技術領域

本發(fā)明涉及用于觀察和分析寶石的設備和方法。特別地，雖然不是排外地，本發(fā)明涉及用于觀察刻在寶石的表面上的標記和量化寶石內的光的運用(play of light)的設備和方法。

背景技術：

寶石，且特別是鉆石，的美或吸引力被認為與寶石如何與光相互作用直接聯(lián)系。這種相互作用熟知為"光的運用(play of light)"，并結合由寶石顯現(xiàn)的諸如亮度、閃光和閃耀的特性。亮度涉及由寶石返回到觀察者的光的強度和對比度，閃光涉及由寶石返回的色散光的量，而閃耀涉及在寶石相對于光源移動時對觀察者可見的光閃現(xiàn)的入射。

近來，采用商標、標識號和/或傳達關于寶石的其它信息的標記寶石的實踐已經(jīng)變得更加廣泛。可以采用多種方法，如在WO 98/52774中描述的方法將標記應用到寶石上。標記可以被應用為使得它們不貶低寶石的價值或損壞寶石的外觀。這意味著標記可以應用于諸如寶石的切平面的刻面上。這種標記通?？倘雽毷械纳疃雀哌_約0.05μm。

有利的是提供可靠的儀器，其將允許使用者捕獲寶石的展示構成光的應用的特性和刻入的標記的圖像數(shù)據(jù)，以及以一定的方式對這些特性進行量化測量。

目前存在多種可用的用來觀察寶石中的光的運用的觀察器。在WO 2001/14854中提供了這種觀察器的一個例子。而且，觀察器還可以用來觀察刻在寶石中的標記，在WO 99/34197中描述了這種裝置，其提供了用于觀察寶石和標記的放大圖像的手段，但沒有提供觀察寶石中的光的運用的手段。在EP 1319942中描述了另一種能夠顯示光的運用和標記的觀察器。然而，由于提供用于顯現(xiàn)光的運用和標記的合適光照條件存在困難，因此必須將寶石從觀察器的一部分移動到另一部分，以觀察這些不同的品質。

熟知的是，為了顯示亮度、閃光(fire)和閃耀特性，要求變化的照明條件。例如，在某些照明條件下，色散光的水平會被非常耀眼的寶石的高水平的反射白光隱藏。變化的照明條件可以由如應用在BrillianceScope^TM分析器中的活動環(huán)形照明設備提供，當在受控照明環(huán)境中從6個不同角度照亮該分析器時，該分析器測量通過鉆石的冠部返回的光。還已經(jīng)顯示有利的是采用多向光源，如由多個LED制成的光源，特別是在顯現(xiàn)寶石的閃光和閃耀時。EP 1319942描述了用于采用可以旋轉且其強度可以被控制以改變照明的高度對稱照明模式確定寶石的光的運用的設備。這種對稱照明系統(tǒng)強調寶石的對稱性。然而，還熟知的是，雖然高度對稱切割寶石為好的光的運用提供了好的可預測性，但具有較差對稱度的寶石會給出同樣好的光的運用。

類似地，US 7315356提供用于對寶石的閃光進行成像的設備，其中通過對稱照明模式提供變化的照明。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，對于大多數(shù)寶石，采用高度對稱照明模式不能為光的運用的視覺欣賞提供適當?shù)氖侄巍?/p>

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要涉及用于獲得寶石的圖像并對圖像進行量化分析以獲得寶石的特性的測量值的系統(tǒng)。特別地，本發(fā)明涉及采用多個定向光源中的一個或多個在多個旋轉位置處照亮寶石的系統(tǒng)。也可以采用散射光源。寶石的刻面(通常是切平面刻面)應當垂直于旋轉軸線。軸向光源應當被設置為沿著旋轉軸線引導光。成像裝置可以指向寶石，使得成像軸線與旋轉軸線重合。

當寶石由定向光源、軸向光源和/或散射光源中的一個或多個照亮時，可以在大量旋轉位置處獲得圖像。這些圖像的分析可以包括識別圖像中的對應于來自單個光源的反射的明亮斑點(“閃耀”)。閃耀的數(shù)量，尺寸，亮度，形狀，分布，對比度，對稱性，和/或旋轉位置的變化可以用來確定寶石的特性。光源分布的知識可以用來補充圖像內容以確定寶石的特性。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種系統(tǒng)，用于獲得寶石的圖像，并對該圖像進行量化分析以獲得該寶石的特性的測量值。該系統(tǒng)包括用于將該寶石支撐在觀察位置處的支撐結構。照明結構被設置為照亮該寶石的。照明結構包括指向所述觀察位置的多個徑向散射定向光源，所述支撐結構和照明系統(tǒng)能夠圍繞旋轉軸線彼此相對旋轉，使得該寶石能夠由位于多個旋轉位置中的每一個處的所述定向光源中的一個或多個照亮，旋轉軸線大致垂直于該寶石的選定刻面。成像裝置指向該寶石，用于獲得位于所述旋轉位置中的每一個處的該寶石的圖像，該成像裝置具有平行于所述旋轉軸線或與所述旋轉軸線重合的成像軸線。圖像處理器被設置為用于識別所述圖像中的對應于來自單個光源的由該寶石進行的反射的閃耀區(qū)域，并基于所述閃耀區(qū)域的特性提供該寶石的量化測量值。閃耀區(qū)域可以對應于來自單個光源的由該寶石的單個刻面進行的反射。

所述多個光源可以位于相對于所述旋轉軸線的一系列離散傾斜角處，以及位于圍繞所述旋轉軸線選擇的極角處，使得成像系統(tǒng)不具有旋轉對稱性。位于連續(xù)傾斜角處的光源的極角以恒定量增加，優(yōu)選以約137.5°的恒定量增加。

所述圖像的分析可以包括在確定該寶石的所述測量值時采用所述閃耀區(qū)域的數(shù)量、尺寸、亮度、形狀、分布、對比度、對稱性和/或旋轉位置的變化。

所述照明結構可以包括被構造為沿著所述成像軸線將定向光引向該寶石的散射光源和/或軸向光源。

該系統(tǒng)可以被構造為當該寶石由所述定向光源、軸向光源和/或散射光源中的一個或多個照亮時獲得在大量旋轉位置處的圖像。該系統(tǒng)可以被構造為獲得僅由位于不同的旋轉位置的軸向光源照亮的該寶石的圖像的第一序列，和/或僅由位于不同的旋轉位置處的散射光源照亮的該寶石的圖像的第二序列，和/或由位于不同的旋轉位置處的所述定向光源中的每一個和/或全部照亮的該寶石的圖像的第三序列。

圖像的所述第一序列和/或第二序列例如可以包括位于由45°的量級隔開的角度處的少量圖像(如，8個)。圖像的第三序列可以包括由所有定向光源照亮的該寶石的數(shù)百個圖像，和/或對于每個定向光源獨立地進行的照亮的數(shù)百個圖像。

所述圖像處理器可以被構造為從所獲得的圖像(任選地，剛好為第一序列中的圖像)中的一些或所有識別所述選定刻面，識別旋轉中心，并將所有圖像旋轉和對準至公共中心。

所述圖像處理器可以被構造為使得所述第三序列中的每個圖像被分成不同的區(qū)域，并且當光從一區(qū)域反射到所述成像裝置中時該區(qū)域被標記為閃耀區(qū)域。當在圖像中識別閃耀區(qū)域時，可以對該序列中的所有其它圖像中的閃耀區(qū)域進行搜索。

