CN114782439B - 培育钻石的生长状态检测方法、装置、系统、电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供的培育钻石的生长状态检测方法、装置、系统、电子设备，方法包括：获取培育中的钻石对应的多张图像；其中，多张图像各自对应的拍摄角度不同；基台的预设尺寸，确定多张图像各自对应的变形系数；基台用于承载培育中的钻石；针对每张图像，基于钻石对应的像素信息、每张图像对应的变形系数以及预设的换算系数，获得钻石的生长状态信息，与现有技术中的人工检测方式相比，本发明实施例可以减少人为主观判断，自动化的提供钻石的各种生长数据，提高了检测效率和准确度。

Description

培育钻石的生长状态检测方法、装置、系统、电子设备

技术领域

本发明涉及钻石培育技术领域，具体而言，涉及培育钻石的生长状态检测方法、装置、系统、电子设备。

背景技术

目前，基于微波等离子体化学气相沉积（Microwave Plasma Chemical VaporDeposition，简称MPCVD）方法生产钻石（例如单晶钻石）具有生长速度较快，质量好，尺寸大等优点。然而，目前主要依靠人工观察和人工经验判断钻石在MPCVD设备中的生长状态，可想而知，这种人工监测方式准确率和效率都非常低，对钻石生长的品质一致性和规模化批量生产造成的影响。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种培育钻石的生长状态检测方法、装置、系统、电子设备，用以实时监测钻石生长状态，提高钻石生长状态检测效率和准确度。

第一方面，本发明提供一种培育钻石的生长状态检测方法，所述方法包括：获取培育中的钻石对应的多张图像；其中，所述多张图像各自对应的拍摄角度不同；基台的预设尺寸，确定所述多张图像各自对应的变形系数；所述基台用于承载所述培育中的钻石；针对每张图像，基于所述钻石对应的像素信息、所述每张图像对应的变形系数以及预设的换算系数，获得所述钻石的生长状态信息。

第二方面，本发明提供一种培育钻石的生长状态检测装置，包括：获取模块，用于获取培育中的钻石对应的多张图像；其中，所述多张图像各自对应的拍摄角度不同；确定模块，基于基台的预设尺寸，确定所述多张图像各自对应的变形系数；所述基台用于承载所述培育中的钻石；检测模块，用于针对每张图像，基于所述钻石对应的像素信息、所述每张图像对应的变形系数以及预设的换算系数，获得所述钻石的生长状态信息。

第三方面，本发明提供一种培育钻石的生长状态检测系统，包括控制终端、钻石培育设备和图像采集系统；所述控制终端和所述钻石培育设备通信连接；其中，所述钻石培育设备安装有图像采集系统；所述图像采集系统，用于从多个拍摄角度对所述钻石培育设备中培育中的钻石进行图像采集，并将采集的多张图像发送给所述控制终端；所述控制终端，用于执行如第一方面所述的方法。

第四方面，本发明提供一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机程序，所述处理器可执行所述计算机程序以实现第一方面所述的方法。

本发明提供的培育钻石的生长状态检测方法、装置、系统、电子设备，方法包括：获取培育中的钻石对应的多张图像；其中，所述多张图像各自对应的拍摄角度不同；基台的预设尺寸，确定所述多张图像各自对应的变形系数；所述基台用于承载所述培育中的钻石；针对每张图像，基于所述钻石对应的像素信息、所述每张图像对应的变形系数以及预设的换算系数，获得所述钻石的生长状态信息，与现有技术中的人工检测方式相比，本发明实施例可以减少人为主观判断，自动化的提供钻石的各种生长数据，提高了钻石生产的检测效率和准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的培育钻石的生长状态检测系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的钻石培育设备的部分结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种控制终端的功能模块图；

图4为本发明实施例提供的一种钻石培育设备的功能模块图；

图5为本发明实施例提供的培育钻石的生长状态检测方法的示意性流程图；

图6为本发明实施例提供的一种步骤S503的示意性流程图；

图7为本发明实施例提供的一种厚度信息展示示意图；

图8为本发明实施例提供的另一种厚度信息展示示意图；

图9为本发明实施例提供的另一种培育钻石的生长状态检测方法的示意性流程图；

图10为本发明实施例提供的一种合成图像的示意图；

图11为本发明实施例提供的栅格和异常光点的示意图；

图12为本发明实施例提供的培育钻石的生长状态检测装置的功能模块图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

