JP7164797B2 - 宝石学的特徴のマッピングおよびエンコーディング - Google Patents

Description

本発明は、一般に、宝石学的解析の分野に関し、より詳細には、宝石学的特徴のマッピングに関する。

多くの天然石または人工石あるいは鉱物形成が、宝石として使用可能である。その例として、ダイヤモンド、エメラルド、またはルビーなどが挙げられる。宝石の典型的な特徴は、宝石内の他の物質（例えば、不純物）の含有、欠陥、または不完全性を含む。例えば、ダイヤモンドは黒色炭素の仕様を含むことがあり、エメラルドは異なる色の鉱物の成分または仕様を含むことがあり、他のそのような不純物が、含有物を含むことがある。ひび割れ、欠けたエッジまたは角、カットまたはファセットの厚さまたは薄さ、および屈折率における変動も、不完全性または含有の例である。

本発明の目的は、鉱物結晶内の１つまたは複数の含有物をマッピングするための方法、システム、およびコンピュータ・プログラムを提供することである。

本発明の実施形態は、鉱物結晶内の１つまたは複数の含有物をマッピングするための方法、コンピュータ・プログラム製品、およびシステムを開示する。鉱物結晶に関連付けられた画像データのセットが受信される。受信された画像データのセットが解析され、受信された画像データのセットを解析することが、機械学習されたパラメータを介して画像データを分割することをさらに含む。鉱物結晶に関連付けられた１つまたは複数の含有物が、解析された画像データに基づいて識別され、それらの含有物は、鉱物結晶の表面上の非線形の分離された領域である。鉱物結晶の識別された１つまたは複数の含有物は、鉱物結晶の表面を表すツリー構造にマッピングされる。マッピングされた１つまたは複数の含有物は、鉱物結晶に関連付けられたチェーンコードとしてエンコードされる。鉱物結晶の重心値と識別された１つまたは複数の含有物の重心値の間の半径方向距離が計算され、鉱物結晶のフィンガープリントが生成され、この鉱物結晶のフィンガープリントは、少なくともエンコードされた１つまたは複数の含有物および計算された半径方向距離に基づく。

本発明の一実施形態による、分散データ処理環境を示す機能ブロック図である。 本発明の一実施形態による、分散データ処理環境内のアプリケーションのコンポーネントを示す機能ブロック図である。 本発明の一実施形態による、図１のデータ処理環境内のサーバ・コンピュータ上のマッピング・アプリケーションの動作ステップを示すフローチャートである。 本発明の一実施形態による、画像データの解析、マッピング、およびエンコーディングの例示的なブロック・フロー図を示す図である。 本発明の一実施形態による、含有物マッピング・アプリケーションを実行するサーバ・コンピュータのコンポーネントのブロック図である。

本発明の実施形態は、コンピューティングの分野に関し、より詳細には、宝石学的特徴のマッピングおよびエンコーディングに関する。以下で説明される実施形態例は、特に、鉱物結晶またはダイヤモンド内の１つまたは複数の含有物をマッピングするためのシステム、方法、およびプログラム製品を提供する。したがって、本実施形態は、例えばダイヤモンドを評価するため、または追跡するために、ダイヤモンドのデジタル・フィンガープリントを自動的に生成することによってダイヤモンドをマッピングおよびエンコードする技術分野を改善する能力を有する。ダイヤモンドの評価および追跡を支援するために、含有物を識別し、さまざまな視覚的情報源から含有物のデジタル・マップを生成できることは、有利であることがある。

請求される構造および方法の詳細な実施形態が本明細書において開示されるが、開示された実施形態が、さまざまな形態で具現化されてよい請求される構造および方法の例にすぎないということが、理解され得る。しかし、本発明は、さまざまな形態で具現化されてよく、本明細書において示された実施形態例に制限されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態例は、本開示が詳細かつ完全なものになり、本発明の範囲を当業者に完全に伝えるように、提供される。説明において、周知の特徴および技術の詳細は、提示された実施形態を不必要に分かりにくくするのを避けるために、省略されることがある。

本明細書における「一実施形態」、「実施形態」、「実施形態例」などへの参照は、記載された実施形態が特定の特徴、構造、または特性を含むことができるが、必ずしもすべての実施形態が特定の特徴、構造、または特性を含むわけではないということを示している。さらに、そのような語句は必ずしも同じ実施形態を参照していない。また、特定の特徴、構造、または特性がある実施形態に関連して説明される場合、明示的に説明されるかどうかにかかわらず、他の実施形態に関連してそのような特徴、構造、または特性に影響を与えることは、当業者の知識の範囲内にあると考えられる。

