Scientific journal

Modern high technologies

ISSN 1812-7320

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,940

  1. Определение погрешностей измерения показателей визуальных образов по фотографиям

На основе использования информационной базы распознавания образов, сформированной на основе анализа композиционно-структурного построения жакетов и пиджаков разных временных периодов [1], была разработана методика построения чертежей конструкций. Методика включает непосредственное использование базовых показателей для реконструкции визуального образа путем построения чертежей конструкции. Перед построением вычисляют положение верхней петли застежки, моделируют форму лацканов и воротника и находят пропорциональные соотношения между элементами с использованием ранее полученных уравнений.

Непосредственному использованию базовых показателей должна предшествовать корректировка их абсолютных значений из-за возможного несовпадения длин отрезков, измеренных на плоскости чертежа и фотографии объемной поверхности изделия. Фотография модели одежды может быть выполнена с разного расстояния, под разным углом и на разных конструктивных уровнях (плечевого пояса, груди, талии и бедер). Выполненный нами анализ фактического фотографического материала, взятого из журналов мод, показал, что в разные периоды времени модная фотография предпочитала различную постановку фигуры перед камерой и положение самой камеры.

Нами были проведены специальные эксперименты по установлению величин погрешностей, которые могут иметь место при преобразовании значений показателей, измеренных на фотографиях, в натуральные показатели структурно-композиционного построения формы. Для этого фотографировали модели пиджаков и жакетов с последующей обработкой фотографий. Объем выборки включал 51 фотографию, выполненную с помощью цифровой камеры «Canon». Ошибку реконструкции вычисляли как относительную разницу между истинным значением показателя, измеренного непосредственно на модели одежды, и его значением, измеренным по фотографии.

На рис.1 в качестве примера показаны поля корреляции для ошибки реконструкции двух базовых показателей: «Высота первой петли застежки» (в вертикальном направлении) и «Расстояние между углами лацканов» (в горизонтальном направлении). Изменение ошибки показано в зависимости от расстояния объекта от камеры X1, ракурса (угла проведения фотосъемки) X2 и положения объектива по высоте относительно антропометрических уровней фигуры X3. В качестве объекта фотографирования использовали мужской пиджак 176-96-82 начала 2000-х годов.

Рисунок 1. Поля корреляции для ошибок реконструкции показателей мужского пиджака «Высота первой петли застежки» (а) и «Расстояние между углами лацканов» (б) и их ориентация относительно рациональной величины ошибки

Видно, что зависимость изменения ошибки от факторов проведения фотосъемки имеет сложный характер. Только в нескольких случаях возможна аппроксимация результатов, в частности в зависимости от ракурса съемки (угла) и положения камеры относительно антропометрических уровней фигуры.

Относительно оптимальных значений величины ошибки [-5 %...5 %] поля корреляции располагаются по-разному. Изменение ошибки в отдельных случаях носит случайный или стабильный характер. Естественно, что объемно-пространственная форма одежды, имеющая на разных участках не только разные радиусы кривизны, но и ее направление, влияет на точность измерения и последующую реконструкцию. Нами установлено, что величина ошибки зависит от места, направления (вертикальное, горизонтальное, наклонное) и вида измерения (линейное, угловое) на фотографии.

Размер фотографии - в целый журнальный лист, половину или четверть - не влияет на точность результатов реконструкции.

Наибольшее по величине расхождение между фактическими и измеренными показателями наблюдается для горизонтальных измерений (в среднем 11 %), а наименьшее - для наклонных (3 %) и угловых для смежных углов (1,5 %). Например, для мужских пиджаков интервалы ошибок составляют, (%):

Для точного вычисления показателей композиционно-структурного построения одежды, надетой на фигуру, стоящую в разных положениях перед камерой, нами определены условия и специальные правила корректировки их значений. Основу алгоритма корректировки составили установленные закономерности трансформации показателей в зависимости от условий фотографирования и специальный математический аппарат, разработанный на факультете топографии и картографии Уханьского университета (КНР, провинция Хубэй).

2.   Алгоритм распознавания визуальных образов

Полученные ранее закономерности между базовыми показателями и программа их корректировки легли в основу созданной методологии компьютерного распознавания графических образов классических видов одежды и построения для них чертежей конструкций.

Методология основана на алгоритме, схема которого приведена на рис.2.

