DZT 0506-2025 珠宝玉石颜色测量 高光谱图像法标准立项发展报告

珠宝玉石颜色测量高光谱图像法标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:HyperspectralImagingMethodforColorMeasurementofJewelryandJade摘要珠宝玉石的颜色是其品质评价与价值评估的核心要素之一，传统颜色测量方法受限于人眼主观判断和仪器接触式测量的局限，难以满足现代珠宝玉石产业对精确化、标准化、数字化检测的迫切需求。随着高光谱成像技术在材料科学、遥感探测、文物保护等领域的日趋成熟，将其引入珠宝玉石颜色测量领域具有重要的技术价值与产业意义。本报告系统阐述了行业标准《珠宝玉石颜色测量高光谱图像法》（标准编号：DZ/T0506-2025）的立项背景、技术原理、编制过程与应用前景。该标准由自然资源部发布，于2025年1月17日正式发布，同年5月1日起实施，属于地质矿产行业标准体系，分类号为珠宝。标准确立了基于高光谱图像采集、数据处理与颜色空间映射的完整技术路径，实现了珠宝玉石颜色“非接触、无损、全区域、定量化”测量，填补了我国珠宝玉石颜色测量领域高光谱技术应用的标准空白。本报告重点介绍了主要起草单位在标准研制过程中的技术攻关与验证工作，并对该标准在规范市场秩序、推动行业技术进步和促进国际互认等方面的未来发展方向进行了展望。关键词：珠宝玉石；颜色测量；高光谱图像法；行业标准；无损检测；标准化Keywords:JewelryandJade;ColorMeasurement;HyperspectralImaging;IndustryStandard;Non-destructiveTesting;Standardization一、引言1.1研究背景珠宝玉石产业作为我国特色经济的重要组成部分，近年来发展迅速，市场规模持续扩大。颜色作为珠宝玉石品质评价的“第一要素”，直接决定了其市场价值。传统颜色评价主要依赖人眼目测比对，受观察者个体差异、环境光源、观察角度等因素影响显著，难以形成客观统一的评价结果。尽管国际上已发展出色度仪、分光光度计等仪器测量方法，但这些方法多为接触式或点测量模式，对于具有颜色分布不均匀、纹理复杂、透明度差异大等特点的珠宝玉石样品，难以全面、准确地反映其整体颜色特征。高光谱成像技术将成像技术与光谱技术相结合，能够在获取样品二维空间信息的同时，获得每个像素点连续的光谱信息，形成三维的“数据立方体”。该技术具有“图谱合一”的独特优势，能够实现对珠宝玉石样品表面各区域颜色的精细测量与全面分析，为突破传统颜色测量方法的局限性提供了全新的技术路径。1.2标准立项必要性当前，我国珠宝玉石颜色测量领域尚无统一的高光谱图像法标准，导致不同检测机构在采用高光谱技术进行颜色测量时，在仪器配置、测量条件、数据处理方法、结果表达形式等方面存在显著差异，检测结果缺乏可比性和互认性。随着高光谱成像设备成本的逐步降低和技术的日益成熟，越来越多的检测机构、科研院所和珠宝企业开始尝试将该技术应用于珠宝玉石颜色测量，亟需制定统一的标准规范，以确保测量结果的科学性、准确性和一致性。二、标准编制基本情况2.1标准基本信息本标准标准编号为DZ/T0506-2025，标准名称为《珠宝玉石颜色测量高光谱图像法》，英文名称为“珠宝玉石颜色测量高光谱图像法”（HyperspectralImagingMethodforColorMeasurementofJewelryandJade）。标准属于行业标准—地质（DZ/T）序列，分类号为珠宝。标准发布日期为2025年1月17日，实施日期为2025年5月1日，发布机构为自然资源部，标准状态为现行，版本说明为询价购买，国别为中国，语言为中文（简体）。该标准的发布实施，标志着我国珠宝玉石颜色测量领域在高光谱技术应用方面迈入了标准化、规范化的新阶段。2.2编制原则本标准编制遵循以下基本原则：科学性原则：以光学理论、色度学理论和光谱分析技术为理论基础，确保测量方法和技术指标的科学性与合理性。适用性原则：兼顾不同类型珠宝玉石的颜色测量需求，充分考虑样品的多样性、复杂性和实际检测场景的可操作性。规范性原则：严格按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的要求编制，确保标准文本的规范性。协调性原则：与现有珠宝玉石相关国家标准、行业标准保持协调一致，避免标准间的冲突和重复。先进性原则：充分吸收国内外高光谱成像技术的最新研究成果和应用经验，体现技术进步方向。三、高光谱图像法技术原理与分析3.1技术原理概述高光谱图像法融合了成像技术和光谱技术的优势，通过高光谱成像系统在特定波长范围内（通常覆盖可见光至近红外波段，如400nm—1000nm或更宽范围）以纳米级光谱分辨率获取被测珠宝玉石样品的高光谱图像数据立方体。该数据立方体包含三个维度：两个空间维度（x和y方向）和一个光谱维度（λ方向）。每一个空间像素点都对应一条连续且完整的光谱曲线，反映了该位置样品表面对不同波长光的反射或透射特性。3.2颜色测量过程在颜色测量应用中，首先需对高光谱成像系统进行辐射定标和波长定标，确保光谱数据的准确性和一致性。