ほぼすべてのダイヤモンドは、表面上に見える小さい不完全性を有する。それらの不完全性は、極端な圧力および熱の下でダイヤモンドが形成されるときに、自然に生じる。ダイヤモンドの表面上に見える不完全性のサイズおよび量は、多くの場合、宝石の全体的等級および金銭的価値を決定する。この等級付け手順は、通常、手作業であり、評価者が顕微鏡などのツールの助けを借りてダイヤモンドの不完全性を検査し、その位置を精密に示し、これが全体的な品質等級に寄与する。ダイヤモンドなどの特定の宝石の透明度の等級は、含有物のサイズおよび品質によって主に決定される。最も一般的に、透明度の尺度に基づいて、宝石には次の等級が割り当てられる。フローレス（ＦＬ）、インターナリー・フローレス（ＩＦ）、ベリー・ベリー・スライトリー・インクルーデッド（ＶＶＳ１、ＶＶＳ２）、ベリー・スライトリー・インクルーデッド（ＶＳ１、ＶＳ２）、スライトリー・インクルーデッド（ＳＩ１、ＳＩ２）、インクルーデッド（Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３）。等級付けプロセスの一部として、通常は、含有物がダイヤモンド・プロット（Diamond Plot）にマッピングされ、ダイヤモンド・プロットは、各欠陥または含有物のタイプおよび位置を記録するために使用される、ダイヤモンドの表面のグラフィック表現である。現在、ダイヤモンドの欠陥の検査、プロット、およびマッピングは、専門の宝石鑑定士を必要とする手作業である。

含有物は、顕微鏡で見たときに、ダイヤモンドの画像上の明るい点または暗い点として現れることがある。通常、マイクロレンズの設定を使用して、明るい点または暗い点を含んでいるダイヤモンドの高解像度のデジタル画像を捕捉できる。通常の検査および等級付けが、例えば１０倍などの既定の標準倍率を有する顕微鏡を使用して実行されるということに留意されたい。さらに、あるダイヤモンドは、標準的な検査および等級付けのプロセスの間に視認できない含有物または不完全性を有することがある。したがって、検査および等級付けのプロセスは、標準的な検査プロセスでは、視認または認識が可能な不完全性または含有物に制限される。

２次元画像のセット、クラウン角度、パビリオン角度、テーブル・サイズ、カットレット・サイズ（cutlet size）、スター長さ、ロワーガードル長さ、ガードル厚、ガードルファセット、カメラの指標、照明の指標、およびモデルを生成するために必要な決定された情報になるその他の指標を含む指標という、入力のうちの１つまたは複数から、ダイヤモンドなどの宝石の３次元コンピュータ生成モデルを作成できるシステムを有することは、有利であることがある。コンピュータ生成３次元モデルは、現実的な照明条件を模倣できる。画像データの機械学習解析が、コンピュータによって描画されるモデルの生成に使用されてよく、含有物の位置が、画像データ入力を解析することから決定されてよい。本発明のさまざまな実施形態では、機械学習トレーニング期間中に、含有物マップ（inclusion map）が手動で生成されてよい。含有物が、生成されたモデル上にマッピングされ、ユーザに表示されてよい。

本発明は、一般に、宝石学的解析の分野に関し、より詳細には、宝石学的特徴のマッピングに関する。宝石学的特徴をマッピングするための１つの方法は、宝石内の含有物の位置を決定するために、画像データ解析を含んでよい。以下では、宝石内の含有物の位置を決定するために画像データを解析する実施形態が、添付の図１～図４を参照することによって詳細に説明される。本発明の実施形態は、一般に宝石の宝石学的特徴をマッピングすることを対象にしているが、以下の説明は、例示のみを目的として、ダイヤモンドの宝石学的特徴をマッピングおよびエンコードすることを具体的に対象にしている。図１は、本発明の一実施形態による、分散データ処理環境（概して１００と指定される）を示す機能ブロック図を示している。分散データ処理環境１００は、ネットワーク１４０を介してすべて接続された、サーバ１１０、ユーザ・デバイス１２０、画像システム１３０を含んでよい。

サーバ１１０およびユーザ・デバイス１２０は、ネットワーク１４０を介してさまざまなコンポーネントおよびデバイス（例えば、サーバ１１０、ユーザ・デバイス１２０、および画像化システム１３０）の分散データ処理環境１００と通信できる、ラップトップ・コンピュータ、タブレット・コンピュータ、ネットブック・コンピュータ、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ：personal computer）、デスクトップ・コンピュータ、スマートフォン、または任意のプログラム可能な電子デバイスであってよい。さまざまな実施形態では、サーバ１１０は、ユーザ・デバイス１２０および画像化システム１３０の内部または外部にある、個別のサーバまたは一連のサーバ、データベース、あるいはその他のデータ・ストレージであってよい。

さまざまな実施形態では、ユーザ・デバイス１２０は、グラフィカル・ユーザ・インターフェイスに表示できるアプリケーションをホストするように、またはＷｅｂブラウザを介してネットワーク（例えば、ネットワーク１４０）を経由して通信できるように、概して動作してよい。本発明のさまざまな実施形態では、ユーザ・デバイス１２０は、分散データ処理環境１００内の他のコンピューティング・デバイスと通信してよい。ユーザ・デバイス１２０は、ネットワーク１４０を経由して、例えば、画像化システム１３０からサーバ１１０によって受信された画像データに基づいてサーバ１１０によって生成された鉱物結晶またはダイヤモンドのフィンガープリントのデジタル・フィンガープリントまたは識別情報の要求に関して、要求を伝達してよい。

