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật này khác với nghiên cứu trước đây của O’Brien và Shelton, khi áp dụng PCA các tác giả đã giảm dữ liệu và khi phân tích các thành phần chỉ chọn một kích thước chủ đạo cho mỗi thành phần

Về phương pháp lựa chọn cỡ số tối ưu, đã có nhiều thuật toán được ứng dụng trong nghiên cứu để lựa chọn cỡ số tối ưu Phương pháp tối ưu hóa xác định số lượng

cỡ số thỏa mãn khách hàng của các nghiên cứu Tryfos [57] và McCulloch [46] đều ứng dụng phương pháp tối ưu hóa nhưng McCulloch thực hiện mục tiêu mang đến sự vừa vặn trong hệ thống cỡ số cho khách hàng còn Tryfos với mục tiêu tăng số lượng cỡ số của sản phẩm bán ra Phương pháp sơ đồ nhánh cây xác định số lượng cỡ số đảm bảo sản xuất và đáp ứng người tiêu dùng Chung và Wang [34] đã xây dựng kỹ thuật này và xây dựng hệ thống cỡ số cho trẻ em độ tuổi học sinh Đài Loan năm 2007 Phương pháp này cũng chứng minh số lượng cỡ số ít hơn số lượng cỡ số của Hàn Quốc Lin cùng cộng sự ứng dụng phương pháp trên để phân loại cỡ số cho đồng phục lính Áp dụng PCA để chọn lựa các kích thước chủ đạo quan trọng Sau đó ứng dụng sơ đồ cây ra quyết định để phân nhóm cơ thể Phương pháp này phù hợp đối với việc đáp ứng quy

mô rộng nhưng ít cỡ số Phương pháp sơ đồ cây được ứng dụng thành công năm 2010

Kỹ thuật trí tuệ nhân tạo (AI) là phương pháp mới nhất giúp phát triển hệ thống cỡ số Mặc dù kỹ thuật này chưa được áp dụng rộng rãi nhưng kỹ thuật này rất quan trọng, đem lại hiệu quả bởi thuật toán linh hoạt giúp giảm thiểu số lượng cỡ vóc, tăng hiệu suất đáp ứng và khai thác dữ liệu tốt hơn Phương pháp này dường như là kỹ thuật tốt nhất hiện nay nhưng nó còn mới và chưa được ứng dụng rộng rãi Tự tổ chức phương pháp (SOM) cũng là một kỹ thuật hiệu quả như mạng lưới dây thần kinh Phương pháp thống kê này giúp giảm thiểu số lượng cỡ số, mang lại lợi ích cho các nhà sản xuất

- Giới thiệu một số tiêu chuẩn cỡ số quần áo trên thế giới:

Hệ thống cỡ số của các nước trên thế giới đã có từ rất lâu với nhiều kích cỡ để phù hợp được các dạng cơ thể người như tiêu chuẩn ASTM của Mỹ, tiêu chuẩn ISO, tiêu chuẩn TGL của Đức, tiêu chuẩn JIS của Nhật Bản, tiêu chuẩn KS của Hàn Quốc, tiêu chuẩn GB của Trung Quốc, … Sơ lược một số hệ thống cỡ số quần áo trên thế giới thể

hiện ở bảng 1.5a

Bảng 1.5a Các tiêu chuẩn cỡ số trên thế giới [60]

Tên nước

(Tiêu chuẩn)

Số lượng kích thước

Kích thước chủ đạo

Dạng người (số lượng cỡ số)

Drop (cm)

S (Size 34 - 37)

M (Size 38 - 41)

L (Size 42 - 45)

XL (Size 46 – 49) 2XL (Size 50 – 53) 3XL (Size 54 – 57) 4XL (Size 58 – 60)

15,3 15,2 14,6÷15,3 12,1 8,9÷11,4 2,6÷7,7 5,1

3 nhóm chiều cao S,

M, T cho 9 dạng cơ thể:

(JIS L4005:2001)

[73]

26 Chiều cao đứng

Vòng ngực Vòng eo

(GB/T 1335)

[75]

45 Chiều cao đứng

Vòng ngực Vòng eo Drop

6

Nhu cầu mặc đẹp và thời trang ngày càng được nâng cao Các dạng người được phân theo chỉ số drop góp phần cho công tác thiết kế và sản xuất may công nghiệp đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng Các tiêu chuẩn cỡ số phân theo dạng người được trình bày

To Thấp / Săn chắc

Eo to Lưng ngắn

440÷1160 90÷110 44÷58 22÷29 144÷156 225÷295 47÷59 495÷575

168÷190 177÷190 168÷186 162÷180 168÷184 156÷174 166÷178 162÷170

Mỹ

(ASTM

D4910)

Bình thường Cao

Rất cao

To

To cao

S-XXL MT-XXLT MXT-3XIXT 2XL-5XL 2XLT-5XLT

173÷182 183÷192 193÷201 173÷182 183÷192

-15 -15 -15 -10 -10

Pháp

(NF

G03-008)

