Tài liệu 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

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. 1 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 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. H. KẾT CẤU CỦA LUẬN ÁN 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: 3 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. 4 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. X=a (1.1) Với X: Đại lượng cần đo a: Kết quả đo Phương pháp đo gián tiếp: Là phương pháp đo mà kết quả đo không phải là trị số của đại lượng cần đo mà phải dùng các công thức toán học để tính ra đại lượng cần đo. X = F(a1, a2, ……..an) (1.2) Với X: Đại lượng cần đo F(a1, a2,…an): kết quả đo Phân loại phương đo cơ thể người được thể hiện ở hình 1.1 Phương pháp đo cơ thể Phương pháp đo trực tiếp Phương pháp đo gián tiếp Phương pháp đo 3D Phương pháp đo 2D Hình 1.1. Phương pháp đo cơ thể người 1.1.1. Phương pháp đo trực tiếp 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). 5 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. 1.1.2. Phương pháp đo gián tiếp 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. 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 Hình 1.3. Phân loại phương pháp đo gián tiếp 6 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 7 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]. Nước Tên nhà sản xuất Nhật Bản Voxelan, Hà Lan Hamano Đức Vitronic Mỹ Vitronic Anh WB4,Cyber Ý TC2 Đức WB4,Cyber Mỹ Vitronic Đức TC2 Nhật Vitronic Pháp Vitronic Trung Quốc Cyberware Thái Lan TC2NX16 Pháp Vitronic Đức Vitronic Tây Ban Nha Vitronic Năm Tuổi 1992-1994 1999-2000 1999-2000 1998-2000 1999-2002 2000-2001 2001 2002-2003 2002 2004-2007 2005-2006 2006 2006-2008 2007 2007-2008 2007-2008 7-90 18-65 14-80 18-65 16-90 18-65 16-70 18-65 50-80 18-89 5-70 18-71 16-60 70-100 6-87 12-70 8 Cỡ mẫu Đối tượng 34000 nam, nữ 1255 nam, nữ 1500 nữ 2375 nam, nữ 11000 nam, nữ 801 nam, nữ 500 nữ 10500 nam, nữ 1300 nữ 6700 nam, nữ 11562 nam, nữ 2500 nam, nữ 13442 nam, nữ 400 nam, 13400 nam, nữ 9159 nữ Tư thế/ số kích thước 2/178 2/130 3/84 3/57 2/130 2/130 2/10 2/130 2/84 2/115 2/217 2/55 1/140 2/85 4/43 3/95 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 TC2, 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. 9 Hình 1.9a. Máy 3D-CMM Hình 1.9b. Máy đo tọa độ 3D Hình 1.9c. Đo 3D trên cánh một đầu đo CNC CAR Bapex hai đầu đo tay robot 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 10 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); (x+1,y+1); (x-1,y-1) (hình 1.11b).  Tập kết hợp: N8(p)=N4(p)+ND(p) (hình 1.11c) N4 (p) ND (p) N8 (p) (a) (b) (c) 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). 11  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. - Mức xám của điểm ảnh: Mức xám là kết quả sự mã hóa tương ứng một cường độ sáng của điểm ảnh với một giá trị số. Các thang giá trị mức xám thông thường: 16, 32, 64, 128, 256 (Mức 256 là mức phổ dụng vì kỹ thuật máy tính dùng 1 byte (8 bit ) để biểu diễn mức xám: mức xám dùng 1 byte biểu diễn: 28=256 mức, tức là từ 0÷255). Mức xám được biểu diễn bằng biểu đồ cột gọi là biểu đồ phân bố giá trị mức xám. Biểu đồ là một hàm rời rạc cung cấp tần suất xuất hiện của mỗi mức xám. Trục 0y biểu diễn số điểm ảnh cho một mức xám, trục 0x hiển thị giá trị mức xám của ảnh theo thang 256 cấp độ từ 0÷255. Hiện nay ảnh trắng đen phổ biến nhất là ảnh 8 bit (8 bit = 1 byte) với cấp độ từ 0÷255. Ảnh màu được lưu trữ theo ba kênh: Red, Green, Blue, mỗi kênh có 256 mức. Dựa vào mức