画像化システム１３０は、画像データを生成し、ネットワーク１４０を経由して、生成された画像データを他のデバイス（例えば、サーバ１１０およびユーザ・デバイス１２０）に伝達できる、レンズベースのシステム、ビデオ・システム、または任意のシステムであることができる。

さまざまな実施形態では、サーバ１１０は、図２を参照して下でより詳細に説明されているように、含有物マッピング・アプリケーション１１１を含んでいる。含有物マッピング・アプリケーション１１１は、例えばサーバ１１０を介して画像化システム１３０から、画像データのセットを受信するように、概して動作してよい。含有物マッピング・アプリケーション１１１は、ダイヤモンドの受信された画像データを解析し、コンピュータ・ビジョン・アルゴリズムおよび機械学習パラメータを利用して、受信された画像データに基づいて含有物または欠陥の位置を導出してよい。含有物マッピング・アプリケーション１１１は、識別された含有物を含む画像データに基づいて、ダイヤモンドの表面をマッピングし、ダイヤモンドの３Ｄモデルを生成してよい。

本発明の代替の一実施形態では、画像化システム１３０は、マッピング・アプリケーション１１１をデータ・ストレージ・デバイスに含んでよく、以下で提示される本発明は、画像化システム１３０内で実施されてよい。

さらに、本発明の代替の一実施形態では、ユーザ・デバイス１２０は、サーバ１１０および画像化システム１３０の機能を実行するために、画像データを捕捉するためのレンズ・システムおよび含有物マッピング・アプリケーション１１１を含んでいるデータ・ストアを含んでよい。

図２は、本発明の一実施形態による、分散データ処理環境１００内のサーバ１１０上の含有物マッピング・アプリケーション１１１のコンポーネントを示す機能ブロック図を示している。含有物マッピング・アプリケーション１１１は、受信モジュール２２０、含有物識別モジュール２１０、マッピング・モジュール２２０、エンコーディング・モジュール２３０、およびフィンガープリント生成モジュール２４０を含んでいる。

図１および図２を参照すると、受信モジュール２００は、ダイヤモンドのデジタル・フィンガープリントおよび画像データのセットに対する要求を、例えばユーザ・デバイス１２０および画像化システム１３０から、それぞれ受信してよい。受信モジュール２００は、画像データの解像度および倍率を決定するために、受信画像データに関連付けられたメタデータを識別してよい。さまざまな実施形態では、画像化システム１３０によって捕捉される解像度および倍率の値が事前に決定されてよく、例えば、画像化システム１３０によって捕捉される画像データは、１９２０×１０８０ピクセルの解像度および１０倍の倍率を有してよい。受信モジュール２００は、受信された画像データおよび関連付けられたメタデータを含有物識別モジュール２１０に伝達してよい。画像データは、関連付けられた鉱物結晶またはダイヤモンドの表面から反射された可視光の測定結果を表してよい。反射された可視光が、４００ｎｍ～７００ｎｍの波長で電磁放射線になるよう意図されているということが、理解されるべきである。

含有物識別モジュール２１０は、画像データを受信モジュール２００から受信してよい。含有物識別モジュール２１０は、画像データに基づいてダイヤモンド内の含有物または欠陥を識別するために、受信された画像データを解析してよい。含有物識別モジュール２１０は、受信された画像データを複数のセグメントに分割するために、機械学習またはコンピュータ・ビジョンの分割を使用してよい。さまざまな実施形態では、分割は、受信された画像上でグリッド層を使用し、これによって、画像内の境界を含む物体の識別を可能にする。含有物識別モジュール２１０は、識別された物体または境界がダイヤモンド内の含有物を表していることを決定してよい。

さまざまな実施形態では、含有物識別モジュール２１０は、ラスター化を使用して、受信された画像データに基づいて３次元モデルを生成してよい。ラスター化は、ベクター・グラフィックス形式の画像の表現であり、ビデオ・ディスプレイまたはプリンター（例えば、ユーザ・デバイス１２０のディスプレイ）に出力するために、ベクター・グラフィックス形式の画像をラスター画像に変換する。さまざまな実施形態では、ラスター画像は、受信された画像データの３次元レンダリングとしてリアルタイムに生成されてよい。レイ・トレーシングが、受信された静止画像データのレンダリングに使用されてよい。レイ・トレーシングは、光の経路を画像面内のピクセルとしてトレースし、仮想物体との光の遭遇の効果をシミュレートすることによって、画像を生成するためのレンダリング技術である。レイ・トレーシングは、反射および屈折、散乱、ならびに分散現象（例えば、色収差）をシミュレートできるため、ダイヤモンド画像でレイ・トレーシングを使用することは、有利であることがある。

このモデルは、受信された画像データに基づいて、ラスター化またはレイ・トレーシングをモデルに適用することによって、照明条件を含んでよい。ダイヤモンドの表面および内部の含有物は、分割解析を使用し、ダイヤモンドの表面上で非線形の分離された領域として含有物を識別して、モデルに含まれてよい。さまざまな実施形態では、含有物識別モジュール２１０は、モデル・データをマッピング・モジュール２２０に伝達してよい。

マッピング・モジュール２２０は、表面データおよび含有物データを含んでいるダイヤモンド・モデル・データを、含有物識別モジュール２１０から受信してよい。マッピング・モジュール２２０は、含有物識別モジュール２１０によって識別された含有物を、設定可能な倍率でダイヤモンドの２次元表面を表すツリー構造にマッピングしてよい。

エンコーディング・モジュール２３０は、マッピングされた含有物をマッピング・モジュール２２０から受信し、フリーマンのチェーンコード・アルゴリズムを使用して含有物をエンコードしてよい。このアルゴリズムは、選択された始点または基準ベクトルから開始し、ある方向または方向ベクトルの向き（例えば、反時計回り）にトレースして含有物の輪郭を計算することによって、マッピングされた含有物に関連付けられた半径方向距離を計算してよく、各輪郭のステップが計算されて、格納される。具体的には、基準ベクトルから開始して、重心と輪郭との間の距離が、定義された角度ステップで測定され、極角に応じてプロットされる。この方法で実施形態から生成された３次元の欠陥の３次元の正確なエンコーディングは、現在利用できる、人間による顕微鏡の下での宝石の観察に基づく含有物の２次元の輪郭の近似的なスケッチと比較して、ダイヤモンド内の含有物の定義における効率の向上を実現できる。

下の表１は、フリーマンのチェーンコードの例（左）およびチェーンコーディングの例（右）である。表１の例示的な輪郭は、一番上の行内の斜線で示された位置から開始して、反時計回りにトレースされ、その後の輪郭のステップの各々の方向が格納される。

チェーンコードおよび半径方向距離アルゴリズム。チェーンコードは、白黒画像用の可逆圧縮アルゴリズムである。チェーンコードの基本原理は、画像内の接続された各コンポーネントまたは識別された含有物を、別々にエンコードすることである。そのような領域ごとに、境界上の位置が選択され、その座標が送信される。エンコーディング・モジュール２３０は、領域の境界に沿って移動してよく、各ステップでこの移動の方向を送信する。この方法で実施形態から生成された３次元の欠陥の３次元の正確なエンコーディングは、現在利用できる、人間による顕微鏡の下での宝石の観察に基づく欠陥の２次元の輪郭の近似的なスケッチと比較して、ダイヤモンド内の欠陥の定義を向上できる。

フィンガープリント生成モジュール２４０は、受信された画像データ、マッピングされた含有物、およびエンコードされた含有物に基づいて、デジタル・フィンガープリントを生成してよい。生成されたフィンガープリントは、フィンガープリントを画像データ内で捕捉された鉱物結晶またはダイヤモンドに関連付ける、メタデータ・タグを含んでよい。

図３は、本発明の一実施形態による、図１のデータ処理環境１００内のサーバ１１０上の含有物マッピング・アプリケーション１１１の動作ステップを示すフローチャートを示している。

受信モジュール２００は、例えば、サーバ１１０を介して画像化システム１３０から、画像データのセットを受信する（ブロック３００）。さまざまな実施形態では、受信モジュール２００は、ユーザ・デバイス１２０から、鉱物結晶のフィンガープリントに対する関連付けられた要求と共に、画像データを受信する。受信モジュール２００は、受信された画像データを含有物識別モジュール２１０に伝達する。

含有物識別モジュール２１０は、受信された画像データを解析する（ブロック３１０）。含有物識別モジュール２１０は、受信された画像データの分割によって、画像データを解析する。さまざまな実施形態では、含有物識別モジュール２１０は、受信された２次元画像データに基づいて、画像に関連付けられたダイヤモンドの３次元モデルを生成する。含有物識別モジュール２１０は、各画像の表面が観察面と直角になるように、画像データのセットの各画像を回転させる。含有物識別モジュール２１０は、２次元画像の表面を観察面に投影して、画像の２次元レンダリングを生成する。含有物識別モジュール２１０は、投影された２次元レンダリングのセットに基づいて、ダイヤモンドの表面の３次元モデルを生成する。

含有物識別モジュール２１０は、解析された画像データに基づいて、含有物を識別する（ブロック３２０）。さまざまな実施形態では、含有物識別モジュール２１０は、ダイヤモンド・モデルの生成された表面上の非線形の分離された領域として含有物を識別する。含有物識別モジュール２１０は、識別された含有物をマッピング・モジュール２２０に伝達する。

マッピング・モジュール２２０は、識別された含有物を含有物識別モジュール２１０から受信し、識別された含有物をツリー構造にマッピングする（ブロック３３０）。マッピング・モジュール２２０によって生成された、マッピングされたツリー構造は、ダイヤモンドの表面上で識別された含有物を表し、その倍率は、エンコーディングに最適になるように、設定可能である。マッピング・モジュール２２０は、マッピングされた含有物および倍率をエンコーディング・モジュール２３０に伝達する。