然后，在标准照明条件下采集珠宝玉石样品的高光谱图像，提取每个像素的光谱曲线，依据国际照明委员会（CIE）标准色度学系统（如CIE1931标准色度系统或CIE1976L\*a\*b\*均匀颜色空间），结合标准照明体（如D65、A等）和标准观察者色匹配函数，计算各像素点的色度学参数（如L\*、a\*、b\*值、色调角h°、饱和度C\*等）。3.3数据表达与分析通过对样品全区域各像素点色度参数的统计分析，可获得样品颜色的平均值、标准差、极值等统计特征，进而实现颜色的均匀性评价、色斑分布分析和颜色分类等高级应用。所采用的图像处理技术能够有效区分玉石中的不同颜色区域，为品质分级和产地鉴别等提供精准的色度数据支撑。3.4技术优势分析与传统颜色测量方法相比，高光谱图像法具有显著的技术优势：非接触性：测量过程无需接触样品表面，避免了对珠宝玉石样品造成机械损伤或污染的可能性，尤其适用于珍贵宝石和文物级玉器的检测。无损检测：高光谱成像属于光学检测范畴，光源功率经过严格控制，不会对样品造成热损伤或光化学损伤。全区域覆盖：可一次性获取样品整个可见表面的颜色分布信息，克服了点测量法无法反映样品整体颜色均匀性的局限。高分辨率：空间分辨率可达微米级，能够精确分辨样品的细微颜色差异和纹理特征。定量化：基于物理光学原理的测量方法提供客观的数值化颜色参数，排除了人眼观察的主观因素干扰。四、主要参与单位及技术贡献本标准的制定汇聚了珠宝玉石检测领域和相关技术领域的多家权威机构，在此重点介绍其中一家主要参与单位的贡献。4.1单位概况国家珠宝玉石首饰检验集团有限公司（原自然资源部珠宝玉石首饰管理中心）作为本标准的主要起草单位之一，是我国珠宝玉石首饰检测领域的国家级权威机构，长期从事珠宝玉石鉴定、品质评价、标准化研究等工作。该中心拥有国际先进的检测仪器设备和一支由资深宝石学专家、光学工程师和标准化专业人员组成的高水平技术团队，在珠宝玉石颜色评价、光谱分析技术应用和标准制定等方面积累了深厚的研究基础和丰富的实践经验。4.2主要技术贡献在标准研制过程中，该单位承担了以下核心工作：方法学研究：基于多年珠宝玉石颜色评价的实践经验，提出了将高光谱成像技术应用于珠宝玉石颜色测量的整体技术方案和关键指标要求，确保标准内容的科学性与实用性。实验验证：组织开展了大量的实验验证工作，选取了翡翠、和田玉、红宝石、蓝宝石、祖母绿等多种典型珠宝玉石样品类型，涵盖不同颜色、透明度和质地特征，对高光谱图像法测量的准确性、重复性和再现性进行了系统验证。比对研究：开展了高光谱图像法与传统分光光度计法、色度仪法的对比实验研究，建立了不同方法之间测量结果的转换关系和一致性评价方法，为标准的科学性和可靠性提供了坚实的数据支撑。标准文本编制：承担了标准文本的主要起草工作，包括标准框架设计、技术内容撰写、术语定义规范、附录编制等，确保标准文本的规范化、系统性和可操作性。五、标准主要内容概述5.1标准适用范围本标准规定了采用高光谱图像法测量珠宝玉石颜色的术语和定义、方法原理、测试环境、仪器设备、样品准备、测量步骤、数据处理与结果表达等技术要求。5.2关键技术指标标准对高光谱成像系统的关键性能指标提出了明确要求，包括光谱范围、光谱分辨率、空间分辨率、信噪比、辐射定标精度等关键参数。同时，对测量环境的光源条件、暗室要求、温湿度控制等测试环境条件进行了规定，并明确了样品清洁方式、放置位置及姿态要求等样品准备要求。5.3测量与数据处理流程标准详细规定了测量操作步骤的完整技术流程，包括系统预热与稳定性检查、黑白板校正、样品放置与图像采集及数据存储等各环节的技术要点。在数据处理方面，规定了光谱数据预处理（包括暗电流扣除、反射率转换、噪声滤波等）、颜色参数计算、颜色分布统计分析等数据处理流程，并规定了包括色度坐标值、L\*a\*b\*值、色差、颜色均匀性指标等测量结果的表达方式。5.4报告要求标准对测量报告的规范性提出要求，规定了测量报告应包含样品信息、测量条件、所用仪器、测量结果等基本要素，以保证测量报告的规范性和可追溯性。六、标准实施意义6.1产业意义本标准的发布实施对于规范珠宝玉石颜色测量市场秩序、提升检测结果的科学性和可比性具有重要意义。将有效推动高光谱成像技术在珠宝玉石检测领域的推广应用，为珠宝玉石品质评价、价值评估和市场监管提供有力的技术支撑，助力珠宝玉石产业数字化转型升级。6.2技术引领标准融合了光谱学、色度学、图像处理技术等前沿技术，保留了技术进一步发展的接口和空间，为未来珠宝玉石自动化和智能化检测鉴定技术的标准化工作奠定了基础。6.3国际对接标准的发布为中国在珠宝玉石颜色测量高光谱图像法领域参与相关国际标准制定工作提供了重要的技术支撑和标准储备，对提升中国在珠宝玉石标准化领域的国际影响力具有积极意义。七、结论与展望《珠宝玉石颜色测量高光谱图像法》（DZ/T0506-2025）的发布实施填补了我国珠宝玉石颜色测量领域高光谱图像法标准的空白，为珠宝玉石颜色的科学、客观、定量化测量提供了统一的技术依据和操作规范。该标准的实施将有效促进高光谱成像技术在珠宝玉石检测领域的规范化应用，提高检测结果的科学性、准确性和可比性。参考文献[1]国家市场监督管理总局,国家标准化管理委员会.标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则:GB/T1.1—2020[S].北京:中国标准出版社,2020.[2]国际照明委员会.Colorimetry—Part4:CIE1976L\*a\*b\*ColourSpace: