王 軍， 李曉久， 潘 力， 姚 彤， 于佐君

(1. 天津工業(yè)大學(xué) 藝術(shù)與服裝學(xué)院， 天津 300387； 2. 大連工業(yè)大學(xué) 服裝學(xué)院， 遼寧 大連 116034)

人體腰臀部的體型特征及分類(lèi)研究是下裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、舒適合體性研究及褲裝版型優(yōu)化的重要基礎(chǔ)。近年來(lái)，已有文獻(xiàn)對(duì)不同區(qū)域、不同年齡人群采樣，研究了人體腰臀部的體型特征、分類(lèi)及識(shí)別方法。

人體體型特征及分類(lèi)研究中，體型分類(lèi)指標(biāo)的確定是體型細(xì)分的關(guān)鍵。目前已有研究中，腰臀部體型分類(lèi)指標(biāo)主要以圍度差、圍度比、高度圍度比等較為多見(jiàn)：黃英等[1]以腰臀差作為體型分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，研究了華東地區(qū)成年女性的下體體型分類(lèi)；邵獻(xiàn)偉等[2]以臀腰差、臀腰比和腰高臀圍比3個(gè)指標(biāo)，對(duì)中原地區(qū)成年男子下體體型進(jìn)行分類(lèi)；張中啟[3]以腰高腰圍比、臀腰差2個(gè)指標(biāo)作為分類(lèi)項(xiàng)目，將中西部地區(qū)男大學(xué)生分為5類(lèi)；金娟鳳等[4-5]以臀高、臀圍、臀厚、臀凸、橫矢徑比、上襠長(zhǎng)等作為臀部典型指標(biāo)，將女大學(xué)生臀部體型細(xì)分為5類(lèi)，并引入概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建體型識(shí)別模型。部分研究者還通過(guò)主成分分析法，探索影響腰臀部形態(tài)的特征指標(biāo)，并應(yīng)用聚類(lèi)分析進(jìn)行體型分類(lèi)、判別。叢杉等[6]應(yīng)用主成分分析法提出了影響臀部體型的臀部形態(tài)、腰部形態(tài)及豐滿(mǎn)因子3大因子，并對(duì)上海地區(qū)女大學(xué)生的下體體型進(jìn)行分類(lèi)與判別；Song等[7-8]通過(guò)主成分分析，選取腰部輪廓、臀部輪廓、臀凸、腹凸等作為特征指標(biāo)，將美國(guó)國(guó)家號(hào)型系列(SizeUSA)中18～35歲女性腰臀部形態(tài)分為曲線、斜線與直線3類(lèi)，并進(jìn)一步研究了褲裝樣板自動(dòng)定制與合體性判別方法。

此外，還有研究者從其他角度研究了人體腰臀部體型及其應(yīng)用：張秀等[9]研究了青年女性襠底高特征，分析了襠底高與腰高、身高的關(guān)系，并應(yīng)用K-Means聚類(lèi)分析將研究對(duì)象分為4類(lèi)；Alexander等[10]研究了美國(guó)國(guó)家號(hào)型系列中體型肥胖女性臀部形態(tài)與尺寸變化對(duì)服裝銷(xiāo)售的影響；陳明艷等[11]研究女性腰腹臀特體體型，依據(jù)圍度差、寬度差和厚度差劃分特體體型，提出了針對(duì)不同類(lèi)別特體的褲裝結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法。受地理位置、生活習(xí)慣的影響，不同地區(qū)、不同年齡的人體形態(tài)、尺寸具有較大差異。本文選擇我國(guó)東北地區(qū)18～25歲青年女性作為研究對(duì)象，提取腰臀部主要尺寸，分析腰臀部體型基本特征，應(yīng)用主成分因子分析探索體型特征因子與變量，并用兩步聚類(lèi)法進(jìn)行體型分類(lèi)研究。

1 測(cè)量實(shí)驗(yàn)及變量確定

實(shí)驗(yàn)采用VITUS三維人體掃描儀進(jìn)行人體測(cè)量，應(yīng)用Anthroscan軟件提取各部位尺寸數(shù)據(jù)；采用馬丁測(cè)量尺等工具測(cè)量身高、體重、圍度等數(shù)據(jù)，用于對(duì)三維人體掃描儀測(cè)量數(shù)據(jù)的補(bǔ)充和修正。實(shí)驗(yàn)樣本選擇籍貫為東北地區(qū)，且長(zhǎng)期在東北地區(qū)生長(zhǎng)的 18～25 歲女性，共測(cè)量466個(gè)樣本，其中：遼寧籍貫被測(cè)者占比最大，為79.8%；在校大學(xué)生比例為73.2%。實(shí)驗(yàn)測(cè)量提取了身高、體重、腰圍高、臀圍高等22個(gè)人體數(shù)據(jù),通過(guò)計(jì)算得到身體質(zhì)量指數(shù)(BMI)、腰圍到臀圍高、腰橫矢徑比等15個(gè)變量。選取21個(gè)變量用于腰臀部體型特征分析，結(jié)果如表1所示。

