项目名称：SWIR1503B10G短波红外相机区分同色白糖和食盐的成像
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SWIR1503B10G短波红外相机在区分外观高度相似的白色颗粒状物料白糖与食盐方面的成像能力，评估基于短波红外光谱特性的物质识别可行性，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
糖和盐是日常生活中必不可少的生活用品，它们带来味道和能量，是不可或缺的元素。然后，在可见光条件下，二者均为白色或无色透明晶体，我们凭借肉眼很难区分出二者，容易产生生产混料，包装错误等问题。短波红外相机成像光波段不同，可有效鉴别化学成分不同的物料。
2.2检测原理
在微观结构上，糖和盐具有不同的晶体结构，故很轻易就能区分出二者。正因晶体结构的差异，决定了它们在红外波段具有不同的吸收谱，糖会对红外光有吸收，而盐几乎不吸收红外光。根据这一现象，红外相机可捕捉到不同强度的反射光，从而得到明暗有别的图片。
由于糖和盐光吸收不同的波段在红外，因此，当对相机使用红外滤光片时，滤除了可见光的干扰，成像的明暗对比度会增强。同理，当我们在外部另外使用红外光照射糖和盐时，它们的反射光强度不同这一情况会增强。
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SWIR1503B10G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 | 白糖和食盐 |
| 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
- 将白糖和食盐分别取相同的量放于一起，固定SWIR1503B10G相机，调整糖和盐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：白糖和食盐二者均为白色颗粒，成像亮度接近，很难区分出二者。
- SWIR1503B10G直接拍摄：白糖区域呈现明显的暗区，食盐区域呈现明显的亮区，二者的灰度对比明显，可以轻易区分。
- 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，明暗对比进一步增强。
- 滤光片+光源补光：成像质量最佳，白糖区域呈现深灰色，食盐区域呈现亮白色，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 分别为食盐和白糖的平均灰度值，灰度值范围取8bit图像下的255。
| 拍摄条件 | 食盐灰度至 | 白糖灰度值 | 计算对比度 | |
| SWIR1503B10G 直接拍摄 | 114.4 | 67.4 | 0.18 | |
| 使用1300 nm 光源补光 | 139.8 | 83.3 | 0.22 | |
| 使用1300nm滤光片 | 132.4 | 81.2 | 0.2 | |
| 使用1300nm滤光片和光源 | 149.1 | 87.4 | 0.24 | |
六. 结果分析
- 功能验证：SWIR1503B10G短波红外相机能够有效分区同色白糖和食盐，白糖呈暗区，食盐呈亮区，明暗对比明显
- 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0.24。
- 性能表现：相机信噪比高，图像背景干净，白糖和食盐对比明显，能够满足该场景需求。
七. 结论
阿秒科技SWIR1503B10G短波红外相机能够高效地区分化学成分不同的糖和盐。在1300 nm滤光片和光源补光下，糖和盐灰度对比度最高。该相机具有高信噪比、高量子效率，可满足食品加工、调味品包装、制药等行业对白色粉末状物料在线识别的需求，是一种低成本、非接触、高效率的检测解决方案。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。