エンコーディング・モジュール２３０は、受信されてマッピングされた含有物を、ダイヤモンドに関連付けられたチェーンコードとしてエンコードする（ブロック３４０）。エンコーディング・モジュール２３０は、マッピングされた含有物の半径方向距離を、含有物の境界のある方向（例えば、反時計回り）にトレースされた輪郭として計算する（ブロック３５０）。輪郭は、選択された始点から開始し、各輪郭のステップが計算されて、格納される。さまざまな実施形態では、エンコーディング・モジュール２３０は、基準方向から開始して、ダイヤモンドの重心とマッピングされた含有物の重心の間の距離を計算し、輪郭が、定義された角度ステップで測定され、極角に応じてプロットされる。エンコーディング・モジュール２３０は、マッピングされた含有物およびエンコードされた含有物をフィンガープリント生成モジュール２４０に伝達する。

フィンガープリント生成モジュール２４０は、受信された画像データ、マッピングされた含有物、およびエンコードされた含有物に基づいて、画像データによって捕捉されたダイヤモンドに関連付けられたフィンガープリントを生成する（ブロック３６０）。

ダイヤモンド内の含有物と呼ばれる欠陥は、ダイヤモンドの等級付けを主に決定する。欠陥は、ダイヤモンドの顕微鏡画像では、明るい点または暗い点のように見える。そのような欠陥のいくつかの例が、下で説明される図４に示されている。マイクロレンズの設定（例えば、画像化システム１３０）を使用して、ダイヤモンドおよびその含有物の高解像度の画像を取得できる。

図４は、本発明の一実施形態による、画像データの解析、マッピング、およびエンコーディングの例示的なブロック・フロー図を示している。図１、図２、および図４を参照すると、受信モジュール２００が、ダイヤモンドに関連付けられた画像データのセットを受信してよい。画像のセット内の１つの画像（ブロック４００）が、解析のために含有物識別モジュール２１０に伝達されてよい。

さまざまな実施形態では、含有物識別モジュール２１０が、受信された画像データ（ブロック４１０）を分割し、セグメント（ブロック４２０）が、含有物を識別するために拡大される。機械学習パラメータまたはコンピュータ・ビジョン技術を使用して、画像分割が実施されてよい。画像分割は、デジタル画像を複数のセグメント（スーパーピクセルとも呼ばれるピクセルのセット）に分割するプロセスである。分割の目的は、解析を効率的にするために、画像の表現を簡略化すること、または変更すること、あるいはその両方を実行することである。さまざまな実施形態では、画像分割は、機械学習分類器を使用して含有物のタイプが分類される畳み込みニューラル・ネットワークを使用して実行されてよい。画像分割は、複数の分割された入力画像からの３次元再構成に基づいて、含有物の３次元位置を決定できるようにしてよい。画像分割は、通常、画像内の物体および境界（線、曲線など）の位置を特定するために使用される。さらに正確には、画像分割は、同じラベルを持つピクセルが特定の特徴を共有するように、画像内のすべてのピクセルにラベルを割り当てるプロセスである。画像分割の結果は、画像全体を集合的にカバーするセグメントのセットであるか、または画像から抽出された輪郭のセットである。領域内のピクセルの各々は、何らかの特徴または計算された特性（色、明度、または質感など）に関して類似している。隣接する領域は、同じ特徴に関して、大きく異なっている。

さまざまな実施形態では、非線形の分離された領域が識別され、識別された含有物の領域がマッピングされ、チェーンコードを使用してエンコードされる（ブロック４３０）。さまざまな実施形態では、分割された画像の各セグメントが解析され、含有物が識別され、マッピングされ、エンコードされる。フィンガープリント生成モジュール２４０は、画像データ、および識別され、マッピングされ、エンコードされた含有物に基づいて、ダイヤモンドのフィンガープリントを生成してよい（ブロック４４０）。

図５は、本発明の一実施形態による、サーバ１１０のコンポーネントおよび図１の分散データ処理環境１００のその他のコンポーネント（例えば、ユーザ・デバイス１２０）のブロック図を示している。図５は、単に１つの実施態様の例を提供しており、さまざまな実施形態を実施できる環境に関して、どのような制限も意味していないと理解されるべきである。図に示された環境に対して、多くの変更が行われてよい。

サーバ１１０は、１つまたは複数のプロセッサ５０２、１つまたは複数のコンピュータ可読ＲＡＭ５０４、１つまたは複数のコンピュータ可読ＲＯＭ５０６、１つまたは複数のコンピュータ可読ストレージ媒体５０８、デバイス・ドライバ５１２、読み取り／書き込み駆動またはインターフェイス５１４、ネットワーク・アダプタまたはインターフェイス５１６を含んでよく、これらはすべて通信ファブリック５１８を経由して相互接続される。通信ファブリック５１８は、プロセッサ（マイクロプロセッサ、通信プロセッサ、およびネットワーク・プロセッサなど）、システム・メモリ、周辺機器、およびシステム内の任意のその他のハードウェア・コンポーネントの間で、データまたは制御情報あるいはその両方を渡すために設計された、任意のアーキテクチャを使用して実施されてよい。

