基于三维人体测量的青年女性臀部体型细分

金娟凤， 孙 洁， 倪世明， 邹奉元,3

(1. 浙江理工大学 服装学院， 浙江 杭州 310018; 2. 浙江传媒学院 设计艺术学院， 浙江 杭州 310018； 3. 浙江理工大学 浙江省服装工程技术研究中心， 浙江 杭州 310018 )

基于三维人体测量的青年女性臀部体型细分

金娟凤1， 孙 洁2， 倪世明1， 邹奉元1,3

(1. 浙江理工大学 服装学院， 浙江 杭州 310018; 2. 浙江传媒学院 设计艺术学院， 浙江 杭州 310018； 3. 浙江理工大学 浙江省服装工程技术研究中心， 浙江 杭州 310018 )

如何实现准确的体型分析是满足消费者对服装合体性要求的关键问题。为提高服装臀部的合体性，着重探讨与人体臀部体型密切相关的截面曲线的变化，借助数理统计方法对女性臀部体型进行细分。以三维人体测量为基础，选择了300名年龄在20～24岁之间的在校女青年测量其臀部数据；对获取的28项臀部测量项目进行聚类分析，根据典型指标的算法，提取了能全面反映臀部特征信息的6项典型指标；依据典型指标，通过方差分析，将臀部体型细分为5类；通过对比臀部截面曲线特征，最终验证了5类臀部体型细分的合理性。

三维测量； 臀部； 典型指标； 聚类分析； 体型细分

服装的合体性是影响服装外观质量的一个重要因素[1]。尺寸相同的人穿着同一件服装，由于体型不同往往会导致穿着舒适性截然不同。因此，体型分析一直都是研究的热点[2]。

近年来，三维人体测量逐渐成为获取人体数据的重要工具[2]。对人体体型的研究，主要集中在人体躯干整体体型分类[3-4]。如杨允出等[5]引入躯干体积指数(TVI)，将体型分为X、H、A、V 4种体型；Yong Limchoi等[6]利用数理统计方法按体侧角对人体侧面体型进行细分，确定了4种人体侧面体型。针对局部特征部位的体型研究，常丽霞等[7]通过提取影响青年女性胸部的特征指标将乳房形态细分为9类；黄灿艺等[8]通过提取4个颈部典型指标对在校男大学生颈部形态进行分析；张金花等[9]利用三维测量对青年女性的肩部形态进行了细分研究，但是对服装合体性影响较大的臀部形态特征的分析和研究却很少。

臀部是人体特征的关键部位。本文着重探讨臀部截面曲线的变化，对女性臀部进行深入有效的研究。借助三维测量技术，获取女性臀部长度、高度、围度、宽度、厚度及角度数据，通过聚类分析和方差分析对女性臀部体型特征分类，为进一步进行臀部体型识别提供理论基础。

1 试验部分

1.1 试验对象

使体型划分具有针对性，选取300名在校青年女性，年龄为20～24岁，身高为150～175 cm，平均身高为161.70 cm，体重为45～68 kg，平均体重为51.45 kg。

1.2 仪器与条件

采用美国[TC]2公司的三维人体测量仪、经校正的人体测高仪及体重计，测量温度为(27±3)℃，相对湿度为(60±10)%，符合裸体测量的环境标准。

1.3 测量要求

参照GB/T 23698—2009《三维扫描人体测量方法的一般要求》进行人体测量。测量时，人体穿着与仪器配套的短裤与背心，头戴泳帽。为减少仪器误差，对同一个人进行3次重复测量，取平均值[10]。

1.4 测量项目

参考GB /T 5703—1999《用于技术设计的人体测量基础变量》，确定26个测量项目，包括系统可以直接获得的20个测量项目和需要计算的6个项目，如表1所示，并将身高(H)和体重(Wei)作为体型的重要指标引进。

2 测量结果与分析

2.1 聚类分析

数据预处理后，将获得的292组数据作为实验样本，应用SPSS13.0数据处理软件进行R型聚类分析。这是一种降维的方法，可在变量众多时寻找有代表性的变量，以便在用少量、有代表性的变量代替大变量时，损失信息很少。这种方法可以定性地找出项目与项目之间的相关性和亲密性[11]，图1为聚类树形图。

表1 测量项目表Tab.1 Body size items to be measured

图1 聚类树形图Fig.1 Dendrogram of hierarchical clustering technique in Q-cluster analysis

为使聚类后的各指标组间有明显的差异，结合图1，将选取的26个测量项目划分为6类。第1类：身高(H)、臀围高(HH)、腹围高(AbH)、会阴高(CrH)、腿外长(OuL)、腿内长(InL)；第2类：体重(Wei)、腰围(WG)、臀围(HG)、臀后围(BHG)、臀围横长(HW)、腹围(AbG)、腹后围(BAbG)、腹厚(AbT)、腹围横长(AbW)；第3类：臀前围(FHG)、臀厚(HT)、腹前围(FAbG)、腹臀厚(AbF_X-HF_X)；第4类：后臀起翘角(SBA)、臀突量(AbB_X-HB_X)；第5类：臀横矢径比(HW/HT)、腹围横矢径比(AbW/AbT)；第6类：股上长(VRL)、上裆总长(CrL)、前裆长(FCrL)、后裆长(BCrL)、腰臀距(WHL)。