目前，基于MPCVD方法生产钻石（例如单晶钻石）具有生长速度较快，质量好，尺寸大等优点。然而，目前主要依靠人工观察和人工经验判断钻石在MPCVD设备中的生长状态，可想而知，这种人工监测方式准确率和效率都非常低，对钻石生长的品质一致性和规模化批量生产造成的影响。

为了解决上述技术问题，请参见图1，图1为本发明实施例提供的培育钻石的生长状态检测系统的结构示意图，该培育钻石的生长状态检测系统100可以包括控制终端110、钻石培育设备120；控制终端110和钻石培育设备120通信连接。

需要说明的是，图1所示的培育钻石的生长状态检测系统仅仅是一种示例，并不是对培育钻石的生长状态检测系统的结构的一种限定，其还可以具有其他组成部件以完善检测功能，此处不再赘述。

其中，钻石培育设备120安装有图像采集系统121，图像采集系统121，用于从多个拍摄角度对钻石培育设备120中生长的钻石进行图像采集，并将采集的多张图像发送给控制终端110。

控制终端110，用于根据获得的多张图像，执行本发明实施例提供的培育钻石的生长状态检测方法,以获得钻石的生长状态信息。

其中，生长状态信息包括但不限于是：厚度信息、生长速率信息、缺陷信息、生长均匀度信息、多晶数量和位置、生长裂纹、等离子体状态、等离子异常放电位置等信息。

通过上述培育钻石的生长状态检测系统，本发明实施例可以克服目前单晶钻石生长过程中质量控制和规模化生产的瓶颈，避免人工的主观判断对单晶钻石生长的品质一致性和规模化批量生产造成的影响，可以实现单晶钻石生产中的多晶和生长缺陷，生长厚度，温度以及颜色等关键生长参数的自动采集、处理和自动化控制算法，减少人为主观判断带来的精准度低的缺陷。

在可选的实施方式中，上述的钻石培育设备120可以但不限于是MPCVD设备，为了方便理解，请参见图2，图2为本发明实施例提供的钻石培育设备120的部分结构示意图。

如图2所示，钻石培育设备120具有一个腔体，在该腔体内设置有基台，该基台可以但不限于是钼基台，钼基台表面为标准的正圆，尺寸根据工艺需求而设计和安装使用，基台上放置有培育中的钻石晶种（一般都会放置多个晶种进行生产），图像采集系统121安装在腔体的不同方位上，可以对腔体内环境进行图像采集。图像采集系统121可以包含三个图像采集装置，分别为左相机、右图相机和后相机，这三个相机从三个不同方向上全面和精准的实时监测晶体的生产状态。左右相机相对于基台表面存在一定的拍摄角度（角度值不固定，受设备整体形状以及安装差异影响），后相机相对于钼基台表面的拍摄角度接近于0度。

可以理解的是，上述采集的图像中可以包含培育中的钻石、基台、等离子气体聚集而成的光球、晶体栅格、异常放电点等信息，利用这些信息进行图像处理和分析，可以快速准确的检测出培育中的钻石的生长状态信息。

图像采集系统121中的图像采集装置可以为相机、高清相机、高清摄像机、高清录像机等,此处不作限定。图像采集装置可以从不同的拍摄角度对钻石培育设备120内的钻石进行图像采集，全面和精准的实时监测晶体的生产状态，可以避免看人眼直接观察腔内强光对眼睛的伤害、观察不准确不精确等问题。

在一种可能的实施方式中，上述图像采集装置可以为1个，当只有1个图像采集装置时，该图像采集装置可以设置在一个旋转装置上，当旋转装置移动的过程中，可以带动图像采集装置到达不同拍摄位置，以获得不同方向上的图像。

在另一种可能的实施方式中，图像采集装置可以为多个（例如至少3个），当存在多个图像采集装置时，这多个图像采集装置可以固定安装在该钻石培育设备120的不同方位上，以实现采集不同角度下的图像的效果。

为了保证图像质量，提高图像分析结果的准确度，根据不同时间钻石的生长状态，可以对每个图像采集装置的部分参数进行调节，使图像显示最佳状态。部分参数包括但不限于：曝光时间、图像放大、图像缩小、图像移动（放大后使用）、白平衡通道选择、白平衡系数、自动白平衡开关、自动白平衡感兴趣区域设置、自动白平衡感兴趣坐标设置等。