表1 腰臀部體型變量表Tab.1 Waist hip somatotype variables

2 數(shù)據(jù)預(yù)處理

通過(guò)SPSS軟件對(duì)體型變量進(jìn)行描述統(tǒng)計(jì)并分析，查找并處理異常數(shù)據(jù)。針對(duì)數(shù)據(jù)異常樣本，需查看分析原始三維人體掃描文件，綜合判斷數(shù)據(jù)的有效性。經(jīng)查看分析可知，三維掃描時(shí)人體手臂與身體距離過(guò)小會(huì)造成腰圍、腹圍、腰寬、腹寬等數(shù)據(jù)的提取錯(cuò)誤，其中部分?jǐn)?shù)據(jù)可重新提取或用手工測(cè)量數(shù)據(jù)替代，對(duì)于不能重新提取或替代的數(shù)據(jù)則標(biāo)記為缺失或剔除。經(jīng)數(shù)據(jù)預(yù)處理后，最終確定有效樣本量為401個(gè)。

3 腰臀部體型基本特征分析

3.1 腰臀部體型變量描述統(tǒng)計(jì)分析

東北地區(qū)青年女性腰臀部體型變量描述統(tǒng)計(jì)如表2所示。

表2 東北地區(qū)青年女性腰臀部變量描述統(tǒng)計(jì)

3.2 腰臀部體型特征比較分析

東北地區(qū)青年女性(18～25歲，樣本1)與上海地區(qū)女大學(xué)生[6](18～22歲，樣本2)、華東地區(qū)成年女性[1](25～55歲，樣本3)腰臀部數(shù)據(jù)平均值比較結(jié)果如表3所示。

表3 女子腰臀部體型數(shù)據(jù)均值比較

由表3可見(jiàn)：與上海地區(qū)女大學(xué)生相比，東北地區(qū)青年女性腰腹部圍度與寬度較小，腰厚略大，臀部圍度、寬度及厚度均較大，總襠長(zhǎng)較大；與華東地區(qū)成年女性相比，東北地區(qū)青年女性腰臀部圍度、寬度、厚度及總襠長(zhǎng)均較小。說(shuō)明不同地區(qū)、年齡女性腰臀部體型存在較明顯差異。

表4示出東北地區(qū)青年女性和美國(guó)號(hào)型系列18～35歲女性[7]BMI指數(shù)、腰圍、臀圍3個(gè)變量的百分位數(shù)值。百分位數(shù)是指將觀測(cè)量值從小到大依次排列后，對(duì)應(yīng)的1%～100%不同百分位的觀測(cè)量值，最常用的為5%、50%、95%的3種百分位數(shù)。通過(guò)比較不同地區(qū)人體測(cè)量數(shù)據(jù)的百分位數(shù)值，可更具體地看出數(shù)據(jù)間的差異。表中樣本1和樣本4分別表示東北地區(qū)18～25歲青年女性和美國(guó)18～35歲女性。可見(jiàn)，美國(guó)女性樣本3個(gè)變量的百分位數(shù)值均明顯大于我國(guó)東北地區(qū)青年女性，2組樣本的腰臀部體型特征差異顯著。

表4 東北地區(qū)女青年與美國(guó)成年女性變量百分位數(shù)值Tab.4 Percentile value of female youth of Northeast China and female adults of Size USA

4 主成分因子分析

應(yīng)用SPSS軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)樣本進(jìn)行主成分因子分析，探索影響腰臀部體型特征的主要因子。由各成分的方差貢獻(xiàn)率和累計(jì)貢獻(xiàn)率可知，其中前5個(gè)主成分的特征根均大于1，累計(jì)方差貢獻(xiàn)率為89.710%，因此，可選擇前5個(gè)主成分用于描述人體腰臀部體型特征，依次定義為成分1、2、3，4，5，結(jié)果如表5所示。

