CN219284995U - 一种珠宝鉴定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种珠宝鉴定装置，涉及珠宝鉴定技术领域，包括光谱成像装置和分析装置，光谱成像装置和分析装置连接，光谱成像装置用于获取样品的高光谱图像或多光谱图像，分析装置能够通过高光谱图像或多光谱图像获得样品的光谱曲线。本实用新型提供的珠宝鉴定装置覆盖的波长和波段更全面，图像中涵盖的空间信息更丰富，能够进行更精细地分析，从而提高鉴定的准确性。

Description

一种珠宝鉴定装置

技术领域

本实用新型涉及珠宝鉴定技术领域，特别是涉及一种珠宝鉴定装置。

背景技术

珠宝具有晶莹剔透、色彩绚丽、坚硬耐久以及稀有等属性，为世界各地的人们所追捧。由于珠宝种类丰富多样，如宝石、钻石、金珍珠、红珊瑚及翡翠等，且不同品种的珠宝的价值跨度大，因此需对珠宝进行精确的划分。然而由于肉眼的局限性，需借助有效的珠宝鉴定仪器与方法进行检测与鉴定。

目前红外光谱分析法和紫外-可见光吸收光谱分析法在宝玉鉴定中的应用越来越广泛，如中国专利CN201310412092.X提供了一种宝石鉴定附件，通过红外光谱仪可以将宝石的红外谱图扫描出来，通过标准谱图的对比来加以分辨宝石；中国专利CN202010497749.7提供了一种快速鉴定天然红宝石和合成红宝石的方法，将待测的红宝石样品的紫外-可见光吸收光谱与其实验中天然红宝石和合成红宝石的紫外-可见光吸收光谱作对比，如果吸收截止边的位置在285nm～370nm之间，则可以定为天然红宝石；如果吸收截止边位置在240～280nm之间，则可以定为合成红宝石。现有的珠宝光谱研究只是针对单点的光谱研究，即只是利用红外光谱或紫外-可见光吸收光谱等进行珠宝真伪的分析，其光谱波长和波段覆盖不够全面，且红外谱图、紫外谱图中无空间维度数据，无法进行精细地分析，鉴定结果误差较大。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种珠宝鉴定装置，以解决上述现有技术存在的问题，覆盖的波长和波段更全面，图像中涵盖的空间信息更丰富，能够进行更精细地分析，从而提高鉴定的准确性。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供了一种珠宝鉴定装置，包括光谱成像装置和分析装置，所述光谱成像装置和所述分析装置连接，所述光谱成像装置用于获取样品的高光谱图像或多光谱图像，所述分析装置能够通过所述高光谱图像或所述多光谱图像获得所述样品的光谱曲线。

优选的，本实用新型提供的珠宝鉴定装置还包括壳体和照明装置，所述壳体具有内腔，所述壳体的内壁上设有反射涂层，所述内腔具有第一开口，所述第一开口用于将所述样品放入所述内腔，所述光谱成像装置能够获得所述内腔内的所述样品的高光谱图像或多光谱图像，所述照明装置的光线能够照射到所述内腔内。

优选的，本实用新型提供的珠宝鉴定装置还包括图像采集装置，所述图像采集装置与所述分析装置连接，所述图像采集装置能够获得所述内腔内的所述样品的图像和所述样品所在位置处的所述壳体内壁的图像，所述分析装置能够将所述图像进行显示。

优选的，本实用新型提供的珠宝鉴定装置还包括挡板，所述挡板固定连接于所述壳体的所述内腔内，所述挡板能够阻挡所述照明装置的光线直接照射到所述样品上，且所述照明装置的光线经过所述挡板和/或所述反射涂层的反射后能够照射到所述样品上。

优选的，本实用新型提供的珠宝鉴定装置还包括标准白板，所述标准白板的上表面能够与所述壳体接触并封闭所述第一开口，所述标准白板上用于封闭所述第一开口的表面用于放置所述样品。

优选的，本实用新型提供的珠宝鉴定装置还包括支撑装置和升降装置，所述壳体固定连接于所述支撑装置上，所述升降装置与所述标准白板固定连接，所述升降装置能够带动所述标准白板升降并使所述标准白板封闭所述第一开口或开启所述第一开口，所述标准白板与所述壳体不接触时所述标准白板与所述壳体之间留有间隙，所述样品能够通过所述间隙放置所述标准白板的上表面上。