Cơ bắp Mảnh Bình thường Săn chắc

To Mập

Eo to

Cơ bắp Mảnh Bình thường Săn chắc

To Mập

Eo to

-16 đến 14 -12 đến 8 -12 đến 8 -8 đến 4 -8 đến 4 -4 đến +/- 0 4/6/8

168/174/180 180/186 168/174/180/186 174/180 162/168 162/168/174 162/168/174/180

Hầu hết các hệ thống cỡ số quần áo đều chọn kích thước chủ đạo là chiều cao đứng, vòng ngực 2 và tùy từng đối tượng mà chọn thêm vòng eo, vòng mông, drop làm kích thước chủ đạo Một số tiêu chuẩn ISO, ASTM, CEN, HAKA, NF, JIS, KS, GB đều

chọn vòng ngực, vòng eo, chiều cao đứng làm kích thước chủ đạo (hình 1.29a,b,c)

Khoảng giá trị kích thước vòng ngực, vòng eo, chiều cao của các nước thể hiện ở hình

1.29a,b,c [43] Ở hình 1.29a ta thấy tiêu chuẩn ASTM của Mỹ có khoảng giá trị kích

thước vòng ngực và vòng eo cách xa, vòng ngực có giá trị từ 86÷152cm và vòng eo có giá trị từ 71÷158cm, kích thước chiều cao với khoảng giá trị nhỏ từ 172÷187cm, điều này cho thấy hệ thống cỡ số của Mỹ sẽ có nhiều dạng cỡ số theo kích thước vòng hơn là phân nhóm theo kích thước chiều cao Đối với hệ thống cỡ số của Nhật thì ngược lại, khoảng giá trị vòng ngực và vòng eo nhỏ từ 86÷104cm đối với vòng ngực và từ 68÷104cm đối với vòng eo, tuy nhiên khoảng giá trị chiều cao lại lớn từ 150÷190cm, ta thấy với giá trị trên nên hệ thống cỡ số của Nhật sẽ có nhiều dạng cỡ số theo kích thước

chiều cao Như vậy qua bảng 1.29a,b,c cho thấy hệ thống cỡ số quần áo của các nước

đều có sự lựa chọn kích thước chủ đạo gần giống nhau, nhưng giá trị kích thước chủ đạo

sẽ khác nhau, tính toán lựa chọn cỡ số tối ưu sẽ khác nhau phụ thuộc vào đặc điểm hình dạng, tầm vóc cơ thể người của mỗi nước quốc gia Đối với bước nhảy, tùy theo hình dáng cơ thể và cỡ số khác nhau sẽ có bước nhảy các kích thước chủ đạo khác nhau ở các quốc gia Như LB CHXHCN Xô Viết: tiêu chuẩn GOCT 17521 – 72 chọn bước nhảy hệ thống cỡ số nam giới với chiều cao đứng 6cm, vòng ngực 4cm, vòng eo 6cm Tiêu chuẩn ISO/TR 1062:1991 chọn bước nhảy hệ thống cỡ số nam giới với chiều cao đứng 6cm, vòng ngực 4cm, vòng bụng 4cm Tiêu chuẩn JIS L4005:2001 hệ thống cỡ số Nhật Bản chọn bước nhảy chiều cao đứng là 8cm, vòng ngực 6cm,…

Hình 1.29a Giá trị size vòng ngực nam của các tiêu chuẩn thế giới

Hình 1.29b Giá trị size vòng eo nam của các tiêu chuẩn thế giới

Hình 1.29c Giá trị size chiều cao nam của các tiêu chuẩn thế giới

Theo sự phát triển dân số và phong cách sống, các nước trên thế giới đã thực hiện nghiên cứu và cập nhật thường xuyên hệ thống cỡ số quần áo, điển hình như Hàn Quốc, thời gian cập nhật hệ thống cỡ số khoảng từ 5÷7 năm [57], thời điểm cập nhật hệ thống

cỡ số của Hàn Quốc được trình bày ở bảng 1.6

Bảng 1.6 Thực hiện điều tra nhân trắc của Hàn Quốc qua các năm [57]

Cập nhật KSG2016

Cập nhật KSK0051

Cập nhật KSK0051

Cập nhật KSK0051

Trên thế giới: Mỗi quốc gia lựa chọn số lượng kích thước khác nhau phụ thuộc vào yêu cầu sản xuất Kích thước chủ đạo chủ yếu là chiều cao đứng và vòng ngực lớn nhất, ngoài ra còn có thêm vòng eo và vòng mông, giá trị drop Đa số các nước chọn bước nhảy kích thước chủ đạo với chiều cao đứng 6cm và vòng ngực lớn nhất là 4cm, tuy nhiên tùy thuộc vào đặc điểm cơ thể của mỗi nước khác nhau dẫn đến chọn bước nhảy khác nhau trong hệ thống cỡ số phân theo dạng người Ngày nay khi kinh tế xã hội phát triển, thể chất con người cũng luôn phát triển, hệ thống cỡ số rất đa dạng về kích

cỡ để phù hợp nhu cầu và hình dạng phong phú của cơ thể con người Hệ thống cỡ số những năm gần đây trung bình từ 57 năm được cập nhật lại và ứng dụng phương pháp