該系統(tǒng)可以被構造為記錄每個閃耀區(qū)域的下述特征中的一個或多個的測量值并在該寶石的量化分析時采用所述測量值：

所述閃耀區(qū)域的尺寸；

所述閃耀區(qū)域的形狀的至少一個特性；

所述至少一個特性相對于該寶石的中心的方位；

所述定向光源的引起所述閃耀區(qū)域在圖像中出現(xiàn)的極角和/或傾斜角的范圍；

在閃耀區(qū)域中存在的顏色的范圍；

閃耀區(qū)域中的最亮的RGB照度值；

在整個閃耀區(qū)域內的照度的均勻性；

所述閃耀區(qū)域匹配普通模板的程度。

該系統(tǒng)可以被構造為記錄下述特征中的一個或多個的測量值并在該寶石的量化分析時采用所述測量值：

在閾值尺寸內的所述閃耀區(qū)域的總數(shù)量；

所述閃耀區(qū)域的平均尺寸；

所述閃耀區(qū)域的尺寸的變化；

該寶石的具有閃耀區(qū)域的比例；

所述閃耀區(qū)域的平均亮度；

由全部所述閃耀區(qū)域構成的圖案的對稱性；

閃耀區(qū)域的照射傾斜角和對應的對稱放置的閃耀區(qū)域之間的相關性；

該寶石中的對比度等級；

閃耀區(qū)域的圖案隨著該寶石的照度的變化而變化的速率；和

閃耀區(qū)域的呈現(xiàn)高于閾值的顏色范圍的分數(shù)。

該系統(tǒng)可以包括被構造為從由所述軸向光源照亮的該寶石的一個或多個圖像獲取該寶石的所述選定刻面上的標記的圖像。

該寶石的所述圖像中的一些可以被合并以產(chǎn)生闡明該寶石中的光的應用的視頻。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種用于產(chǎn)生闡明寶石中的光的應用的視頻的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于將該寶石支撐在觀察位置處的支撐結構。包括指向所述觀察位置的多個定向光源的照明系統(tǒng)被設置為照亮該寶石。所述支撐結構和照明系統(tǒng)能夠圍繞旋轉軸線彼此相對旋轉，使得該寶石能夠由位于多個旋轉位置中的每一個處的所述定向光源中的一個或多個照亮，所述定向光源相對于所述旋轉軸線被設置在大量傾角和極角處。成像裝置指向該寶石，用于獲得位于所述旋轉位置中的每一個處的該寶石的圖像，該成像裝置具有平行于所述旋轉軸線或與所述旋轉軸線重合的成像軸線。圖像處理器可以被配置為選擇所述圖像中的一些和全部并將所述圖像組成視頻。所述圖像處理器可以被構造為為所述視頻選擇具有對應于來自單個光源的、由該寶石進行的反射的非常好地限定的閃耀區(qū)域的圖像。

該系統(tǒng)還可以包括空間分布的近軸光源陣列，該近軸光源陣列被構造為沿著或幾乎沿著所述成像軸線引導光，用于幫助該寶石的垂直于所述成像軸線的選定刻面的對準。

近軸光源陣列能夠獨立地或同時地操作，以便能夠識別來自所述近軸光源中的一個或多個的、進入所述成像裝置的鏡面反射，并且能夠根據(jù)離從其檢測到鏡面反射的光源的所述成像軸線的角偏移確定所述選定刻面與所述成像軸線的法向的傾角。

該系統(tǒng)可以被構造為順序地操作該陣列中的每個光源，直到在所述成像裝置中捕獲到來自該光源的鏡面反射。

其中該陣列中的相鄰光源之間的角間距可以小于或相當于由所述成像裝置的光圈對向的角度。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種用于對準寶石以觀察標記的設備。該設備包括獨立可操作的定向光源的陣列，用于將光引向該寶石的所述刻面。觀察裝置(如，照相機)被提供用于沿著成像軸線觀察該寶石?？刂蒲b置被提供為用于控制所述光源的操作，使得最初所有的光源同時啟動，并且隨后，所述光源順序啟動。調整裝置被提供為在所有的光源同時啟動時調整該寶石的對準，直到在觀察裝置處觀察到由所述光源中的至少一個發(fā)射的光的來自所述刻面的鏡面反射。所述控制裝置進一步被構造為當在所述觀察裝置處觀察到由所述光源中的一個發(fā)射的光的來自所述刻面的鏡面反射時停止所述光源的順序啟動，因此能夠觀察所述標記。

對提供被鏡面反射到所述觀察裝置中的光的那個光源的知曉使得能夠進一步調整鉆石的對準，使得由所述陣列的中心光源發(fā)射的光被鏡面反射到所述觀察裝置中。

用于寶石的支撐裝置可以被提供為在已經(jīng)識別哪個光源發(fā)射被鏡面反射到所述觀察裝置中的光時維持該寶石相對于所述觀察裝置和光源的陣列的對準。

處理器可以被配置為分析所述刻面的圖像，并自動識別何時在所述觀察裝置處觀察到鏡面反射。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種用于獲得寶石的量化測量值的方法。該方法包括用多個定向光源照亮該寶石，所述多個定向光源被設置在相對于大致垂直于該寶石的選定刻面的旋轉軸線的多個傾斜角和極角處。該寶石和多個定向光源圍繞所述旋轉軸線將彼此相對地旋轉至多個旋轉位置。在每個旋轉位置處獲得該寶石沿著觀察軸線的圖像。識別所述圖像中的一個或多個中的閃耀區(qū)域，所述閃耀區(qū)域對應于來自單個光源的由該寶石的刻面進行的反射。基于所述閃耀區(qū)域的可測量特性計算該寶石的量化測量值。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種用于觀察寶石的刻面上的標記的方法。該方法包括沿著成像軸線觀察所述刻面，并采用空間分布的定向光源的陣列同時照亮所述刻面。調整該寶石的對準(如果必要)，直到在所述成像軸線上觀察到由所述光源中的至少一個發(fā)射的光的來自所述刻面的鏡面反射。隨后采用每個光源順序地照亮所述刻面，直到在所述成像軸線上觀察到由當前啟動的光源發(fā)射的光的來自所述刻面的鏡面反射。隨后通過當前啟動的光源照亮可以觀察由當前啟動的光源照亮的所述標記。

附圖說明

現(xiàn)在僅通過舉例的方式并參照附圖描述本發(fā)明的一些優(yōu)選實施例，在附圖中：

圖1為用于獲得寶石的圖像的儀器的示意圖；和

圖2為類似于圖1并包括用于幫助對準的LED陣列的儀器的示意圖；

圖3為用于對準寶石的可替換配置的示意圖；

圖4為定向光源的配置的示意圖。

具體實施方式

總體配置

圖1示出了用于獲得寶石的圖像的儀器100的示意圖。該儀器的結構由基座101和大體垂直于基座101的支撐構件102形成。線性滑動裝置103可移動地安裝在支撐構件102上，以便它可以沿著支撐構件102移動。旋轉工作臺104由線性滑動裝置103支撐。

旋轉工作臺104的表面任選地平行于基座101，且在正常操作中，基座101將放置在基本水平的表面上，如珠寶商店的柜臺上。因此在本說明書中對水平和垂直的引用涉及平行和垂直于基座101下側的方向。

諸如照相機之類的具有透鏡組106的成像裝置105安裝在支撐構件102上，使得它沿著成像軸線107指向旋轉工作臺104，成像軸線107應當平行于支撐構件102。因此線性滑動裝置103允許旋轉工作臺104沿著成像軸線107朝向或遠離成像裝置105移動。成像軸線107大體平行于旋轉工作臺104的旋轉軸線。