2.2 典型指标的选择

聚类结束后，在各类变量中选择典型指标，主要依据专业知识，并综合所选变量具有代表性且易测量获得2个原则确定代表变量，提取特征指标。计算每个指标的相关指数，公式为

表2 各类别变量的值

2.3 臀部体型分析

为了寻找臀部数据特点，应用聚类分析中样本快速聚类(K-Means)的方法，对臀部数据依据典型指标进行快速聚类分析，能快速把各个观测变量分到各类。表3是将人体数据依据6个典型指标聚类成3、4、5类时获得的典型指标的方差分析结果。观察表3数据可知，将实验样本分为5类时，F检验的概率均小于0.05，因此快速聚类成5类为最佳选择。根据最终聚类中心，找到各类别臀部体型的中间体，图2为各类别臀部体型截面曲线图。表4为聚成5类时典型指标最终类中心值及各类样本容量表。

图2清晰直观地表明5类体型在臀围截面曲线方面存在着明显的区别。

第1类：臀部厚度适中，臀前后曲线均凹凸有致，臀前曲线前凸明显，表现为臀部丰满腹部前凸；

第2类：臀部厚度较厚，臀后曲线凹凸明显，臀前曲线稍有前凸，臀后部收拢明显，表现为夹臀，丰满；

第3类：臀部厚度较薄，宽度较宽，臀前后曲线平缓，表现为臀部扁平；

第4类：臀部厚度较厚，曲线平缓，表现为臀部厚而平；

第5类：臀部厚度适中，臀部曲线圆顺，表现为臀部丰满圆润。

表3 典型指标方差分析

图2 各类臀部体型截面曲线图Fig.2 Curves of all types of hip sections.(a) Ⅰ;(b)Ⅱ,(c)Ⅲ;(d)Ⅳ;(e)Ⅴ

项目类别12345臀围(HG)90429172927494618699臀围高(HH)93548691788378697654臀横矢径比(HW/HT)148149149147152上裆总长(CrL)49666686616967806144腹臀厚(AbF＿X⁃HF＿X)24002454247525862325臀突量(AbB＿X⁃HB＿X)430383298345375样本容量5436579100所占比例/%17147223271342

3 结 论

1) 通过R型聚类分析及Person相关分析，对[TC]2三维人体测量仪获得的青年女性臀部数据进行分析，提取了反映臀部形态的6个典型指标，即臀围高(HH)、臀围(HG)、腹臀厚(AbF_X-HF_X)、臀突量(AbB_X-HB_X)、臀横矢径比(HW/HT)、上裆总长(CrL)。

2) 按照提取的6个典型指标，通过方差分析最终将臀部体型划分为5类，并得出相应的特征指标聚类中心及所占人数比例；通过对比各类型臀部截面曲线特征，验证了5类臀部体型划分的合理性。

FZXB

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Research on subdividing of young female′s hip shapes based on 3-D body measurement

JIN Juanfeng1，SUN Jie2，NI Shiming1，ZOU Fengyuan1,3

(1.FashionCollege,ZhejiangSci-TechUniversity,Hangzhou,Zhejiang310018,China; 2.SchoolofArtDesign,ZhejiangUniversityofMediaandCommunications,Hangzhou,Zhejiang310018,China; 3.ZhejiangProvincialResearchCenterofClothingEngineeringTechnology,ZhejiangSci-TechUniversity,Hangzhou,Zhejiang310018,China)

How to achieve precise body shape analysis is a key issue to meet consumer requirement on apparel fit. In order to improve the fitting of garment on hips, this paper focused on the differences of curves about hip sections to study on subdividing of young female′s hip shapes by statistical analysis. Measurement of 300 young college female students of 20-24 year old were taken with a 3-D body scanner; the position data of 28 items relating to the hips was examined using cluster analysis, and typical index algorithm was used to extract 6 typical indices that can fully reflect the information of hip characteristics. Based on analysis of variance of the typical indices, the body shapes of female′s hips were subdivided into 5 types; and finally, the rationality of this subdividing was verified by comparing the sectional feature curves of each type of hips.

3-D body scanning; hip; typical index; cluster analysis; subdivision of body shape

0253- 9721(2013)09- 0108- 05

2012-10-15

2013-05-05

浙江省自然科学基金资助项目(Y1110504);浙江理工大学研究生创新研究项目(YCX12016)

金娟凤(1987—)，女，博士生。主要研究方向为人体工程与数字化服装。邹奉元，通信作者，E-mail:zfy166@ zstu.edu.cn。

TS 941.17

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