貴金屬首飾印記智能識(shí)別系統(tǒng)中材料純度印記的字符組合模板常見形式

張晴 / 上海市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院

0 引言

GB 11887-2012《首飾 貴金屬純度的規(guī)定及命名方法》規(guī)定了首飾中貴金屬的印記，它被定義為打印或刻印在貴金屬飾品上的永久性標(biāo)識(shí)，內(nèi)容應(yīng)包括廠家代號(hào)、材料、純度以及鑲鉆首飾主鉆石（0.10 ct以上，1 ct=0.2 g）的質(zhì)量[1]等貴金屬首飾的日常檢測(cè)項(xiàng)目。首飾中貴金屬的純度被定義為貴金屬元素的最低質(zhì)量含量，它的最終判定也以印記所體現(xiàn)的純度為依據(jù)。圖1展示了鉑金950戒指的Pt950印記，其中Pt代表貴金屬材料為鉑，950為純度。

圖1 鉑金950戒指的Pt950印記

貴金屬首飾的材料純度印記一般直接用肉眼或借助放大鏡觀察，而日常檢測(cè)中，貴金屬首飾的數(shù)量通常比較多，頻繁地觀察印記容易造成用眼疲勞，尤其在印記較小、印記不清晰以及首飾沒有印記的情況下，容易造成反復(fù)多角度地觀察，更加深了用眼疲勞，危害了檢測(cè)人員的視力健康。貴金屬首飾印記智能識(shí)別系統(tǒng)主要借助于圖像攝取設(shè)備和字符識(shí)別算法，對(duì)貴金屬首飾的印記進(jìn)行智能識(shí)別并輸出顯示，很大程度上緩解檢測(cè)人員的用眼疲勞，并可用于貴金屬首飾檢測(cè)報(bào)告的自動(dòng)生成。該系統(tǒng)使用基于模板匹配的智能識(shí)別方法對(duì)圖像攝取設(shè)備拍攝的首飾圖片中的印記字符進(jìn)行識(shí)別，其實(shí)質(zhì)是度量輸入印記的字符和模板字符之間的相似性，取相似度最大的字符作為輸入印記字符所屬的類別[5]。由于貴金屬首飾的材料主要集中在金、銀、鉑、鈀等金屬元素，其純度范圍等級(jí)也較少，所以最終材料純度的印記表示形式有限，且有規(guī)律可循。因此，在貴金屬首飾印記智能識(shí)別算法中，使用常見的材料、純度印記表示形式作為字符組合模板，可以大大減少搜索算法遍歷每種單個(gè)中文、英文或數(shù)字字符模板的次數(shù)，從而提升識(shí)別算法的速度。本文對(duì)可用于貴金屬首飾印記智能識(shí)別系統(tǒng)中的材料純度字符組合模板制作的貴金屬材料純度印記的常見字符組合形式進(jìn)行了歸納。

1 利用字符組合模板識(shí)別貴金屬首飾材料純度印記的示例

以材料純度印記“Pt950”的識(shí)別為例，圖像攝取設(shè)備從左向右依次檢測(cè)英文和數(shù)字字符，第一個(gè)輸入印記字符被識(shí)別為大寫的英文字符“P”，此時(shí)印記字符組合模板庫中有“Pd”“PD”“platinum”“PLATINUM” 和“Pt” 等字符組合，對(duì)這些組合中“P”之后的第一個(gè)字符“d”“D”“l(fā)”“L”和“t”進(jìn)行遍歷，通過相似度函數(shù)計(jì)算相似性得分，得分最高且超過一定的判定閾值的字符作為被識(shí)別的下一個(gè)字符，即快速確定與第二個(gè)輸入印記字符“t”最接近的模板字符“t”為識(shí)別的第二個(gè)字符，以此類推，識(shí)別得到最終的材料純度印記為“Pt950”。該示例中基于字符組合模板對(duì)材料純度印記“Pt950”進(jìn)行搜索匹配的過程如圖2所示。

圖2 對(duì)材料純度印記“Pt950”進(jìn)行基于印記字符組合模板的搜索匹配

2 貴金屬及其合金的純度

GB 11887-2012對(duì)貴金屬及其合金的純度范圍做了規(guī)定，純度以貴金屬及其合金元素含量最低值表示（見表1）。

表1 貴金屬及其合金的純度范圍[1]