透鏡組106包括多個折射元件，且通?？梢栽O置有可以改變放置在旋轉工作臺104上的物體和成像裝置105之間的放大倍率、且因此調節(jié)焦距的內部機械運動。這種透鏡通常熟知為變焦或變焦距透鏡。成像裝置105和透鏡106可以為單個模塊，如與輔助關閉透鏡元件組合的Sony塊照相機(Sony block carema)。在可替換實施方式中或除此之外，成像裝置105可以設置有要求產(chǎn)生具有可接受質量的圖像的多個象元(像素)，以便可以采用通常熟知為數(shù)字變焦的技術。

該儀器還設置有照明結構110，其可以表征為組合兩類照明元件。一組提供多個定向元件，另一組可以提供漫射背景?？梢允褂萌魏纬Ｒ?guī)光源。在一種實施方式中，采用諸如白光發(fā)光二極管(LED)的白光光源。

如圖1所示，照明結構108通常采取圍繞成像軸線107的平盤形式，且包括位于漫射體111上方的一組定向LED 109和一組背景LED 110。漫射體111散射從背景LED 110傳播的光，以向放置在旋轉工作臺104上的物體提供漫射照明。漫射體111中的在每個定向LED109正面的孔(或通光孔)112允許來自每個定向LED 109中心的定向照明到達旋轉工作臺104上的物體。

照明結構還包括附加定向LED 130、中繼鏡131和分束器132。中繼鏡131形成附加定向LED 130的任選地以近似等大倍率的投影圖像133。分束器132允許該圖像的一部分沿著成像軸線107投射，使得圖像133占據(jù)空間中將由實際源LED130占據(jù)的位置，使得它實際上在漫射體111的中心。這使得能夠沿著成像軸線將定向光引向旋轉工作臺上的物體，并由垂直于沿著成像軸線107的表面沿著成像軸線反射到透鏡106和成像裝置105中。使得能夠提供可以被向后反射到成像裝置中的定向光的其它配置也是可以預期的。軸向源圖像133應當被設置為使得它看起來位于透鏡106的入射光瞳處。

在使用中，諸如珍品鉆石之類的寶石113被支撐在寶石支撐件114上，并沿成像軸線107放在旋轉工作臺104上。鉆石113的圖像隨后可以由透鏡106形成在成像裝置105中。寶石113通過旋轉工作臺104的旋轉而旋轉，并且可以通過采用線性滑動裝置103朝向或遠離透鏡106移動。旋轉鉆石的圖像可以由成像裝置105獲得并且可以顯現(xiàn)在熒光屏115上，和/或發(fā)送至與存儲介質117相關聯(lián)的處理裝置116。這使得使用者能夠在寶石113旋轉時看見它的放大視圖，并且這允許將鉆石中的光的運用顯示到最大效果。該圖像可以存儲在存儲介質117中，用于將來使用。

寶石113將通常為拋光寶石，如圓形磨光切割鉆石，但將會理解，也可以觀察其它鉆石切割(或其它寶石)。寶石將通常具有熟知為作為它的最上面的表面的切平面刻面的主平面刻面，并且應當定位為使得該刻面盡可能接近水平。切平面刻面的法向通常應當與實際中一樣與垂直方向(或成像軸線)接近0°。

對準

為了確保切平面刻面的法向盡可能接近垂直，可以單獨地或組合地使用大量不同的方法。最初，可以使用如在GB 0911989.2中描述的調平設備。GB 0911989.2的方法包括將寶石放置在垂直定向的噴嘴中，增加噴嘴下面的流體壓力，使得寶石在噴嘴最上面被支撐在氣墊上，隨后緩慢降低流體壓力，使得寶石逐漸擱置在噴嘴中。如果以受控的方式進行這種方法，已經(jīng)法向切平面刻面最終水平或接近水平。隨后例如采用測角器(未示出)，可以進行進一步的精細調整以完成該過程。

可能的是，鉆石的被顯示在顯示器上的圖像幫助確保切平面刻面的法向平行于成像軸線107。特別地，寶石113可以由用作“中心”照明源133的定向LED 130照亮。當寶石由該LED照亮時，在切平面被理想地對準時光將被反射到透鏡106中。如果標記刻在切平面上，則在這種對準情況下該標記應當清晰可見。此外，指示“理想”對準的向后反射應當從由成像裝置105獲得并顯示在屏幕115上的圖像的光的亮斑明顯看出。

如果寶石113未被理想地對準，而且離理想對準的偏移小，則來自定向LED 130的鏡面反射仍將穿過透鏡組件106的光圈，并且操作人員將能夠從由成像裝置獲得的圖像中看到需要如何改變方位以獲得精確的對準。如果偏移太大使得鏡面反射不能進入成像裝置105，則調整變?yōu)椴聹y。因此，除非垂直對準不是非常接近理想，否則操作人員很可能在修正對準誤差時存在困難。這對于安裝式寶石或具有復雜形狀的寶石來說特別是有問題的，因為GB 0911989.2中描述的初始調平技術可能不適合這種寶石。

如果定向源130的角尺寸增加，這種對準問題可以減少。例如，如果它的直徑如增加5倍，則將更容易獲得25x放大。然而，切平面和刻在它上面的標記的對比度依賴于鏡面反射的存在，并且當源變得更加散射時，這種對比機制喪失。更具體地，為了具有可感知的對比度，光源對向寶石的立體角必須相當于或小于透鏡組件106的光圈對向的立體角。

這種問題的一種解決方案是提供由多個較小的元件形成的大光源，每個較小的元件提供定向光。因而，存在高或至少較高可能性的是，來自所述光源中的至少一個的光將被反射到成像裝置105中。光源最初可以一起都照明以獲得反射，隨后單獨地啟動，以幫助獲得對準的調整或識別哪個光源正提供產(chǎn)生鏡面反射的對比度。這種方法也僅僅對于觀察寶石上的標記以及在如下所述獲得一系列圖像之前對準寶石是有用的。

圖2示出了大致等同于圖1的儀器的儀器，代替一個定向LED 130，設置了如5x5LED陣列230，其被放置得足夠近，使得有效地在光源之間不存在間隙。光源之間的角間距應當小于或相當于透鏡組件106的光圈對向的角間距。對準過程隨后可以如下進行：

最初，操作人員使所有的光源照明(例如通過按壓按鈕)。寶石113的實時圖像可以由成像裝置105記錄并顯示在屏幕115上。

操作人員對準寶石113以便在屏幕上看見反射。光源陣列230的較大面積使得這比其中僅具有單個點光源的情況更容易。

在一種替換形式中，操作人員可以使光源一次照亮一個，例如每次照亮0.1或0.5或1秒的周期，并且在屏幕上觀察何時看到對準的圖像。可替換地，處理裝置116可以分析來自陣列230中的每個光源的圖像，并且識別哪個圖像對應于直接鏡面反射(其中圖像每秒可以通過多于一次)。

操作人員隨后可以該序列停止，以便展現(xiàn)標記?？商鎿Q地，處理裝置116可以從圖像識別標記何時被照亮并自動執(zhí)行該步驟。在另一個替換形式中，變化的光序列不需要停止，只要該標記的偶然清晰視圖提供了足夠的對比度。

進一步微小的調整可以被手動執(zhí)行以改善對準。特別地，如果已知陣列230中的哪個光源正在發(fā)射被鏡面反射到成像裝置105中的光，則簡單的是計算將需要對寶石的對準進行什么調整，以確保切平面刻面垂直于成像軸線107。

任選地，操作人員隨后可以將銘刻展示給其它參與者，如消費者，他們不必自己重復對準程序。由于這可能需要移動設備，將會理解的是，用于寶石的合適的支撐裝置將是該設備的元件，以避免改變光源寶石和觀察裝置的相對對準。