đo gián tiếp 3D để thu thập dữ liệu nhân trắc nhằm đáp ứng tốc độ nghiên cứu

1.3.4 Hệ thống cỡ số tại Việt nam

Từ những năm 1960 đến nay, khi nền kinh tế bắt đầu phát triển, nhu cầu sản xuất hàng may sẵn tăng cao dẫn đến sự ra đời của các công ty may công nghiệp Cũng từ đó, yêu cầu nghiên cứu và xây dựng hệ thống cỡ số cho người Việt nam được đặt ra và có các nghiên cứu như sau:

- Năm 1974 - Tiêu chuẩn TCVN 1267-72: Nghiên cứu đã sử dụng phương pháp đo trực tiếp 45 kích thước trên đối tượng đo là nữ

- Năm 1974 - Tiêu chuẩn TCVN 1268-72: Nghiên cứu đã sử dụng phương pháp đo trực tiếp, đối tượng thu thập dữ liệu nhân trắc là nữ, nghiên cứu đã chọn chiều cao đứng và vòng ngực lớn nhất làm kích thước chủ đạo với bước nhảy chiều cao đứng 6cm, vòng ngực 6cm, hệ thống cỡ số quần áo gồm 15 cỡ số

- Năm 1976 - Tiêu chuẩn TCVN 1680-75: Nghiên cứu đã sử dụng phương pháp đo trực tiếp 42 kích thước trên đối tượng là nam

- Năm 1977 - Tiêu chuẩn TCVN 195-76: Nghiên cứu sử dụng phương pháp điều tra cắt ngang, phương pháp đo trực tiếp trên đối tượng là nam, đối tượng nghiên cứu là cỡ

số áo sơ mi nam, xử lý kết quả đo bằng phương pháp xử lý thống kê toán học, chọn kích thước chủ đạo là chiều cao đứng và vòng ngực lớn nhất với bước nhảy là 6cm cho chiều cao đứng và 4cm cho vòng ngực lớn nhất Hệ thống gồm 12 cỡ số áo sơ mi nam

- Năm 1977 - TCVN 196-76: Nghiên cứu sử dụng phương pháp điều tra cắt ngang, phương pháp đo trực tiếp đối tượng là nam, đối tượng nghiên cứu là cỡ số quần tây nam, xử lý kết quả đo bằng phương pháp xử lý thống kê toán học, chọn kích thước chủ đạo là chiều cao đứng, vòng bụng và vòng mông Bước nhảy chiều cao đứng là 6cm, vòng bụng là 4cm, vòng mông từ 13cm phụ thuộc vào kích thước vòng bụng

- Năm 1994 – Tiêu chuẩn TCVN 5781-1994: Phương pháp đo cơ thể người [27] và tiêu chuẩn TCVN 5782-1994: hệ thống cỡ số tiêu chuẩn quần áo [28] đã sử dụng phương pháp đo trực tiếp Đối tượng thu thập dữ liệu nhân trắc là trẻ sơ sinh, học sinh

nữ, học sinh nam, nữ trưởng thành, nam trưởng thành Hệ thống cỡ số quần áo gồm:

Hệ thống cỡ số quần áo trẻ sơ sinh: gồm 10 cỡ, chiều cao làm kích thước chủ đạo, chiều cao từ 50 đến 104cm với bước nhảy 6cm; Vòng ngực từ 42 đến 56cm; Vòng bụng từ 44 đến 58cm; Vòng mông từ 44 đến 58cm

Hệ thống cỡ số quần áo học sinh nữ: gồm 16 cỡ, chiều cao làm kích thước chủ đạo, chiều cao từ 98 đến 164cm với bước nhảy 6cm; Vòng ngực từ 56 đến 88cm; Vòng bụng từ 50 đến 68cm; Vòng mông từ 57 đến 91cm

Hệ thống cỡ số quần áo học sinh nam: gồm 14 cỡ, chiều cao làm kích thước chủ đạo, chiều cao từ 104 đến 170cm; Vòng ngực từ 58 đến 87cm; Vòng bụng từ 53 đến 76cm; Vòng mông từ 60 đến 90cm

Hệ thống cỡ số quần áo nữ trưởng thành: gồm 10 cỡ, chiều cao từ 146 đến 164cm; Vòng ngực từ 76 đến 90cm; Vòng bụng từ 63 đến 74cm; Vòng mông từ

80 đến 94cm

Hệ thống cỡ số quần áo nam trưởng thành: gồm 12 cỡ, chiều cao làm kích thước chủ đạo, chiều cao từ 152 đến 176cm; Vòng ngực từ 76 đến 94cm; Vòng bụng từ