2015年2月11日，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)批準(zhǔn)發(fā)布了GB 11887-2012第1號(hào)修改單的公告。第1號(hào)修改單中金、鉑、鈀、銀及其各自的合金的純度范圍不再有999‰的純度，相應(yīng)的純度其他表示方法中則取消了千足金、千足鉑、千足鉑金、千足白金、千足鈀、千足鈀金和千足銀。第1號(hào)修改單的公告自2016年5月4日起執(zhí)行，由于消費(fèi)者所擁有的貴金屬首飾中較多購(gòu)買于2016月5月4日之前，因此，送檢貴金屬首飾的印記很可能使用早期的材料純度表示方法，智能印記識(shí)別系統(tǒng)同樣可以識(shí)別這些材料純度印記，所以字符組合模板的制作中也應(yīng)該有這類印記。

3 貴金屬首飾材料純度印記的字符組合模板常見形式

GB 11887-2012規(guī)定：金首飾的材料純度印記的表示形式為純度千分?jǐn)?shù)（K數(shù)）和金、Au或G的組合；銀首飾的材料純度的表示形式為純度千分?jǐn)?shù)和銀、Ag或S的組合；鉑首飾的材料純度表示形式為：純度千分?jǐn)?shù)和鉑（鉑金，白金）或Pt的組合；鈀首飾材料純度的表示形式為：純度千分?jǐn)?shù)和鈀（鈀金）或Pd的組合[1]。

由于貴金屬首飾中關(guān)于材料純度的印記主要由中文、英文和數(shù)字組成，而貴金屬首飾印記智能識(shí)別系統(tǒng)中的印記字符識(shí)別算法對(duì)于中文字符、英文字符和數(shù)字字符分別選用不同的軟件算法包，因此，本文圍繞中文字符、英文字符和數(shù)字字符針對(duì)貴金屬首飾中最常見的金首飾、銀首飾、鉑首飾、鈀首飾以及含金覆蓋層首飾材料純度印記表示形式進(jìn)行討論歸納。對(duì)于下文中提到的不合規(guī)范的貴金屬首飾材料純度印記的表示形式，由于出現(xiàn)頻率較低，如果對(duì)于印記識(shí)別算法的速度有較高要求，也可以不將其制作為字符組合模板，以免算法遍歷低頻字符組合模板而增加運(yùn)行時(shí)間。

3.1 僅有中文字符組合

3.1.1 純金首飾

如足金（金含量不低于990‰）、千足金（金含量不低于999‰，2016月5月4日后不允許使用）等。早期的純金首飾有九九九九、九九九九金、足赤這樣的中文字符組成的表示形式，在實(shí)際檢測(cè)中較常見。此外，還有諸如玖玖玖、純金、千足、金足千和天足赤這樣的不合規(guī)范的表示形式。

3.1.2 銀首飾

如足銀（銀含量不低于990‰）、千足銀（銀含量不低于999‰，2016月5月4日后不允許使用）等。此外，實(shí)際檢測(cè)中也發(fā)現(xiàn)諸如白銀、純銀和純銀條等不合規(guī)范的中文字符組合形式。

3.1.3 鉑首飾

如代表鉑含量不低于990‰的足鉑、足鉑金和足白金、以及代表鉑含量不低于999‰且2016月5月4日后不允許使用的千足鉑、千足鉑金和千足白金。

3.1.4 鈀首飾

如代表鈀含量不低于990‰的足鈀和足鈀金，以及代表鈀含量不低于999‰且2016月5月4日后不允許使用的千足鈀和千足鈀金。

3.2 英文字符組合和數(shù)字字符組合的結(jié)合

3.2.1 純金首飾

如Au999、G990（本文將單個(gè)字符也歸為一種字符組合）等。其中的數(shù)字字符組合一般為金含量最低值。

3.2.2 K金首飾（包括代表純金的24K印記）

如Au750、G18K等。其中的英文字符組合一般為“Au”“G”和“K”，其中的數(shù)字字符組合一般為千分?jǐn)?shù)表示的K金的金含量最低值，如“375”“585”“750”和“916”等。數(shù)字字符組合也經(jīng)常為9、14、18、22和24等K金的K數(shù)，后接大寫或者小寫的英文字符“K”或“k”，如9K、14K、18k等。有時(shí)“K”或“k”也會(huì)出現(xiàn)在K數(shù)之前，如K18、K14等。實(shí)際檢測(cè)中遇到的不合規(guī)范的表示形式有G18、K14WG、18KG、L18K等。主要問題是缺少英文字符“K”或“G”落在“K”之后（“G”一般在“K”之前）等。

