项目名称：SWIR033AU短波红外相机拍摄同色坚果和石子的成像实验报告
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SWIR033AU短波红外相机在区分同色有机物料（坚果）与无机物料（石头）方面的成像能力，并与可见光相机的成像结果进行对比。
二、应用背景与原理
2.1 应用背景
在坚果加工、谷物分选等食品工业中，常因采收、晾晒或运输过程混入石子等无机杂质。传统人工或可见光视觉分选系统主要依赖颜色和亮度差异进行识别。然而，当石子本身颜色较暗、甚至与坚果外皮颜色接近（如深色坚果与深色石子）时，可见光下难以有效区分，导致杂质漏检，带来食品安全风险。短波红外（SWIR）成像技术基于物料的化学成分特征，为这一难题提供了解决方案。
2.2检测原理
短波红外相机的成像范围大多为400nm-1700nm，通过捕捉红外光成像。有机物坚果和无机物石子在短波红外的吸收程度不同，石子在短波红外波段具有较高的吸收率，会发生吸收，图像上会呈现暗色。坚果吸收较少在图像上会呈现亮色，因此得以区分出坚果和石子。可外加红外光源补光增强不同区域的反射强度差异。
2.3 对相机性能的要求
- 高信噪比（SNR）
- 高量子效率（QE），尤其在1300 nm附近
本报告所用SWIR033AU相机指标：
- 低转换增益时最大信噪比：48.45 dB
- 在1300 nm波长处量子效率：约 73%
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 SWIR033AU |
| 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 | 坚果若干，同色小石子若干 |
四、测试步骤
- 将坚果和石子样本混合，位置固定于SWIR033AU相机镜头视野中央。
- 手动调节SWIR033AU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）。
- SWIR033AU相机依次在无补光和滤光片，使用1300nm光源，使用1300nm滤光片和光源下拍摄图像。
- 对比不同条件下坚果和石头的成像差异。
五、测试结果
5.1 图像观察结果
- 可见光相机拍摄：由于外观差异不明显，很难区分出混入坚果的同色石子。
- SWIR033AU直接拍摄：可直接观测到坚果和石子的成像差异显著，石子因在短波红外光下的反射率较低，在图像中呈现较暗的灰度区域，坚果因对红外光吸收较少而呈现较亮的灰度区域。
- 加入1300nm光源补光：图像整体亮度提升，坚果和石子的明暗对比增强。
- 加入1300nm滤光片和补光：成像质量最佳，坚果和石子的明暗对比最明显，石子呈深黑色，对比度达到最大。
5.2 对比度定量分析
为定量评估液位成像的区分能力，采用对比度公式计算：
对比度=（I坚果−I石头）/灰度值范围。选取8bit灰度值模式。
则上述拍摄图片坚果和石头的对比度如下表
| 拍摄条件 | 坚果灰度值 | 石子灰度值 | 计算对比度 |
| SWIR033AU 直接拍摄 | 130.9 | 93.8 | 0.15 |
| 使用 1300 nm 光源补光 | 135.2 | 89.2 | 0.18 |
| 使用1300nm滤光片和光源 | 116.5 | 67.9 | 0.19 |
六、结果分析
SWIR033AU相机能够有效区分坚果与石子两类不同的物料，在短波红外成像中两者灰度值差异明显，相机信噪比高，可以满足该应用场景的需要。使用1300nm红外光源补光时，对比度更高，区分坚果和石子效果更佳。使用1300nm滤光片和光源时，其对比度最高，可以轻松区分坚果和石子。在产线应用中，推荐使用1300nm滤光片和红外光源，以获得更高对比度，从而提升检测稳定性。
七、结论
阿秒科技SWIR033AU短波红外相机能够可靠地区分有机物坚果与无机物石头两类不同性质的物料。测试中坚果在SWIR波段呈现出明显的亮区，石头则呈明暗区，两者灰度对比清晰，证明了短波红外相机SWIR033AU在坚果加工和食品分选领域的良好适用性。在 1300 nm滤光片和光源补光的使用条件下，成像对比度更优。