在可选的实施方式中，上述控制终端110可以但不限于是工控机、上位机、计算机、平板电脑、移动终端等，控制终端110可以与图像采集系统121之间连接，并可以相互通信，通信方式及接口可以是多样化的，比如HDMI通过接口、USB通信接口、RJ45网口通信接口等等。

为了方便用户直观掌握钻石培育设备120内钻石的生长状态，上述培育钻石的生长状态检测系统100还可以包含显示装置130，显示装置130可以为显示器、显示屏等。显示装置130可以与控制终端110通信，通信方式及接口可以是多样化的，比如HDMI通过接口、USB通信接口、RJ45网口通信接口等等。

为了执行本发明实施例提供的生长状态检测方法，本发明实施例提供了一种电子设备，该电子设备可以是上述控制终端110，或者是钻石培育设备120，下面就这两种场景分别进行介绍。

场景一

本发明实施例提供的电子设备可以是上述控制终端110，请参见图3，图3为本发明实施例提供的一种控制终端的功能模块图，参照图3所示，控制终端110包括第一存储器111、第一处理器112和第一通信接口113，该第一存储器111、第一处理器112和第一通信接口113相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。

第一存储器111可用于存储软件程序及模块，如本发明实施例提供的培育钻石的生长状态检测装置400指令/模块，可以软件或固件（firmware）的形式存储于第一存储器111中或固化在控制终端110的操作系统（operating system，OS）中，第一处理器112通过执行存储在第一存储器111内的软件程序及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。该第一通信接口113可用于与其他节点设备进行信令或数据的通信。

其中，第一存储器111可以是但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。

第一处理器112可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。该第一处理器112可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

可以理解，图3所示的结构仅为示意，控制终端110还可以包括比图3中所示更多或者更少的组件，或者具有与图3所示不同的配置。图3所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

场景二

本发明实施例提供的电子设备可以是上述钻石培育设备120，请参见图4，图4为本发明实施例提供的一种钻石培育设备的功能模块图。参照图4所示，钻石培育设备120包括图像采集系统121、第二存储器122、第二处理器123和第二通信接口124，该第二存储器122、第二处理器123和第二通信接口124相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。

第二存储器122可用于存储软件程序及模块，如本发明实施例提供的培育钻石的生长状态检测装置400指令/模块，可以软件或固件（firmware）的形式存储于第二存储器122中或固化在钻石培育设备120的操作系统（operating system，OS）中，第二处理器123通过执行存储在第二存储器122内的软件程序及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。该第二通信接口124可用于与其他节点设备进行信令或数据的通信。

其中，第二存储器122可以是但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。

第二处理器123可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。该第二处理器122可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

下面将以执行主体为控制终端110为例，对本发明实施例提供的培育钻石的生长状态检测方法进行详细介绍。

请参见图5，图5为本发明实施例提供的培育钻石的生长状态检测方法的示意性流程图，该方法包括：

S501，获取培育中的钻石对应的多张图像。

其中，多张图像各自对应的拍摄角度不同。例如，在图2所示的结构示意图中，获得多张图像分别为左相机、右相机和后相机采集的图像。

每张图像中包含的信息可以但不限于有：基台、放置在基台上的钻石、基台上的晶体栅格、等离气体聚集而成的光球等信息，这些图像信息对于分析钻石生长状态具有一定的辅助作用。

在一种可能的实施方式中，可以按照预设时间间隔对培育中的钻石进行图像采集，预设时间间隔可以但不限于是1小时、2小时等，用户可以根据实际需求进行设置，此处不作限定。

S502，根据基台的预设尺寸，确定多张图像各自对应的变形系数；基台用于承载培育中的钻石。

由于图像采集装置的安装位置与基台之间具有角度差，导致每张图像中基台、钻石会出现一定的变形，因此，需要根据多张图像各自对应的变形系数对图像进行修正，以保证检测结果的准确性。

