對(duì)琢石成像的方法
【專利說明】對(duì)琢石成像的方法
[0001 ] 本申請(qǐng)是國際申請(qǐng)日為2010年3月11日、國際申請(qǐng)?zhí)枮閃02010/103526、發(fā)明名稱為“對(duì)琢石成像的方法和系統(tǒng)”的PCT申請(qǐng)的進(jìn)入國家階段日為2011年11月11日、申請(qǐng)?zhí)枮?01080020826.4的中國國家階段申請(qǐng)的分案申請(qǐng)，其全部內(nèi)容結(jié)合于此以作為參考
[0002]相關(guān)申請(qǐng)
[0003]本申請(qǐng)要求于2009年3月11日提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)N0.61/202,537的優(yōu)先權(quán)。就好像在此充分地闡述的一樣，將所有以上文獻(xiàn)的內(nèi)容通過引證結(jié)合于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0004]在其一些實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及成像，更具體地，但是并非唯一地，涉及對(duì)琢石(cut stone)成像的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0005]通常基于琢石(諸如鉆石)對(duì)人眼的視覺外觀來對(duì)其進(jìn)行分析。就這一點(diǎn)而論，琢石的視覺外觀是鉆石的質(zhì)量的首要指標(biāo)。因此，因?yàn)殂@石質(zhì)量基本上基于人的視覺，所以鉆石分析需要辨別力的訓(xùn)練、鑒定(opin1n)的形成和基于視覺比較找出細(xì)微差別的能力。
[0006]關(guān)于鉆石分析，鉆石分析的基礎(chǔ)包括4C(色澤(color)、凈度(clarity)、切工(cut)和克拉重量(carat weight))分析，一種由美國寶石學(xué)院(GIA)定義的分析方法。4C中的兩個(gè)，色澤和凈度，按照某一等級(jí)或連續(xù)統(tǒng)(continuum)來鑒定。對(duì)于無色到淺黃色鉆石，按照通常所說的GIA D至Z等級(jí)來進(jìn)行分析。GIA D至Z色澤等級(jí)(從無色到黃色)是一種國際標(biāo)準(zhǔn)，自從其形成以來，該標(biāo)準(zhǔn)已使GIA的基準(zhǔn)鉆石標(biāo)準(zhǔn)化。
[0007]通常，鉆石質(zhì)量分析由一組經(jīng)過專門訓(xùn)練的人來執(zhí)行，這些人從視覺上檢查鉆石的特征，諸如夾雜物和結(jié)構(gòu)上的瑕疵。這種由每個(gè)人短時(shí)間內(nèi)集中進(jìn)行的工序包括許多的檢查、測量和檢驗(yàn)。該工序還包括質(zhì)量控制，并可包括各種無損檢測，以識(shí)別處理、填充或其它可能影響樣本的質(zhì)量的缺陷。
[0008]在近幾年中，已出現(xiàn)涉及琢石成像的方法。例如，于2004年4月30日提交的美國專利N0.7461017描述了向顧客提供關(guān)于珠寶物品的特征的信息證書的系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)包括:終端，具有構(gòu)造成用于接收關(guān)于第一珠寶物品的至少第一特征的用戶輸入信息的用戶界面；照相機(jī)裝置，能夠獲得與第一珠寶物品的至少一部分有關(guān)的圖像信息；以及打印裝置，至少暫時(shí)性地接合至終端和照相機(jī)裝置，并能夠打印第一證書，其中，第一證書包括基于用戶輸入信息的第一信息部分和基于圖像信息的第二信息部分，并且其中，終端、照相機(jī)裝置和打印裝置鄰近第一珠寶物品的本地銷售點(diǎn)。
[0009]已出現(xiàn)其它用于改進(jìn)或促進(jìn)鉆石鑒定工序的方法和系統(tǒng)，例如于2003年6月9日提交的美國專利N0.7，136，154描述了一種用于鑒定鉆石的切工等級(jí)的寶石評(píng)級(jí)系統(tǒng)，其中，測量特定的切工和特征，并將結(jié)果與理論完美切工相比較，且根據(jù)與理論完美切工的偏差提供預(yù)定分?jǐn)?shù);并且其中，將偏差分?jǐn)?shù)加和，且然后從初始完美分?jǐn)?shù)中減去，以提供切工的質(zhì)量的一般可供比較的指標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，提供了一種對(duì)琢石成像的方法。本方法包括:a)識(shí)別琢石的定向(ori entat i on)，b)根據(jù)該定向產(chǎn)生琢石的體積模型，c)從琢石周圍的多個(gè)視角捕獲琢石的多個(gè)圖像，d)使用體積模型從多個(gè)圖像采集(crop)圖示琢石的多個(gè)片段(segment)，以及e)從這多個(gè)片段形成琢石的體積圖像。
