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高光譜成像，開啟珠寶檢測新篇章
發(fā)布時間：2023-11-28
2023年10月25日，國際珠寶首飾學術交流會在京召開，由珠寶國檢集團（NGTC）、中國珠寶玉石首飾行業(yè)協(xié)會（GAC）主辦，主要展示和交流珠寶行業(yè)最新研究成果。交流會上，國家金銀飾品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心(天津)檢驗室曹維宇主任作為本次會議特邀專家之一，在會上做了“高光譜技術在彩色寶石顏色測量中的應用”主題演講報告，并發(fā)表主題論文“基于高光譜成像對彩色刻面寶石顏色測量與表示的研究”，講述了目前彩色寶石顏色測量遇到的問題和分析，闡述了高光譜成像技術在彩色寶石顏色測量中應用優(yōu)勢和高光譜成像技術的領先性，引起參會代表的高度關注。
“基于高光譜成像對彩色刻面寶石顏色測量與表示的研究”論文部分截圖該
論文中，選用了我司凝采式可見光近紅外高光譜相機SHIS-V220。該產(chǎn)品應用凝采式高光譜成像技術，覆蓋可見光（420—750nm）光譜范圍，具有低功耗、小型化、使用方便和易于擴展的突出優(yōu)勢，可靈活選擇任意波段，實現(xiàn)高清晰度、高靈敏度的高光譜成像，是利用高光譜成像技術進行光譜研究與應用的理想選擇。
那么，什么是高光譜成像技術呢，它又有什么特點呢，相比傳統(tǒng)珠寶顏色測量方式，高光譜成像測量優(yōu)勢是什么呢！眾所周知，顏色是珠寶玉石的重要特性，也是評價其價值的重要因素。但由于彩色刻面寶石是復雜光學多面體，從而形成顏色濃淡不一，造成其顏色測量與表示的難題。目前在現(xiàn)有的國家標準體系下，珠寶玉石顏色的測量與分級都是采用實物比色法，該方法要求具備匹配的實物標準比色樣品，對人員要求也高，且易受到外界環(huán)境、人員情緒等因素的影響，存在準確度有限，再現(xiàn)性差等問題?；诖藛栴}，國內(nèi)外很多學者利用色澤儀，可見光光度計等多種儀器對彩色寶石的顏色測量與表示進行了深入的研究。由于彩色寶石色貌的復雜性，導致測量得到的顏色表征參數(shù)與感官評價的相關性與一致性都尚存不足，因此該方法無法廣泛地應用。
高光譜成像技術是近年來發(fā)展起來的光學成像領域的高新技術，它實現(xiàn)了平面圖像與光譜有效融合，光譜范圍覆蓋可見光、近紅外和短波紅外，具有無損、無接觸、快速等技術特點，可以捕獲和分析被檢樣本對象里不同空間位置上逐個點上的獨特光譜“特征”，因此可以檢測到在視覺上無法區(qū)分的物質(zhì)。
例如，人眼只能接收三個光譜頻段中物體的光能量信號：紅色，綠色和藍色。也就是我們常稱的發(fā)光三原色，但我們并不不能區(qū)分純黃色和紅綠二色混合色的差異，這也稱之為“同色異譜”，而高光譜成像因有數(shù)百或數(shù)千個光譜波段組成，可以輕松分辨純黃色和紅綠二色混合色兩者其中的區(qū)別。如下圖所示：
兩種黃色，左邊是“純色”黃色，右邊是紅色和綠色二色的混合色，在視覺上可能無法區(qū)分，但由于它們的光譜差異，使用高光譜成像技術就可以將其區(qū)分。
高光譜成像因其可以將寶石局部的光譜表征與整體圖像分析相結合，這樣為顏色數(shù)字化測量及與感官檢驗相匹配提供了可行性的方法，從根本上提升了寶石檢驗的準確性和可靠性。
高光譜成像技術可捕捉遠大于可見光范圍的光譜信息和圖像信息，能看到普通可見光成像看不到的物質(zhì)信息，是未來成像技術主要發(fā)展方向之一。深圳市中達瑞和科技有限公司作為國內(nèi)光譜成像行業(yè)領先的產(chǎn)業(yè)化企業(yè)，擁有自主研發(fā)的分光器件、光譜相機、光譜軟件和光譜智能云平臺，產(chǎn)品與技術在科學研究、工業(yè)檢測、精準農(nóng)業(yè)、生態(tài)環(huán)境等領域都有廣泛應用。未來，中達瑞和將持續(xù)攻難克堅，推動高光譜成像技術從高端科研到工業(yè)應用、并最終到消費級應用，服務于大眾日常生活，幫助改善人們的生活品質(zhì)而繼續(xù)努力。
參考文獻：曹維宇，王偉，等. 基于高光譜成像對彩色刻面寶石顏色測量與表示的研究——以藍寶石和祖母綠為例.
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