將會認識到，這種對準方法也可以用于除圖2中示出的儀器之外的儀器。這種儀器在較寬的方向范圍內提供照明，以允許容易地進行初始對準，隨后在任一時刻看起來被照亮的方向的范圍可以減小以提供標記的更清晰的視圖。上述5x5陣列可以包括任何適合數(shù)量的定向光源，其不需要是LED。而且，通過設置事實上不與成像裝置105同軸的LED陣列，可以獲得類似的效果：為了看見標記，所需要的全部條件是鏡面反射。

因此如圖3中所示的配置也適合采用鏡面反射顯示標記。在這種配置中，定向光源陣列330和照相機305以相等的角度設置在應當垂直于寶石113的切平面刻面313的指定軸線307的兩側。當在照相機305中獲得鏡面反射時，該標記將是可見的。處理裝置316可以再次控制光源330和照相機305的操作，并且圖像可以顯示在屏幕315上。

可替換地，觀察裝置可以為人眼，可能的事由放大透鏡等輔助。隨后，每個參與者可能必須重復對準過程。在這種情況中，不需要設置用于寶石的支撐裝置。

也可以采用其它方法。例如，通過例如采用鏡子在反射表面(代替LED陣列)上掃描光束，可以獲得圖2和3的LED陣列230，330的效果，其中所述鏡子以快的速率掃描以便看起來照亮擴展的區(qū)域。進行垂直對準。隨后以相同的圖案但更滿地掃描光束，使得現(xiàn)在看起來僅存在一個光斑。隨后在清楚地看到標記時，操作人員可以停止掃描。

控制和反饋

返回圖1和2，在操作中，對于諸如微處理器130之類的合適控制裝置和合適的驅動電路(未示出)有利的是，能夠獨立地控制每個定向LED 109。通過控制每個LED吸引的電流，或者通過脈寬調制技術，每個LED109的亮度可以是可調節(jié)的。此外，背景LED 110應當具有所有散射LED共有的類似的控制通道。

將會認識到，雖然僅示出一個處理裝置116，但可以使用任何數(shù)量的處理裝置。每個處理裝置包括或與用于存儲圖像的存儲介質117和/或其上可以存儲軟件的存儲器(未示出)相關聯(lián)。

控制裝置還應當能夠控制線性滑動裝置103和旋轉工作臺104的運動，以改變寶石113和透鏡106的相對位置。線性滑動裝置的運動構成焦距調節(jié)。

控制裝置還應當控制成像裝置105和透鏡106的操作。非限制性的，這些控制將涵蓋透鏡106的孔徑光闌、成像裝置105的獲得每個單獨的圖像所需要的曝光時間、以及成像裝置105中提供的增益、色平衡、對比度和亮度及任何圖象銳化?？赡艿氖?，透鏡106設有可以由成像裝置106或由控制裝置自動控制的焦距調整。

可能需要注意的是，確保成像裝置產(chǎn)生其中信號與光級線性地成比例的圖像，以簡化量化測量。圖像可以被以例如.bmp和.jpg格式捕獲和存儲在與微處理器直接相關聯(lián)的硬盤上或在網(wǎng)絡上。

由成像裝置105產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)可以直接顯示在熒光屏115上，如集成在設備的殼體(未示出)中的平板視頻監(jiān)視器。例如，寶石113的圖像可以由與寶石113的潛在購買相關的消費者和銷售人員同時觀看。由成像裝置105獲得的圖像序列可以作為視頻在屏幕115上觀看?？商鎿Q地或此外，

提供某種反饋將是有用的，使得控制裝置可以進行恰當?shù)恼{節(jié)，以獲得有利于銷售過程的吸引人的圖像系列或視頻。以最簡單的形式，銷售人員可以通過評估圖像并對多種控制進行調節(jié)而提供反饋。

然而，優(yōu)選的是，在設備內提供反饋，使得一旦已經(jīng)供給啟動激勵，則該設備在沒有其它干涉的情況下執(zhí)行預定的展示。通過采用幀接收器將圖象幀記錄在計算機存儲器(未示出)中，或者通過直接采用產(chǎn)生數(shù)字視頻信號的成像裝置，該設備可以分析由成像裝置105產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)。可以由數(shù)據(jù)分析和處理裝置分析和修改圖像。顯示的圖像可以為原始圖像數(shù)據(jù)或由數(shù)據(jù)處理裝置(未示出)記錄并修改的圖像數(shù)據(jù)。

作為例子，且非限制性的，數(shù)據(jù)處理裝置可以將圖像分成單獨的紅色、綠色和藍色通路，并為每個通路計算柱狀圖。柱狀圖可以用來確認每個通路中出現(xiàn)的亮度級的范圍。這些柱狀圖可以與目標值進行比較，并且用來采用定向或漫射LED109、110調節(jié)照明水平。進一步數(shù)據(jù)處理可以用來確認由寶石113的占據(jù)的圖像區(qū)域，并且如果圖像尺寸例如太小，則控制裝置可以調節(jié)透鏡106的變焦設置，以提供更大的放大倍率。

照明

定向LED 109與背景LED 110和漫射體111一起的雙重配置幫助顯示和分析寶石中的光應用。定向LED 109，130用作照亮寶石113的"點光源"。從這些點光源反射到成像裝置105中的光將作為閃光出現(xiàn)在寶石113的圖像中，且將使寶石看起來"耀眼"。來自定向LED 109的光也將被反射出儀器并直接反射至觀察者，觀察者將在熒光屏上的圖像中和直接"親身"看到寶石113閃耀。

如果寶石113僅由定向LED 109照亮，有時可能表現(xiàn)為具有一些光點的普遍黑暗圖像。背景LED 110和漫射體111提供照射整個寶石113的漫射光，以便它在顯示在熒光屏115上的圖像中看起來非常明亮。兩種照明效果的組合導致寶石113的圖像更加吸引人。

將會理解，漫射體111中的孔112的直徑將對定向LED109的光源的視位置具有影響。這些孔的直徑比定向LED小，在這種情況中光源將看起來位于孔處，而不是位于它們的實際位置處。在定向LED 109和寶石113之間可以設置其它光學元件。這些元件的一個效果將是進一步改變定向LED源的視位置。

作為替換，定向LED 109可以是沒有透鏡的表面安裝型的，因為這簡化了照明裝置的制造。背景LED 110也可以為與用于定向LED 109的LED相同的表面安裝LED，所有的LED都安裝在一個電路板上。

在另一種替換中，單個透鏡也可以安裝在每個孔112上，它們的曲面位于最上面且被放置為使得LED光源109的中心光線(即，將照亮寶石113的中心的光線)以接近垂直的入射到達上表面，使得未失真的光束投射在寶石113上。

圖4以示意形式示出漫射體111的下側和由穿過漫射體111中的孔112看到的LED 109限定的定向光源的一種可能的配置。該圖的中心中的圓401表示圓盤中的來自透鏡106的光穿過的孔，并限定其中在不引入分束器或類似物的情況下不能直接放置源LED的區(qū)域。

一組嵌套的、近似圓形曲線402表示一系列離散地增加的傾斜角140的焦點。傾斜角140為在成像軸線107和從LED109傳播至寶石113的切平面刻面的光線之間形成的角，如圖1所示。將會注意到，孔112(和LED 109)也具有有限尺寸且不用作理想點光源。

