数字图像处理技术在宝石学中应用及发展new

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1、数字图像处理技术在宝石学中应用及发展曲直（中国地质大学珠宝学院，湖北武汉430074）摘要：宝石学与数字图像处理技术的结合越来越紧密，更多传统的、待解决的宝石学问题，将有新的、更方便、快捷的解决方法。采用数字图像处理技术，将可以解决诸如钻石切工自动化、立体观察宝石内含物、宝石的AI识别等问题，对宝石学的进一步发展产生了很大的影响。关键词：数字图像处理，自动识别，数字3D建模技术，AI识别技术ApplicationandDevelopmentofDigitalImageProcessinginGemmologyQUZhi(GemmologicalI

2、nstitute,ChinaUniversityofGeosiences,Wuhan430041,China)Abstract:Thecombinationofgemologyanddigitalimageprocessingtechniquesisgettingmoretight,andmoretraditionalandunsolvedproblemsofgemologywillmakerequireonnewmethodswhicharemoreconvenientandeffective.thedigitalimageprocessing

3、techniquesisabletosolvetheproblemssuchastheautomatizationofdiamondcutting,thesolidobservationofgeminclusionandtheidentificationofArtificialIntelligenceofgem.thistechniqueshasmadeaprofoundinfluenceontheimprovementofgemology.Keywords:Digitalimageprocessing,Automaticidentificati

4、on,Thedigitalmodelingtechniquesof3D,TechniquesofArtificialIntelligenceidentification所谓数字图像处理就是利用数字计算机或者其他数字图象获取硬件，对从图像信息转换而得到的电信号进行某些数学运算，以提高图像的实用性。在宝石学领域中，运用较多的是数字化模式识别技术。可以简单的理解为给计算机一些规则和方法，并且让机器就有综合分析和自动分类的判断能力，以便使机器能够完成自动识别的任务。1、宝石学近年来的发展与应用数字图像处理的必要性现代宝石学的特点是将现代的科学技术与传统宝

5、石学相结合。随着宝石学理论研究的深入，势必会存在与这些相关学科重叠的现象。因此，我们就要横向扩展宝石学研究的范围，使更多的学科能为宝石学服务。因此，其他学科的发展也制约着宝石学的发展。计算机技术的发展大大加速了宝石学的发展。传统宝石学研究往往很重视经验和工艺的熟练程度等感性知识的积累，但忽略了与市场息息相关的准确性和效率性等问题。计算机技术的发展从某些方面上可以弥补这些不足，使一些如包裹体大小、色级等模糊的分级方法量化，更容易为大多数人所掌握，使宝石学发展更体系化、市场化和全面化。2、数字图像处理在钻石加工和检测方面的应用目前，国外基于数字图像处

6、理技术的钻石比例测定系统已经开发成功，并且开始投入市场。国内，只有中国地质大学（武汉）珠宝学院自主研制开发的钻石比例测定系统可以与国外的同类产品相媲美。下面简单介绍一下中国地质大学（武汉）珠宝学院研制开发的收稿日期：2005-05-27作者简介：曲直（1979—），男，中国地质大学（武汉）宝石学专业硕士研究生钻石比例测定系统的工作原理。2.1系统构成钻石切工识别系统通过引入数字摄像技术和图像数字处理技术，采用图像处理、模式识别技术，通过对图像的采集和处理，获取更多的信息，从而达到更准确更快速的钻石切工分级。系统硬件简图如图1所示：图1：钻石比例测

7、定系统Fig.1Diamondproportiontestingsystem系统硬件基本构成包括：承载底座、CCD摄像头、镜头、计算机、辅助照明设备、步进电机、稳压电源等几部分。采用高性能的摄像系统，确保在转动状态下获取可靠的、清晰的钻石图像。考虑到所拍摄钻石图象的高度和宽度，结合CCD摄像头的特性，在承载底座上固定好摄像头的安装角度、高度和位置。CCD摄像头把模拟信号转化为数字信号，传入计算机。2.2钻石图像的特征及识别难点图像的数字化处理主要就是通过点运算、图像分析等方法将图像处理成计算机可以接受的形式。要对钻石图片进行处理前，必须了解所获取

8、钻石图片的特征。在自然光下，因为钻石的高色散和强火彩的性质，我们将无法采集到钻石的清晰图象，所获取到的图像背景也会很复杂。与在自然光条件