В качестве основных характеристик Х = (x₁, ..., x_i , ..., x_n) взяты отмеченные базовые показатели композиционно-структурного построения [1]. В качестве дополнительной характеристики S, которая указывает на принадлежность объекта к классу временного периода, взяты характерные для каждого класса пропорциональные соотношения. Эти пропорциональные соотношения приведены в табл.1.

Таблица 1. Характерные пропорциональные соотношения, существовавшие в классических пиджаках и жакетах в разных временных периодах

Процедура распознавания визуальных образов включает следующие основные операции.

1. На графическом изображении пиджака или жакета (в дальнейшем - изделия) отмечают основные информационные точки, которые характеризуют его длину Т1, высоту застежки Т2, положение угла лацкана Т3 и угла воротника Т4.
2. Измеряют показатели формы изделия: длину (A), высоту застежки (M), расстояние между углами лацканов (I), расстояние между углами воротника (G). Переводят измеренные величины в натуральный масштаб с использованием любого модуля. В качестве модуля может быть использован любой известный размер детали или элемента на графическом образе, например, расстояние между пуговицами застежки или длина рукава.
3. Корректируют значения показателей с использованием разработанного модуля корректировки.
4. Вычисляют соотношения между измеренными показателями: M : A, I : M, G : I, H : I. По вычисленным соотношениям с использованием табл.1 определяют принадлежность изделия к временному периоду.
5. После идентификации времени создания изделия выбирают систему уравнений для согласования всех показателей композиционно-структурного построения.
6. В САПР одежды, например «Грации», строят чертеж конструкции изделия с последующим его моделированием, применяя выбранную систему формализованных закономерностей.
   

Рисунок 2. Алгоритм распознавания визуальных образов классических пиджаков и жакетов и построения чертежей конструкций

3. Практическая проверка разработанной методологии

Практическая проверка разработанной методологии была выполнена на моделях жакетов и пиджаков 1960-х, 1970-х, 1980-х годов и периода конца 1990-х-начала 2000-х гг., из которых была сформирована контрольная выборка. Величина контрольной выборки была равна 10 % от основной обучающей выборки.

 Для отобранных моделей с известным годом создания были измерены фактические базовые показатели и параллельно вычислены теоретические значения этих же величин по уравнениям. Критерием точности реконструкции является совпадение или близость фактических и теоретических значений базовых показателей, измеренных соответственно на фотографиях и реконструируемых образах.

На рис.3 приведены фрагменты исследованных моделей жакетов и пиджаков разных временных периодов - технические рисунки узла «воротник - лацкан» и полученные теоретические образы. В качестве основного формоопределяющего параметра на рис.3 указана высота верхней петли (пуговицы) застежки.

Численные характеристики фактических и теоретических значений приведены в табл.2.

Из табл.2 и рис.3 видно, что различия между сравниваемыми показателями являются незначительными и укладываются в интервалы 0,5...1,9 см. Естественно, что наибольшие различия присутствуют в женских жакетах ввиду большего разнообразия форм их внутренних деталей. Для мужской одежды существующая объективно стабильность формы подтверждена и высокой точностью совпадения фактических и теоретических результатов.

Принципиальным выводом из сравнения рисунков моделей на рис.3 является практическое совпадение фактических и теоретических значений, а имеющиеся расхождения не изменяют (не искажают) модного решения каждой модели, характерного для периода времени. В целом, визуальные решения фактических моделей и теоретических реконструированных образов пиджаков и жакетов являются идентичными, имеют одинаковые композиционно-структурные решения и художественный образ.

Рисунок 3. Внешний вид исследованных моделей пиджаков (первый ряд) и жакетов (второй ряд):

--- фактические линии, - - - реконструированные линии;

а - 1960-е, б - 1970-е, в - 1980-е, г - конец 1990-х годов

Таким образом, доказана справедливость созданной методологии распознавания визуальных образов моделей классической одежды, основанная на использовании формализованных соотношений между показателями ее композиционно-структурного построения. Включение формализованных соотношений в качестве новой базы данных для САПР одежды позволит автоматизировать процесс распознавания образов и воспроизведения чертежей конструкций моделей жакетов и пиджаков периода 1960 - начала 2000 гг.

Литература

1. Е Хонгуанг, Кузьмичев В.Е., Колодезная О.Н. // Успехи современного естествознания, 2004