66 đến 84cm; Vòng mông từ 82 đến 96cm

- Năm 2001: TS Nguyễn Thị Hà Châu với đề tài “Nghiên cứu xây dựng hệ thống

cỡ số quân trang theo phương pháp nhân trắc học” Áp dụng phương pháp điều tra cắt ngang, đo trực tiếp cho toàn quân cả 3 miền Bắc, Trung, Nam với số lượng 3528 nam quân nhân, 1621 nữ quân nhân với 52 kích thước đo Đối với nam quân nhân chọn kích thước chiều cao đứng, vòng ngực lớn nhất và vòng bụng làm kích thước chủ đạo Đối với nữ quân nhân chọn chiều cao đứng, vòng ngực lớn nhất và vòng mông làm kích

thước chủ đạo Bước nhảy chiều cao đứng là 6cm, vòng ngực là 6cm, vòng bụng 6cm, vòng mông 6cm Xây dựng bảng hệ thống cỡ số quân trang gồm 26 cỡ số cho nam và

26 cỡ số cho nữ [14]

- Năm 2001: KS Trần Thị Hường, PGS.TS Nguyễn Văn Lân với đề tài “Thống kê

cỡ số và thiết kế cơ bản trang phục nữ Việt nam “ Áp dụng phương pháp kiểm định các giả thiết trong quá trình xây dựng hệ thống cỡ số trên cơ sở toán thống kê sinh học,

xử lý số liệu thống kê bằng Excel Sử dụng phương pháp đo trực tiếp trên đối tượng phụ nữ chưa sinh con và phụ nữ đã sinh con [25]

- Năm 2009 – Tiêu chuẩn TCVN 5782:2009: Là tiêu chuẩn quốc gia về hệ thống cỡ

số quần áo Sử dụng phương pháp đo trực tiếp đối tượng trẻ em sơ sinh và mẫu giáo;

nữ tuổi học sinh; nam tuổi học sinh; nữ trưởng thành; nam trưởng thành Đối với cỡ số quần áo nam tuổi trưởng thành gồm 12 cỡ số, mỗi số có 3 cỡ dành cho người gầy (A), người trung bình (B), người béo (C), chọn kích thước chủ đạo là chiều cao cơ thể, vòng ngực, vòng mông Thông số kích thước cơ bản để thiết kế quần áo nam trưởng thành gồm 11 kích thước với 12 cỡ [30]

- Năm 2009: TS Nguyễn Văn Thông với đề tài “Xây dựng hệ thống cỡ số quần áo nam, nữ, trẻ em trên cơ sở số đo nhân trắc người Việt nam” Đối tượng khảo sát nhân trắc: nam giới từ 18÷25 tuổi, nữ giới từ 18÷55 tuổi, trẻ em nam từ 6÷17 tuổi, trẻ em nữ

từ 6-17 tuổi Tác giả đã sử dụng cả hai phương pháp đo trực tiếp và đo gián tiếp 3D Cỡ mẫu 13.000 người: 3000 nam, 3000 nữ, 7000 trẻ em nam, nữ Chọn kích thước chủ đạo của chiều cao và vòng ngực, chỉ số drop, vòng bụng và vòng cổ, tùy theo dạng sản phẩm mà chọn kích thước chủ đạo phù hợp Kích thước chiều cao phân cỡ từ 155÷175cm Bước nhảy kích thước chiều cao là 5cm Bảng kích thước cơ thể cho quần

áo mặc ngoài nam với dáng người ngực nở (Drop = 18) gồm 22 size với vòng ngực, eo, chiều cao làm kích thước chủ đạo Bảng kích thước cơ thể cho quần áo mặc ngoài nam với dáng người bình thường (Drop = 12) gồm 30 size với vòng ngực, eo, chiều cao làm kích thước chủ đạo Bảng kích thước cơ thể cho quần áo mặc ngoài nam với dáng người đẫy đà (Drop = 6) gồm 27 size với vòng ngực, eo, chiều cao làm kích thước chủ đạo [9]

- 2010: PGS.TS.Trần Bích Hoàn chủ nhiệm đề tài “Nghiên cứu thiết kế chế tạo bộ manơcanh công nghiệp may kích thước cơ thể trẻ em bậc trung học phổ thông Hà nội” Nghiên cứu áp dụng phương pháp điều tra cắt ngang, đo trực tiếp đối tượng học sinh nam bậc trung học phổ thông 15÷17 tuổi trong phạm vi Thành phố Hà nội để ứng dụng trong thiết kế quần áo công nghiệp Số lượng 36 kích thước nam học sinh Tác giả sử dụng phương pháp thống kê toán học để phân tích và xử lý kết quả Nghiên cứu chọn chiều cao đứng và vòng ngực lớn nhất làm kích thước chủ đạo với bước nhảy lần lượt của hai kích thước là 6cm và 4cm [24]

- Năm 2010: KS Bùi Thúy Nga, chủ nhiệm đề tài “Nghiên cứu xây dựng phân cấp các bảng cỡ số cho một số sản phẩm may dành cho phụ nữ” Nghiên cứu sử dụng phương pháp điều tra cắt ngang, ứng dụng phương pháp đo gián tiếp 3D cho 1120 đối tượng là nữ cán bộ nhân viên với 35 kích thước đo Sử dụng phương pháp thống kê toán học để phân tích và xử lý số liệu bằng phần mềm SPSS Đối với sản phẩm dạng