１つまたは複数のオペレーティング・システム５１０、および１つまたは複数のアプリケーション・プログラム５１１（例えば、遺伝的分類アプリケーション１１１）は、各ＲＡＭ５０４（通常、キャッシュ・メモリを含む）のうちの１つまたは複数を介してプロセッサ５０２のうちの１つまたは複数によって実行するために、コンピュータ可読記憶媒体５０８のうちの１つまたは複数に格納される。示されている実施形態では、コンピュータ可読記憶媒体５０８の各々は、内部ハード・ドライブの磁気ディスク・ストレージ・デバイス、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ、メモリ・スティック、磁気テープ、磁気ディスク、光ディスク、半導体ストレージ・デバイス（ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、フラッシュ・メモリなど）、またはコンピュータ・プログラムおよびデジタル情報を格納できる任意のその他のコンピュータ可読の有形のストレージ・デバイスであってよい。

サーバ１１０は、１つまたは複数のポータブル・コンピュータ可読記憶媒体５２６に対して読み取りおよび書き込みを行うためのＲ／Ｗ駆動またはインターフェイス５１４を含んでもよい。サーバ１１０上のアプリケーション・プログラム５１１は、ポータブル・コンピュータ可読記憶媒体５２６のうちの１つまたは複数に格納され、各Ｒ／Ｗ駆動またはインターフェイス５１４を介して読み取られ、各コンピュータ可読記憶媒体５０８に読み込まれてよい。

サーバ１１０は、ネットワーク５１７に接続するためのＴＣＰ／ＩＰアダプタ・カードまたは無線通信アダプタ（ＯＦＤＭＡ技術を使用する４Ｇ無線通信アダプタなど）などのネットワーク・アダプタまたはインターフェイス５１６を含んでもよい。サーバ１１０上のアプリケーション・プログラム５１１は、ネットワーク（例えば、インターネット、ローカル・エリア・ネットワーク、またはその他の広域ネットワーク、あるいは無線ネットワーク）およびネットワーク・アダプタまたはインターフェイス５１６を介して、外部コンピュータまたは外部ストレージ・デバイスからコンピューティング・デバイスにダウンロードされてよい。プログラムは、ネットワーク・アダプタまたはインターフェイス５１６からコンピュータ可読記憶媒体５０８に読み込まれてよい。このネットワークは、銅線、光ファイバ、無線送信、ルータ、ファイアウォール、スイッチ、ゲートウェイ・コンピュータ、またはエッジ・サーバ、あるいはその組合せを備えてよい。

サーバ１１０は、ディスプレイ画面５２０、キーボードまたはキーパッド５２２、およびコンピュータ・マウスまたはタッチパッド５２４を含んでもよい。デバイス・ドライバ５１２は、画像化のためにディスプレイ画面５２０とインターフェイスをとるか、キーボードまたはキーパッド５２２とインターフェイスをとるか、コンピュータ・マウスまたはタッチパッド５２４とインターフェイスをとるか、または英数字入力およびユーザ選択の圧力検出のためにディスプレイ画面５２０とインターフェイスをとるか、あるいはその組合せとインターフェイスをとる。デバイス・ドライバ５１２、Ｒ／Ｗ駆動またはインターフェイス５１４、およびネットワーク・アダプタまたはインターフェイス５１６は、ハードウェアおよびソフトウェア（コンピュータ可読記憶媒体５０８またはＲＯＭ５０６あるいはその両方に格納される）を備えてよい。

本発明は、任意の可能な統合の技術的詳細レベルで、システム、方法、またはコンピュータ・プログラム製品、あるいはその組合せであってよい。コンピュータ・プログラム製品は、プロセッサに本発明の態様を実行させるためのコンピュータ可読プログラム命令を含んでいるコンピュータ可読記憶媒体を含んでよい。

コンピュータ可読記憶媒体は、命令実行デバイスで使用するための命令を保持および格納できる有形のデバイスにすることができる。コンピュータ可読記憶媒体は、例えば、電子ストレージ・デバイス、磁気ストレージ・デバイス、光ストレージ・デバイス、電磁ストレージ・デバイス、半導体ストレージ・デバイス、またはこれらの任意の適切な組合せであってよいが、これらに限定されない。コンピュータ可読記憶媒体のさらに具体的な例の非網羅的リストは、ポータブル・コンピュータ・ディスケット、ハード・ディスク、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ：random access memory）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ：read-only memory）、消去可能プログラマブル読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ：erasable programmable read-only memoryまたはフラッシュ・メモリ）、スタティック・ランダム・アクセス・メモリ（ＳＲＡＭ：static random access memory）、ポータブル・コンパクト・ディスク読み取り専用メモリ（ＣＤ－ＲＯＭ：compact disc read-only memory）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ：digital versatile disk）、メモリ・スティック、フロッピー・ディスク、パンチカードまたは命令が記録されている溝の中の隆起構造などの機械的にエンコードされるデバイス、およびこれらの任意の適切な組合せを含む。本明細書において使用されるとき、コンピュータ可読記憶媒体は、それ自体が、電波またはその他の自由に伝搬する電磁波、導波管またはその他の送信媒体を伝搬する電磁波（例えば、光ファイバ・ケーブルを通過する光パルス）、あるいはワイヤを介して送信される電気信号などの一過性の信号であると解釈されるべきではない。