在這種配置中，可以看到，一個LED 109設置在用于傾斜角140的每個離散增加的圓402上。LED 109被設置為使得每個連續(xù)的LED 109的相位(也熟知為極角)以近似137.51°(通常稱為黃金角的角)增加。在自然生長型中，如在螺旋形葉序中遇到的這種角確保連續(xù)的光源LED 109圍繞軸線相當均勻地設置，同時確保在可能加重寶石的光學對稱性的發(fā)光配置中不存在簡單的對稱，如4倍或8倍?？梢跃哂腥魏螖?shù)量的定向LED 109，但典型的數(shù)量可以在范圍10-40內。已經(jīng)嘗試了具有16，23和30個定向LED 109的實施例。類似地，背景LED的數(shù)量范圍可以在約10個和約40個之間。

本領域技術人員將會理解，在光學儀器的設計中，用于反射的觀察的標準應當恰當?shù)乜紤]光源LED孔109和透鏡106的光學光圈二者的卷積(convolution)，但在實際中，這種僅考慮主光線的照明的基礎處理為組裝根據(jù)本發(fā)明的設備提供了足夠的指導。

雖然黃金角在定向LED的配置中的使用在產(chǎn)生平衡自然照明時是有效的，但將會認識到，其它配置也是可行的，并且可以組裝具有任何定向LED配置的設備。例如，可以采用用于每個連續(xù)環(huán)的隨機或任意相位。

圖像排序和分析

如上所述，定向LED設置成具有137.51°角度提前量的螺旋配置。這種配置提供了明顯隨機和近似均勻分布的光源組，但具有已知的基礎結構。通常，每個定向光源具有至垂直軸線107的傾斜角140和表示圍繞垂直軸線的旋轉的極角。極角的原點是任意的，但可以相對于該設備限定。

寶石113的初始位置限定極角的原點。如果寶石113已經(jīng)被隨機放置，則該位置是任意的。在一種方法中，寶石113可以被放置為使得寶石113的切平面上的銘刻被對預定方式對準。一種替換形式是銘刻是自然對準的，使得例如當在屏幕115上觀看圖像是任何文本看起來都是水平的。

現(xiàn)在將會理解的是，旋轉臺104在寶石113和給定光源109之間引入相對運動，這種相對運動可以被認為是該光源的極角相對于寶石113的變化。因此，小的旋轉(例如，一圈的1/200或1.8°)使得每個光源圍繞極軸進行小的運動。

然而，光源109的位置的絕對變化也取決于傾斜角140。因此，靠近垂直軸線107的光源109事實上不具有任何運動，而更遠的光源具有更大的運動。(這類似于星星的視在運動。(北半球)北極星保持不動，而其它星星看起來圍繞它在半徑增加的圓上移動)。

同樣重要的是考慮將極角突然旋轉近似對應于螺旋照明裝置的角增量(在該情況中為137.51°或200步步進馬達的大約76步)的角的影響。從寶石113觀看光源109，視在效應是將每個光源的傾斜角140移動小的變化，而不是將極角移動大的變化?，F(xiàn)在將認識到，通過將對應于相鄰光源的圖像與極角的這些大的步幅相比較，可以看到移動光源的傾斜角對寶石的外觀的影響。如在可替換實施例中一樣，如果光源被設置為使得傾斜角均勻地增加，則可以獲得移動光源通過已知的恒定角的效果。

所有的定向光源應當被校準，使得它們在照亮白色漫射體時產(chǎn)生標準信號電平。(這需要比常規(guī)長的曝光時間。)曝光時間隨后應當縮短，使得在寶石的圖像中，沒有一個像素是飽和的，以便可以進行光級的精確測量。在可替換實施例中，曝光時間可以增加以產(chǎn)生更亮和更真實的圖像，用于視頻生成目的。

可以獲得圖像的三個序列(雖然將會認識到，可能沒有必要以下述順序記錄圖像)：

在第一序列中，僅“軸向”LED 130，133被照亮以提供寶石113的切平面刻面的清晰圖像。較少的圖像(如，在范圍4-20內)被記錄和存儲，旋轉工作臺在每一個圖像之間旋轉。例如，可以記錄對應于極角的0，45，90，135，180，225，270和315度角增量的8個圖像。為了下述討論的目的，這些圖像被描述為軸向(A)圖像。如果獲得8個，則這些圖像可以被編號為圖像A0-A7。

在第二序列中，僅背景照明110啟動，并且以如用于第一序列的相同角度獲得圖像。如果使用8個圖像，則這些圖像可以被編號為B0-B7并且可以被描述為背景(B)圖像。(事實上，這兩個序列可以在所述臺的一次旋轉期間被記錄，該次旋轉改變發(fā)光。最終旋轉步驟將使極角達到360°，這等同于回到原點。)

在第三序列中，所有的定向LED 109(但不是軸向LED 130)被照明，并且寶石旋轉通過一系列相當小的角度。這產(chǎn)生數(shù)百量級的一組圖像。在一種實施例中，可以捕獲對應于1.8°增量的總共201個圖像。這些圖像可以被標記為S0-S200并且可以被描述為閃耀(S)觀察圖像。

在可替換實施例中，可以捕獲進一步更大的一組圖像(數(shù)千)。對于用于閃耀觀察圖像序列的每個角位置，又可以為每個定向LED 109依次記錄圖像。如果存在用于閃耀觀察圖像的30個定向LED 109和201個角位置，則這將較大的組中產(chǎn)生6030個圖像。這些圖像可以被標記為R0-1…R0-30至R200-1…R200-30并且可以描述為研究圖像。將會理解，任何給定的閃耀(S)圖像本質上是對應的30個研究(R)圖像的組合。這是耗時的運動并且可能對于用在生產(chǎn)環(huán)境中的儀器來說是不希望的。該方法的一個優(yōu)點在于，可以以相當短的時間獲得產(chǎn)生類似結果的數(shù)據(jù)(即，S數(shù)據(jù))。

這完成圖像捕獲階段。隨后可以從設備上去除寶石，稍后執(zhí)行分析和視頻生成。然而，將會認識到，分析可以馬上進行。如將看到的那樣，對研究圖像的引用是任選的，但在一些情況中，可能希望涉及具體研究圖像。在該情況中，可行的是根據(jù)需要進一步捕獲單個研究圖像。

可以執(zhí)行圖像數(shù)據(jù)的數(shù)種分析并產(chǎn)生視頻。

量化和一般觀察

在一種替換形式中，觀察結果可以具有良好特性和極大的主觀評估，但用來說明圖像數(shù)據(jù)的寬范圍的應用。

例如，可以觀察單個A圖像。在這種圖像中可以觀察到切平面刻面上的銘刻的清晰圖像，并且可以(主觀地，由觀察者)發(fā)現(xiàn)該圖像是令人高興的。

類似地，可以觀察單獨的B圖像。這些圖像中一些示出寶石的光分布和寶石內的圖案的一般布置，并且該圖案可以認為是令人高興的。在一些寶石中，圖像B1-B7可以顯示相同的圖案，與B0相比(除了輕微旋轉)存在一定的由散射光的微小不均勻性引起的微小變化。背景圖像可以被認為分成以后稱為單個閃耀的大量區(qū)域。因此為了本文的目的，閃耀被限定為鉆石的連接區(qū)域，其中該區(qū)域的所有部分以類似的方式對外部照明激勵作出反應。

因此，通過將鉆石破成一組閃耀并且考慮每個區(qū)域如何反應，可以分析鉆石的整體外觀，以及對應于觀察者在查看鉆石時看到的圖案的閃耀的總體配置。

將會注意到，單獨基于背景圖像進行這種分析將是難以完成的任務，因為繪制每個閃耀的邊界不存在簡單的方式。

大多數(shù)S圖像是非常黑的，但一旦允許旋轉，包含對應于B圖像中的一些單獨的閃耀的少量明亮斑點。由于S圖像通常具有近似10-30個不同的區(qū)域，單獨的閃耀可以更容易被識別并且隨后被映射到B圖像中，以產(chǎn)生用于寶石的閃耀地圖。為了本文的目的，閃耀觀察是S圖像中的特定閃耀的觀察的實例。典型地，每個閃耀將具有一組閃耀觀察值，每個觀察值具有大量特性，例如但不限于，平均紅綠藍水平。

