贵金属首饰印记智能识别系统中材料纯度印记的字符组合模板常见形式

张晴 / 上海市计量测试技术研究院

0 引言

GB 11887-2012《首饰 贵金属纯度的规定及命名方法》规定了首饰中贵金属的印记，它被定义为打印或刻印在贵金属饰品上的永久性标识，内容应包括厂家代号、材料、纯度以及镶钻首饰主钻石（0.10 ct以上，1 ct=0.2 g）的质量[1]等贵金属首饰的日常检测项目。首饰中贵金属的纯度被定义为贵金属元素的最低质量含量，它的最终判定也以印记所体现的纯度为依据。图1展示了铂金950戒指的Pt950印记，其中Pt代表贵金属材料为铂，950为纯度。

图1 铂金950戒指的Pt950印记

贵金属首饰的材料纯度印记一般直接用肉眼或借助放大镜观察，而日常检测中，贵金属首饰的数量通常比较多，频繁地观察印记容易造成用眼疲劳，尤其在印记较小、印记不清晰以及首饰没有印记的情况下，容易造成反复多角度地观察，更加深了用眼疲劳，危害了检测人员的视力健康。贵金属首饰印记智能识别系统主要借助于图像摄取设备和字符识别算法，对贵金属首饰的印记进行智能识别并输出显示，很大程度上缓解检测人员的用眼疲劳，并可用于贵金属首饰检测报告的自动生成。该系统使用基于模板匹配的智能识别方法对图像摄取设备拍摄的首饰图片中的印记字符进行识别，其实质是度量输入印记的字符和模板字符之间的相似性，取相似度最大的字符作为输入印记字符所属的类别[5]。由于贵金属首饰的材料主要集中在金、银、铂、钯等金属元素，其纯度范围等级也较少，所以最终材料纯度的印记表示形式有限，且有规律可循。因此，在贵金属首饰印记智能识别算法中，使用常见的材料、纯度印记表示形式作为字符组合模板，可以大大减少搜索算法遍历每种单个中文、英文或数字字符模板的次数，从而提升识别算法的速度。本文对可用于贵金属首饰印记智能识别系统中的材料纯度字符组合模板制作的贵金属材料纯度印记的常见字符组合形式进行了归纳。

1 利用字符组合模板识别贵金属首饰材料纯度印记的示例

以材料纯度印记“Pt950”的识别为例，图像摄取设备从左向右依次检测英文和数字字符，第一个输入印记字符被识别为大写的英文字符“P”，此时印记字符组合模板库中有“Pd”“PD”“platinum”“PLATINUM” 和“Pt” 等字符组合，对这些组合中“P”之后的第一个字符“d”“D”“l”“L”和“t”进行遍历，通过相似度函数计算相似性得分，得分最高且超过一定的判定阈值的字符作为被识别的下一个字符，即快速确定与第二个输入印记字符“t”最接近的模板字符“t”为识别的第二个字符，以此类推，识别得到最终的材料纯度印记为“Pt950”。该示例中基于字符组合模板对材料纯度印记“Pt950”进行搜索匹配的过程如图2所示。

图2 对材料纯度印记“Pt950”进行基于印记字符组合模板的搜索匹配

2 贵金属及其合金的纯度

GB 11887-2012对贵金属及其合金的纯度范围做了规定，纯度以贵金属及其合金元素含量最低值表示（见表1）。

表1 贵金属及其合金的纯度范围[1]

2015年2月11日，国家标准化委员会批准发布了GB 11887-2012第1号修改单的公告。第1号修改单中金、铂、钯、银及其各自的合金的纯度范围不再有999‰的纯度，相应的纯度其他表示方法中则取消了千足金、千足铂、千足铂金、千足白金、千足钯、千足钯金和千足银。第1号修改单的公告自2016年5月4日起执行，由于消费者所拥有的贵金属首饰中较多购买于2016月5月4日之前，因此，送检贵金属首饰的印记很可能使用早期的材料纯度表示方法，智能印记识别系统同样可以识别这些材料纯度印记，所以字符组合模板的制作中也应该有这类印记。

3 贵金属首饰材料纯度印记的字符组合模板常见形式

GB 11887-2012规定：金首饰的材料纯度印记的表示形式为纯度千分数（K数）和金、Au或G的组合；银首饰的材料纯度的表示形式为纯度千分数和银、Ag或S的组合；铂首饰的材料纯度表示形式为：纯度千分数和铂（铂金，白金）或Pt的组合；钯首饰材料纯度的表示形式为：纯度千分数和钯（钯金）或Pd的组合[1]。

由于贵金属首饰中关于材料纯度的印记主要由中文、英文和数字组成，而贵金属首饰印记智能识别系统中的印记字符识别算法对于中文字符、英文字符和数字字符分别选用不同的软件算法包，因此，本文围绕中文字符、英文字符和数字字符针对贵金属首饰中最常见的金首饰、银首饰、铂首饰、钯首饰以及含金覆盖层首饰材料纯度印记表示形式进行讨论归纳。对于下文中提到的不合规范的贵金属首饰材料纯度印记的表示形式，由于出现频率较低，如果对于印记识别算法的速度有较高要求，也可以不将其制作为字符组合模板，以免算法遍历低频字符组合模板而增加运行时间。

3.1 仅有中文字符组合

3.1.1 纯金首饰

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日后不允许使用）等。早期的纯金首饰有九九九九、九九九九金、足赤这样的中文字符组成的表示形式，在实际检测中较常见。此外，还有诸如玖玖玖、纯金、千足、金足千和天足赤这样的不合规范的表示形式。

3.1.2 银首饰

如足银（银含量不低于990‰）、千足银（银含量不低于999‰，2016月5月4日后不允许使用）等。此外，实际检测中也发现诸如白银、纯银和纯银条等不合规范的中文字符组合形式。

3.1.3 铂首饰

如代表铂含量不低于990‰的足铂、足铂金和足白金、以及代表铂含量不低于999‰且2016月5月4日后不允许使用的千足铂、千足铂金和千足白金。

3.1.4 钯首饰

如代表钯含量不低于990‰的足钯和足钯金，以及代表钯含量不低于999‰且2016月5月4日后不允许使用的千足钯和千足钯金。

3.2 英文字符组合和数字字符组合的结合

3.2.1 纯金首饰

如Au999、G990（本文将单个字符也归为一种字符组合）等。其中的数字字符组合一般为金含量最低值。

3.2.2 K金首饰（包括代表纯金的24K印记）

如Au750、G18K等。其中的英文字符组合一般为“Au”“G”和“K”，其中的数字字符组合一般为千分数表示的K金的金含量最低值，如“375”“585”“750”和“916”等。数字字符组合也经常为9、14、18、22和24等K金的K数，后接大写或者小写的英文字符“K”或“k”，如9K、14K、18k等。有时“K”或“k”也会出现在K数之前，如K18、K14等。实际检测中遇到的不合规范的表示形式有G18、K14WG、18KG、L18K等。主要问题是缺少英文字符“K”或“G”落在“K”之后（“G”一般在“K”之前）等。

3.2.3 银首饰

如S925、Ag990等。其中的英文字符组合一般为“Ag”“S”，数字字符组合一般为千分数表示的银含量最低值，如“800”“925”“990”和“999”。

3.2.4 铂首饰

如Pt900、PT950等。其中的英文字符组合一般为铂的英文缩写“Pt”或“PT”，数字字符组合一般为千分数表示的铂含量最低值，如“850”“900”“950”“990”和“999”等。在实际检测中也存在像900Pt这样“Pt”放在数字字符组合之后的表示形式。

3.2.5 钯首饰

如Pd900、Pd950等。其中英文字符组合一般为钯的英文缩写“Pd”或“PD”，数字字符组合一般为千分数表示的钯含量最低值，如“500”“950”“990”和“999”等。

3.2.6 含金覆盖层首饰

含金覆盖层首饰中金覆盖层的材料纯度印记的表示形式一般为数字字符组合“9”“14”“18”“22”和“24”等与大写的英文字符组合“KGP”的结合。如最常见的18KGP，其含义是含金覆盖层首饰的金覆盖层材料纯度为18K金。实际检测中也发现不少不合规范的表示形式，如18KRGP、18KGT和18KGP等，主要问题是字符“K”和“G”之间有其他大写的英文字符、“P”被替换成其他大写英文字符以及有诸如“-”符号插在英文字符之间等。

3.3 中文字符组合和数字字符组合的结合

3.3.1 纯金首饰

一般表示形式为中文字符“金”或“足金”与千分数表示的金含量最低值数字字符组合。如金990、金900（常见于纯金首饰的配件）、金950（常见于纯金首饰的配件）和足金999等。

3.3.2 K金首饰

如金750、金916。中文字符通常为“金”，后接的数字字符组合通常为千分数表示的K金金含量最低值，比如“375”“585”“750”和“916”。有时中文字符“金”也会在数字字符组合之后，如750金。

3.3.3 银首饰

一般表示形式由中文字符“银”和千分数表示的银含量最低值组成，如银925。有时也会有中文字符“足银”和数字字符“990”或“999”的组合等。在实际检测中也存在像925银、999银等中文字符“银”放在数字字符组合之后的表示形式。

3.3.4 铂首饰

一般表示形式由中文字符组合“铂”“铂金”“白金”“足铂”“足铂金”“足白金”和千分数表示的铂含量最低值数字字符组成，如铂950。其中“足铂”“足铂金”“足白金”一般和“990”或“999”连接在一起。

