СИСТЕМА И СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО СОЗДАНИЯ СХЕМ ЦЕННОЙ ОГРАНКИ НЕОБРАБОТАННОГО ДРАГОЦЕННОГО КАМНЯ
SYSTEM AND METHOD FOR AUTOMATIC CREATING OF CUTTING PATTERNS OF UNTREATED PRECIOUS STONE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к системам и способам создания схем огранки необработанного драгоценного камня. Более конкретно, оно относится к системам и способам, которые идентифицируют внутренние примеси и внешние недостатки необработанных драгоценных камней и автоматически выбирают из множества возможных схем огранки схему наиболее ценной огранки.
Уровень техники
Системы и способы оценки драгоценных камней для расчета их стоимости были известны в течение нескольких последних лет. Драгоценные камни следует тщательно оценивать, иначе небольшие примеси в драгоценном камне, такие как трещины, пузырьки или напряжения, могут снизить его стоимость и даже привести к тому, что драгоценный камень становится непригодным. Из-за дефектов, таких как внешние недостатки, трещины или внутренние примеси, стоимость драгоценного камня будет значительно снижена. Драгоценный камень следует тщательно проанализировать в его первоначальной форме, то есть, когда драгоценный камень представляет собой необработанный неполированный камень; его необходимо проверить на наличие упомянутых дефектов перед огранкой драгоценного камня. В предшествующем уровне техники доступны несколько систем и способов оценки драгоценного камня.
В заявке на патент США № 20100250201A1 описаны способ и система оптической сортировки драгоценных камней, в которых строят виртуальную трехмерную (3D) модель внешней поверхности драгоценного камня. Множество видимых включений внутри драгоценного камня идентифицируют с применением способа трассирования лучей и размещают на 3D модели во внутреннем объеме драгоценного камня, и на основании этого определяют соответствующие оптические характеристики включения. После создания виртуального изображения осуществляют последующий компьютерный анализ, чтобы предоставить пользователю информацию, относящуюся к визуальной характеристике драгоценного камня в зависимости от возвращения света, контрастности, блеска и т.д. Однако способ трассирования лучей является сложным способом, и включения видны только в определенном положении просмотра при определенных условиях освещения. Изобретение согласно упомянутому патенту представляет собой изобретение полуавтоматического типа и требует взаимодействия с человеком.
В заявке на патент США № 20170021530A1 описаны система и способ обработки драгоценных камней, в которых система обработки драгоценных камней включает в себя систему визуализации для регистрации напряжений в необработанном драгоценном камне. Система визуализации может включать в себя устройство регистрации изображения, столик для драгоценного камня, вращающийся относительно устройства регистрации изображения, и один или более источников света для освещения необработанного драгоценного камня на столике для драгоценного камня. Однако в упомянутом изобретении не обсуждается визуализация внутренней структуры драгоценного камня, и не существует никакой визуализации напряжений и включений в драгоценном камне в двух или трех измерениях. Для упомянутого способа требуется квалифицированный персонал для оценки стоимости драгоценного камня, нежели сама система автоматически определяет стоимость.
Таким образом, существует потребность в системе и способе идентификации внутренних примесей и внешних недостатков необработанных драгоценных камней и автоматического выбора из множества возможных схем огранки схемы наиболее ценной огранки. Такую наиболее ценную схему огранки можно напрямую передавать на машину для огранки драгоценных камней.
Раскрытие изобретения
В настоящем изобретении описаны система и способ идентификации внутренних примесей и внешних недостатков необработанных драгоценных камней и автоматического выбора из множества возможных схем огранки схемы наиболее ценной огранки. В системе и способе в соответствии с настоящим изобретением применяют несколько устройств регистрации изображений, которые регистрируют как внутренние, так и внешние изображения драгоценного камня, подлежащего оценке. Система в соответствии с настоящим изобретением включает в себя устройство обработки изображений и устройство анализа изображений, причем оба устройства находятся под управлением проприетарного программного обеспечения. Устройство включает в себя вращающийся и перемещаемый по вертикали держатель драгоценных камней. Держатель драгоценных камней соединен с вращающимся валом таким образом, что при вращении вращающегося вала держатель драгоценных камней также вращается, будучи соединенным в одно целое с вращающимся валом. Вращающийся вал является частью вращающегося механизма, который вызывает вращение вращающегося вала. Вращающийся механизм является частью движущегося механизма, таким образом, вращающийся механизм может перемещаться вверх или вниз по вертикали, и, таким образом, держатель драгоценных камней может перемещаться вверх или вниз. Таким образом, драгоценный камень, удерживаемый в держателе драгоценных камней, может перемещаться вверх или вниз по вертикали и может вращаться вокруг оси держателя драгоценных камней.
