线上更衣系统的开发与设计

08061023王世豪

在现有的商业条件和用户需求下，商家希望能够在寸土寸金的核心商圈中尽可能地减少线下 门店成本，而将试衣环境从传统的试衣间搬运到虚拟环境是一个不错的方案，通过软件来进行线 上换衣。用户通过软件可以足不出户地体验不同衣服在身上试穿的效果，增加生活中的乐趣同时 节省大量的时间。提高用户购物体验，提高品牌销售转化率。“锦上添衣-线上轻松试衣系统 ”的功能体系涵盖了试衣功能、多种样式衣服试穿功能、衣 服叠穿功能、人物姿势转换功能、多角度展示功能、衣服设计功能、环境搭配功能、衣服链接试 衣功能、用户试衣评价功能，上传发表分享功能等常用且完整的试衣流程及功能使用需求，用户 可以在购买衣服时尽情享受不同衣服在身的美感。

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针对于线上试衣而设计开发的“锦上添衣—线上轻松试衣系统 ”试衣系统，其功能体系涵盖 了换衣功能、多种样式衣服试穿功能、衣服叠穿功能、人物姿势转换功能、多角度试衣功能、衣 服设计功能、环境搭配功能、衣服链接换衣功能、用户换衣评价功能，上传发表分享功能等常用 且完整的换衣流程及功能使用需求，用户可以在购买衣服时尽情享受不同衣服在身的美感。考虑到系统界面的美观性及用户易用性，我们团队基于 element-ui 设计体系，遵循尼尔森 十大可用性设计原则，从环境贴切、撤销重做、一致性、易扫易取、人性化帮助等原则,对系统 界面的设计进行了充分的考量。

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试衣算法设计主要用户对象进行展开，然后对相关的实体进行分析，确定实体间的相互 关系， 整个试衣算法包括了试衣算法， 超分， 姿势等。本项目主要针对 2D 虚拟试衣任务，在此类任务中，基于深度学习的方法是目前的研究热点， 其关键技术主要涉及人体解析、服装变形、图像合成三个方面。使用卷积神经网络，并结合姿态 估计和人类解析模型。后两个模型的使用有助于识别图像中与特定身体部位对应的区域，并确定 身体部位的姿态。生成模型的使用有助于生成一个迁移衣服的扭曲图像，并将其应用到人的图像 上，以最大限度的减少产生的 artifact 数量。
在本项目中，不同于现有的仅支持单件单品衣服试穿或限定品类和数量的多件单品试穿， 引 入了穿衣顺序的概念，打破了原先对单品类别和数量的限制，允许用户同时试穿不限定数量和品 类的单品，进而实现叠穿等功能。同时 还在增加了姿势转换功能，系统支持根据相同的输入图 片生成不同姿势以及不同角度的换装图片。
为了实现以上功能，在算法层面， 将一个人抽象表示为（姿势，身体，{服装}）的三元组， 元组中的每个元素可以来自不同的源图像，服装的数量与种类可以变化，这使得 的换衣系统可 以自由地添加、删除和选择换装的顺序。从整体上来看，换衣算法可以分为姿势编码、服装编码、 身体编码与图像生成等部分，

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在本项目中， 选用 OpenPose 算法来进行姿势编码。OpenPose 是由加州大学洛杉矶分校的 一个研究团队于 2016 年发布的开源软件库，它是第一个基于深度学习的实时多人二维姿态估计 库。OpenPose 算法采用了深度学习技术，包括卷积神经网络和多尺度卷积神经网络，以提取图像 特征和检测人体部位。通过匹配检测到的人体部位，OpenPose 算法可以确定每个关键点的位置， 并估计人体的姿态，包括身体的朝向、肢体的关节角度等。
OpenPose 的开源发布极大地推动了人体姿态估计技术的发展，为许多应用领域（如虚拟换 衣、人机交互等）提供了有力的支持。目前，OpenPose 已经成为了人体姿态估计领域的一种标准 解决方案，广泛应用于学术界和工业界。
OpenPose 算法的主要功能是在图像或视频中检测人体的关键点，包括头、躯干、手臂、腿 等部位，并生成对应的骨架表示。这个骨架表示可以用来描述人体的姿态和动作，将其应用于 的 虚拟换衣项目中用来检测和估计用户身体的关键点和姿态，以便更好地呈现衣服的效果

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在本项目中，给定一张模特穿着某件衣服的源图像（Igk）， 首先使用现有的人体解析模型 对其进行处理，得到对应的原图像背景的分割掩模 sbg 和人体皮肤分割掩模 sskin（即模特未被 衣服覆盖的身体区域，如脸、手臂和腿等），随后 使用服装编码算法中设计的分割编码模块 Eseg 分别对背景分割掩模与人体皮肤分割掩模进行编码得到 （Tbg，Mbg）与（Tskin，Mskin） 这两 对纹理特征图与软形状遮罩。
为了确保身体特征图跨越整个身体区域，而不受后面可能覆盖的任何服装的影响， 需要计 算 Tskin 在 Mskin 定义的 ROI（Region of Interest）上的平均身体向量 b。然后 将 b 广播到经 过姿势转换的前景区域 Mfg（所有姿势转移前景部分的掩码的并集）中。通过 Emap 将广播的特征图映射到正确的维度，并与经过映射的背景特征相结合，得到身体纹理图，

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“锦上添衣—线上轻松试衣系统 ”支持用户在线换衣的相关操作，创新性地加入了衣服设计， 链接试衣等功能，从功能丰富度来说，本系统能满足用户的换衣需求，提供更多的乐趣和效率。
就项目协调、任务分解而言，团队在开发系统的前期，从背景及意义、技术可行性出发，充 分调研，明确系统总体功能、团队充分发挥成员之所长，从前端、后端、算法三个方面进行明确 分工。团队在开发过程中曾遇到种种挫折与困难，有些问题甚至在网络上并没有成熟的方案，即 便如此，团队共同出谋划策，一步步攻克诸如姿势多角度、服装设计、图像分辨率、链接换衣等 等困难。并完成了对系统的测试。
就升级演进、商业推广而言，“锦上添衣—线上轻松试衣系统 ”需要与服装品牌、电商平台 等合作，以获取更多的商品和数据。系统通过大量的数据来进行训练和优化同时，也可以为这些 品牌和平台提供更好的服务，提高销售额和用户满意度。“锦上添衣—线上轻松试衣系统 ”可以 作为电商平台的一种新的营销手段，可以结合活动和促销来吸引用户试用虚拟换衣服务。同时也 可以通过和时尚博主、明星等合作，提高知名度和影响力。
在此感谢指导老师提供的宝贵建议，我们将不断完善项目，将系统更新得越来越好。