3.3.5 钯首饰

一般表示形式由中文字符组合“钯”或“钯金”与千分数表示的钯含量最低值数字字符组成，如钯950等。

3.4 仅有数字字符组合

3.4.1 纯金首饰

省略了贵金属首饰材料的中文或英文字符组合（金、Au和G等）,剩下诸如“999”这样的千分数表示的金含量最低值的数字字符组合。国家标准GB/T 31912-2015 《饰品 标识》对于首饰印记的标注内容及要求做出规定，当单件贵金属饰品质量小于0.50 g或印记难以被打印的，印记内容可以按照钻石质量、厂家代号、纯度、材料的顺序逐一免除，免除的内容应在标签上标注[2]。这种形式一般属于GB/T 31912-2015 所列出的情况。

3.4.2 K金首饰

省略了贵金属首饰材料的中文或英文字符组合（金、Au和G等）,一般为千分数表示的K金金含量最低值或K数的数字字符组合，如“585”“750”以及“18”等，一般属于GB/T 31912-2015所列出的情况。

3.4.3 银首饰

省略了贵金属首饰材料的中文或英文字符组合（Ag、S等），剩下诸如“800” “925”990”和999”等千分数表示的银含量最低值数字字符组合，一般属于GB/T 31912-2015所列出的情况。

3.4.4 铂首饰

省略了贵金属首饰材料的中文或英文字符组合（Pt或PT），剩下诸如“850” “900”“990”和“999”等千分数表示的铂含量最低值数字字符组合，一般属于GB/T 31912-2015所列出的情况。

3.4.5 钯首饰

省略了贵金属首饰材料的中文或英文字符的字符组合（Pd或PD），剩下诸如“500”“950”“990”和“999”等千分数表示的钯含量最低值数字字符组合，一般属于GB/T 31912-2015所列出的情况。

3.5 仅有英文字符组合

3.5.1 纯金首饰

如GOLD、Gold、Fine Gold和Au等，一般属于GB/T 31912-2015所列出的情况。

3.5.2 银首饰

如Silver（银的英文单词拼写）、Fine Silver等，一般属于GB/T 31912-2015所列出的情况。

3.5.3 铂首饰

通常是铂的英文单词的大小写platinum和PLATINUM，一般属于GB/T 31912-2015所列出的情况。

3.5.4 钯首饰

通常是钯的英文单词的大小写palladium和PALLADIUM，一般属于GB/T 31912-2015所列出的情况。

3.6 英文字符和数字字符的结合再加上数字字符组合

出现这种情况的有K金首饰，表示形式一般为K金的K数加上大写或者小写的英文字符“K”或“k”，再加上千分数表示的K金金含量最低值，如“18K 750” “14K 585”等，英文字符“K”或“k”与千分数的左边第一个数字字符之间一般有1到数个空格的间距。

3.7 中文字符与英文数字字符的结合

出现这种情况的有银首饰，表示形式为“足银S999”，即中文字符组合“足银”、英文字符“S”与千分数表示的银含量最低值数字字符组合的结合。

4 扩大字符组合模板规模以增强实际印记识别时的匹配性

由于在实际贵金属首饰检测工作中发现的材料纯度印记形式样式较多，为了增强实际材料纯度印记识别时识别到的字符组合与字符组合模板库的匹配性，本文使用如下方法扩大字符组合模板库的规模：

（1）将所有英文字符都设为相应的大小写，以扩大字符组合模板库，如存在字符模板组合“Ag925”和“AG925”情况下，增加字符模板组合模板“ag925”“aG925”。

（2）将中文字符组合与数字字符组合的结合形式，以及英文字符组合与数字字符组合的结合形式，分别交换中文字符组合和数字字符组合，以及英文字符组合和数字字符组合的位置后的字符组合结合形式，也纳入字符组合模板中，以增强在实际材料纯度印记识别时的匹配性。如加入字符组合模板“银925”的同时也加入字符组合模板“925银”，加入字符组合模板“18K”的同时也加入字符组合模板“K18”。对于含金覆盖层首饰印记的字符组合模板18KGP，增加字符组合模板K18GP。

5 结语

基于模板匹配的贵金属首饰印记智能识别系统可以使用贵金属材料纯度印记字符组合模板，提升识别图像摄取设备拍摄的贵金属首饰图片中材料纯度印记字符的速度。本文对贵金属检测工作中碰到的可用于字符组合模板制作的贵金属首饰的材料纯度印记的常见字符组合形式，围绕中文字符、英文字符和数字字符进行了讨论归纳，涉及的贵金属首饰主要包括金、银、铂、钯和含金覆盖层首饰。同时为了增强实际材料纯度印记识别时识别到的字符组合对于字符组合模板库的匹配性，本文使用两种方法扩大字符组合模板库的规模。