Первый источник света предназначен для освещения драгоценного камня, удерживаемого держателем драгоценного камня. Первую камеру располагают для регистрации нескольких внешних изображений драгоценного камня, освещенного первым источником света. Несколько внешних изображений, включающих в себя внешние недостатки, регистрируют с применением первой камеры во время поворота держателя драгоценных камней вращающимся механизмом. Несколько зарегистрированных внешних изображений драгоценного камня хранятся в управляемом программным обеспечением устройстве обработки изображений, и с их применением создается трехмерное внешнее изображение, включающее в себя внешние недостатки драгоценного камня, если они присутствуют.
Предложена камера с прозрачными стенками. Прозрачная камера заполнена средой, которую поддерживают при температуре, при которой показатель преломления среды по существу является таким же, как показатель преломления драгоценного камня, подлежащего оценке. Иначе говоря, показатель преломления среды уравновешивает показатель преломления драгоценного камня. Среда и температура, при которой ее следует хранить, будут зависеть от драгоценного камня, подлежащего оценке. Специалист в данной области техники подбирает подходящую среду и поддерживает ее при соответствующей температуре. Например, в случае, когда драгоценный камень представляет собой алмаз, наиболее подходящей средой является селен, поддерживаемый в жидком состоянии при температуре, когда показатель преломления по существу является таким же, как у алмаза.
Нередко находят драгоценные камни с неотделимыми примесями. Эти примеси следует с точностью идентифицировать для оптимизации применения драгоценного камня. С применением движущегося механизма драгоценный камень, удерживаемый держателем драгоценных камней, опускают таким образом, что драгоценный камень полностью погружается в среду. Второй источник света освещает драгоценный камень внутри среды. Прозрачные стенки прозрачной камеры представляют собой стенки неотражающего вида. Показатель преломления среды по существу является таким же, как у драгоценного камня, свет от второго источника света не будет преломляться при прохождении в драгоценный камень, как это было бы в случае разных показателей преломления драгоценного камня и среды. Таким образом, можно зарегистрировать несколько внутренних изображений драгоценного камня, а также определить точное местоположение примесей внутри драгоценного камня, если они присутствуют. Вторая камера регистрирует несколько внутренних изображений драгоценного камня, включая примеси внутри драгоценного камня, если они присутствуют, когда он поворачивается вращающимся механизмом и освещается вторым источником света. Эти несколько внутренних изображений драгоценного камня, включающие в себя внутренние примеси, если они присутствуют, хранятся в управляемом программным обеспечением устройстве обработки изображений, и с их применением создаются трехмерные изображения примесей, если они присутствуют.
Управляемое программным обеспечением устройство обработки изображений объединяет созданное трехмерное внешнее изображение драгоценного камня с созданными трехмерными изображениями внутренних примесей, если они присутствуют. Затем управляемое программным обеспечением устройство обработки изображений идентифицирует правильные местоположения, формы и размеры внутренних примесей, если они присутствуют, и внешние недостатки, если они присутствуют.
Объединенное созданное трехмерное внешнее изображение драгоценного камня с созданными трехмерными изображениями внутренних примесей, если они присутствуют, доступно посредством управляемого программным обеспечением устройства анализа изображений с помощью системы WiFi или облачной системы.
