[发明专利]一种基于网格投影法的三维乳房体积测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在三维环境中基于网格投影法的乳房体积测量方法，属于人体工效学测量技术领域。

背景技术

文胸是一种对合体性要求很高的服装。合体的文胸能够恰当地承托乳房，减缓因重力引起的下垂，以保持形体的美观。合体的文胸还能在运动过程中减少乳房相对于人体的位移，防止这种相对位移导致的乳房不适甚至拉伤。罩杯部分的合体性是影响文胸合体性的最关键因素之一。现在的文胸号型体系以胸围和下胸围的差值来定义罩杯大小，然而越来越多的研究结果表明罩杯合体性与乳房体积的相关性更大。将乳房体积作为衡量乳房的标准及文胸罩杯制版的参数之一更为科学。

目前测量乳房体积的方法主要分为接触性测量法及非接触性测量法。接触性测量法实施条件繁琐，对实验人员的要求高，实验过程长，而非接触性测量法具有非接触、速度快、易操作、成本低的特点。尽管目前已经有很多估算乳房体积的非接触性测量方法，这些方法多用于医学方面，如用于对乳腺癌的研究及为乳房整形手术提供参考等。大多数的算法是直接使用某种通用方法来求解胸部体积。通用算法存在规模大、实现难度高、移植性差、调试周期长等缺点，效率低且得到的数值不精确等问题。网格投影法通过指定投影平面，计算每个三角面片及其在投影平面上的投影所围成的凸五面体的带符号体积，整个模型的体积为所有凸五面体带符号体积的代数和。网格投影法能实现模型体积的快速准确计算。综上所述，基于网格投影法，建立一种结果精确、针对性强、结构简单、易于推广和便于应用于人体工学测量领域的乳房体积测量方法十分必要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于网格投影法的三维乳房体积计算方法，为服装领域中罩杯大小及样板与乳房体积匹配提供可靠参数。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种基于网格投影法的三维乳房体积测量方法，其特征在于，步骤为：

步骤一、通过三维人体扫描获取人体全身的三维点云数据，每个数据均已经包含了三角网格的面信息，将数据中与胸部范围无关联的数据点及噪点剔除形成待测数据点集，以胸部最高点起开始宽度优先遍历，将待测数据点集中的所有待测数据点分层，为每个待测数据点赋予一个层级属性，位于胸部最高点的待测数据点为第0级，依次类推；

步骤二、根据三维人体扫描数据中乳房边界的四个边界控制点判定待测数据点集中的每个待测数据点是否属于待测胸部区域，所有属于待测胸部区域的待测数据点形成的曲面即为待测乳房曲面；

步骤三、采用平面截取方式封闭待测乳房曲面，得到待测乳房区域；

步骤四、采用网格投影法利用每个数据点包含的三角网格的面信息计算待测乳房区域的体积。

优选地，在所述步骤二中，设四个边界控制点分别为边界高点UP(X_UP，Y_UP，Z_UP)，边界低点LP(X_LP，Y_LP，Z_LP)，边界内点IP(X_IP，Y_IP，Z_IP)及边界外点OP(X_OP，Y_OP，Z_OP)，若待测数据点集中的第i个待测数据点Pi同时满足以下至少三个条件，则该待测数据点属于待测胸部区域：

条件1、L_Pi＜Max(L_UP，L_LP，L_IP，L_OP)，其中，L_Pi为第i个待测数据点的层级属性，L_UP、L_LP、L_IP及L_OP分别为边界高点UP、边界低点LP、边界内点IP及边界外点OP的层级属性；

条件2、第i个待测数据点Pi在YOZ平面上的投影点Pi′在以边界高点UP、边界低点LP、边界内点IP及边界外点OP在YOZ平面上的投影点UP′、LP′、IP′、OP′为基本点建立的球型区域内，其中，人体厚度所在方向为X轴，人体宽度所在方向为Y轴，人体高度所在方向为Z轴；