R圖像的檢查顯示類似于S圖像的結果，但通常每個圖像僅具有一個或兩個閃耀觀察值(即使有)：一些圖像沒有一個閃耀觀察值?？梢詮倪@些圖像獲得如從S圖像獲得的信息相同的信息，具體光源在一定程度上附加地分配至所關注的閃耀。

對于R和S圖像，當鉆石放置在設置有諸如聚光燈、枝形吊燈、枝狀大燭臺等之類的大量局部光源的環(huán)境中時，閃耀觀察值對應于在鉆石內看到的“閃爍”或“閃耀”或“閃光”。鉆石的部分吸引性是在鉆石或觀察者或光彼此相對移動時出現(xiàn)的“光的應用”。

而且，觀察到的顏色對應于鉆石的已知為“光輝(fire)”顏色的色散的吸引特性，由具有波長的折射率的變化引起的傾斜表面處的光的折射角的變化。

量化分析

沒有限制地允許基于上文導出的見識的分析的一種可能性是將鉆石描繪為由閃耀的集合構成，并且確定每個閃耀的特性。接下來的討論基于如上文描述的一組8個A和B圖像以及201個S圖像。

旋轉中心的識別

圖像(x，y)坐標系統(tǒng)相對于圖像的左手底角構建。

對于8個軸向圖像A0-A7中的每一個，通過從圖像上去除任何其它雜散反射隔離切平面刻面。獲得切平面的輪廓，或者可替換地，獲得切平面的角部的坐標。獲得切平面的質心。

根據(jù)8個質心的平均值確定旋轉中心。殘余運動是寶石的中心和旋轉中心之間的偏移的結果。這可以通過8個值的加權平均獲得，加權值對應于極角的正弦和余弦-傅里葉分析的應用。

圖象對準

一旦已知旋轉中心，則能夠計算轉換，以旋轉和對準每個圖像至被取為該圖像的中心的公共中心。所有的圖像因此被重新映射以去除極角，使得寶石在圖像序列中看起來是靜止的。每個圖像可以被保持在計算機存儲器中以便于處理。

閃耀和閃耀觀察值的識別

每個S圖像分成對應于單獨的閃耀的大量不同的區(qū)域。從第一閃耀觀察圖像(S0)開始，單個閃耀被識別和標記。所有的其它圖像被檢查以看是否出現(xiàn)相同的閃耀。一般而言，在該序列中鄰近的圖像中和隔開對應于光源的傾角跳躍的約76幀的圖像中發(fā)現(xiàn)一致性。閃耀輪廓的最佳評估被記錄并應用于每個圖像，并且還被繪制在背景圖像的拷貝上。

對于每個閃耀觀察值，平均紅、綠和藍值(RGB值)與它們在閃耀內的變化性，例如它們的四分位數(shù)間距或標準偏差一起被記錄。

在該過程結束時，背景圖像的所有被照亮區(qū)域都應當被識別，但可能存在未看見的一些暗區(qū)。這些暗區(qū)對應于不返回光且通常對鉆石的整體外觀有害的區(qū)域。然而，這些區(qū)域的內容取決于在該設備中設置的傾斜角140的范圍。在一種實施例中設置0°至40°的范圍，但這可以擴展至45°，50°，55°或60°的上限水平，或者甚至進一步擴展至90°，雖然這使得該設備相當笨重。代替的是，可能更好的是將散射光擴展至較大的傾斜角，并且將定向LED 109限制到其中聚集閃耀觀察值的低傾角區(qū)域。

單個閃耀的分析

沒有限制地，可以計算單個閃耀的下述特征。

·它的尺寸(可以以mm校準的像素的絕對值或它的作為寶石面積的百分比的尺寸)

·它的形狀的其它特性，如長和薄或形狀更均勻。

·它的方位(相對于寶石的中心-例如它像車輛的輪輻一樣指向外)。

·所觀察的極角和/或傾斜角的范圍。這些極角和/或傾斜角對應于寶石的外觀如何隨著它的移動而快速地變化。

·在閃耀中看到的對應于寶石的“輝度(fire)”的測量值的顏色范圍。

·觀察值組內的最亮的RGB值。

·閃耀處的照度的均勻性(其與拋光質量和內含物的存在有關)。

·照亮它的光源的傾斜角。如果使用R圖像，這些傾斜角可以是直接已知的，但也可以從S圖像數(shù)據(jù)中估計。如果在寬范圍的極角內看到閃耀，則它來自具有低傾角的光源。如果僅在數(shù)幀中看到閃耀，則它來自大的傾斜角。通過識別用于多個刻面的推論，特別是用于構成公知的“箭頭圖案”的主刻面的推論，可以確定關于光源的其它推論，光源將具有類似于典型圖像中的刻面的極角的極角或徑向相對。

·根據(jù)普通模板可以對閃耀進行分類。例如，它可以形成箭頭刻面。該普通模塊可以被選擇為匹配寶石的普通琢型，例如，圓形鉆石、公主和心形形狀。

寶石的整體特性

沒有限制地，可以計算下述特征：

·閃耀的總數(shù)量(或某個閾值尺寸內的閃耀的數(shù)量)。

·閃耀的平均尺寸，無論是絕對值還是相對于寶石的尺寸的相對值。

·閃耀尺寸的變化或可變性。

·寶石的顯現(xiàn)閃耀的比例。

·閃耀的平均亮度。

·閃耀圖案的對稱性。這對于顯示光學對稱性的寶石來說是重要的。

·一個閃耀的照射角和用于對稱放置的閃耀的角度之間的相關性。例如相對于那個魚箭頭圖案的桿或頭的8個閃耀。

·寶石中的對比度等級。這考慮相鄰的閃耀是同時還是不同時間被照亮。

·整體閃耀圖案如何在寶石或光源移動時快速地變化。

·寶石的整體光輝，或者例如閃耀中顯示給定光彩度的分數(shù)。

視頻的生成

在一種替換形式中，可以通過下述方式實時生成視頻：如描述的那樣將寶石放置在該設備中，打開設置運動的旋轉的光的選擇，并捕獲對應于視頻的多幀的圖像序列。

可替換地，可以采用所捕獲的數(shù)據(jù)，即A，B和S圖像序列生成視頻。便利的起始點是為旋轉中心和極角校準的圖像，雖然這不是嚴格必要的。

在一種實施例中，限定情節(jié)串連圖板。這是所要求的視頻的逐幀大體描述。例如，每一幀的極角、縮放水平(圖像在該幀中的目標尺寸)和定向圖像(S圖像)和背景圖像(B圖像)之間的發(fā)光平衡，以及如果需要，用于展示銘刻(A0圖像)的軸向照度。可以指定諸如對比度或亮度調整之類的其它效果。如果圖像是被原始捕獲用于分析的，則它們將傾向于相當陰暗，因此一定的對比度增加和高亮的添加是完全合理的。可以引入其它材料，如名稱、音樂儲藏長度數(shù)等。

將會理解，一旦限定情節(jié)串連圖板，則它可以應用于多組圖像，以產(chǎn)生不同寶石的視頻至相同的規(guī)格。同樣可行的是改變情節(jié)串連圖板和從存儲的數(shù)據(jù)中重新生成新的視頻至新的規(guī)格。