优选的，所述挡板和所述照明装置设置于所述样品的同一侧，且所述挡板与所述照明装置的光源相对设置。

优选的，所述光谱成像装置的多光谱图像采集部件与所述第一开口相对设置。

优选的，光谱成像装置为多光谱相机或高光谱相机，图像采集装置为可见光相机，所述分析装置为电脑，所述壳体为光学积分球。

优选的，所述样品所对应的品类为标准样本，所述分析装置能够通过对比所述样品的光谱曲线与所述标准样本的光谱曲线判断所述样品是否为正品，且所述分析装置能够通过对比所述样品的光谱曲线与多个等级的所述标准样本的光谱曲线获得所述所述样品的等级。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

本实用新型提供的珠宝鉴定装置，通过光谱成像装置获取样品的高光谱图像或多光谱图像，并利用所述分析装置获得所述样品的光谱曲线。通过将样品的光谱曲线与样品所对应的品类的标准样本的光谱曲线进行对比，能够对样品进行真伪鉴定及等级鉴定。本实用新型提供的珠宝鉴定装置是利用样品的高光谱图像或多光谱图像进行珠宝真伪的鉴定的，高光谱图像和多光谱图像相对于红外光谱或紫外-可见光吸收光谱等单点光谱覆盖的波长和波段更全面，且能够实现图谱合一的成像，即能够将图像空间维信息、光谱维信息和特征维信息融合到一起，图像中涵盖的空间信息更丰富，能够进行更精细地分析，从而提高鉴定的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1为本实用新型提供的珠宝鉴定装置的结构示意图；

图中：100、珠宝鉴定装置；1、光谱成像装置；2、分析装置；3、样品；4、壳体；401、内腔；402、反射涂层；403、第一开口；5、照明装置；6、图像采集装置；7、挡板；8、标准白板；9、升降装置。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种珠宝鉴定装置，以解决上述现有技术存在的问题，覆盖的波长和波段更全面，图像中涵盖的空间信息更丰富，能够进行更精细地分析，从而提高鉴定的准确性。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，本实用新型提供了一种珠宝鉴定装置100，包括光谱成像装置1和分析装置2，分析装置2优选为电脑，光谱成像装置1和分析装置2连接，光谱成像装置1用于获取样品3的高光谱图像或多光谱图像，分析装置2能够通过高光谱图像或多光谱图像获得样品3的光谱曲线。需要说明的是，分析装置2通过高光谱图像或多光谱图像获得是样品3上某区域像素的光谱曲线，优选的，可以通过获得同一个样品3上的不同区域像素的光谱曲线分别进行比对，以提高准确性。本实用新型提供的珠宝鉴定装置100是利用样品3的高光谱图像或多光谱图像进行珠宝真伪的鉴定的，高光谱图像和多光谱图像相对于红外光谱或紫外-可见光吸收光谱等单点光谱覆盖的波长和波段更全面，且能够实现图谱合一的成像，即能够将图像空间维信息、光谱维信息和特征维信息融合到一起，图像中涵盖的空间信息更丰富，能够进行更精细地分析，从而提高鉴定的准确性。光谱成像装置1至少具有400nm至1000nm范围内的多波段感光能力。优选的，光谱成像装置1为多光谱相机或高光谱相机，其中多光谱相机成本相对于高光谱相机较低，精度较低，可以根据成本和精度要求进行选择。

作为优选的实施方式，样品3所对应的品类为标准样本，分析装置2能够通过对比样品3的光谱曲线与标准样本的光谱曲线判断样品3是否为正品，且分析装置2能够通过对比样品3的光谱曲线与多个等级的标准样本的光谱曲线获得样品3的等级。其真伪鉴定和等级鉴定的方法为现有技术，如可以计算样品3的光谱曲线间与多个等级的标准样本的的欧式距离，样品3的光谱曲线距哪一等级的标准样本的光谱曲线的欧式距离最小，则认为该样品3属于哪一等级。若样品3成色较为均匀，可利用样品3各像素的平均光谱曲线进行上述比较操作；若样本成色不均匀，可对样品3不同区域像素的光谱曲线进行上述比较操作，从而获得更细致的分区域的等级鉴定。

