[發明專利]一種基于網格投影法的三維乳房體積測量方法

有效

• 申請號: 201310303382.0
• 申請日: 2013-07-17
• 公開（公告）號: CN103393245A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 陳曉娜;江東;王建萍
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: A41H1/00
• 分類號: A41H1/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;朱淑球

技術領域

本發明涉及一種在三維環境中基于網格投影法的乳房體積測量方法，屬于人體工效學測量技術領域。

背景技術

文胸是一種對合體性要求很高的服裝。合體的文胸能夠恰當地承托乳房，減緩因重力引起的下垂，以保持形體的美觀。合體的文胸還能在運動過程中減少乳房相對于人體的位移，防止這種相對位移導致的乳房不適甚至拉傷。罩杯部分的合體性是影響文胸合體性的最關鍵因素之一。現在的文胸號型體系以胸圍和下胸圍的差值來定義罩杯大小，然而越來越多的研究結果表明罩杯合體性與乳房體積的相關性更大。將乳房體積作為衡量乳房的標準及文胸罩杯制版的參數之一更為科學。

目前測量乳房體積的方法主要分為接觸性測量法及非接觸性測量法。接觸性測量法實施條件繁瑣，對實驗人員的要求高，實驗過程長，而非接觸性測量法具有非接觸、速度快、易操作、成本低的特點。盡管目前已經有很多估算乳房體積的非接觸性測量方法，這些方法多用于醫學方面，如用于對乳腺癌的研究及為乳房整形手術提供參考等。大多數的算法是直接使用某種通用方法來求解胸部體積。通用算法存在規模大、實現難度高、移植性差、調試周期長等缺點，效率低且得到的數值不精確等問題。網格投影法通過指定投影平面，計算每個三角面片及其在投影平面上的投影所圍成的凸五面體的帶符號體積，整個模型的體積為所有凸五面體帶符號體積的代數和。網格投影法能實現模型體積的快速準確計算。綜上所述，基于網格投影法，建立一種結果精確、針對性強、結構簡單、易于推廣和便于應用于人體工學測量領域的乳房體積測量方法十分必要。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種基于網格投影法的三維乳房體積計算方法，為服裝領域中罩杯大小及樣板與乳房體積匹配提供可靠參數。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是提供了一種基于網格投影法的三維乳房體積測量方法，其特征在于，步驟為：

步驟一、通過三維人體掃描獲取人體全身的三維點云數據，每個數據均已經包含了三角網格的面信息，將數據中與胸部范圍無關聯的數據點及噪點剔除形成待測數據點集，以胸部最高點起開始寬度優先遍歷，將待測數據點集中的所有待測數據點分層，為每個待測數據點賦予一個層級屬性，位于胸部最高點的待測數據點為第0級，依次類推；

步驟二、根據三維人體掃描數據中乳房邊界的四個邊界控制點判定待測數據點集中的每個待測數據點是否屬于待測胸部區域，所有屬于待測胸部區域的待測數據點形成的曲面即為待測乳房曲面；

步驟三、采用平面截取方式封閉待測乳房曲面，得到待測乳房區域；

步驟四、采用網格投影法利用每個數據點包含的三角網格的面信息計算待測乳房區域的體積。

優選地，在所述步驟二中，設四個邊界控制點分別為邊界高點UP(X_UP，Y_UP，Z_UP)，邊界低點LP(X_LP，Y_LP，Z_LP)，邊界內點IP(X_IP，Y_IP，Z_IP)及邊界外點OP(X_OP，Y_OP，Z_OP)，若待測數據點集中的第i個待測數據點Pi同時滿足以下至少三個條件，則該待測數據點屬于待測胸部區域：

條件1、L_Pi＜Max(L_UP，L_LP，L_IP，L_OP)，其中，L_Pi為第i個待測數據點的層級屬性，L_UP、L_LP、L_IP及L_OP分別為邊界高點UP、邊界低點LP、邊界內點IP及邊界外點OP的層級屬性；

條件2、第i個待測數據點Pi在YOZ平面上的投影點Pi′在以邊界高點UP、邊界低點LP、邊界內點IP及邊界外點OP在YOZ平面上的投影點UP′、LP′、IP′、OP′為基本點建立的球型區域內，其中，人體厚度所在方向為X軸，人體寬度所在方向為Y軸，人體高度所在方向為Z軸；