表5 主成分因子分析

旋轉(zhuǎn)后的因子載荷矩陣如表6所示?？梢钥闯觯鞒煞忠蜃?在圍度、寬度、厚度及BMI指數(shù)等表征人體水平方向尺寸與肥胖指標(biāo)等變量上有較大載荷，可定義為水平圍度因子；主成分因子2在高度變量上載荷系數(shù)較大，可定義為高度因子；公因子3在腹部橫矢徑比變量上有較大載荷，可定義為橫矢徑比因子；主成分因子4在臀腰差、臀腹差等變量上載荷較大，可定義為圍度差因子；主成分因子5主要在臀凸上有較大載荷，可定義為臀凸因子。綜上，影響腰臀部體型特征的因子主要有水平圍度因子、高度因子、橫矢徑比因子、圍度差因子和臀凸因子。

表6 旋轉(zhuǎn)成分矩陣Tab.6 Rotational component matrixa

5 腰臀部體型聚類(lèi)

應(yīng)用SPSS兩步聚類(lèi)法探索東北地區(qū)青年女性腰臀部體型分類(lèi)。兩步聚類(lèi)法是近年來(lái)才發(fā)展起來(lái)的智能聚類(lèi)方法，用于解決海量數(shù)據(jù)、復(fù)雜類(lèi)別結(jié)構(gòu)時(shí)的聚類(lèi)分析問(wèn)題[12]。從樣本因子分析的5大因子中分別選取臀圍、腰圍到臀圍高、臀橫矢徑比、臀腰差、臀凸5個(gè)變量，經(jīng)SPSS兩步聚類(lèi)法對(duì)實(shí)驗(yàn)樣本進(jìn)行探索性聚類(lèi)分析發(fā)現(xiàn),東北地區(qū)青年女性腰臀部體型可分為3類(lèi)，各體型樣本占比分別為27.7%、33.7%、38.7%，樣本聚類(lèi)分布情況如表7所示。聚類(lèi)后各體型類(lèi)別的特征變量平均值如表8所示。

表7 聚類(lèi)分布情況Tab.7 Cluster distribution

表8 各體型聚類(lèi)類(lèi)別特征變量平均值Tab.8 Average value of feature variables of each type

變量標(biāo)準(zhǔn)化處理可消除量綱和變量自身變異的影響，SPSS標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)化方法是將某變量的觀察值減去該變量平均值，然后除以該變量的標(biāo)準(zhǔn)差。應(yīng)用SPSS標(biāo)準(zhǔn)化方法對(duì)各類(lèi)別分類(lèi)變量進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，結(jié)果如表9所示。

表9 分類(lèi)特征變量標(biāo)準(zhǔn)化Tab.9 Classified feature variables standardization

根據(jù)表9繪制雷達(dá)圖，更直觀地分析比較 3種腰臀部體型聚類(lèi)類(lèi)別的差異，如圖1所示?？梢?jiàn)，聚類(lèi)1腰臀部高度、圍度、臀腰差、臀凸在所有體型中最小，臀橫矢徑比適中；其腰臀部體型特征為正面形態(tài)呈直線型、平臀、偏矮瘦體。聚類(lèi)2臀圍和臀凸最大，臀橫矢徑比最小，高度與臀腰差居中；其體型特征為腰臀部豐滿(mǎn)渾圓，臀部凸起明顯，高度適中。聚類(lèi)3高度、臀腰差、臀橫矢徑比最大，臀圍與臀凸適中；其腰臀部體型特征為正面呈曲線形態(tài)，體型高而扁平，臀部凸起正常。

圖1 腰臀部體型類(lèi)別雷達(dá)圖Fig.1 Radar map of waist hip type

6 結(jié) 論

1)經(jīng)腰臀部體型變量描述統(tǒng)計(jì)分析與比較，在腰臀部體型特征方面，東北地區(qū)青年女性與上海地區(qū)女大學(xué)生、華東地區(qū)成年女性及美國(guó)成年女性均有明顯差異。

2)應(yīng)用SPSS因子分析得到5個(gè)影響腰臀部體型特征的主成分因子，分別為水平圍度因子、高度因子、橫矢徑比因子、圍度差因子和臀凸因子。

3)應(yīng)用SPSS兩步聚類(lèi)法，將東北地區(qū)女青年腰臀部體型分為3類(lèi)，各體型類(lèi)別占比分別為27.7%、33.7%和38.7%；3種體型類(lèi)別的腰臀部特征差異較明顯。

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