本实用新型提供的珠宝鉴定装置100还包括壳体4和照明装置5，壳体4具有内腔401，壳体4的内壁上设有反射涂层402，内腔401具有第一开口403，第一开口403用于将样品3放入内腔401，光谱成像装置1能够获得内腔401内的样品3的高光谱图像或多光谱图像，照明装置5的光线能够照射到内腔401内。优选的，壳体4为光学积分球，壳体4能够为待鉴定的珠宝样品3形成照射角度和光线属性更为均匀的光照环境，尤其是光学积分球能够为待鉴定的珠宝样品3形成照射角度和光线属性完全均匀的光照环境，避免了常规光源下成像时样本光照不具备各向同性的特性。照明装置5的光源应为宽带白光源，波长范围能够覆盖光谱成像装置1的感光波段，具体可以根据光谱成像装置1的感光范围确定，一般为400-1000nm。反射涂层402优选为白色。

作为优选的实施方式，光谱成像装置1的多光谱图像采集部件与第一开口403相对设置，减少成像的几何失真。

本实用新型提供的珠宝鉴定装置100还包括图像采集装置6，图像采集装置6优选为可见光相机，图像采集装置6与分析装置2连接，图像采集装置6能够获得内腔401内的样品3的图像和样品3所在位置处的壳体4内壁的图像，分析装置2能够将图像进行显示。图像采集装置6能够对样品3进行可见光成像，用于对实验前和实验中的样品3的位置状态、环境状态等进行实时监控。

需要说明的是，照明装置5、光谱成像装置1和图像采集装置6的固定位置不做限制，如可以固定连接于壳体4内部或设置于壳体4外，只要能够实现其所对应的功能即可。当照明装置5、光谱成像装置1和图像采集装置6设置于壳体4外时，壳体4上开设对应的第二开口、第三开口和第四开口，照明装置5、光谱成像装置1和图像采集装置6分别与第二开口、第三开口和第四开口相对设置，且光谱成像装置1和图像采集装置6能够通过第三开口和第四开口对样品3进行成像，照明装置5的光线能够穿过第二开口照射到内腔401内。优选的，第一开口403设置于壳体4的正下方，光谱成像装置1和图像采集装置6在空间允许的条件下尽可能靠近壳体4顶部的中心位置，以保证从样品3的正上方进行成像，减少成像的几何失真。第二开口的位置可参考常规积分球中光源位置的设置方式进行设置。光谱成像装置1和图像采集装置6的基线方向均垂直于水平面，即光谱成像装置1和图像采集装置6的镜头的中心线均垂直于水平面。分析装置2能够控制光谱成像装置1和图像采集装置6的开启与关闭。

本实用新型提供的珠宝鉴定装置100还包括挡板7，挡板7固定连接于壳体4的内腔401内，挡板7能够阻挡照明装置5的光线直接照射到样品3上，且照明装置5的光线经过挡板7和/或反射涂层402的反射后能够照射到样品3上。其中，照明装置5的部分光线照射到挡板7上，经挡板7反射后照射到样品3或反射涂层402上，照射到反射涂层402上的光线经过反射涂层402的一次或多次反射后照射到样品3上。

作为优选的实施方式，挡板7和照明装置5设置于样品3的同一侧，且挡板7与照明装置5的光源相对设置。即挡板7装置设置于光源的直射路径上，避免照明装置5产生的光线直接到达样品3，保证光线的均匀性。

本实用新型提供的珠宝鉴定装置100还包括标准白板8，标准白板8的上表面能够与壳体4接触并封闭第一开口403，标准白板8上用于封闭第一开口403的表面用于放置样品3。即标准白板8的上表面的面积不小于第一开口403的面积。标准白板8用于承载样品3，且能够进行光反射，用于对高光谱图像和多光谱图像进行矫正，提高准确性。优选的，标准白板8要求漫反射性能好，在光谱成像装置1的感光波长范围内的光谱反射比高，在不同波段上光线反射率差别小，从而保证能够提供用于光谱校准的标准光谱曲线。校正方法为现有技术，此处不做赘述，如可以采用A laboratory-created dataset with ground truthfor hyperspectral unmixing evaluation，IEEE Journal of Selected Topics inApplied Earth Observations and Remote Sensing 2019中提供的校正方法进行校正。

本实用新型提供的珠宝鉴定装置100还包括支撑装置和升降装置9，壳体4固定连接于支撑装置上，升降装置9与标准白板8固定连接，升降装置9能够带动标准白板8升降并使标准白板8封闭第一开口403或开启第一开口403，标准白板8与壳体4不接触时(第一开口403开启)标准白板8与壳体4之间留有间隙，样品3能够通过间隙放置标准白板8的上表面上。即升降装置9运动至对低点时标准白板8与壳体4下端的间隙能够足够放入样品3。支撑装置固定壳体4。便于操作，有利于提高效率。升降装置9为现有技术，如可以采用伸缩杆等，此处不做赘述。