在可选地实施方式中，在已知基台的预设尺寸的情况下，可以先确定图像中基台中的尺寸，然后根据该尺寸和预设尺寸得到该变形系数。

在可选的实施方式中，针对拍摄视野方向与基台表面存在一定夹角的相机所拍摄的图像，变形系数可以基于基台预设尺寸和实际拍摄的尺寸获得。针对拍摄视野方向与基台表面平行的相机所拍摄的图像，变形系数可以确定为预设值（即为1）。

S503，针对每张图像，基于钻石对应的像素信息、每张图像对应的变形系数以及预设的换算系数，确定钻石的生长状态信息；

其中，生长状态信息包括但不限于是：厚度信息、生长速率信息、缺陷信息、生长均匀度信息、多晶数量和位置、生长裂纹、等离子体状态、等离子异常放电位置等信息。

下面本发明实施例将以厚度信息、生长速率信息、生长均匀度信息、缺陷信息为例，对本发明实施例提供的钻石生长状态信息进行详细介绍。

场景一

生长状态信息为厚度信息，钻石的厚度是钻石生产过程中的一个重要测量参数。在测量钻石厚度时，主要通过后图像采集装置进行测量边沿晶种生产厚度。

请参见图6，图6为本发明实施例提供的一种步骤S503的示意性流程图，步骤S503可以包含如下步骤：

S503-1，针对每张图像，根据变形系数确定每一行像素对应的变形系数。

S503-2，从每张图像中识别出钻石对应的像素区域。

S503-3，基于像素区域、以及像素区域内每一行像素对应的变形系数、以及预设的换算系数，确定钻石的厚度信息。

为了方便理解上述步骤S503-1至步骤S503-3,下面以图2所示的三个相机为例进行解释。

1.针对后相机：后相机的拍摄角度与钼基台表面（晶体表面）接近于0度，变形系数可以设置为1，在识别出钻石对应的像素区域之后，每一行像素对应的变形系数也为1，然后直接在该像素区域内沿晶体竖直生长方向上，统计每一列上的晶体像素个数，然后将计算所有列对应的像素个数平均值作为该晶体对应的总像素个数，并将总像素个数、换算系数和变形系数相乘，即得到钻石的厚度信息，检测结果如图7所示，图7为本发明实施例提供的一种厚度信息展示示意图。

2.针对左相机和右相机：左相机和右相机相对于基台表面(晶体表面)存在一定的拍摄角度,它们所采集到的图像是存在一定的变形量的，因此厚度测量的第一步是对图像作修正处理，基台表面的尺寸已经预先设定进系统里，在图像上识别出基台表面，进而与预设进系统的尺寸进行对比计算，进而得出整个图像的变形数据，根据图像变形系数，计算出整个图像中每一行像素在竖直生长方向上的变形系数；进而识别出晶体厚度测量面的像素区域，其中，所述厚度测量面为晶体的一个侧面，所述侧面与所述左相机或者所述右相机的视野方向垂直，且所述侧面处于未遮挡状态，在该像素区域上识别出每一行像素的实际行位置，将所有行对应的变形系数相加得到代表厚度的像素个数，用代表厚度的像素个数乘以预设的换算系数，就换算成我们常用的长度单位（毫米、微米），公式为：厚度=（行1变形系数+行2变形系数+行n变形系数）*换算系数，检测结果如图8所示，图8为本发明实施例提供的另一种厚度信息展示示意图。

通过上述图像分析方法获得的厚度信息可以图6或者图7所示，在图像中进行展示，方便用户及时掌握厚度信息，本发明实施例通过上述方式可以提高钻石厚度信息的测量精度，在实际使用场景中，测量精度可以至少达到0.05mm，最好能达到0.01mm等等。

需要说明的是，一张图像中可能存在多个晶体，因此，可以通过上述步骤确定每个晶体的厚度，但是从晶体进入生长阶段之后，所有晶体的位置相对于钼基台都是固定不变的，每个晶体在固定的位置上向上纵向生长，也会微量的横向生长，随着时间的推移，横向生长的结果会使所有晶体连成一片，因此在整个生长过程中，只对能拍摄到晶体进行厚度测量。

