项目名称：SWIR051AU相机进行橘子损伤成像
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SWIR051AU相机对水果（橘子）损伤的检测能力，基于短波红外成像的区分能力，水会对短波红外光有吸收，而橘子损伤处含水量较高这一现象，使用红外相机拍摄健康橘子和损伤橘子，并与可见光相机结果进行对比。
二、应用背景与原理
2.1 应用背景
橘子是我们日常生活中十分常见的水果，富含多种维生素，有益于人体健康。然而，在运输和储存过程中，挤压、磕碰等造成的皮下瘀伤往往隐匿于鲜艳的果皮之下，肉眼难以察觉。这些早期损伤若未被及时筛除，不仅影响食用品质，还可能引发霉菌滋生，造成批量损耗。
2.2检测原理
橘子瘀伤处局部组织细胞破裂，汁液渗透到果皮，导致损伤区域含水量会较高。水能够吸收在1450 nm波长附近的红外光。因此可以通过短波红外相机拍摄橘子，确定橘子的损伤状态和损伤部位：健康区域对1450 nm红外光吸收较少，呈现亮区；损伤区域因汁液积聚、吸光增强，呈现暗区。可实现传统可见光手段无法完成的早期瘀伤检测。
另外，还可以使用外加红外光补光和使用滤光片以增强相机捕捉到橘子健康和损伤部分反射光不同强度的差异。
2.3 对相机性能的要求
- 高信噪比（SNR）
- 高量子效率（QE），尤其在1450 nm附近
本报告所用SWIR051AU相机指标：
- 最大信噪比：52.6 dB
- 在1450 nm波长处量子效率：约 72%
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 SWIR051AU |
| 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 | 损伤，健康橘子各一个 |
| 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
- 固定SWIR051AU相机，调整塑料瓶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）。
- SWIR051AU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：橘子表皮鲜艳，不能区分出橘子是否损伤及损伤部位的情况。
- SWIR051AU直接拍摄：可以观察到健康橘子和损伤橘子的明暗对比清晰明显，背景清晰干净。另外，还观察到损伤橘子中有对比度更高的部位，即损伤橘子存在损伤更严重的部位。
- 加入1300nm滤光片：筛出掉1300nm波长外其他的光，明暗对比增强。
- 加入1300nm光源补光：图像整体亮度提升，明暗对比增强。
- 滤光片+光源补光：成像质量最佳，背景干净，橘子损伤部位最清晰。
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 分别为健康橘子和损伤橘子的平均灰度值，灰度值范围取8bit图像下的255。
| 拍摄条件 | 健康橘子灰度至 | 损伤橘子灰度值 | 计算对比度 | |
| SWIR051AU 直接拍摄 | 73.3 | 47.8 | 0.10 | |
| 使用1300 nm 光源补光 | 154.8 | 97.5 | 0.22 | |
| 使用1300nm滤光片 | 87.3 | 58.5 | 0.11 | |
| 使用1300nm滤光片和光源 | 206.7 | 103.7 | 0.40 | |
六、结果分析
- 功能验证：SWIR051AU短波红外相机能够有效检测橘子品质，损伤橘子与健康橘子成像能够很好地区分开，能够精确定位到橘子的损伤部位
- 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，且对比度提升4倍。
- 性能表现：相机信噪比高，图像背景干净，健康橘子和损伤橘子明暗对比明显，能够满足该场景需求。
七、结论
阿秒科技SWIR051AU短波红外相机能够可靠地应用于橘子品质检测中。搭配 1300 nm 红外光源与同波段滤光片，能够最大化提升图像对比度，精准识别果皮下方肉眼不可见的隐性瘀伤。该相机具有较高的信噪比和量子效率，设备性能可靠，可满足生鲜果品工业化检测的使用标准。
结合设备检测能力，该方案可广泛应用于果蔬加工企业、生鲜分拣产线、商超生鲜质检等场景，实现水果在线分拣、次品剔除、入库抽检，帮助企业降低果品损耗、把控产品品质。同时也可拓展应用于苹果、梨、桃等各类易磕碰水果的品质筛查。
