新疆巴音郭楞蒙古自治州产品质量检验所
摘要：珠宝鉴定是一项利用多种仪器和检验方法测试宝石多个参量，并依据这些检验数据进行综合判断的复杂工作。针对传统的珠宝鉴定方法依赖个人经验的情况，本文提出了利用计算机技术，开发珠宝玉石辅助鉴定及信息系统。该系统运用当前最先进的计算机技术，将计算机中的数据信息融入其中，并运用模式识别技术，从根本上打破了依靠个人经验鉴别珠宝玉石真伪的局限性，提高了鉴别珠宝的准确性，在珠宝的鉴定中发挥了重要作用。
关键词：模式识别；珠宝；鉴定
1引言
珠宝鉴定是一项利用多种仪器和检验方法测试宝石多个参量，并依据这些检验数据进行综合判断的复杂工作。在这方面，一些珠宝界的老前辈及一些科研教学人员做出了积极的贡献，他们编写了不少关于珠宝鉴定的书籍，正在我国的珠宝商贸、教学及科研工作中发挥着作用。但在使用过程中，这些传统的鉴定方法仍显不足。对一些非专业人员，或对一些比较稀少的珠宝品种，在测出样品的各项数据之后需要花费很多时间去查阅资料才能正确定名；另一方面珠宝鉴定工作在很大程度依赖于经验，而培养一名合格的鉴定人员需要花费大量的时间与精力。因此，如何快速、准确地对饰品作出科学、合理的鉴定就显得尤为重要。
2模式识别技术概述
模式识别最初诞生于20世纪20年代，随着40年代计算机的出现、50年代人工智能的兴起，模式识别在60年代初迅速发展成一门学科。模式识别所研究的理论和方法在很多科学和技术领域中得到了广泛的重视，并且推动了人工智能系统的发展，扩大了计算机应用的可能性。随着计算机技术的不断发展，可以将计算机技术应用到珠宝玉石鉴定领域，在珠宝玉石鉴定技术开发中，需要参照国家制定实施的GB/T16552-2010《珠宝玉石名称》与GB/T16553-2010《珠宝玉石鉴定》，借助珠宝玉石相关的知识体系结构，对鉴定珠宝玉石相关的数据信息进行收集、分类，然后综合分析鉴定信息，进一步判断出珠宝玉石的真伪，切实维护消费者的切身利益。
针对珠宝鉴定主要依靠个人经验的情况，可以采用计算机的数据库、模式识别等多项信息技术，开发宝玉石辅助鉴定系统。本文研究的基于模式识别技术的珠宝辅助鉴定方法就是在这样的前提下产生的，通过该方法形成的辅助鉴定系统，可以实现在珠宝玉石鉴定中的多品种、多参量的综合判断，使鉴定工作在几秒种内完成，轻松而准确，对用户鉴定工作具有一定的指导意义。
3模式识别技术珠宝鉴定中的理论与方法
常规来讲，模式识别的方法为统计模式识别。而特征向量是统计模式识别所研究的主要对象。而特征向量由多种元素组成，每种元素所对应的特征或者属性，均能够构成一个自设的特征空间；而对统计模式识别做以细致性的研究，就是对特征空间进行多重划分，从而达到根据属性、特征做以鉴定。因此，对于统计模式识别的主要识别系统主要由以下四部分构成：数据提取、预处理、特征提取与选择、分类决策。如下所示：信息处理→预处理→特征提取与选择→分类决策
3.1信息处理
珠宝玉石鉴定过程实际运用到了多个科学领域的综合组成，其涉及到力学、光学、化学、以及物理学等领域。通过对珠宝的颜色、折射率、密度、硬度、等多方面提供了诸多参量进行综合对比鉴定，并在实际鉴定过程以标准值相互比对，最后在下设定论，做出正确判断。因此，模式识别的信息处理数据实际上属于物理参量与逻辑值范围之内的。在以往常规的人工鉴定鉴定过的数据结果，通过人工录入把标准参量数据输入到系统中，从而实现此类宝石特征的数据提取。
3.2预处理
预处理的主要目的是去除光谱等非描述性的参量的影响因素，并对其加强信息处理，同时对测量设备仪器的所造成的不确定性因素或者所造成的退化现象进行修复还原；往往珠宝的性质都是用语言去描绘的，内同十分复杂繁多，较为庞大，这其实是与计算机的数字化、标准化是相悖的，因此，对于颜色、吸收光谱等非描述性参量，进行标准化和编码。通过对这些数据的预处理，使计算机对这些参量也能进行准确查询和比较。
3.3特征提取和选择
在国家制定实施的GB/T16553-2010《珠宝玉石鉴定》中，涉及珠宝玉石鉴定的标准多达105种，从某种意义上说，这些标准可以视为模式识别的特征参数，其数值可作为标准值，但是，从实际情况来看，这些数值一方面涉及语言描述性的数值，另一方面也包含数值区间和逻辑值，内容不仅多，而且复杂。珠宝玉石的鉴定标准，为了便于分类决策，采用了测量值与标准值进行逻辑比较的方法，将测量值统一变换为逻辑值来表示，即测量值与标准值相符为1，不符为0。这样可使分类器的设计简单化。
3.4分类决策
分类决策就是指在特征空间运用统计模式识别方法把所有识别的对象归为一类，即研究对象在本身训练的前提条件以及基础之上，确定某个判决性规则，从而按这种判决性规则对所统计的要被识别的对象进行系统分类，并且以错误识别率最小为识别标准。
3.5线性分析器
线性分类器的设计通常采用最大值选择器。但由于在实际鉴定过程中，对宝石参量的测量是有选择性的，而且，多个品种的宝石在某些参量上十分相近，甚至出现重叠。识别模式以匹配度的形式提示给使用者，以防止漏判。
4结语
文中基于模式识别技术的珠宝辅助鉴定方法，该方法实现了珠宝玉石多品种、多个不同性质参量的综合判断。本方法计算量小，不需任何复杂的仪器设备，并且突破了个人经验的局限，大大提高了鉴定的全面性和可靠性。模式识别系统在分析珠宝玉石知识体系的基础上，借助计算机技术，进一步对珠宝的品种、性质等参数指标进行综合判断。从实际鉴别结果来看，这种鉴别珠宝真伪的方式从根本上打破了依靠个人经验鉴别珠宝玉石真伪的局限性，提高了鉴别珠宝玉石的准确性。
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作者简介：史岩，男，1986年12月，单位：新疆巴音郭楞蒙古自治州产品质量检验所，助理工程师，研究方向：珠宝玉器产品及贵金属的鉴定和研究。