xám, trong nhiếp ảnh chia cường độ sáng thành ba khu vực chính: khu vực ảnh tối trong khoảng 0÷64 (shadows- sáng yếu), khu vực sáng trung bình trong khoảng 64÷192 (midtone), khu vực quá sáng trong khoảng 192÷255 (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 đ iểm ảnh Mức xám 64 Sáng yếu (Shadows) (Midtone ) 128 Trung bình 192 255 Sáng mạnh (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: 12  f (1, N )   f (1,1)   f ( x, y )       f ( M ,1)  f ( M , N ) (1.3) Trong đó: f(x,y): giá trị của điểm ảnh tại vị trí (x,y). M: số hàng của ảnh số đang xét. N: số cột của ảnh số đang xét. - - 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 13 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: (0,0,0) : màu đen (255,255,255) : màu trắng (255,0,0) : màu đỏ (0,255,0) : màu xanh lá (0,0,255) : màu xanh lam - Hệ màu HSV [19]: 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) 14 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] 15 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 Hình 1.16.. N8(p) Đối với các thuật toán xử lý biên thì phương pháp biểu diễn mã chuỗi Freeman chaincode là thích hợp. 1.2.2.3. Các công thức tính kích thước Kích thước cơ thể gồm kích thước chiều cao và kích thước vòng. Đối với kích thước chiều cao, tùy theo phương pháp đo để chọn công thức tính phù hợp. Khi kích thước chiều cao được đo bằng khoảng cách từ điểm bắt đầu đến điểm kết thúc chiều cao thì ta sẽ ứng dụng công thức tính khoảng cách giữa hai điểm [8]. y B yB yB-yA yA A xA-xB xA xB x 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 ( A, B)  ( x A  x B ) 2  ( y A  y B ) 2 Với d(A,B): khoảng cách đoạn AB xA,yA: tọa độ điểm A; xB,yB: tọa độ điểm B 16 (1.4) 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]. y 1 b r B A 0 a x 1 Hình 1.18. Đường ellip Theo tích phân đường loại một, ta có công thức tổng quát để tính chu vi ellip (hình 1.18): C = 4aE(α), (1.5) Với C: chu vi ellip a : ½ chiều dài ellip b : ½ chiều rộng ellip  a2  b2 a 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. 17 Bảng 1.2. Sử dụng thiết bị chụp ảnh trong các nghiên cứu đo gián tiếp 2D Stt 1 2 3 4 5 6 Tác giả Năm Thiết bị thu nhận ảnh Charlie C.L.Wang* Yu Wang Terry K.K.Chang Matthew M.F.Yuen [33] Patrick Chi-Yuen Hung, Channa P. Witana, and Ravindra S. Goonetilleke [50] Meunier, P, Yin [47] Seo, H, Yeo, Y, Wohn [53] Stancic, I, Supuk, T, Cecic [55] Yueh-Ling Lin, Mao-Jiun J. Wang [63] 1998 Máy ảnh kỹ thuật số Độ phân giải 1600x1200 2004 Máy ảnh kỹ thuật số 1600x1200 2000 2006 2009 2011 Máy ảnh kỹ thuật số Máy ảnh kỹ thuật số Máy ảnh kỹ thuật số Máy ảnh kỹ thuật số 1280x960 1920x2560 648x480 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 18 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 YuehLing 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 K.K.Chang Matthew 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  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) Hình 1.21b. Ảnh mặt hông (c) Hình 1.22a. Ảnh mặt trước (b). Ảnh mặt hông (c). Ảnh mặt sau  Nghiên cứu của Hilton, A, Beresford [40]: chụp ảnh trong phòng, phông nền màu xanh, ảnh chụp 1 tư thế mặt trước. Trang phục: áo thun, quần jean rộng vừa (hình 1.23) Hình 1.23. Ảnh mặt trước 19  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 Seldon cùng cộng sự [54] Lee cùng cộng sự [45] 10 10 Meunier and Yin [47] Wang cùng cộng sự [61] Seo cùng cộng sự [53] Yueh-Ling Lin, Mao-Jiun J. Wang [63] 9 7 8 60 Phương pháp trích xuất mốc đo Trích xuất mốc đo bằng kỹ thuật mã chuỗi Freeman [51] (b) (a) 20