Управляемое программным обеспечением устройство анализа изображений, которое в реальном времени извлекает специализированные данные драгоценных камней, рассчитывает трехмерные схемы огранки драгоценного камня и выбирает из них схему наиболее ценной огранки. Выбор схемы наиболее ценной огранки зависит от правильного местоположения, форм и размеров внутренних примесей, если они присутствуют, и внешних недостатков, если они присутствуют. Учитывают характеристики драгоценного камня, такие как срез, прозрачность, цвет и каратность. Оператору предоставляют возможность одобрения автоматически выбранной схемы наиболее ценной огранки или выбора схемы огранки вручную.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлена система в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.2 представлена блок-схема способа в соответствии с настоящим изобретением.
Осуществление изобретения
Как показано на фиг. 1, система согласно настоящему изобретению включает в себя аппарат (150) и устройство (140) анализа изображений. Аппарат (150) дополнительно включает в себя держатель (30) драгоценных камней для удерживания необработанных драгоценных камней (10). Держатель (30) драгоценных камней соединен с вращающимся валом (110) таким образом, что когда вращающийся вал (110) вращается, держатель (30) драгоценных камней также вращается, будучи соединенным с вращающимся валом (110) в одно целое. Вращающийся вал (110) является частью вращающегося механизма (100), который вызывает вращение вращающегося вала (110). Вращающийся механизм (100) является частью движущегося механизма (90), таким образом, вращающийся механизм (100) может перемещаться вверх и вниз по вертикали.
Таким образом, необработанный драгоценный камень (10), представляющий собой драгоценный камень, подлежащий автоматической оценке, который удерживается держателем (30) драгоценных камней, может перемещаться вверх и вниз по вертикали и может вращаться вокруг оси держателя (30) драгоценных камней.
Первый источник света (80) предназначен для освещения необработанного драгоценного камня (10), удерживаемого держателем (30) драгоценных камней. Первая камера (20) расположена для регистрации нескольких внешних изображений необработанного драгоценного камня (10) во время вращения держателя (30) драгоценных камней вращающимся механизмом (100), и необработанный драгоценный камень (10) освещается первым источником света (80). Несколько внешних изображений, включающих в себя внешние недостатки необработанного драгоценного камня (10), если они присутствуют, зарегистрированных таким образом, хранятся в управляемом программным обеспечением устройстве (70) обработки изображений, с применением которого создают трехмерное внешнее изображение, включающее в себя внешние недостатки необработанного драгоценного камня (10), если они присутствуют.
Предложена прозрачная камера (40), которая имеет прозрачные стенки (130). Прозрачная камера (40) заполнена средой (120), которую поддерживают при соответствующей температуре, при которой показатель преломления среды (120) является по существу таким же, как показатель преломления необработанного драгоценного камня (10). Иначе говоря, показатель преломления среды (120) уравновешивает показатель преломления необработанного драгоценного камня (10). Среда (120) и температура, при которой ее поддерживают, зависит от необработанного драгоценного камня (10), подлежащего оценке. Специалист в данной области техники выбирает соответствующую среду и поддерживает ее при соответствующей температуре. Например, в случае, когда необработанный драгоценный камень (10) представляет собой алмаз, наиболее подходящей средой (120) является селен, поддерживаемый в жидком состоянии при температуре, когда показатель преломления по существу является таким же, как у алмаза.
Нередко находят драгоценные камни с неотделимыми примесями. Эти примеси следует с точностью идентифицировать для оптимизации применения драгоценного камня. С применением движущегося механизма (90) необработанный драгоценный камень (10), удерживаемый держателем (30) драгоценных камней, опускают в прозрачную камеру (40) таким образом, что необработанный драгоценный камень (10) полностью погружается в среду (120). Второй источник света (60) освещает необработанный драгоценный камень (10) внутри среды (120). Прозрачные стенки (130) прозрачной камеры (40) представляют собой стенки неотражающего вида. Показатель преломления среды (120) по существу является таким же, как у необработанного драгоценного камня (10), свет от второго источника света (60) не будет преломляться при прохождении в необработанный драгоценный камень (10), как это было бы в случае разных показателей преломления драгоценного камня (10) и среды (120). Таким образом можно зарегистрировать несколько внутренних изображений необработанного драгоценного камня (10), а также определить точное местоположение примесей внутри необработанного драгоценного камня (10), если они присутствуют. Вторая камера (50) регистрирует несколько внутренних изображений необработанного драгоценного камня (10), включая в себя примеси внутри необработанного драгоценного камня (10), если они присутствуют, когда он поворачивается вращающимся механизмом (90) и освещается вторым источником света (60). Эти несколько внутренних изображений необработанного драгоценного камня (10), включающие в себя внутренние примеси, если они присутствуют, хранятся в управляемом программным обеспечением устройстве (70) обработки изображений, и с их применением создается трехмерное изображение примесей, если они присутствуют.