场景二

本发明实施例在确定厚度信息之后，还可以确定钻石的生长速率信息，在步骤S503-3之后还可以执行如下步骤确定生长速率信息：

b1，获取当前采集时刻确定钻石的当前厚度信息以及上一个采集时刻确定的钻石的历史厚度信息；

b2，根据当前厚度信息、历史厚度信息以及当前采集时刻和上一个采集时刻的时间差，确定钻石的生长速率信息。

由于本发明实施例是按照时间间隔进行图像采集的，可以理解的是，每一次图像采集，执行一次厚度信息检测流程，每次检测到的厚度信息可以存储，因此，若在当前采集时刻执行完厚度信息检测流程之后，可以读取上一个采集时刻对应的厚度信息，然后将当前厚度信息与历史厚度信息相减，得到生长厚度，该生长厚度信息除以时间间隔即可以得到生长速率信息。

场景三

本发明实施例还个可以基于获得厚度信息确定各个钻石的生长均匀度，通常情况下，钻石培育设备中可以同时生长多个钻石，但是生长环境（例如等离子气体、微波功率）等影响，可能导致各个钻石生长速率参差不齐，及时了解这些信息可以进行人工干预，保证各个钻石均匀生长。因此，该方法还可以包括如下步骤：

c1，当钻石存在多个，基于每个钻石对应的厚度信息，依次计算每两个钻石之间的厚度偏差；

c2，确定厚度偏差最小值与预设厚度差值是否在预设误差范围内；

c3，若不在预设误差范围，则确定钻石生长状态存在不均匀异常。

通过上述实施方式可以确定各个钻石之间的生长差异，当差异较大的时候还可以及时进行人工调节，保证生长均匀度。

场景四

本发明实施例中的生长状态信息还可以有缺陷信息，缺陷是在晶体生长过程中在晶体的有效体积内产生的除单晶状态以外的其他状况的发生都属于缺陷。

首先介绍本实施例涉及的相关术语：

有效体积和无效体积：有效体积是在原始晶体上表面一直以单晶形式有续且均匀的向上生长的部分，相对应的，晶体除了上表面以外，另外四个侧面也暴露在环境中，这四个侧面也会参与生长，但它们是横向生长的，这种横向生长称为多晶生长也称为无效体积。

可以理解的是，晶体四个侧面的这种横向生长本身就是一种缺陷但无可避免，所以晶体生长过程中需要保障其有效体积内不出现除单晶以外的其他状况发生，其他状况包括但不限于：多晶生长、开裂、异物等。

为了识别出晶体生长过程中的缺陷面积，及时向用户反馈缺陷程度，请参见图9，图9为本发明实施例提供的另一种培育钻石的生长状态检测方法的示意性流程图，该方法还包括：

S504，将第一拍摄角度和第二拍摄角度各自对应的图像进行合成，得到目标图像；其中，第一拍摄角度和第二拍摄角度具有对称关系。

例如，继续以图2所示的结构图为例，这里涉及的第一拍摄角度和第二拍摄角度分别对应作相机的拍摄角度和右相机的拍摄角度。

在一种可能的实施方式中，上述步骤S504可以按照如下方式执行：

步骤1，根据第一拍摄角度和第二拍摄角度各自对应的图像的变形系数，对第一拍摄角度和第二拍摄角度各自对应的图像进行修正；

步骤2，将修正后的第一拍摄角度和第二拍摄角度各自对应的图像进行合成，得到初始合成图像；

步骤3，从初始合成图像中确定修正后的第一拍摄角度和第二拍摄角度各自对应的图像对应的重叠区域；

步骤4，将不满足清晰度条件的重叠区域进行剔除处理，并将处理后的初始合成图像作为目标图像。

通过上述实施方式剔除不清晰的区域，留下相对清晰且完整的一个整体，合成的图像可以如图10所示，图10为本发明实施例提供的一种合成图像的示意图，目标图像可实现水平360度转动，方便用户从各个角度全面观察到钻石的生长情况。

在实际实施场景中，可以采用两种合成方式，一种是不带光球部分，只显示目标物；另外一种是带光球一起合成，此处不作限定。

S505，从目标图像中，确定钻石的有效像素面积；

有效像素面积指的是用来确定缺陷面积的有效区域，通常来说，一个钻石在生长过程中，由于四个侧面在横向生长，导致钻石周边出现多晶，因此，在计算缺陷面积时，需要钻石周边出现多晶所占区域进行剔除，例如，一个钻石的尺寸是7mm乘7mm，那么可以将6mm乘6mm的区域作为有效像素面积，然后在6mm乘6mm的区域内确定缺陷面积。

