CN107621465B - 一种钻石身份鉴定方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种钻石身份鉴定方法，所述钻石身份鉴定方法包括预采集一定数量的来源已知的钻石指纹信息，将多个钻石样本的指纹信息和来源信息建成钻石指纹数据库，再采集待识别钻石的指纹数据，与钻石指纹数据库数据对照，以查询待识别钻石的来源。本发明提供的一种钻石身份鉴定方法，科学、快速，有利于钻石的身份鉴别。

Description

一种钻石身份鉴定方法

技术领域

本发明涉及钻石检测领域，尤其涉及一种钻石身份鉴定方法。

背景技术

钻石因坚固和晶莹剔透，被赋予美好的寓意，具备良好的经济和人文价值。在物质生活越来越丰富的今天，钻石被越来越多的人们寄托对爱情和亲情的美好期盼，在生活中已十分普及。

但是，当前市面缺少对价值高、体积小、外观近似的钻石进行科学的身份辩识手段，导致一些钻石被鱼目混珠，或说不清来源，阻碍了行业的发展。

发明内容

有鉴于此，本发明的实施例子提供了一种节省空间、易于扩容、夹取便捷的钻石身份鉴定方法。

本发明的实施例提供一种钻石身份鉴定方法，所述钻石身份鉴定方法包括以下步骤：

S1：采集待识别来源的钻石的图像，并计算该钻石的指纹数据；

将待识别来源的钻石样本以特定角度放置在发光装置上，然后采集钻石样品对光线反射后形成的图像，每个待测钻石样本采集50-250张不同光照角度的图像；然后，根据采集到的图像计算出钻石的指纹数据；钻石指纹数据包括亮度值Y、火彩值F和闪烁值S，这些数值构成3个数组，作为钻石的指纹特征；

S2：将待识别钻石的指纹数据与钻石指纹数据库中数据进行比对，确认待识别钻石来源；

钻石指纹数据库是已知来源的钻石的来源信息和该钻石对应的指纹数据，将待识别钻石的指纹数据与数据库中的钻石数据库资料中的指纹数据进行比对，通过计算皮尔逊相关系数；若相关系数都大于一预设的阈值，即可认为待识别钻石是钻石指纹数据库中认定的某一来源钻石；若相关系数都小于该预设的阈值，则认为该待识别钻石不是钻石指纹数据库中可说明来源的钻石。

进一步地，所述钻石身份鉴定方法还包括:

S3:补充钻石指纹数据库信息；

持续将新产出的可说明来源的来源信息和该钻石对应的指纹数据补充进入到钻石指纹数据库，以完善钻石指纹数据库，便于钻石来源查询。

进一步地，所述步骤S1中计算某个钻石样品的指纹数据包括如下步骤：

S11：计算待测钻石样品亮度值Y的数组Y_Z：

先计算一张图像的亮度值Y，计算公式如下：

式中,RGB是依照颜色标准来表示色彩，其中R表示红色，G表示是绿色，B表示是蓝色，i是图像编号的值，j是像素点编号的值，n为第i张图像像素点总数；

重复计算该钻石的每张图像的亮度值，形成的该钻石的亮度值数组Y_Z为：

Y_z＝{Y₁，Y₂，Y₃,……,Y_m}；

每个钻石样本采集50-250张图像,m为钻石采集到图像的具体张数，故50<m<250；

S12：计算待测钻石样品火彩值F的数组：

先计算读取一张图的某个像素点的RGB的值R_ij、G_ij、B_ij，其中R表示红色，G表示是绿色，B表示是蓝色，i是图像编号，j是像素点编号。

再将R_ij、G_ij、B_ij的值引入计算该像素点j的饱和度的值Sij和明亮度的值I_ij，该像素点的饱和度S_ij和明亮度I_ij的计算公式如下：

火彩点计算公式如下：

其中，i是图像编号，j是像素点编号，n为第i张图像像素点总数；

当S_ij≥25％且I_ij≥20％时，将第j个像素点判定为火彩点，当不满足S_ij≥25％且I_ij≥20％时，I_ij设为0，

重复计算该钻石的每张图像的火彩值F_i，形成该钻石的火彩值的数组F_z：

F_z＝{F₁，F₂，F₃,……,F_m}；

每个钻石样本采集50-250张图像,m为钻石采集到图像的具体张数，故50<m<250；

S13：计算待测钻石样品闪烁值S的数组S_Z：

首先，获取相临的2张图像的同一像素点的RGB的值R_ij、G_ij、B_ij和R_(i+1)j、G_(i+1)j、B_(i+1)j，再将R_ij、G_ij、B_ij和R_(i+1)j、G_(i+1)j、B_(i+1)j的值引入计算该像素点j的闪烁值S_i,计算公式如下：