視頻通常需要寶石旋轉，因為它以自然方式引入變化發(fā)光，但明顯可行的是在寶石靜止且采用類似方法移動光的情況下產(chǎn)生視頻。

通過產(chǎn)生隨后被串在一起且通常視頻編碼譯碼器高度壓縮的一系列幀，生成視頻。

為了生產(chǎn)用于視頻的單個幀，從情節(jié)串連圖板中導出規(guī)格。這將指定用于每一幀的極角。除非所述幀已經(jīng)嚴格地匹配至所捕獲的序列，否則該極角將不對應于所捕獲的序列中的一個極角。例如，假設所需要的極角為 0.9°。所描述的數(shù)據(jù)集具有在0°處捕獲的S0和在1.8°處捕捉的S1。因此，需要中間幀。這可以通過插值程序獲得。兩個幀S0和S1被旋轉至所需要的09°角。它們現(xiàn)在都顯示處于合適位置的鉆石，但都未被嚴格地照亮，因為它們位于0.9°位置。通過這兩個幀之間的線性插值可以獲得中間幀的非常好的估值-在該情況中，如每個位置處的像素強度的簡化平均。B圖像的情況類似。在0°處捕獲B0，在45°處捕捉B1。因此在該情況中，在旋轉至0.9°之后，該插值可以更多地利用圖像B0而不是圖像B1。這同樣適用于A圖像，雖然A圖像通常未被插值。

一旦產(chǎn)生3個插值圖像，則它們可以通過簡單的算法和所進行的任何其它調整而混合，以產(chǎn)生最終的幀。

將會理解，雖然視頻幀是通過合并大量單獨的元素組合的，但如果在情節(jié)串連圖板中暗含的發(fā)光條件下觀看寶石，所產(chǎn)生的圖像將是寶石將如何顯現(xiàn)的精確表示。因此視頻幀并且因此完整的視頻是真實的和合理的，或者至少比例如通過進行具有大小的鉆石的光線跟蹤模擬以生產(chǎn)視頻幀而可以獲得的視頻更加真實或合理。這種模擬忽略諸如拋光質量和光在寶石內的散射之類的因素的影響。

該視頻可以用于任何目的。在一種替換形式中，該視頻可以提供至購買該鉆石的消費者。消費者可能已經(jīng)例如在珠寶店中看見在具有與在此描述的發(fā)光配置類似的發(fā)光配置的設備上展示的寶石。因此視頻可以用作暗示、紀念品、贈品等，并且用來增強它們的購買增值。

示例

組裝了大致根據(jù)圖1的實驗性設備?；?01由鋁合金板制成，支撐構件102和其它部件由鋁合金擠出件、支架和類似物制成。

線性滑動裝置103具有20mm的行程，并且被由步進馬達供電的線性致動器和經(jīng)由來自IBM個人計算機(PC)的RS232接口控制的微步進驅動模塊驅動。

旋轉工作臺包括如在GB 0911989.2中描述的、安裝在具有類似控制裝置的另一個步進馬達上的真空輔助安裝和調整設備。該馬達具有中空軸，以便于真空管經(jīng)由旋轉轉環(huán)連接器傳輸至GB 0911989.2中描述的真空噴嘴。

漫射體111由光亮的3mm厚Macrolon聚碳酸酯板制成，且為約300mm的正方形。通過采用3M噴嘴粘合劑(spraymount adhesive)將兩塊拉延潤滑膜連接至所述板的下側而獲得漫射效果。該復合板上鉆有直徑約5mm的多個孔，每個孔傾斜使得其軸向引向旋轉工作臺104的中心，旋轉工作臺104在漫射體下方120mm。設置了16個具有20度觀測角、直徑為5mm的定向白光LED 109(Marl型110147-01BC)，它們根據(jù)圖2中圖示的螺旋模式配置，并直接安裝到漫射體板中的孔中。

另外12個背景LED 110(Luxeon lumiled型LXHL-MWEC)被以具有110mm直徑的圓形圖案安裝在位于漫射體上方約110mm的鋁合金板上。

分束器132和LED光源130被設置為使得光束可以沿著該設備的觀察軸線107投射。

定向LED 109和軸向LED130經(jīng)由美國Colorado州Lakeview市的Labjack公司的USB接口插件型號U3-LV和允許每個獨立的定向LED由0和20mA之間的電流驅動的專有接口由PC控制。以類似的方式控制背景LED，并使背景LED串聯(lián)連線，以便可以由0和350mA之間的受控電流驅動它們。

在另一種配置中，背景LEDS 110也是與用于定向LED 109的LED相同的表面安裝式LED，并且它們都安裝在一個電路板上。在這種替換實施例中，設置23個定向LED，在另一個實施例中，使用30個定向LED。

在一種配置中，LED被設置為使得該設備的(垂直)軸線和從鉆石的中心至光源(即，漫射體上的位置)繪制的線之間的傾斜角對于每個光源來說都均勻地增加。

照相機105為AVT Marlin彩色照相機，其經(jīng)由“Firewire”接口將圖像信息發(fā)送至計算機。在一種實施例中，該照相機被編程為發(fā)送包括800x800像素的圖像，但可以采用其它格式。該照相機具有期望的特性，使得檢測元件的物理間距在正交的垂直和水平方向都相同，提供“正方形”像素。這簡化了后續(xù)的幾何轉換，但將會理解，只要進行合適的修正，可以采用具有非正方向像素的成像裝置。

照相機由允許控制諸如增益曝光時間之類的參數(shù)的PC控制。需要注意的是確保照相機產(chǎn)生其中信號與光級成線性比例的圖像以簡化量化測量。圖像可以被以例如.bmp和.jpg格式捕獲和存儲在與微處理器直接相關聯(lián)的硬盤上或在網(wǎng)絡上。.jpg格式提供存儲要求的明顯降低(通常100：1)，圖像質量的損失忽略不計。圖像顯示在PC的監(jiān)視器上或網(wǎng)絡上的其它監(jiān)視器上。

照相機設置有透鏡組件，透鏡組件包括一對雙合透鏡和圓形機械虹彩光闌并產(chǎn)生約-1/2的方法。該透鏡將物體的良好質量的圖像形成在照相機的傳感器上。在一種替換形式中，該光闌被設置到8mm的直徑。對于120mm的工作距離，這提供了0.033的物空間數(shù)值孔徑。來自給定物體點的這種光線在它們落入具有約2度的半角的圓錐體中時將被檢測到。

該設備提供了近似7.5mm x 7.5mm的視場，對于800x800像素圖像來說沒有漸暈，800x800像素非常容易大至用于高達1克拉的圓形鉆石。更大的視場是可行的。在可替換實施例中，可以提供具有更多像素的照相機以提供更大的視場和/或更高的分辨率，這應當是期望的。

軸向光源(其將用來照亮切平面刻面)的位置被設置為使得它看起來位于透鏡的入射光瞳處。在實踐中，這種匹配是經(jīng)驗地執(zhí)行的而不是通過計算執(zhí)行的，調整照相機模塊和漫射體/透鏡組件的相對位置，直到在轉臺旋轉時，來自鉆石的切平面刻面的鏡面反射看起來被均勻地照亮，在工作臺上沒有任何明顯的運動。被設備被封閉以排除散射光源。

在可替換實施例中，PC設置有條形碼讀出裝置或RF標簽讀出裝置，以允許將數(shù)據(jù)記錄為與數(shù)據(jù)庫上的特定鉆石相關聯(lián)，但這些細節(jié)也可以經(jīng)由鍵盤手動輸入。