Управляемое программным обеспечением устройство (70) обработки изображений объединяет созданное трехмерное внешнее изображение необработанного драгоценного камня (10) с созданными трехмерными изображениями внутренних примесей, если они присутствуют. Затем управляемое программным обеспечением устройство (70) обработки изображений идентифицирует правильные местоположения, формы и размеры внутренних примесей, если они присутствуют, и внешние недостатки, если они присутствуют.
Объединенное созданное трехмерное внешнее изображение необработанного драгоценного камня (10) с созданными трехмерными изображениями внутренних примесей, если они присутствуют, доступно посредством управляемого программным обеспечением устройства (140) анализа изображений с помощью системы WiFi или облачной системы. Управляемое программным обеспечением устройство (140) анализа изображений соединено с всемирной компьютерной сетью посредством подключения к Интернету и имеет специализированные данные в реальном времени для различных драгоценных камней.
Управляемое программным обеспечением устройство (140) анализа изображений рассчитывает трехмерные схемы огранки необработанного драгоценного камня (10) и автоматически выбирает из них схему наиболее ценной огранки. Выбор схемы наиболее ценной огранки зависит от правильного местоположения, форм и размеров внутренних примесей, если они присутствуют, и внешних недостатков, если они присутствуют, и учитывает характеристики необработанного драгоценного камня (10), такие как срез, прозрачность, цвет и каратность. Иначе говоря, для каждой схемы огранки и характеристик среза, прозрачности, цвета и каратности необработанного драгоценного камня (10) управляемое программным обеспечением устройство (140) анализа изображений, используя данные в реальном времени, может привести стоимость драгоценного камня и отобразить в выбранной валюте стоимость необработанного драгоценного камня (10). Оператору предоставляют возможность одобрения выбранной схемы огранки или выбора схемы огранки вручную. Таким образом, хотя система в соответствии с настоящим изобретением является автоматической, оператор имеет возможность вручную выбирать схему огранки.
Этапы начиная с этапа (160) помещения необработанного драгоценного камня (10) во вращающийся держатель (30) драгоценных камней до этапа (240) расчёта трехмерных схем огранки необработанного драгоценного камня (10) и выбора из них схемы наиболее ценной огранки в зависимости от специализированных данных в реальном времени представлены на фиг. 2, которая представляет собой блок-схему этапов способа автоматического выбора схемы наиболее ценной огранки необработанного драгоценного камня (10).