其中i是图像编号，j是像素点编号，n为第i张图像像素点总数；

重复计算该钻石的每张图像的闪烁值S_i，形成该钻石的闪烁值数组S_z:

S_z＝{S₁，S₂，S₃,……,S_m-1}；

每个钻石样本采集50-250张图像,m为钻石采集到图像的具体张数，故50<m<250。

进一步地，所述步骤S2包括：

将待识别钻石样品的指纹数据与钻石指纹数据库中已有的样品指纹数据进行相关系数比较，确认相关系数的值是否大于设定的阈值，系数包括亮度值相关系数火彩值相关系数和闪烁值相关系数预设的阈值包括亮度值阈值YZ^Y、火彩值阈值YZ^F、闪烁值阈值YZ^s，若待识别钻石样品与钻石指纹数据库中的第t号样品的相关系数比较，大于设定的阈值，即可认定待识别钻石与钻石指纹数据库第t号样品来源一致，t是钻石指纹数据库中任意一编号；

S21：将待识别钻石与钻石指纹数据库进行亮度值数据系数计算：

钻石指纹数据库中数据包括存有Z个钻石的亮度值Y，Z不小于2000，Z个亮度值Y组成数组Y_t，Y_t＝{Y_t1,Y_t2,Y_t3,……,Y_tm}，m为钻石采集到图像的具体张数，50<m<250,t是从1到Z的值，z不小于2000；

计算待识别钻石亮度值Y与钻石指纹数据库中亮度值数据相关系数的公式为：

从t＝1开始到t重复地计算亮度值的相关系数共获得Z个亮度值显示系数

S22:计算待识别钻石样品的火彩值与钻石指纹数据库中数据的相关系数：

钻石指纹数据库中数据包括存有Z个钻石的火彩值F，Z不小于2000，数据库中已存在的钻石样品的火彩值数组为F_t＝{F_t1,F_t2,F_t3,……,F_tm}，其中，m为钻石采集到图像的具体张数，50<m<250,t是从1到Z的值，z不小于2000，火彩值相关系数的计算公式是：

从t＝1开始到z重复地计算火彩值的相关系数r^Fxt，共获得z个火彩相关系数r^F _x1、r^F _x2、r^F _x3、……、r^F _xz。

S23:计算待识别钻石样品与钻石指纹数据库中的闪烁值相关系数：

钻石指纹数据库中数据包括存有Z个钻石的火彩值S，Z不小于2000,S_t＝{S_t1,S_t2,S_t3,……,S_t(m-1)}，其中，m为钻石采集到图像的具体张数，50<m<250,t是从1到Z的值，z不小于2000，计算闪烁值相关系数的计算公式如下：

从t＝1开始到z重复地计算闪烁值的相关系数r^S _xt，共获得Z个闪烁相关系数r^S _x1、r^S _x2、r^S _x3、……、r^S _xz。

本发明提供的一种钻石身份鉴定方法通过预存已知来源的钻石的指纹信息和来源信息，再遇到未知来源的钻石时，通过指纹信息比对，快速查询待测钻石是否出自已知来源。本发明提供的钻石身份鉴定方法的科学准确，可拓展性强，有益于钻石流通过程中的身份鉴别。

附图说明

图1是本发明一种钻石身份鉴定方法的一示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。

请参考图1，本发明的实施例提供一种钻石身份鉴定方法，所述钻石身份鉴定方法包括如下步骤：

S1:采集连续变化的入射光角度下，钻石样品对光线反射形成的图像；

将已知来源的钻石样本以特定角度放置在发光装置上，然后采集钻石样品对光线反射后形成的图像，每个钻石样本采集多张不动光照角度的图像。

在本实施例中，每个钻石样本采集150个不同光照射角度的图像。

S2:根据采集到的图像计算出钻石的指纹数据；

钻石指纹数据包括亮度值Y、火彩值F和闪烁值S，这些数值构成3个数组，作为这个待识别钻石的指纹特征。

S21：计算某个钻石样品亮度值数组(Yz)：

读取一张图像的一个像素点的R_ij，G_ij，B_ij值，RGB是依照颜色标准来表示色彩，其中R表示红色，G表示是绿色，B表示是蓝色，i是图像编号的值，i＝1,2……m，j是像素点编号的值，j＝1,2……n，R_ij是第i张图像的第j个像素的红色亮度的值，亮度计算公式如下：