本实用新型提供的珠宝鉴定装置100的使用方法为：

1、放入样品3前，调节底部升降装置9，使标准白板8与壳体4下端紧密贴合(封闭第一开口403)。打开照明装置5，打开图像采集装置6，观测壳体4内部状态，具体为观测样品3摆放位置是否正确，内部光线条件是否正常，壳体4内部状态正常则通过光谱成像装置1采集标准白板8的光谱图像数据，并存储在分析装置2内，用于放置样本时采集数据的矫正。

2、调节底部升降装置9，使标准白板8与壳体4下端脱离，将样品3放置于标准白板8中心，调节底部升降装置9，使标准白板8与壳体4下端紧密贴合。

3、打开照明装置5，再打开图像采集装置6，观测壳体4内部状态以及样品3位置状态是否正确。

4、壳体4内部状态以及样品3位置状态正确，则通过光谱成像装置1进行样本成像。

5、关闭照明装置5、关闭光谱成像装置1和图像采集装置6，通过调节升降装置9取出样品3。

6、在分析装置2上进行样品3质量鉴定。

本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (9)

1.一种珠宝鉴定装置，其特征在于：包括壳体、挡板、照明装置、光谱成像装置和分析装置，所述光谱成像装置和所述分析装置连接，所述光谱成像装置用于获取样品的高光谱图像或多光谱图像，所述分析装置能够通过所述高光谱图像或所述多光谱图像获得所述样品的光谱曲线；

所述壳体具有内腔，所述壳体的内壁上设有反射涂层，所述照明装置的光线能够照射到所述内腔内，所述挡板固定连接于所述壳体的所述内腔内，所述挡板能够阻挡所述照明装置的光线直接照射到所述样品上，且所述照明装置的光线经过所述挡板和/或所述反射涂层的反射后能够照射到所述样品上；所述光谱成像装置能够获得所述内腔内的所述样品的高光谱图像或多光谱图像。

2.根据权利要求1所述的珠宝鉴定装置，其特征在于：所述内腔具有第一开口，所述第一开口用于将所述样品放入所述内腔。

3.根据权利要求2所述的珠宝鉴定装置，其特征在于：还包括图像采集装置，所述图像采集装置与所述分析装置连接，所述图像采集装置能够获得所述内腔内的所述样品的图像和所述样品所在位置处的所述壳体内壁的图像，所述分析装置能够将所述图像进行显示。

4.根据权利要求2所述的珠宝鉴定装置，其特征在于：还包括标准白板，所述标准白板的上表面能够与所述壳体接触并封闭所述第一开口，所述标准白板上用于封闭所述第一开口的表面用于放置所述样品。

5.根据权利要求4所述的珠宝鉴定装置，其特征在于：还包括支撑装置和升降装置，所述壳体固定连接于所述支撑装置上，所述升降装置与所述标准白板固定连接，所述升降装置能够带动所述标准白板升降并使所述标准白板封闭所述第一开口或开启所述第一开口，所述标准白板与所述壳体不接触时所述标准白板与所述壳体之间留有间隙，所述样品能够通过所述间隙放置所述标准白板的上表面上。

6.根据权利要求1所述的珠宝鉴定装置，其特征在于：所述挡板和所述照明装置设置于所述样品的同一侧，且所述挡板与所述照明装置的光源相对设置。

7.根据权利要求3所述的珠宝鉴定装置，其特征在于：所述光谱成像装置的多光谱图像采集部件与所述第一开口相对设置。

8.根据权利要求7所述的珠宝鉴定装置，其特征在于：光谱成像装置为多光谱相机或高光谱相机，图像采集装置为可见光相机，所述分析装置为电脑，所述壳体为光学积分球。

9.根据权利要求1所述的珠宝鉴定装置，其特征在于：所述样品所对应的品类为标准样本，所述分析装置能够通过对比所述样品的光谱曲线与所述标准样本的光谱曲线判断所述样品是否为正品，且所述分析装置能够通过对比所述样品的光谱曲线与多个等级的所述标准样本的光谱曲线获得所述样品的等级。

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