ôm sát cơ thể, chọn chiều cao đứng, vòng ngực lớn nhất và chỉ số drop làm kích thước chủ đạo với bước nhảy chiều cao đứng 4cm, vòng ngực 4cm Đối với sản phẩm không

ôm sát chọn chiều cao đứng và vòng ngực lớn nhất làm kích thước chủ đạo, dạng cơ thể A chỉ số drop là 4cm đến 10cm có 34 cỡ số [2]

- Năm 2011: KS.Bùi Thúy Nga, chủ nhiệm đề tài “Nghiên cứu ứng dụng thiết bị đo

cơ thể 3D trong xây dựng bộ mẫu kỹ thuật chuẩn cho sản phẩm quần âu và áo sơ mi nam Nghiên cứu sử dụng phương pháp điều tra cắt ngang, ứng dụng hệ thống đo gián tiếp 3D đối tượng nam tuổi 18÷35 với số lượng 500 mẫu nhóm tuổi 35÷55 số lượng đo

500 người Nghiên cứu đã thực hiện khảo sát 30 kích thước cơ thể, xử lý thống kê toán học bằng phần mềm Vnnhantrac Đối với sản phẩm có yêu cầu ôm sát: chọn chiều cao đứng, vòng ngực lớn nhất, chỉ số drop làm kích thước chủ đạo Đối với áo sơ mi yêu cầu độ vừa vặn ở cổ và chiều dài tay làm kích thước chủ đạo: chọn vòng cổ và chiều dài tay Đối với sản phẩm quần chọn kích thước chủ đạo là vòng eo cho nhóm chiều cao đứng 150÷165cm và nhóm người chiều cao đứng 166÷180cm Đối với bước nhảy: sản phẩm có yêu cầu ôm sát bước nhảy chiều cao đứng là 5cm và vòng ngực là 4cm Dạng cơ thể A chỉ số drop là 18 gồm 23 cỡ số, dạng cơ thể B chỉ số drop là 12cm gồm 12÷30 cỡ số, dạng cơ thể C chỉ số drop là 6cm gồm 27 cỡ Đối với sản phẩm không yêu cầu ôm sát có bước nhảy chiều cao đứng là 5cm và vòng ngực là 4cm gồm 38 cỡ [3]

- Năm 2011: ThS.Nguyễn Phương Hoa, NCS.Trần Thị Minh Kiều chủ nhiệm đề tài

“Nghiên cứu xây dựng bộ mẫu kỹ thuật chuẩn cho sản phẩm áo vest nữ Việt nam” Nghiên cứu áp dụng phương pháp điều tra cắt ngang, ứng dụng phương pháp đo gián tiếp 3D cho đối tượng nữ cán bộ nhân viên lứa tuổi 35÷55 với 35 kích thước đo Dùng phương pháp thống kê toán học để xử lý kết quả với sự hỗ trợ của phần mềm Vnnhantrac 2.0, Excel Chọn kích thước chủ đạo là chiều cao đứng và vòng ngực lớn nhất, rộng vai, chỉ số drop Thực hiện xác định bước nhảy: đối với sản phẩm có yêu cầu

ôm sát: bước nhảy chiều cao đứng là 4cm, vòng ngực là 4cm, dài vai là 1cm Dạng cơ thể X gồm 9 cỡ, dạng cơ thể M gồm 9 cỡ, dạng cơ thể I gồm 8 cỡ [19]

- Năm 2012: TS.Phan Thanh Thảo với nghiên cứu “Xây dựng hệ thống cỡ số quần

áo và chế tạo bộ mẫu chuẩn kích thước cơ thể trẻ em lứa tuổi mẫu giáo và tiểu học địa bàn thành phố Hà nội sử dụng trong thiết kế công nhiệp may” Tác giả chọn đối tượng nghiên cứu là trẻ em Hà nội, áp dụng phương pháp đo trực tiếp khảo sát nhân trắc và kỹ thuật PCA để xác định kích thước chủ đạo [22]

Nhận xét: Tại Việt nam, hệ thống cỡ số quốc gia năm 1994 đến nay được cập nhật một lần vào năm 2009, tuy nhiên theo tốc độ phát triển thể chất của người Việt nam tiêu chuẩn này đã không còn phù hợp nhưng vẫn chưa được cập nhật Cũng có nhiều công trình nghiên cứu xây dựng hệ thống cỡ số, tuy nhiên chưa được đầu tư đúng mức nên phạm vi thực hiện, mức độ nghiên cứu áp dụng còn hạn chế, chưa thể là hệ thống cỡ số đại diện cho quốc gia Năm 2009 TS.Nguyễn Văn Thông cùng cộng sự đã áp dụng thành công phương pháp đo gián tiếp 3D hiện đại, cỡ mẫu tương đối lớn Đa số các tác giả nghiên cứu chọn kích thước chiều cao cơ thể và vòng ngực lớn nhất làm kích thước chủ đạo với bước nhảy 6cm cho chiều cao và 4cm cho vòng ngực lớn nhất

1.3.5 Phương pháp xử lý số liệu trong xây dựng hệ thống cỡ số quần áo

[23]