式中n为第i张图像像素点总数，重复计算直到i从1到n，形成的被待识别钻石样品的亮度值数组Y_z为：

Y_z＝{Y₁，Y₂，Y₃,……,Y_m}。

在本实施例中，m＝150，n＝139840。

S22：计算某个钻石样品火彩值数组(F_z)：

读取第i张图像(i＝1,2……m)第j个像素点(j＝1,2……n)的Rij，Gij，Bij值，再将R_ij、G_ij、B_ij的值引入计算该像素点的饱和度的值Sij和明亮度的值I_ij，计算Sij、Iij,其中：

若S_ij≥25％且I_ij≥20％，则将第j个像素点判定为火彩点，否则I_ij设为0，第i张图像的火彩值F_i计算公式如下：

重复计算该钻石的每张图像的火彩值F_i，i从1到m，形成的火彩值数组F_z为：

F_z＝{F₁，F₂，F₃,……,F_m}；

在本实施例中，m＝150，n＝139840。

S23：计算钻石样品的闪烁值数组(Sz)：

闪烁值S是指在光源入射光角度变化时钻石反射光形成的图像的变化，可以通过比较相临的2张图像之间的差异来获得数值，本发明采用的方法为：

读取相临的2张图像的同一序号的像素的信号，分别为第i张的第j个像素：R_ij、G_ij、B_ij和第i+1张的第j个像素：R_(i+1)j、G_(i+1)j、B_(i+1)j。

其中i是图像编号，j是像素点编号，n为第i张图像像素点总数；

重复计算直到i从1到m-1,形成的闪烁值数组为:

S_z＝{S₁，S₂，S₃,……,S_m-1}。

在本实施例中，m＝150，n＝139840。

S3:采集大量已知来源的钻石图像并计算指纹数据，将钻石的来源信息和指纹数据存入钻石指纹数据库；

在数据库中分别建立三个独立的数据表，亮度值表、火彩值表和闪烁值表，分别记录钻石的亮度值、火彩值和闪烁值数据。亮度表的第一列记录样品号，表的行记录钻石样品的亮度值数组，从第二列开始，分别从左到右按顺序记录钻石样品的相应数据。每个钻石样品共采集m张图像，那么在亮度值有m条数据。火彩值表和闪烁值表与亮度表的构成相同，火彩值有m条数据，闪烁值中有m-1条数据：

亮度值表的存储格式为：

样品号\图片序数1 2 3 4 5 6 7 8 …… m

No.0000t Y_t1 Y_t2 Y_t3 Y_t4 Y_t5 Y_t6 Y_t7 Y_t8 …… Y_tm

火彩值表的存储格式为：

样品号\图片序数1 2 3 4 5 6 7 8 …… m

No.00000t F_t1 F_t2 F_t3 F_t4 F_t5 F_t6 F_t7 F_t8 …… F_tm

闪烁值表的存储格式为：

样品号\相邻序数1 2 3 4 5 6 7 …… m-1

No.00000t S_t1 S_t2 S_t3 S_t4 S_t5 S_t6 S_t7 …… S_t(m-1)

t的值从1到Z,Z为数据库中样品的数量，在本实施例中，Z的值不小于2000。

S4：采集待识别钻石的图像，并计算指纹数据；

将待识别钻石样本以特定角度放置在发光装置上，然后采集钻石样品对光线反射后形成的图像，每个待测钻石样本采集多张不同光照角度的图像。

然后，使用S2中的计算方式计算待识别钻石的指纹数据。将待识别钻石样品的样品号命名为No.x,该钻石样品的的亮度数组为Y_x＝{Y_x1,Y_x2,Y_x3,……,Y_xm}，该钻石样品的的火彩值数组为F_x＝{F_x1,F_x2,F_x3,……,F_xm}，该钻石样品的的闪烁值数组为S_x＝{S_x1,S_x2,S_x3,……,S_x(m-1)}。

S5：将待识别钻石的指纹数据与钻石指纹数据库中数据进行比对，确认待识别钻石来源；

将待识别钻石(No.X)的指纹数据与数据库中的钻石数据库的指纹数据通过计算皮尔逊相关系数计算出相关系数，确认相关系数的值是否大于设定的阈值，系数包括亮度值相关系数火彩值相关系数和闪烁值相关系数预设的阈值包括亮度值阈值YZ^Y、火彩值阈值YZ^F、闪烁值阈值YZ^s。

若待识别钻石样品与钻石指纹数据库中的第t号样品的相关系数比较，大于设定的阈值，即可认为待识别钻石(No.X)与钻石指纹数据库第t号样品来源一致，t是钻石指纹数据库中任意一编号；若待识别钻石样品与钻石指纹数据库中的所有样品的相关系数都小于阈值，则认为该钻石(No.X)不是与钻石指纹数据库中钻石样本同一来源的钻石。