S506，在钻石的有效像素面积内，将每个像素对应的像素平均值与预设平均值进行比较。

S507，若任意一个像素对应的像素平均值与预设平均值之间的差值不在预设范围内，则将任意一个像素标记为异常像素。

继续以上述6mm乘6mm的区域为例，在这个区域内，每个像素对应有像素值，该像素值可以为该像素的RGB值，通过该RGB值计算该像素对应的像素平均值，然后将该像素平均值与预设平均值进行比较，从而确定各个像素的异常情况。

S508，将全部异常像素组成的像素面积与换算系数之间的乘积作为钻石对应的缺陷面积。

在其他实施场景中，在确定钻石的有效像素面积之后，还可以确定该有效像素面积所在区域内是否存在噪声像素点，若存在，则可以将该噪声像素点确定为多晶，从而可以继续识别该多晶的大小、位置等信息。

通过方式实施方式可以确定缺陷面积，还可以将确定的缺陷面积在合成的图像上进行展示，方便用户观察。

场景五

本发明实施例除了能够识别钻石生长状态信息以外，还可以识别其他环境信息，在一种可选的实施方式中，该方法还包括：

d1,在目标图像中，识别放置钻石的栅格对应的位置区域，和/或，识别异常光点位置。

请参见图11，图11为本发明实施例提供的栅格和异常光点的示意图。

d2,将栅格对应的位置区域和/或异常光点位置，标记在目标图像上。

场景六

为了方便用户直观了解上述各个场景中识别出来的钻石生长状态信息、缺陷信息以及其他环境信息，本发明实施例可以将上述各种关键信息进行展示，即在一种可能的实施方式中，本发明实施例还可以包括如下步骤：将生长状态信息标记在目标图像中，并对目标图像进行可视化。

基于相同的发明构思，本发明实施例还提供了一种培育钻石的生长状态检测装置，请参见图12，图12为本发明实施例提供的培育钻石的生长状态检测装置的功能模块图，培育钻石的生长状态检测装置400包括：

获取模块410，用于获取培育中的钻石对应的多张图像；其中，多张图像各自对应的拍摄角度不同；

确定模块420，用于根据基台的预设尺寸，确定多张图像各自对应的变形系数；基台用于承载培育中的钻石；

检测模块430，用于针对每张图像，基于钻石对应的像素信息、每张图像对应的变形系数以及预设的换算系数，确定钻石的生长状态信息。

在可选的实施方式中，获取模块410、确定模块420和检测模块430可以协同的来执行图5中的各个步骤以实现相应的技术效果。

在可选的实施方式中，检测模块430还可以用来执行上述实施例中的步骤a1至a3、步骤b1至步骤b2、步骤c1至c3、图8中的各个步骤、以及步骤1-4以及步骤d1至步骤d2实现相应的技术效果。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如前述实施方式中任一项的培育钻石的生长状态检测方法。该计算机可读存储介质可以是，但不限于，U盘、移动硬盘、ROM、RAM、PROM、EPROM、EEPROM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

应该理解到，在本发明所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

Claims (8)

1.一种培育钻石的生长状态检测方法，其特征在于，所述方法包括：

获取培育中的钻石对应的多张图像；其中，所述多张图像各自对应的拍摄角度不同；根据基台的预设尺寸，确定所述多张图像各自对应的变形系数；所述基台用于承载所述培育中的钻石；

针对每张图像，基于所述钻石对应的像素信息、所述每张图像对应的变形系数以及预设的换算系数，确定所述钻石的生长状态信息；

将第一拍摄角度和第二拍摄角度各自对应的图像进行合成，得到目标图像，具体为：根据所述第一拍摄角度和第二拍摄角度各自对应的图像的变形系数，对所述第一拍摄角度和第二拍摄角度各自对应的图像进行修正；将修正后的所述第一拍摄角度和第二拍摄角度各自对应的图像进行合成，得到初始合成图像；从所述初始合成图像中确定修正后的所述第一拍摄角度和第二拍摄角度各自对应的图像对应的重叠区域；将不满足清晰度条件的重叠区域进行剔除处理，并将处理后的初始合成图像作为所述目标图像；其中，所述第一拍摄角度和所述第二拍摄角度具有对称关系；