[0011 ]可選地，本方法進(jìn)一步包括呈現(xiàn)(present)體積圖像，以允許從多個(gè)視角中的任一個(gè)對(duì)琢石成像。
[0012]可選地，多個(gè)片段圖示處于第一方位(placement)中的琢石，進(jìn)一步包括將琢石重新定位在第二方位中，并重復(fù)b)_d)，以產(chǎn)生圖示處于第二方位中的琢石的多個(gè)額外片段，所述形成包括在多個(gè)片段與多個(gè)額外片段之間進(jìn)行合并，以形成體積圖像。
[0013]更可選地，所述形成包括使多個(gè)片段與多個(gè)額外片段之間相互關(guān)聯(lián)。
[0014]可選地，所述識(shí)別包括從琢石周圍的多個(gè)觀看點(diǎn)捕獲琢石的多個(gè)校準(zhǔn)圖像，并根據(jù)對(duì)這多個(gè)校準(zhǔn)圖像的分析來估計(jì)定向。
[0015]可選地，所述產(chǎn)生包括從琢石周圍的多個(gè)觀看點(diǎn)捕獲琢石的多個(gè)建模圖像，并根據(jù)對(duì)這多個(gè)建模圖像的分析來產(chǎn)生體積模型。
[0016]更可選地，所述識(shí)別包括根據(jù)定向來計(jì)算掃描路徑，并操縱至少一個(gè)圖像傳感器，以根據(jù)該掃描路徑來捕獲多個(gè)建模圖像。
[0017]可選地，通過操縱至少一個(gè)圖像傳感器來執(zhí)行捕獲，以根據(jù)體積模型和定向中的至少一者來捕獲多個(gè)圖像。
[0018]可選地，所述捕獲包括從位于琢石周圍的虛擬球體的表面上的多個(gè)視角捕獲多個(gè)圖像。
[0019]可選地，本方法進(jìn)一步包括用從多個(gè)反射元件散射出的光照亮琢石。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，提供了一種對(duì)琢石成像的系統(tǒng)。本系統(tǒng)包括:支架(holder)，用于安裝琢石；至少一個(gè)圖像傳感器；圖像傳感器致動(dòng)器，所述圖像傳感器致動(dòng)器操縱至少一個(gè)圖像傳感器，以從琢石周圍的多個(gè)視角捕獲琢石的多個(gè)圖像；圖像捕獲模塊，所述圖像捕獲模塊分析多個(gè)圖像，以計(jì)算琢石的體積模型，并根據(jù)該體積模型從多個(gè)圖像中的一組采集圖示琢石的多個(gè)片段;重建(reconstruct 1n)模塊，所述重建模塊從多個(gè)片段重建琢石的體積圖像；以及輸出單元，所述輸出單元輸出體積圖像，以允許從多個(gè)視角中的任一個(gè)對(duì)琢石成像。
[0021]可選地，分析多個(gè)圖像以計(jì)算琢石的定向從而計(jì)算掃描圖案的圖像捕獲模塊進(jìn)一步包括控制器，當(dāng)計(jì)算體積模型時(shí)，所述控制器根據(jù)掃描圖案命令支架和圖像傳感器致動(dòng)器分別使琢石和圖像傳感器旋轉(zhuǎn)。
[0022]更可選地，本系統(tǒng)進(jìn)一步包括控制器，所述控制器命令支架和圖像傳感器致動(dòng)器分別使琢石和圖像傳感器旋轉(zhuǎn)，以從多個(gè)視角捕獲所述組。
[0023]可選地，視角位于琢石周圍的虛擬球體的表面上。
[0024]可選地，支架設(shè)定成使琢石圍繞第一旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，圖像傳感器致動(dòng)器構(gòu)造成使圖像傳感器圍繞第二旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，第一旋轉(zhuǎn)軸線和第二旋轉(zhuǎn)軸線彼此垂直，執(zhí)行旋轉(zhuǎn)，以在多個(gè)視角之間操縱至少一個(gè)圖像傳感器。
[0025]可選地，本系統(tǒng)包括設(shè)定成以這樣的方式操縱的背景元件，S卩，使得圖示琢石的每個(gè)圖像在后方都具有該背景元件。
[0026]可選地，本系統(tǒng)包括:照明機(jī)構(gòu)(lighting setup)，所述照明機(jī)構(gòu)照亮琢石；以及光散射體(light diffuser)，所述光散射體的尺寸和形狀適于放置在琢石與至少一個(gè)圖像傳感器之間，所述光散射體具有至少一個(gè)縫隙，以允許至少一個(gè)圖像傳感器從多個(gè)視角捕獲多個(gè)圖像。