3.2.3 銀首飾

如S925、Ag990等。其中的英文字符組合一般為“Ag”“S”，數(shù)字字符組合一般為千分?jǐn)?shù)表示的銀含量最低值，如“800”“925”“990”和“999”。

3.2.4 鉑首飾

如Pt900、PT950等。其中的英文字符組合一般為鉑的英文縮寫“Pt”或“PT”，數(shù)字字符組合一般為千分?jǐn)?shù)表示的鉑含量最低值，如“850”“900”“950”“990”和“999”等。在實(shí)際檢測(cè)中也存在像900Pt這樣“Pt”放在數(shù)字字符組合之后的表示形式。

3.2.5 鈀首飾

如Pd900、Pd950等。其中英文字符組合一般為鈀的英文縮寫“Pd”或“PD”，數(shù)字字符組合一般為千分?jǐn)?shù)表示的鈀含量最低值，如“500”“950”“990”和“999”等。

3.2.6 含金覆蓋層首飾

含金覆蓋層首飾中金覆蓋層的材料純度印記的表示形式一般為數(shù)字字符組合“9”“14”“18”“22”和“24”等與大寫的英文字符組合“KGP”的結(jié)合。如最常見的18KGP，其含義是含金覆蓋層首飾的金覆蓋層材料純度為18K金。實(shí)際檢測(cè)中也發(fā)現(xiàn)不少不合規(guī)范的表示形式，如18KRGP、18KGT和18KGP等，主要問題是字符“K”和“G”之間有其他大寫的英文字符、“P”被替換成其他大寫英文字符以及有諸如“-”符號(hào)插在英文字符之間等。

3.3 中文字符組合和數(shù)字字符組合的結(jié)合

3.3.1 純金首飾

一般表示形式為中文字符“金”或“足金”與千分?jǐn)?shù)表示的金含量最低值數(shù)字字符組合。如金990、金900（常見于純金首飾的配件）、金950（常見于純金首飾的配件）和足金999等。

3.3.2 K金首飾

如金750、金916。中文字符通常為“金”，后接的數(shù)字字符組合通常為千分?jǐn)?shù)表示的K金金含量最低值，比如“375”“585”“750”和“916”。有時(shí)中文字符“金”也會(huì)在數(shù)字字符組合之后，如750金。

3.3.3 銀首飾

一般表示形式由中文字符“銀”和千分?jǐn)?shù)表示的銀含量最低值組成，如銀925。有時(shí)也會(huì)有中文字符“足銀”和數(shù)字字符“990”或“999”的組合等。在實(shí)際檢測(cè)中也存在像925銀、999銀等中文字符“銀”放在數(shù)字字符組合之后的表示形式。

3.3.4 鉑首飾

一般表示形式由中文字符組合“鉑”“鉑金”“白金”“足鉑”“足鉑金”“足白金”和千分?jǐn)?shù)表示的鉑含量最低值數(shù)字字符組成，如鉑950。其中“足鉑”“足鉑金”“足白金”一般和“990”或“999”連接在一起。

3.3.5 鈀首飾

一般表示形式由中文字符組合“鈀”或“鈀金”與千分?jǐn)?shù)表示的鈀含量最低值數(shù)字字符組成，如鈀950等。

3.4 僅有數(shù)字字符組合

3.4.1 純金首飾

省略了貴金屬首飾材料的中文或英文字符組合（金、Au和G等）,剩下諸如“999”這樣的千分?jǐn)?shù)表示的金含量最低值的數(shù)字字符組合。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 31912-2015 《飾品 標(biāo)識(shí)》對(duì)于首飾印記的標(biāo)注內(nèi)容及要求做出規(guī)定，當(dāng)單件貴金屬飾品質(zhì)量小于0.50 g或印記難以被打印的，印記內(nèi)容可以按照鉆石質(zhì)量、廠家代號(hào)、純度、材料的順序逐一免除，免除的內(nèi)容應(yīng)在標(biāo)簽上標(biāo)注[2]。這種形式一般屬于GB/T 31912-2015 所列出的情況。

3.4.2 K金首飾

省略了貴金屬首飾材料的中文或英文字符組合（金、Au和G等）,一般為千分?jǐn)?shù)表示的K金金含量最低值或K數(shù)的數(shù)字字符組合，如“585”“750”以及“18”等，一般屬于GB/T 31912-2015所列出的情況。

3.4.3 銀首飾

省略了貴金屬首飾材料的中文或英文字符組合（Ag、S等），剩下諸如“800” “925”990”和999”等千分?jǐn)?shù)表示的銀含量最低值數(shù)字字符組合，一般屬于GB/T 31912-2015所列出的情況。

