[发明专利]宝石的颜色测量

说明书

本公开涉及用于测量宝石的颜色参数的设备。该设备包括用于在测量位置处支撑宝石的支撑结构，用于照射测量位置处的宝石的照明系统，指向测量位置以获得宝石图像的成像装置以及用于分析宝石的图像的图像处理器。图像处理器被配置为识别与图像中的宝石相对应的一组宝石像素并识别每个宝石像素的亮度值和色度值。从色度空间中的宝石像素的色度值的表达式计算颜色矢量(401)，该颜色矢量在色度空间中从具有相对较高亮度值(405)的宝石像素延伸到具有较低亮度值(407)的宝石像素。该颜色矢量用于确定颜色参数。

技术领域

本发明涉及宝石的颜色测量。

具体而言，尽管不是唯一的，本发明涉及钻石颜色的测量。

背景技术

宝石，特别是钻石，的美丽或吸引力被认为与宝石如何与光相互作用直接相关。抛光钻石的市场价值取决于其颜色，切割比例，内部透明度和重量，被称为“四C”。切割和重量相对容易定量测量，但通常通过眼睛来测量颜色。在无色到浅黄色的钻石的情况下，通常沿着称为GIAD到Z的刻度进行分析。通常情况下，训练有素的评估员目视检查钻石，并将其与已知颜色的一组现有样品进行比较。在实践中，样品宝石通常具有对应于等级之间的边界的颜色-例如，D/E界石。

这个视觉检查过程是困难的，耗时的，并且不可避免地涉及一些主观判断。因此，需要产生一种能够提供可重复的，可靠的，客观的钻石颜色定量测量的仪器。过去已经尝试了各种方法。一般来说，它们的共同之处在于可见光对钻石的照明，以及从钻石透射的光的测量。这种光的颜色分析可以估计出钻石的颜色的测量值。

尽管这些技术可以提供钻石颜色的有用指示，但实际上，对从钻石发出的光进行简单的颜色分析并不总是与训练有素的评估员发布的颜色等级精确地相关联。据信，这是由于眼睛可见的细微差异导致的，细微差异可能是由许多不同的路径长度引起的，由钻石或其他抛光的宝石透射的光可以沿着许多不同的路径长度行进。这些不同的路径长度是由宝石的面的内部反射造成的。上述技术有效地测量单个光路径，对应于类似长度光路径的集合或者一些或全部光路径的平均值的区域。相比之下，人眼将看到整个宝石的图像，并且可以同时看到宝石上的颜色，以及由穿过宝石的光的路径长度的差异引起的表观颜色的变化。

为了能够检测到颜色的细微变化，仪器需要仔细的校准和稳定的操作环境。这会影响重复性和再现性，并限制可以测量颜色时的灵敏度。此外，钻石色调的细微变化会对其价格产生巨大的影响。例如，具有黄色色调的钻石比具有棕色色调的类似钻石显著地更有价值。现有的技术难以检测到近乎无色钻石中的这些色调变化。另外，现有技术相对于已知颜色的标准补丁或补丁来测量。标准颜色补丁或颜色补丁必须清理和维护。

发明内容

发明人已经认识到可以使用钻石或其他宝石内的不同长度的光路径。沿着不同路径长度传播的光的颜色变化可以被识别，并用于提供宝石颜色或色调的指示。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于测量宝石颜色参数的设备。该设备包括用于在测量位置处支撑宝石的支撑结构，用于照射测量位置处的宝石的照明系统，指向测量位置以获得宝石图像的成像装置以及用于分析宝石的图像的图像处理器。图像处理器被配置为识别与图像中的宝石相对应的一组宝石像素并识别每个宝石像素的亮度值和色度值，并且根据色度空间中的宝石像素的色度值的表达式计算颜色矢量，颜色矢量在色度空间中从具有相对较高亮度值的宝石像素延伸到具有相对较低亮度值的宝石像素。颜色矢量的方向用于确定颜色参数。

颜色矢量的方向提供了宝石的色调的指示：它提供对于表示沿较长的光路径穿过宝石行进(并且因此具有相对较低的亮度)的光的像素的指标。

宝石像素可以被分成一组亮像素和相同大小的一组暗像素，亮像素具有比暗像素更高的亮度值，然后可以计算从亮像素的平均色度延伸到暗像素的平均色度的颜色矢量。或者，可以通过对色度空间中的宝石像素的色度值的线性回归拟合来计算颜色矢量。

亮度值和色度值可以在CIEL*a*b*颜色空间中限定。