[0027]可選地，本系統(tǒng)包括放置在光散射體中的至少一個(gè)照明源，以增加至少一個(gè)圖像傳感器的曝光。
[0028]可選地，本系統(tǒng)包括用于將琢石保持在支架上的真空壓力發(fā)生器。
[0029]可選地，本系統(tǒng)包括設(shè)定成用至少一個(gè)圖像傳感器來操縱的照明源，以從多個(gè)視角照亮琢石。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，提供了一種對(duì)琢石成像的方法。本方法包括:a)通過從第一部分周圍的多個(gè)視角獲得的多個(gè)圖像形成琢石的第一部分的第一部分體積圖像，b)通過從第二部分周圍的多個(gè)額外視角獲得的多個(gè)額外圖像形成琢石的第二部分的第二部分體積圖像，c)合并第一部分體積圖像和第二部分體積圖像，以形成琢石的體積圖像，以及d)輸出體積圖像。
[0031]除非另有定義，否則，本文中使用的所有技術(shù)術(shù)語和/或科學(xué)術(shù)語都具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常所理解的相同的含義。雖然在本發(fā)明的實(shí)施方式的實(shí)踐和測試中可使用與那些在本文中所描述的方法和材料相似或等價(jià)的方法和材料，但是以下描述了示例性的方法和/或材料。在相沖突的情況中，將控制專利說明書，包含定義。另外，材料、方法和實(shí)例僅是說明性的，而并非旨在必須是限制性的。
[0032]對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的方法和/或系統(tǒng)的執(zhí)行可包括手動(dòng)地、自動(dòng)地或以其組合方式執(zhí)行或完成所選擇的任務(wù)。此外，根據(jù)本發(fā)明的方法和/或系統(tǒng)的實(shí)施方式的實(shí)際儀器和設(shè)備，可通過硬件、通過軟件、或通過固件、或使用操作系統(tǒng)通過上述各項(xiàng)的組合來執(zhí)行幾個(gè)所選擇的任務(wù)。
[0033]例如，可將用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的所選擇的任務(wù)的硬件實(shí)現(xiàn)為芯片或電路。作為軟件，可將根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的所選擇的任務(wù)實(shí)現(xiàn)為通過計(jì)算機(jī)使用任何適當(dāng)?shù)牟僮飨到y(tǒng)執(zhí)行的多個(gè)軟件指令。在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方式中，通過數(shù)據(jù)處理器(諸如用于執(zhí)行多個(gè)指令的計(jì)算平臺(tái))來執(zhí)行根據(jù)如本文中所描述的方法和/或系統(tǒng)的示例性實(shí)施方式的一個(gè)或多個(gè)任務(wù)。可選地，數(shù)據(jù)處理器包括用于儲(chǔ)存指令和/或數(shù)據(jù)的易失性存儲(chǔ)器和/或非易失性存儲(chǔ)器，例如，磁性硬盤和/或可刪除介質(zhì)，以用于儲(chǔ)存指令和/或數(shù)據(jù)。可選地，還提供網(wǎng)絡(luò)連接。可選地，還提供顯示器和/或用戶輸入裝置，諸如鍵盤或鼠標(biāo)。
【附圖說明】
[0034]在本文中參考附圖僅以實(shí)例的方式描述本發(fā)明的一些實(shí)施方式?，F(xiàn)在詳細(xì)地具體參考附圖，需要強(qiáng)調(diào)的是，以實(shí)例的方式示出了細(xì)節(jié)，并且是出于對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的說明性論述的目的。在這點(diǎn)上，結(jié)合圖進(jìn)行的描述使得，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，如何可實(shí)踐本發(fā)明的實(shí)施方式是顯而易見的。
[0035]在圖中:
[0036]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式的用于形成琢石的體積圖像的琢石成像系統(tǒng)的示意圖；
[0037]圖2是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式