从所述目标图像中，确定所述钻石的有效像素面积；所述有效像素面积指的是用来确定缺陷面积的有效区域，具体为将钻石周边多晶所占区域进行剔除后得到区域；

在所述钻石的有效像素面积内，通过每个像素对应的的RGB值计算所述像素对应的像素平均值，将每个像素对应的像素平均值与预设平均值进行比较；

若任意一个像素对应的像素平均值与预设平均值之间的差值不在预设范围内，则将所述任意一个像素标记为异常像素；

将全部所述异常像素组成的像素面积与所述换算系数之间的乘积作为所述钻石对应的缺陷面积。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生长状态信息为厚度信息；

针对每张图像，基于所述钻石对应的像素信息、所述每张图像对应的变形系数以及预设的换算系数，确定所述钻石的生长状态信息，包括：

针对每张图像，根据所述变形系数确定每一行像素对应的变形系数；

从所述每张图像中识别出所述钻石对应的像素区域；

基于所述像素区域、以及所述像素区域内每一行像素对应的变形系数、以及预设的换算系数，确定所述钻石的厚度信息。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取当前采集时刻确定所述钻石的当前厚度信息以及上一个采集时刻确定的所述钻石的历史厚度信息；

根据所述当前厚度信息、所述历史厚度信息以及所述当前采集时刻和上一个采集时刻的时间差，确定所述钻石的生长速率信息。

4.根据权利要求2-3任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述钻石存在多个，基于每个钻石对应的厚度信息，依次计算每两个钻石之间的厚度偏差；

确定厚度偏差最小值与预设厚度差值是否在预设误差范围内；

若不在所述预设误差范围，则确定钻石生长状态存在不均匀异常。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述目标图像中，识别放置所述钻石的栅格对应的位置区域，和/或，识别异常光点位置；

将所述栅格对应的位置区域和/或异常光点位置，标记在所述目标图像上。

6.一种培育钻石的生长状态检测装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取培育中的钻石对应的多张图像；其中，所述多张图像各自对应的拍摄角度不同；

确定模块，基于基台的预设尺寸，确定所述多张图像各自对应的变形系数；所述基台用于承载所述培育中的钻石；

检测模块，用于针对每张图像，基于所述钻石对应的像素信息、所述每张图像对应的变形系数以及预设的换算系数，获得所述钻石的生长状态信息；

所述确定模块，还用于：将第一拍摄角度和第二拍摄角度各自对应的图像进行合成，得到目标图像，具体为：根据所述第一拍摄角度和第二拍摄角度各自对应的图像的变形系数，对所述第一拍摄角度和第二拍摄角度各自对应的图像进行修正；将修正后的所述第一拍摄角度和第二拍摄角度各自对应的图像进行合成，得到初始合成图像；从所述初始合成图像中确定修正后的所述第一拍摄角度和第二拍摄角度各自对应的图像对应的重叠区域；将不满足清晰度条件的重叠区域进行剔除处理，并将处理后的初始合成图像作为所述目标图像；其中，所述第一拍摄角度和所述第二拍摄角度具有对称关系；

从所述目标图像中，确定所述钻石的有效像素面积；所述有效像素面积指的是用来确定缺陷面积的有效区域，具体为将钻石周边多晶所占区域进行剔除后得到区域；

在所述钻石的有效像素面积内，通过每个像素对应的的RGB值计算所述像素对应的像素平均值，将每个像素对应的像素平均值与预设平均值进行比较；

若任意一个像素对应的像素平均值与预设平均值之间的差值不在预设范围内，则将所述任意一个像素标记为异常像素；

将全部所述异常像素组成的像素面积与所述换算系数之间的乘积作为所述钻石对应的缺陷面积。

7.一种培育钻石的生长状态检测系统，其特征在于，包括控制终端、钻石培育设备；所述控制终端和所述钻石培育设备通信连接；其中，所述钻石培育设备安装有图像采集系统；所述图像采集系统，用于从多个拍摄角度对所述钻石培育设备中培育中的钻石进行图像采集，并将采集的多张图像发送给所述控制终端；所述控制终端，用于执行如权利要求1-5任意一项所述的方法。

8.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器；所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机程序，所述处理器可执行所述计算机程序以实现权利要求1-5任一项所述的方法。

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