Phương pháp xử lý số liệu trong tiến trình xây dựng hệ thống cỡ số qua các bước sau:

Bước 1: Tính toán các đặc trưng thống kê của số đo nhân trắc: các số liệu nhân

trắc trước khi được xử lý thống kê cần được xử lý để loại bỏ các số liệu bất hợp lý gồm loại sai số thô, loại số lạc Tiếp theo là tính toán các giá trị đặc trưng thống kê như: khoảng phân phối, giá trị trung bình cộng, độ lệch chuẩn, hệ số biến sai, số trung tâm

hay số trung vị, số trội hệ số bất đối xứng, hệ số nhọn, giới hạn trên hệ số bất đối xứng, giới hạn trên của hệ số nhọn, chuẩn 2, tần số lý thuyết

Bước 2: Phân tích mối tương quan giữa các kích thước

Bước 3: Xác định kích thước chủ đạo: có hai phương pháp: (1) xác định kích

thước chủ đạo dựa vào độ lệch chuẩn và kinh nghiệm từ các nghiên cứu trước; (2) xác định kích thước chủ đạo áp dụng kỹ thuật phân tích nhân tố theo phương pháp thành phần chính [20] Hầu hết các công trình nghiên cứu nhân trắc xây dựng hệ thống cỡ số tại Việt nam đều dựa vào kinh nghiệm để xác định kích thước chủ đạo Những năm gần đây một số nghiên cứu đã áp dụng kỹ thuật phân tích nhân tố theo phương pháp thành phần chính [9,22] Phân tích nhân tố là kỹ thuật xử lý thống kê nhằm xem xét mối tương quan lẫn nhau giữa các biến trong một tập hợp nhiều biến để tìm ra các biến quan trọng trong các biến đó để sử dụng trong các phân tích tiếp theo [20] Tiến hành phân tích nhân tố gồm các nội dung sau:

 Xác định vấn đề: Trong phân tích các số đo cơ thể và phân cỡ các kích thước cơ thể chúng ta không thể phân nhóm tất cả các kích thước mà cần tìm ra các kích thước chủ đạo Các kích thước chủ đạo có mối tương quan cao với một nhóm các kích thước nào đó và không có hoặc tương quan rất ít với các kích thước thuộc các nhóm khác

 Xây dựng ma trận tương quan: quá trình phân tích dựa trên ma trận tương quan của các biến, các biến phải có liên hệ tương quan chặt chẽ với nhau

 Xác định số lượng nhân tố: có 2 phương pháp: (1) phương pháp xác định từ trước dựa theo kinh nghiệm, hiểu biết, phân tích lý thuyết hay từ kết quả các nghiên cứu trước để chỉ định trước số lượng nhân tố cần chọn để việc giải thích kết quả dễ dàng hơn (2) phương pháp dựa vào eigenvalue (đại diện cho phần biến thiên được giải thích bởi một nhân tố) Chỉ có những nhân tố có eigenvalue lớn hơn 1 mới được giữ lại cho mô hình phân tích

 Xoay các nhân tố theo phương pháp Varimax: xoay nguyên góc các nhân tố

để tối thiểu hóa số lượng biến có hệ số lớn tại cùng một nhân tố để tăng khả năng giải thích các nhân tố

Bước 4: Xác định bước nhảy: việc xác định bước nhảy sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến

số lượng cỡ số Nếu chọn bước nhảy nhỏ thì làm tăng số lượng cỡ số, gây khó khăn và lãng phí công sức cho nhà sản xuất dẫn đến hiệu quả kinh tế không cao, nhưng thoả mãn được yêu cầu người sử dụng, phù hợp được nhiều dạng cơ thể khác nhau Ngược lại, chọn bước nhảy lớn thì số lượng cỡ số giảm, tuy đảm bảo được tính kinh tế và tiện lợi cho sản xuất hàng loạt nhưng có thể không đáp ứng được nhu cầu của người tiêu dùng trong lựa chọn kích cỡ phù hợp Việc lựa chọn bước nhảy phù hợp vừa có tính kinh tế cao nhưng vẫn thoả mãn được yêu cầu người sử dụng phải dựa vào các yếu tố sau: Giá trị bước nhảy được xác định dựa trên cơ sở khoảng cách biến thiên của kích thước chủ đạo; Kết cấu hình dáng và tính chất của sản phẩm; Chất liệu vải và kiểu dệt; Lứa tuổi, giới tính sử dụng sản phẩm; Mục đích sử dụng của sản phẩm; Xu hướng thời trang

Bước 5: Xác định số lượng cỡ số

Kết luận chương 1

1 Để đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng, hệ thống kích thước cơ thể người phải được cập nhật thường xuyên 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 được ứng dụng hiệu quả trong ngành may bởi thời gian và độ chính xác

- Phương pháp đo gián tiếp kích thước cơ thể bằng kỹ thuật ảnh 2D được chụp từ camera hoặc máy ảnh kỹ thuật số 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 là hướng nghiên cứu phù hợp với điều kiện Việt nam hiện nay