所有的定向光源被校準，使得它們在照亮白色漫射體時產(chǎn)生標準信號電平。(這需要比常規(guī)長的曝光時間。)曝光時間隨后應當縮短，使得在鉆石圖像中，沒有一個像素是飽和的，以便可以進行光級的精確測量。在可替換實施例中，曝光時間可以增加以產(chǎn)生更亮和更真實的圖像，用于視頻生成目的。

該設備可以用來采用下述方法分析吸引性，并提供刻有Forevermark標識和序列號的0.67克拉圓形鉆石的視頻。

所有的光源都接通，并選擇合適的曝光時間。這通常是一種沒有校準的過程。

寶石的細節(jié)被記錄。

鉆石被清潔并放置在固定裝置上。GB 0911989.2中描述的方法用來調平鉆石。采用GB 0911989.2中描述的測角器進行精細調整，使得工作臺由軸向LED均勻地照亮。作為最后檢查，由手轉動旋轉臺并且照度保持恒定。

采用線性致動器手動設置焦點，以獲得銘刻的最吸引人的視圖。對于整個寶石存在足夠的景深以看起來是清晰的?？商鎿Q地，可以限定兩個焦點位置，一個用于標記，一個作為整體用于寶石。

鉆石的初始極角被設置為使得銘刻被合適地定向。這種視圖限定測量的原點并且還對應于可以用來展示視頻中的銘刻的圖像。由于銘刻的圖像，特別是序列號的圖像，是視頻的重要部分，有利的是精確地對準這種初始視圖以避免必須通過視頻產(chǎn)生時的后續(xù)旋轉引入圖像的任何退化的問題。

在可替換實施例中，任意的初始位置是任意的或可以通過自動執(zhí)行上述方法而獲得。

采用上述方法獲得圖像的三個序列。在第一序列中，僅軸向LED被照亮以提供切平面刻面(其近似為八邊形)的清晰圖像。對應于極角的0，45，90，135，180，225，270和315度角增量的8個軸向(A)圖像被記錄和存儲為JPG圖像。這些圖像被編號為圖像A0-A7。

在第二序列中，即提供背景照明，并且8個背景(B)圖像處于與用于第一序列的角度相同的角度。這些圖像被編號為B0-B7。這兩個序列可以在所述臺的一次旋轉期間被記錄，該次旋轉改變發(fā)光。

在第三序列中，定向LED(而不是軸向LED)被照亮，并且捕獲對應于1.8°增量的總共201個閃耀觀察圖像。這些圖像被標記為S0-S200。

此外，捕獲更大的一組圖像(6，030)。對于用于閃耀觀察圖像序列的角位置中的每一個，又為30個定向LED中的每一個依次記錄研究(R)圖像。這些圖像被標記為R0-1…R0-30至R200-1…R200-30。如上所述，給定S圖像本質上是對應的30個R圖像的組合。

圖像的處理如上文描述的那樣。進行量化觀察。例如，圖像A0被觀察。銘刻的清晰圖像被(主觀地)觀察并且(主觀地，由大量觀察者)發(fā)現(xiàn)是令人滿意的。

圖像B0被觀察。該圖像示出寶石的光分布和寶石內的圖案的一般布置，并且該圖案可以認為是令人高興的。在一些寶石中，圖像B1-B7的進一步檢查顯示相同的圖案，與B0相比(除了輕微旋轉)存在一定的由散射光的微小不均勻性引起的微小變化。觀察到，背景圖像可以被認為分成如上所述稱為閃耀(如之前討論的那樣，閃耀被限定為鉆石的連接區(qū)域，其中該區(qū)域的所有部分以類似的方式對外部照明激勵作出反應)的大量區(qū)域。

圖像S1-S200的檢查顯示，通常，每個圖像是非常黑的，但一旦允許旋轉，包含對應于B圖像中的一些單獨的閃耀的少量明亮斑點。由于S圖像通常具有近似10個或20個或30個不同的區(qū)域，明顯的是，單獨的閃耀可以更容易被識別并且隨后被映射到B圖像中，以產(chǎn)生用于寶石的閃耀地圖。

R圖像的檢查展現(xiàn)與S圖像類似的結果，但通常每個圖像僅具有一個或兩個閃耀觀察值，并且一些圖像沒有一個閃耀觀察值?？梢詮倪@些圖像獲得如從S圖像獲得的信息相同的信息，具體光源在一定程度上附加地分配至所關注的閃耀。

如上文描述扥陽執(zhí)行圖像的量化分析。

視頻也從所述圖像中生產(chǎn)。視頻具有20秒的持續(xù)時間，并且以每秒30個的幀率生產(chǎn)，總共需要600幀。寶石完成一次旋轉，并且通過增強A0幀，在最后5秒內展現(xiàn)銘刻的標記。在該序列內連續(xù)地增加放大倍率以給出銘刻在縮放的印象。

一旦產(chǎn)生所述幀，則標準編碼譯碼器用來產(chǎn)生多種格式的視頻，并能夠在多種計算機和便攜裝置上播放，用于宣傳目的。

一些閃光本質上是從暗到亮(即，白)再到暗的轉變，但其它閃光可以被表征為從藍到紅在整個可見光譜內轉變，反之亦然，顏色在光譜的藍色和黃色-紅色結束處大多數(shù)是可見的。這是已知為鉆石商業(yè)中的火彩的現(xiàn)象。

所發(fā)現(xiàn)的是，可以產(chǎn)生許多其它吸引效果，包括但不限于：

減小透鏡光圈(例如至f/8或f/11)，以降低光的整體強度并增加在每次閃光時可以觀察到的“火彩”的量。

允許轉臺在展示銘刻時緩慢地旋轉或達到靜止，以在光源被在透鏡的入射光瞳上掃描時產(chǎn)生大量對比效果。

同樣可行的是，通過以合適的速率接通和斷開LED，或者采用可以顯示不同延伸的LED，在閃光效應中引入額外的動態(tài)效果。然而，這些效果可以被認為是人為的或不自然的，并且如保守地根本不采用，則可能是最佳的。

將會認識到，上述實施例的多種變化也可以落入本發(fā)明的范圍內。例如，參照其上可以放置鉆石的旋轉工作臺描述了該系統(tǒng)。將會認識到，照明結構和/或照相機可以相對于鉆石旋轉，而不是鉆石被物理地旋轉，雖然如果鉆石本身旋轉，結果傾向于在美學上更加令人滿意。作為另一種替換，定向LED可以被順序激活，以提供旋轉照明結構的效果。

此外，將會理解，采用代替背景LED和漫射體的附加定向LED是可行的，雖然這會影響閃光和背景照明之間的平衡，這在美學上可能令人不滿意。

定向光源已經(jīng)被描述為位于漫射體111中的孔或通光孔112后面的定向LED 109。將會理解，可以使用任何適合的用于提供定向光的配置。在一種配置中，定向光可以由位于準直透鏡后面的LED(或任何適合的光源)提供。這些透鏡優(yōu)選結合或模制到漫射體的上表面上。優(yōu)選地，這些透鏡應當設置為使得照亮鉆石中心的光束應當以垂直入射與透鏡的曲面交會。

而且，該設備已經(jīng)被描述為具有基座和大致垂直的支撐構件。將會理解，在實踐中其它配置將是可利用的，只要可以顯示鉆石、照明結構和照相機之間的必要旋轉，并且只要照相機可以聚焦在鉆石上。在實踐中，所述元件(包括觀看屏)可以結合成單個、獨立儀器。這種儀器仍可以具有大的開口，可以通過該開口直接觀看鉆石，以便同時在熒光屏上和"親身"觀看鉆石。