S51：计算待识别钻石样品的亮度值与钻石指纹数据库中数据的相关系数：

钻石指纹数据库中数据包括存有Z个钻石的亮度值Y，Z不小于2000，Z个亮度值Y组成数组Y_t，Y_t＝{Y_t1,Y_t2,Y_t3,……,Y_tm}，其中，m＝150，t是1到Z的值，z不小于2000。计算亮度值相关系数的公式为：

从t＝1开始到z重复地用公式6计算亮度值的相关系数r^Yxt，共获得z个亮度值相关系数

S52:计算待识别钻石样品的火彩值与钻石指纹数据库中数据的相关系数：

钻石指纹数据库中已存在的钻石样品的火彩值数组为F_t＝{F_t1,F_t2,F_t3,……,F_tm}，t数值从1到z，z为数据中所具有的样品数，m＝150，t是1到Z的值，z不小于2000，计算火彩值相关系数的公式为：

式中r^Fxt为待识别钻石样品No.x与数据库中第t样品号的钻石样品的火彩值相关系数，从t＝1开始到z重复地计算火彩值的相关系数r^F _xt，共获得z个火彩相关系数r^F _x1、r^F _x2、r^F _x3、……、r^F _xz。

S53:计算待识别钻石样品与钻石指纹数据库中的闪烁值相关系数：

数据库中已存在的钻石样品的闪烁值数组为S_t＝{S_t1,S_t2,S_t3,……,S_t(m-1)}，m＝150，t是1到Z的值，t是1到Z的值，z不小于2000，计算闪烁值相关系数的公式为：

从t＝1开始到Z重复地计算闪烁值的相关系数r^S _xt，共获得Z个闪烁相关系数r^S _x1、r^S _x2、r^S _x3、……、r^S _xz。

S6:持续将新产出的可说明来源的钻石数据补充进入到钻石指纹数据库；

持续将新产出的可说明来源的钻石数据补充进入到钻石指纹数据库，以完善指纹数据库，便于快速准确说明钻石来源。

将新产出的钻石样品的亮度值数组Y_x＝{Y_x1,Y_x2,Y_x3,……,Y_xm}、火彩值数组Fx＝{F_x1,F_x2,F_x3,……,F_xm}和闪烁值数组Sx＝{S_x1,S_x2,S_x3,……,S_x(m-1)}存入数据库，作为该被识别钻石样品的指纹特征。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种钻石身份鉴定方法，其特征在于：所述钻石身份鉴定方法包括以下步骤：

S1：采集待识别来源的钻石的图像，并计算该钻石的指纹数据；

将待识别来源的钻石样本以特定角度放置在发光装置上，然后采集钻石样品对光线反射后形成的图像，每个待测钻石样本采集50-250张不同光照角度的图像；然后，根据采集到的图像计算出钻石的指纹数据；钻石指纹数据包括亮度值Y、火彩值F和闪烁值S，这些数值构成3个数组，作为钻石的指纹特征；

S11：计算待测钻石样品亮度值Y的数组Y_Z：

先计算一张图像的亮度值Y，计算公式如下：

式中,RGB是依照颜色标准来表示色彩，其中R表示红色，G表示是绿色，B表示是蓝色，i是图像编号的值，j是像素点编号的值，n为第i张图像像素点总数；

重复计算该钻石的每张图像的亮度值，形成的该钻石的亮度值数组Y_Z为：

Y_z＝{Y₁，Y₂，Y₃,……,Y_m}；

每个钻石样本采集50-250张图像,m为钻石采集到图像的具体张数，故50<m<250；

S12：计算待测钻石样品火彩值F的数组：

先计算读取一张图的某个像素点的RGB的值R_ij、G_ij、B_ij，其中R表示红色，G表示是绿色，B表示是蓝色，i是图像编号，j是像素点编号；

再将R_ij、G_ij、B_ij的值引入计算该像素点j的饱和度的值Sij和明亮度的值I_ij，该像素点的饱和度S_ij和明亮度I_ij的计算公式如下：

火彩点计算公式如下：

其中，i是图像编号，j是像素点编号，n为第i张图像像素点总数；

当S_ij≥25％且I_ij≥20％时，将第j个像素点判定为火彩点，当不满足S_ij≥25％且I_ij≥20％时，I_ij设为0，

重复计算该钻石的每张图像的火彩值F_i，形成该钻石的火彩值的数组F_z：

F_z＝{F₁，F₂，F₃,……,F_m}；

每个钻石样本采集50-250张图像,m为钻石采集到图像的具体张数，故50<m<250；

S13：计算待测钻石样品闪烁值S的数组S_Z：

首先，获取相临的2张图像的同一像素点的RGB的值R_ij、G_ij、B_ij和R_(i+1)j、G_(i+1)j、B_(i+1)j，再将R_ij、G_ij、B_ij和R_(i+1)j、G_(i+1)j、B_(i+1)j的值引入计算该像素点j的闪烁值S_i,计算公式如下：

