以足部三維形狀特徵參數建立足型分類尺碼系統

趙文瑀

指導教授 ： 王茂駿

國立清華大學/工學院/工業工程與工程管理學系/碩士(2010年)

摘要

在大量生產的製造模式下，要設計出貼合多數人腳型的新鞋，需仰賴一套正確的足型尺碼系統。然而，現行的國家標準尺碼系統CNS 4800-S1093主要仿自日本1998年制定JIS S-5037標準規格。一來並非利用台灣人的足型計測資料庫建立，二來因為年代久遠，世代間足型改變，而不敷現代人使用。
　　本研究定義出兩種新的足部三維形狀特徵描述方法，分別將足型以近似的立體幾何形狀尺寸比及體積表示，建立形狀參數及容積參數。並以台灣地區的三維足型掃描計測資料庫的男性右腳1835筆以及女性右腳936筆資料為基礎，以兩種新的參數以及傳統的足型尺寸描述方法所建立的計測值參數作為分類依據，採用資料挖礦技術中的群集分析法（Clustering analysis），將不同性別的族群分別以三種不同分類參數建立六種足型分類，並依據不同足部形狀特徵選擇適當的尺碼分類原則，建立符合國人的尺碼系統。在應用上，本研究依據實務需求提供了設計鞋楦時需要的各尺碼相關尺寸的級放計算方式，廠商可依據目標顧客及生產需求選擇一套適合的足型分類尺碼系統輔助鞋楦設計。並且，本研究方法建立的三種足型分類尺碼系統，比現行CNS尺碼系統更能提升涵蓋率且大幅降低尺碼個數，可降低廠商生產成本。此外，本研究比較了足部三維形狀特徵描述方式與傳統足型尺寸描述方式的優劣，發現以本研究所提出的容積參數建立之足型分類尺碼系統，能以105個尺碼涵蓋97.1%的男性足型，是用來建立尺碼系統最佳的足型描述參數。足見本研究新提出之足部三維形狀特徵參數較傳統計測值參數更好。故本研究建立之足部三維形狀特徵參數除在實務上相當實用，亦可做為未來研究發展之參考。

關鍵字

三維特徵描述 ； 尺碼系統 ； 足型分類 ； 資料挖礦 ； 群集分析

並列摘要

Producing shoes which can fit the most people depends on an accurate foot sizing system. However, the current sizing standards in Taiwan (CNS 4800-S1093) can not fulfill this need. It is due to the fact that this standard is mainly adopted from the Japanese standard (JIS S-5037) and the latest edition of this standard was completed in 1998. There exists intrinsic foot shape differences between people in different countries as well as generations.
　　In this study, we propose two 3D foot shape descriptors, i.e. the shape descriptor and the volume descriptor. The development of these two descriptors and the traditional foot anthropometry descriptor are based on a Taiwanese 3D foot shape scanning database, which contains 1835 male and 936 female right foot scanning data. Cluster analysis was applied to different gender groups to classify human foot shapes . Six different foot shapes were obtained. For each foot shape classification, we have developed a foot shape sizing system. A grading method was used to calculate the relevant shoe last measurements such as ball girth, arch height, and etc. Comparing to the current CNS sizing system, our sizing system can improve the coverage and reduce the size numbers. Thus, the manufacturer can apply these results for shoe last design with lower cost. This study also makes a comparison between different foot shape descriptors. The findings suggest that the volume descriptor, which contains 105 sizes with 97.1% coverage of male foot shape, has the best performance. This result can provide important reference for future research work.

並列關鍵字

3D foot shape descriptor ； sizing system ； foot shape classification ； clustering analysis ； data mining

參考文獻

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