本明細書に記載されたコンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータ可読記憶媒体から各コンピューティング・デバイス／処理デバイスへ、またはネットワーク（例えば、インターネット、ローカル・エリア・ネットワーク、広域ネットワーク、または無線ネットワーク、あるいはその組合せ）を介して外部コンピュータまたは外部ストレージ・デバイスへダウンロードされ得る。このネットワークは、銅伝送ケーブル、光伝送ファイバ、無線送信、ルータ、ファイアウォール、スイッチ、ゲートウェイ・コンピュータ、またはエッジ・サーバ、あるいはその組合せを備えてよい。各コンピューティング・デバイス／処理デバイス内のネットワーク・アダプタ・カードまたはネットワーク・インターフェイスは、コンピュータ可読プログラム命令をネットワークから受信し、それらのコンピュータ可読プログラム命令を各コンピューティング・デバイス／処理デバイス内のコンピュータ可読記憶媒体に格納するために転送する。

本発明の動作を実行するためのコンピュータ可読プログラム命令は、アセンブラ命令、命令セット・アーキテクチャ（ＩＳＡ：instruction-set-architecture）命令、マシン命令、マシン依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、集積回路のための構成データ、あるいは、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ（Ｒ）、Ｃ＋＋などのオブジェクト指向プログラミング言語、および「Ｃ」プログラミング言語または同様のプログラミング言語などの手続き型プログラミング言語を含む１つまたは複数のプログラミング言語の任意の組合せで記述されたソース・コードまたはオブジェクト・コードであってよい。コンピュータ可読プログラム命令は、ユーザのコンピュータ上で全体的に実行すること、ユーザのコンピュータ上でスタンドアロン・ソフトウェア・パッケージとして部分的に実行すること、ユーザのコンピュータ上およびリモート・コンピュータ上でそれぞれ部分的に実行すること、あるいはリモート・コンピュータ上またはサーバ上で全体的に実行することができる。後者のシナリオでは、リモート・コンピュータは、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ：local area network）または広域ネットワーク（ＷＡＮ：wide area network）を含む任意の種類のネットワークを介してユーザのコンピュータに接続されてよく、または接続は、（例えば、インターネット・サービス・プロバイダを使用してインターネットを介して）外部コンピュータに対して行われてよい。一部の実施形態では、本発明の態様を実行するために、例えばプログラマブル論理回路、フィールドプログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ：field-programmable gate arrays）、またはプログラマブル・ロジック・アレイ（ＰＬＡ：programmable logic arrays）を含む電子回路は、コンピュータ可読プログラム命令の状態情報を利用することによって、電子回路をカスタマイズするためのコンピュータ可読プログラム命令を実行してよい。

本発明の態様は、本明細書において、本発明の実施形態による、方法、装置（システム）、およびコンピュータ・プログラム製品のフローチャート図またはブロック図あるいはその両方を参照して説明される。フローチャート図またはブロック図あるいはその両方の各ブロック、ならびにフローチャート図またはブロック図あるいはその両方に含まれるブロックの組合せが、コンピュータ可読プログラム命令によって実施され得るということが理解されるであろう。

これらのコンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータまたは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサを介して実行される命令が、フローチャートまたはブロック図あるいはその両方の１つまたは複数のブロックに指定される機能／動作を実施する手段を作り出すべく、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、または他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサに提供されてマシンを作り出すものであってよい。これらのコンピュータ可読プログラム命令は、命令が格納されたコンピュータ可読記憶媒体がフローチャートまたはブロック図あるいはその両方の１つまたは複数のブロックに指定される機能／動作の態様を実施する命令を含んでいる製品を備えるように、コンピュータ可読記憶媒体に格納され、コンピュータ、プログラム可能なデータ処理装置、または他のデバイス、あるいはその組合せに特定の方式で機能するように指示できるものであってもよい。

コンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータ上、他のプログラム可能な装置上、または他のデバイス上で実行される命令が、フローチャートまたはブロック図あるいはその両方の１つまたは複数のブロックに指定される機能／動作を実施するように、コンピュータ、他のプログラム可能なデータ処理装置、または他のデバイスに読み込まれてもよく、それによって、一連の動作可能なステップを、コンピュータ上、他のプログラム可能な装置上、またはコンピュータ実施プロセスを生成する他のデバイス上で実行させる。

図内のフローチャートおよびブロック図は、本発明のさまざまな実施形態による、システム、方法、およびコンピュータ・プログラム製品の可能な実施態様のアーキテクチャ、機能、および動作を示す。これに関連して、フローチャートまたはブロック図内の各ブロックは、規定された論理機能を実施するための１つまたは複数の実行可能な命令を備える、命令のモジュール、セグメント、または部分を表してよい。一部の代替の実施態様では、ブロックに示された機能は、図に示された順序とは異なる順序で発生してよい。例えば、連続して示された２つのブロックは、実際には、含まれている機能に応じて、実質的に同時に実行されるか、または場合によっては逆の順序で実行されてよい。ブロック図またはフローチャート図あるいはその両方の各ブロック、ならびにブロック図またはフローチャート図あるいはその両方に含まれるブロックの組合せは、規定された機能または動作を実行するか、または専用ハードウェアとコンピュータ命令の組合せを実行する専用ハードウェアベースのシステムによって実施され得るということにも留意されたい。