其中i是图像编号，j是像素点编号，n为第i张图像像素点总数；

重复计算该钻石的每张图像的闪烁值S_i，形成该钻石的闪烁值数组S_z:

S_z＝{S₁，S₂，S₃,……,S_m-1}；

每个钻石样本采集50-250张图像,m为钻石采集到图像的具体张数，故50<m<250；

S2：将待识别钻石的指纹数据与钻石指纹数据库中数据进行比对，确认待识别钻石来源；

钻石指纹数据库是已知来源的钻石的来源信息和该钻石对应的指纹数据，将待识别钻石的指纹数据与数据库中的钻石数据库资料中的指纹数据进行比对，通过计算皮尔逊相关系数；若相关系数都大于一预设的阈值，即可认为待识别钻石是钻石指纹数据库中认定的某一来源钻石；若相关系数都小于该预设的阈值，则认为该待识别钻石不是钻石指纹数据库中可说明来源的钻石；

S3:补充钻石指纹数据库信息；

持续将新产出的可说明来源的来源信息和该钻石对应的指纹数据补充进入到钻石指纹数据库，以完善钻石指纹数据库，便于钻石来源查询。

2.如权利要求1所述的一种钻石身份鉴定方法，其特征在于：所述步骤S2包括：

将待识别钻石样品的样品号命名为No.x,该钻石样品的的亮度数组为Y_x＝{Y_x1,Y_x2,Y_x3,……,Y_xm}，该钻石样品的的火彩值数组为F_x＝{F_x1,F_x2,F_x3,……,F_xm}，该钻石样品的的闪烁值数组为S_x＝{S_x1,S_x2,S_x3,……,S_x(m-1)}；

将待识别钻石样品的指纹数据与钻石指纹数据库中已有的样品指纹数据进行相关系数比较，确认相关系数的值是否大于设定的阈值，系数包括亮度值相关系数火彩值相关系数和闪烁值相关系数预设的阈值包括亮度值阈值YZ^Y、火彩值阈值YZ^F、闪烁值阈值YZ^s，若待识别钻石样品与钻石指纹数据库中的第t号样品的相关系数比较，大于设定的阈值， 即可认定待识别钻石与钻石指纹数据库第t号样品来源一致，t是钻石指纹数据库中任意一编号；

S21：将待识别钻石与钻石指纹数据库进行亮度值数据系数计算：

钻石指纹数据库中数据包括存有Z个钻石的亮度值Y，Z不小于2000，Z个亮度值Y组成数组Y_t，Y_t＝{Y_t1,Y_t2,Y_t3,……,Y_tm}，其中，m为钻石采集到图像的具体张数，50<m<250,t是从1到Z的值；

计算待识别钻石亮度值Y与钻石指纹数据库中亮度值数据相关系数的公式为：

从t＝1开始到Z重复地计算亮度值的相关系数共获得Z个亮度值显示系数

S22:计算待识别钻石样品的火彩值与钻石指纹数据库中数据的相关系数：

钻石指纹数据库中数据包括存有Z个钻石的火彩值F，Z不小于2000，数据库中已存在的钻石样品的火彩值数组为F_t＝{F_t1,F_t2,F_t3,……,F_tm}，其中，m为钻石采集到图像的具体张数，50<m<250,t是从1到Z的值，火彩值相关系数的计算公式是：

从t＝1开始到Z重复地计算火彩值的相关系数r^Fxt，共获得Z个火彩相关系数r^F _x1、r^F _x2、r^F _x3、……、r^F _xz；

S23:计算待识别钻石样品与钻石指纹数据库中的闪烁值相关系数：

钻石指纹数据库中数据包括存有Z个钻石的火彩值S，Z不小于2000,S_t＝{S_t1,S_t2,S_t3,……,S_t(m-1)}，其中，m为钻石采集到图像的具体张数，50<m<250,t是从1到Z的值，闪烁值相关系数的计算公式如下：

从t＝1开始到Z重复地计算闪烁值的相关系数r^S _xt，共获得Z个闪烁相关系数r^S _x1、r^S _x2、r^S _x3、……、r^S _xz。