项目名称：SWIR1503B10G短波红外相机检测面包新鲜度成像实验报告
测试单位：北京阿秒科技有限公司
测试时间：2026年5月
一、测试目的
验证阿秒科技SWIR1503B10G短波红外相机通过检测面包含水量来判断面包新鲜度的能力，并与可见光相机成像结果进行对比。
二、应用背景与原理
2.1 应用背景
面包是人们早餐或下午茶中方便且重要的食品，主要是由水、面粉、糖、鸡蛋、酵母等制作形成，大部分面包也会添加奶油、巧克力、乳制品等。由于面包容易风干，其新鲜度直接影响口感，人们对生活质量、食物品质的追求越来越高，面包也要求更为新鲜、健康等。
2.2 检测原理
传统的新鲜度判断依赖生产日期或触感按压，难以客观量化。事实上，面包老化最直接的表现是水分流失，即新鲜面包含水量较高，随着存放时间延长，内部水分逐渐散失，质地变干硬。而水能够吸收在1450 nm波长附近的红外光。利用这一特性，短波红外成像可以非接触地检测面包的水分分布：新鲜面包因含水量高，对红外光吸收强，成像中呈现暗区；干燥面包因水分流失、吸收减弱、反射增强，呈现亮区。通过灰度值的差异，可直观、快速地评估面包的新鲜程度。另外，还可以使用外加红外光补光和使用红外光滤光片以增强相机捕捉到新鲜面包和干燥面包反射光强度不同的差异。
2.3 对相机性能的要求
- 高信噪比（SNR）
- 高量子效率（QE）
本报告所用SWIR051AU相机指标：
- 最大信噪比：62.98 dB
- 在1300 nm波长处量子效率：约 75%
三、测试设备与参数
| 设备/组件 | 型号/规格 |
| 短波红外相机 | 阿秒科技 SWIR1503B10G |
| 可见光相机 | 阿秒科技 VIS028CU3.2-NC |
| 光源 | 1300 nm 红外光源 |
| 滤光片 | 1300 nm 红外滤光片 |
| 测试样品 | 新鲜面包和放置24h的干燥面包 |
| 环境条件 | 室内环境，除实验补光灯无特殊光源，温度25℃ |
四、测试步骤
- 将新鲜面包和干燥完成的面包放置于一起，固定SWIR1503B10G相机，调整面包位置使其位于镜头视野中央。
- 手动调节相机焦距及光圈大小，使成像清晰。
- 选择合适的曝光时间（手动或自动模式）。
- SWIR1503B10G相机在无滤光片光源补光，1300nm光源补光，1300nm滤光片，1300nm滤光片和光源补光下进行拍摄。
- 使用可见光相机（VIS028CU3.2-NC）在相同位置拍摄对照图像。
五、测试结果
5.1 图像观察结果
- 可见光相机拍摄：新鲜面包表面呈金黄色，外观正常；存放24h后，面包表皮颜色不变，形状缩小不明显，难以以外观进行区分。
- SWIR1503B10G直接拍摄：新鲜面包具有丰富水分在图像中呈现暗区，干燥面包水分流失在图像中呈现亮区，可以轻松区分
- 加入1300nm光源补光：图像整体亮度提升，明暗对比进一步增强。
- 加入1300nm滤光片：筛出掉1300nm波长外其他的光，明暗对比增强。
- 滤光片+光源补光：成像质量最佳，新鲜面包和干燥面包二者区分最清晰。
5.2 对比度定量分析
为定量评估橘子健康损伤的区分能力，采用对比度公式计算：
对比度=Imax−Imin灰度值范围
其中 Imax 和 Imin 分别为新鲜面包和干燥面包的平均灰度值，灰度值范围取8bit图像下的255。
| 拍摄条件 | 新鲜面包灰度值 | 干燥面包灰度值 | 计算对比度 | |
| SWIR1503B10G 直接拍摄 | 106 | 75 | 0.12 | |
| 使用1300 nm 光源补光 | 107 | 50 | 0.22 | |
| 使用1300nm滤光片 | 93 | 57 | 0.14 | |
| 使用1300nm滤光片和光源 | 110 | 52 | 0.23 | |
六、结果分析
- 功能验证：SWIR1505B10G短波红外相机能够通过检测水分含量而区分面包的新鲜度。新鲜面包具有高含水量，在图像中呈现暗区，放置24h的干燥面包在图像中呈现亮区，可以明显区分出二者。
- 现象总结：相比于短波红外相机直接拍摄，加入1300nm滤光片和光源拍摄成像的对比度最高，对比度提升到0.23，成像质量最佳，识别可靠性最高。
- 性能表现：相机信噪比高，图像背景干净，新鲜面包和干燥面包对比明显，能够满足该场景需求。
七、结论
阿秒科技SWIR1503B10G短波红外相机能够基于面包含水量检测面包的新鲜度。在1300 nm滤光片和光源补光下，新鲜面包和干燥面包对比度最高。该相机具有高信噪比、高量子效率，可应用于面包生产、仓储和零售环节中对新鲜度的快速、无损、在线检测。
在实际应用中建议使用1300 nm滤光片及同波段光源补光，以获得最佳成像对比度。