本明細書に記載されたプログラムは、アプリケーションに基づいて識別され、本発明の特定の実施形態において、そのアプリケーションに関してプログラムが実施される。ただし、本明細書における特定のプログラムの名前は単に便宜上使用されていると理解されるべきであり、したがって、本発明は、そのような名前によって識別されたか、または暗示されたか、あるいはその両方によって示された特定のアプリケーションのみで使用するように制限されるべきではない。前述の説明に基づいて、コンピュータ・システム、方法、およびコンピュータ・プログラム製品が開示された。しかし、本発明の範囲から逸脱することなく、多数の変更および代替が行われ得る。したがって本発明は、制限ではなく、例として開示された。

１１０ サーバ
１１１ 含有物マッピング・アプリケーション
１２０ ユーザ・デバイス
１３０ 画像化システム
１４０ ネットワーク
２００ 受信モジュール
２１０ 含有物識別モジュール
２２０ マッピング・モジュール
２３０ エンコーディング・モジュール
２４０ フィンガープリント生成モジュール

Claims (9)

1. 鉱物結晶内の１つまたは複数の含有物をマッピングするための方法であって、
   前記鉱物結晶に関連付けられた画像データを受信することと、
   前記受信された画像データを解析することであって、前記解析することが、機械学習されたパラメータを介して前記画像データを複数のセグメントに分割することをさらに含む、前記解析することと、
   前記解析された画像データに基づいて前記鉱物結晶に関連付けられた１つまたは複数の含有物を識別することであって、前記含有物が、前記鉱物結晶の表面上において非線形の分離された領域として前記画像データ上で識別される、前記識別することと、
   前記領域として識別された１つまたは複数の含有物を、設定可能な倍率で前記鉱物結晶の前記表面を表すツリー構造にマッピングすることであって、前記マッピングされたツリー構造は、前記鉱物結晶の表面上で識別された含有物を表し且つ前記倍率はエンコーディングに最適になるように設定可能である、前記マッピングすることと、
   前記マッピングされた１つまたは複数の含有物を前記鉱物結晶に関連付けられたチェーンコードとしてエンコードすることであって、該エンコードすることは、選択された始点又は基準ベクトルから開始し、ある方向又は方向ベクトルの向きにトレースして含有物の輪郭を計算することによって、前記マッピングされた１つまたは複数の含有物に関連付けられた半径方向距離を計算することを含む、前記エンコードすることと、及び
   鉱物結晶のフィンガープリントを生成することであって、前記鉱物結晶のフィンガープリントが、少なくとも前記エンコードされた１つまたは複数の含有物および前記計算された半径方向距離に基づく、前記生成することと
   を含む、前記方法。
2. 前記画像データが、
   ２次元画像データ、
   ３次元モデル・データ、および
   ビデオ・データ
   のうちの少なくとも１つをさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記エンコードすることが、
   前記識別された１つまたは複数の含有物の重心値と相対的な極角に応じて、前記半径方向距離をプロットすることをさらに含む、請求項１又は２に記載の方法。
4. 既定の解像度値および倍率値に基づいて前記画像データが形成される、請求項１～３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記画像データが、前記鉱物結晶に関連付けられた前記表面から反射された可視光の測定結果を表し、可視光の前記測定結果に関連付けられた波長が４００ｎｍ～７００ｎｍである、請求項１～４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記フィンガープリントが、前記画像データ内で捕捉された鉱物結晶に関連付けるメタデータ・タグを含む、請求項１～５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記解析することが、
   各画像の表面が観察面と直角になるように、前記画像データの各画像を回転させることと、
   前記画像上の２次元レンダリングのセットを前記表面に投影することと、及び
   前記投影された２次元レンダリングのセットに基づいて３次元モデルを生成することと
   をさらに含む、請求項１～６のいずれか１項に記載の方法。
8. 鉱物結晶内の１つまたは複数の含有物をマッピングするためのコンピュータ・システムであって、前記コンピュータ・システムが、
   １つまたは複数のコンピュータ・プロセッサと、
   １つまたは複数のコンピュータ可読記憶媒体と、
   前記１つまたは複数のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行するために前記コンピュータ可読記憶媒体に格納されたプログラム命令と
   を備えており、前記プログラム命令が、請求項１～７のいずれか１項に記載の方法を前記コンピュータ・プロセッサに実行させる、前記コンピュータ・システム。
9. 鉱物結晶内の１つまたは複数の含有物をマッピングするためのコンピュータ・プログラムであって、コンピュータに、請求項１～７のいずれか１項に記載の方法を実行させるための、前記コンピュータ・プログラム。

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