Как показано на фиг. 2, этап (160) заключается в помещении необработанного драгоценного камня (10) во вращающийся держатель (30) драгоценных камней. После него следует этап (170), на котором несколько внешних изображений необработанного драгоценного камня (10) регистрируют с применением первой камеры (20). Это происходит, когда необработанный драгоценный камень (10) вращается вращающимся механизмом (100), как описано выше. Управляемое программным обеспечением устройство (70) обработки изображений на этапе (180) создает трехмерное изображение необработанного драгоценного камня (10), включающее в себя внешние недостатки необработанного драгоценного камня (10), если они присутствуют. Следующий этап (190) заключается в опускании вниз и погружении необработанного драгоценного камня (10) в прозрачную камеру (40), в которой среду (120) поддерживают при температуре, при которой показатель преломления среды (120) является по существу одинаковым с показателем преломления необработанного драгоценного камня (10). На следующем этапе (200),используя вторую камеру (50), регистрируют несколько внутренних изображений необработанного драгоценного камня (10), в то время как необработанный драгоценный камень (10) вращается и освещается вторым источником света (60). На этапе (210) создают трехмерные изображения внутренних примесей необработанного драгоценного камня (10), если они присутствуют, используя управляемое программным обеспечением устройство (70) обработки изображений. Следующий этап заключается в объединении созданного трехмерного внешнего изображения необработанного драгоценного камня (10) с созданными трехмерными изображениями внутренних примесей необработанного драгоценного камня (10), если они присутствуют. Это происходит на этапе (220). Управляемое программным обеспечением устройство (70) обработки изображений затем идентифицирует правильные местоположения, формы и размеры внутренних примесей, если они присутствуют, и внешние недостатки, если они присутствуют. Это происходит на этапе (230). Управляемое программным обеспечением устройство (140) анализа изображений соединено с всемирной компьютерной сетью посредством подключения к Интернету и имеет специализированные данные в реальном времени. В зависимости от характеристик необработанного драгоценного камня (10) и правильного местоположения, форм и размеров внутренних примесей, если они присутствуют, и внешних недостатков необработанного драгоценного камня (10), если они присутствуют, оценку необработанного драгоценного камня (10) в реальном времени производит управляемое программным обеспечением устройство (140) анализа изображений для различных схем огранки необработанного драгоценного камня (10), а также для схемы наиболее ценной огранки для огранки необработанного драгоценного камня (10). Это происходит на этапе (240). Для выбранной валюты можно отображать оценку в переводе для данной валюты.
Специалист в данной области техники легко поймет, что раскрытая система и способ не ограничиваются необработанным драгоценным камнем, их также можно применять в случае готового драгоценного камня для определения в реальном времени его стоимости с учетом местоположений, форм и размеров внутренних примесей и внешних недостатков, если они присутствуют, и таких характеристик, как срез, прозрачность, цвет и каратность.
Другие предпочтительные признаки и преимущества настоящего изобретения будут очевидны специалистам в данной области техники из следующего описания наилучшего способа осуществления изобретения, которое не следует рассматривать как ограничивающее объем настоящего изобретения, как определено в любом из предыдущих утверждений или в прилагаемой формуле изобретения.
Осуществление изобретения
В разделе «Осуществление изобретения» подробно описано настоящее изобретение, однако настоящее изобретение лучше всего применять для необработанного алмаза, для которого следует оценить его стоимость и выбрать схему наиболее ценной огранки для упомянутого алмаза.
Таким образом, наилучший способ осуществления настоящего изобретения заключается в применении необработанного алмаза в качестве необработанного драгоценного камня (10) и применении селена в качестве среды (120). Селен поддерживают при температуре, когда показатель преломления по существу является таким же, как у алмаза. Он обладает уравновешивающим действием показателя преломления, вследствие которого свет, поступающий в алмаз через поддерживаемый при соответствующей температуре селен, не преломляется, позволяя регистрировать точные внутренние изображения и местоположения внутренних примесей, если они присутствуют.
В наилучшем способе осуществления настоящего изобретения программное обеспечение управляемого программным обеспечением устройства (140) анализа изображений основано на искусственной нейронной сети.
В наилучшем способе осуществления настоящего изобретения управляемое программным обеспечением устройство (140) анализа изображений соединено с всемирной компьютерной сетью посредством Интернет, и информация о правильных местоположениях, формах и размерах внутренних примесей и внешних недостатков необработанного драгоценного камня (10) хранится в облаке и доступ к ней осуществляется управляемым программным обеспечением устройством (140) анализа изображений.
В наилучшем способе осуществления настоящего изобретения оператору предоставляют возможность выбора схемы огранки необработанного драгоценного камня (10) вручную на основании правильных местоположений, форм и размеров внутренних примесей и внешних недостатков необработанного драгоценного камня (10).
Подробное описание, приведенное выше, иллюстрирует принцип идеи изобретения согласно настоящему изобретению. Различные модификации, не выходящие за рамки сущности и объема настоящего изобретения, будут очевидны специалисту в данной области техники. Приведенное выше настоящее описание изобретения не следует толковать как ограничивающее объем настоящего изобретения. Настоящее изобретение не следует рассматривать как ограничиваемое тем, что обсуждалось и раскрыто выше.