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高光譜成像，開啟珠寶檢測(cè)新篇章
發(fā)布時(shí)間：2023-11-28
2023年10月25日，國(guó)際珠寶首飾學(xué)術(shù)交流會(huì)在京召開，由珠寶國(guó)檢集團(tuán)（NGTC）、中國(guó)珠寶玉石首飾行業(yè)協(xié)會(huì)（GAC）主辦，主要展示和交流珠寶行業(yè)最新研究成果。交流會(huì)上，國(guó)家金銀飾品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心(天津)檢驗(yàn)室曹維宇主任作為本次會(huì)議特邀專家之一，在會(huì)上做了“高光譜技術(shù)在彩色寶石顏色測(cè)量中的應(yīng)用”主題演講報(bào)告，并發(fā)表主題論文“基于高光譜成像對(duì)彩色刻面寶石顏色測(cè)量與表示的研究”，講述了目前彩色寶石顏色測(cè)量遇到的問題和分析，闡述了高光譜成像技術(shù)在彩色寶石顏色測(cè)量中應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和高光譜成像技術(shù)的領(lǐng)先性，引起參會(huì)代表的高度關(guān)注。
“基于高光譜成像對(duì)彩色刻面寶石顏色測(cè)量與表示的研究”論文部分截圖該
論文中，選用了我司凝采式可見光近紅外高光譜相機(jī)SHIS-V220。該產(chǎn)品應(yīng)用凝采式高光譜成像技術(shù)，覆蓋可見光（420—750nm）光譜范圍，具有低功耗、小型化、使用方便和易于擴(kuò)展的突出優(yōu)勢(shì)，可靈活選擇任意波段，實(shí)現(xiàn)高清晰度、高靈敏度的高光譜成像，是利用高光譜成像技術(shù)進(jìn)行光譜研究與應(yīng)用的理想選擇。
那么，什么是高光譜成像技術(shù)呢，它又有什么特點(diǎn)呢，相比傳統(tǒng)珠寶顏色測(cè)量方式，高光譜成像測(cè)量?jī)?yōu)勢(shì)是什么呢！眾所周知，顏色是珠寶玉石的重要特性，也是評(píng)價(jià)其價(jià)值的重要因素。但由于彩色刻面寶石是復(fù)雜光學(xué)多面體，從而形成顏色濃淡不一，造成其顏色測(cè)量與表示的難題。目前在現(xiàn)有的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)體系下，珠寶玉石顏色的測(cè)量與分級(jí)都是采用實(shí)物比色法，該方法要求具備匹配的實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)比色樣品，對(duì)人員要求也高，且易受到外界環(huán)境、人員情緒等因素的影響，存在準(zhǔn)確度有限，再現(xiàn)性差等問題。基于此問題，國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者利用色澤儀，可見光光度計(jì)等多種儀器對(duì)彩色寶石的顏色測(cè)量與表示進(jìn)行了深入的研究。由于彩色寶石色貌的復(fù)雜性，導(dǎo)致測(cè)量得到的顏色表征參數(shù)與感官評(píng)價(jià)的相關(guān)性與一致性都尚存不足，因此該方法無法廣泛地應(yīng)用。
高光譜成像技術(shù)是近年來發(fā)展起來的光學(xué)成像領(lǐng)域的高新技術(shù)，它實(shí)現(xiàn)了平面圖像與光譜有效融合，光譜范圍覆蓋可見光、近紅外和短波紅外，具有無損、無接觸、快速等技術(shù)特點(diǎn)，可以捕獲和分析被檢樣本對(duì)象里不同空間位置上逐個(gè)點(diǎn)上的獨(dú)特光譜“特征”，因此可以檢測(cè)到在視覺上無法區(qū)分的物質(zhì)。
例如，人眼只能接收三個(gè)光譜頻段中物體的光能量信號(hào)：紅色，綠色和藍(lán)色。也就是我們常稱的發(fā)光三原色，但我們并不不能區(qū)分純黃色和紅綠二色混合色的差異，這也稱之為“同色異譜”，而高光譜成像因有數(shù)百或數(shù)千個(gè)光譜波段組成，可以輕松分辨純黃色和紅綠二色混合色兩者其中的區(qū)別。如下圖所示：
兩種黃色，左邊是“純色”黃色，右邊是紅色和綠色二色的混合色，在視覺上可能無法區(qū)分，但由于它們的光譜差異，使用高光譜成像技術(shù)就可以將其區(qū)分。
高光譜成像因其可以將寶石局部的光譜表征與整體圖像分析相結(jié)合，這樣為顏色數(shù)字化測(cè)量及與感官檢驗(yàn)相匹配提供了可行性的方法，從根本上提升了寶石檢驗(yàn)的準(zhǔn)確性和可靠性。
高光譜成像技術(shù)可捕捉遠(yuǎn)大于可見光范圍的光譜信息和圖像信息，能看到普通可見光成像看不到的物質(zhì)信息，是未來成像技術(shù)主要發(fā)展方向之一。深圳市中達(dá)瑞和科技有限公司作為國(guó)內(nèi)光譜成像行業(yè)領(lǐng)先的產(chǎn)業(yè)化企業(yè)，擁有自主研發(fā)的分光器件、光譜相機(jī)、光譜軟件和光譜智能云平臺(tái)，產(chǎn)品與技術(shù)在科學(xué)研究、工業(yè)檢測(cè)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、生態(tài)環(huán)境等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。未來，中達(dá)瑞和將持續(xù)攻難克堅(jiān)，推動(dòng)高光譜成像技術(shù)從高端科研到工業(yè)應(yīng)用、并最終到消費(fèi)級(jí)應(yīng)用，服務(wù)于大眾日常生活，幫助改善人們的生活品質(zhì)而繼續(xù)努力。
參考文獻(xiàn)：曹維宇，王偉，等. 基于高光譜成像對(duì)彩色刻面寶石顏色測(cè)量與表示的研究——以藍(lán)寶石和祖母綠為例.
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