2 Đã có nhiều công trình nghiên cứu trên thế giới về phương pháp đo gián tiếp kích thước cơ thể sử dụng kỹ thuật ảnh 2D, nhưng còn những hạn chế sau

Máy chụp ảnh kỹ thuật số chưa kết nối dữ liệu với máy tính trong quá trình chụp ảnh sẽ gây khó khăn khi thu nhận ảnh, xem ảnh và xử lý trực tiếp kết quả ngay sau khi chụp ảnh xong để có sự điều chỉnh phù hợp Mẫu thay đổi tư thế khi chụp sẽ ảnh hưởng đến kết quả tính toán Công thức tính kích thước cơ thể với kết quả sai lệch lớm

3 Tính kế thừa những nghiên cứu trước

- Thiết lập hệ thống đo gián tiếp kích thước cơ thể người sử dụng kỹ thuật ảnh 2D theo quy trình: chụp ảnh, tách hình nền, tách đường biên, mã hóa đường biên, trích xuất mốc đo, tính kích thước cơ thể

- Áp dụng các phương pháp xử lý ảnh tách hình nền, tách đường biên, mã hóa đường biên, trích xuất mốc đo

- Xây dựng hệ thống kích thước cơ thể nam sinh viên áp dụng phương pháp nghiên cứu cắt ngang, phân tích thành phần chính, thống kê toán học, phần mềm SPSS 20, Excel

Hướng nghiên cứu của luận án

1 Thiết lập hệ thống đo gián tiếp kích thước cơ thể người sử dụng kỹ thuật ảnh 2D

- Thiết bị thu nhận ảnh: camera có chức năng kết nối trực tiếp với máy tính trong quá trình tác nhiệp chụp ảnh Bố trí 2 camera chụp ảnh đồng thời hai tư thế mẫu: mặt trước và mặt bên hông mẫu

- Thiết lập điều kiện chụp ảnh: ánh sáng, camera, tư thế mẫu đo, trang phục và phông nền

- Xây dựng thuật toán liên kết điểm từ hai đường biên trong giai đoạn xử lý ảnh

- Áp dụng công thức tính kích thước với sai số phép đo tốt nhất

- Tăng số lượng mốc đo và tăng số lượng kích thước cơ thể

- Đánh giá hệ thống đo gián tiếp

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 Tp.HCM, phục vụ công tác thiết kế và sản xuất quần áo may công nghiệp Đánh giá hệ thống kích thước cơ thể

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Với đề tài “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 “ nội dung nghiên cứu

2.1 Thiết lập hệ thống đo gián tiếp sử dụng kỹ thuật ảnh 2D

- Quy trình hệ thống đo gián tiếp 2D được trình bày ở hình 2.1 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

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

Hình 2.1 Quy trình hệ thống đo gián tiếp 2D

Để xây dựng hệ thống kích thước cơ thể nam sinh viên, đối tượng nghiên cứu khi thiết lập hệ thống đo gián tiếp 2D gồm:

Mốc đo cơ thể nam sinh viên

Chụp

ảnh

2D

Trích xuất mốc

đo

Tách đường biên

Tách hình nền

Mã hóa đường biên

Liên kết đường biên từ ảnh mặt trước và bên hông

Tính kích thước cơ thể

Kích thước cơ thể nam sinh viên

2.1.1 Thực nghiệm chụp ảnh 2D

2.1.1.1 Thiết bị

- 2 camera dạng chụp ảnh loại Logitech Web Cam – Hãng Logitech – Năm sản

xuất 2009 (Hình 2.2a), độ phân giải 8 Megapixels, chế độ auto focus, có thể kết nối

trực tiếp với máy tính

- 2 giá đỡ camera 3 chân loại Tripob (Hình 2.2b)

- Máy vi tính có cấu hình P4

- Thiết bị đo độ sáng loại M&MPRO LMLX1010BS với độ chính xác 4% - Hãng M&MPRO của Mỹ - Năm sản xuất 2007

Hình 2.2a Camera Hình 2.2b Giá đỡ camera

2.1.1.2 Yêu cầu và tiêu chí đánh giá chất lượng ảnh 2D

Đo gián tiếp từ ảnh 2D là sử dụng hình mẫu đo trong ảnh chụp để thực hiện xử lý ảnh, trích xuất mốc đo và tính kích thước cơ thể Muốn ảnh đầu vào đạt chất lượng cho các giai đoạn xử lý tiếp theo thì ảnh đầu vào phải đạt các yêu cầu chất lượng như sau: 1- Yêu cầu độ sáng của ảnh: Màu sắc trên ảnh phải đảm bảo độ sáng, không

chói, không quá tối hoặc quá sáng, các vị trí bóng cắt xung quanh mẫu phải rõ, không bị nhòe

Đánh giá yêu cầu độ sáng của ảnh theo các tiêu chí như sau: Cường độ

sáng trong phòng chụp ảnh phải đảm bảo độ sáng theo tiêu chuẩn TCVN 71141:2008 [31] Ứng dụng biểu đồ phân bố giá trị mức xám trong phần mềm photoshop để đánh giá giá trị mức xám của các điểm ảnh Cường độ sáng của các điểm ảnh không quá tối hoặc quá sáng, giá trị mức xám các điểm ảnh cần đạt mức xám trung bình (midtone)