3.4.4 鉑首飾

省略了貴金屬首飾材料的中文或英文字符組合（Pt或PT），剩下諸如“850” “900”“990”和“999”等千分?jǐn)?shù)表示的鉑含量最低值數(shù)字字符組合，一般屬于GB/T 31912-2015所列出的情況。

3.4.5 鈀首飾

省略了貴金屬首飾材料的中文或英文字符的字符組合（Pd或PD），剩下諸如“500”“950”“990”和“999”等千分?jǐn)?shù)表示的鈀含量最低值數(shù)字字符組合，一般屬于GB/T 31912-2015所列出的情況。

3.5 僅有英文字符組合

3.5.1 純金首飾

如GOLD、Gold、Fine Gold和Au等，一般屬于GB/T 31912-2015所列出的情況。

3.5.2 銀首飾

如Silver（銀的英文單詞拼寫）、Fine Silver等，一般屬于GB/T 31912-2015所列出的情況。

3.5.3 鉑首飾

通常是鉑的英文單詞的大小寫platinum和PLATINUM，一般屬于GB/T 31912-2015所列出的情況。

3.5.4 鈀首飾

通常是鈀的英文單詞的大小寫palladium和PALLADIUM，一般屬于GB/T 31912-2015所列出的情況。

3.6 英文字符和數(shù)字字符的結(jié)合再加上數(shù)字字符組合

出現(xiàn)這種情況的有K金首飾，表示形式一般為K金的K數(shù)加上大寫或者小寫的英文字符“K”或“k”，再加上千分?jǐn)?shù)表示的K金金含量最低值，如“18K 750” “14K 585”等，英文字符“K”或“k”與千分?jǐn)?shù)的左邊第一個(gè)數(shù)字字符之間一般有1到數(shù)個(gè)空格的間距。

3.7 中文字符與英文數(shù)字字符的結(jié)合

出現(xiàn)這種情況的有銀首飾，表示形式為“足銀S999”，即中文字符組合“足銀”、英文字符“S”與千分?jǐn)?shù)表示的銀含量最低值數(shù)字字符組合的結(jié)合。

4 擴(kuò)大字符組合模板規(guī)模以增強(qiáng)實(shí)際印記識(shí)別時(shí)的匹配性

由于在實(shí)際貴金屬首飾檢測(cè)工作中發(fā)現(xiàn)的材料純度印記形式樣式較多，為了增強(qiáng)實(shí)際材料純度印記識(shí)別時(shí)識(shí)別到的字符組合與字符組合模板庫的匹配性，本文使用如下方法擴(kuò)大字符組合模板庫的規(guī)模：

（1）將所有英文字符都設(shè)為相應(yīng)的大小寫，以擴(kuò)大字符組合模板庫，如存在字符模板組合“Ag925”和“AG925”情況下，增加字符模板組合模板“ag925”“aG925”。

（2）將中文字符組合與數(shù)字字符組合的結(jié)合形式，以及英文字符組合與數(shù)字字符組合的結(jié)合形式，分別交換中文字符組合和數(shù)字字符組合，以及英文字符組合和數(shù)字字符組合的位置后的字符組合結(jié)合形式，也納入字符組合模板中，以增強(qiáng)在實(shí)際材料純度印記識(shí)別時(shí)的匹配性。如加入字符組合模板“銀925”的同時(shí)也加入字符組合模板“925銀”，加入字符組合模板“18K”的同時(shí)也加入字符組合模板“K18”。對(duì)于含金覆蓋層首飾印記的字符組合模板18KGP，增加字符組合模板K18GP。

5 結(jié)語

基于模板匹配的貴金屬首飾印記智能識(shí)別系統(tǒng)可以使用貴金屬材料純度印記字符組合模板，提升識(shí)別圖像攝取設(shè)備拍攝的貴金屬首飾圖片中材料純度印記字符的速度。本文對(duì)貴金屬檢測(cè)工作中碰到的可用于字符組合模板制作的貴金屬首飾的材料純度印記的常見字符組合形式，圍繞中文字符、英文字符和數(shù)字字符進(jìn)行了討論歸納，涉及的貴金屬首飾主要包括金、銀、鉑、鈀和含金覆蓋層首飾。同時(shí)為了增強(qiáng)實(shí)際材料純度印記識(shí)別時(shí)識(shí)別到的字符組合對(duì)于字符組合模板庫的匹配性，本文使用兩種方法擴(kuò)大字符組合模板庫的規(guī)模。