Shadows Midtone Highlights

Hình 2.3 Lược đồ histogram

2- Yêu cầu 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 cho thuật toán tính kích thước

Chọn độ phân giải của ảnh: căn cứ số điểm ảnh quy đổi ra đơn vị centimet

của thước đo nhân trắc để chọn độ phân giải cho camera

3- Yêu cầu bóng cắt của mẫu đo trong ảnh: Đường biên quanh 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

Đánh giá bóng cắt của mẫu dựa vào tư thế dang tay và dang chân của mẫu

đo Đối với tư thế dang tay: căn cứ vào giá trị sai số trung bình kích thước đoạn nách trước, kích thước vòng nách và kích thước vòng ngực của tư thế đo gián tiếp 2D so với tư thế đo trực tiếp để chọn tư thế dang tay phù hợp Đối với tư thế dang chân: căn cứ vào sai số trung bình khoảng cách từ rốn đến đáy đũng quần của tư thế đo gián tiếp 2D so với tư thế đo trực tiếp để chọn tư thế dang chân phù hợp

2.1.1.3 Thiết lập điều kiện chụp ảnh 2D

Để ảnh chụp đạt được các yêu cầu chất lượng đã nêu phần 2.1.1.2, cần nghiên cứu

thiết lập các điều kiện chụp ảnh về ánh sáng, camera và tư thế mẫu đo như sau:

a Ánh sáng

Với mục tiêu hệ thống có thể dễ dàng ứng dụng chụp ảnh tại các văn phòng làm việc của trường học, nghiên cứu tiến hành thực nghiệm với điều kiện ánh sáng tự nhiên, ánh sáng nhân tạo với hướng chiếu sáng khác nhau

- Ánh sáng tự nhiên:

Thực nghiệm chụp ảnh sử dụng nguồn sáng tự nhiên với khoảng thời gian từ 89 giờ; 1011 giờ; 1213 giờ; 1415 giờ; 1617 giờ; Mỗi thời gian thực nghiệm chụp 3 lần với bố trí các điều kiện phòng chụp ảnh gồm camera 1- 2, cửa sổ, cửa

ra vào như hình 2.4

Mỗi thực nghiệm dùng thiết bị đo độ sáng loại M&MPRO LMLX1010BS với độ chính xác 4% để đo cường độ sáng của phòng chụp ảnh

Phong mànMẫu chụp

 Thực nghiệm chụp ảnh với các loại đèn khác nhau:

Ánh sáng nhân tạo sử dụng trong phòng thường là ánh sáng đèn huỳnh quang và đèn sợi tóc Thực hiện khảo sát loại đèn sử dụng tại các văn phòng làm việc của các trường đại học và cao đẳng nơi sẽ chụp ảnh thu thập dữ liệu nhân trắc với kết quả là 100% đều sử dụng bóng đèn huỳnh quang

Tác giả cũng tiến hành thực nghiệm chụp ảnh trong điều kiện ánh sáng đèn huỳnh quang và đèn sợi tóc để kiểm chứng chất lượng ảnh thu được từ hai nguồn sáng trên, làm cơ sở đánh giá việc chụp ảnh tại các văn phòng sử dụng đèn huỳnh quang có đạt yêu cầu chất lượng ảnh chụp hay không

Đối với thực nghiệm chụp ảnh sử dụng đèn huỳnh quang, chọn loại đèn huỳnh quang bóng đôi 1,2m hiệu Điện quang

Đối với thực nghiệm chụp ảnh sử dụng đèn sợi tóc chọn loại đèn sợi tóc Điện quang Bố trí hướng chiếu sáng phía trước mẫu chụp

 Thực nghiệm hướng chiếu ánh sáng:

Hướng chiếu sáng đến từ một nguồn sáng sẽ ảnh hưởng đến màu sắc mẫu

đo và phông nền nên việc chọn đúng hướng chiếu sáng là một yếu tố quan trọng cho chất lượng ảnh của hệ thống đo gián tiếp 2D

Thực nghiệm chụp ảnh với ánh sáng đèn huỳnh quang bóng đôi loại 1,2m

với cách bố trí đèn như sau: Chiếu sáng cạnh bên mẫu đo (lắp đèn cùng phía camera 2 chụp bên hông mẫu như hình 2.5a), (Vì phông nền được lắp sát góc

phải phòng chụp nên chỉ thực nghiệm bố trí đèn chiếu sáng cạnh phía không có

phông nền); Chiếu sáng trực diện mẫu đo (lắp đèn cùng phía camera 1 chụp mặt trước mẫu như hình 2.5b); Chiếu sáng mặt sau mẫu đo (Lắp đèn phía sau mẫu đo như hình 2.5c); Chiếu sáng từ đỉnh (lắp đèn trên trần như hình 2.5d) Dùng thiết

bị đo độ sáng loại M&MPRO LMLX1010BS với độ chính xác 4% để đo cường

độ sáng của phòng chụp ảnh