SWIR1503BU短波红外相机区分同色白糖和食盐的成像实验

一.测试目的验证阿秒科技SWIR1503BU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.应用背景糖和盐是日常生活中必不可少的生活用品是不可或缺的元素。然而在可见光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。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。在微观结构上糖和盐具有的不同晶体结构决定了它们在红外波段具有不同的吸收谱糖会对短波红外光有吸收而盐几乎不吸收短波红外光。根据这一现象短波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。由于糖和盐对短波红外光吸收不同当对相机使用短波红外滤光片时成像的明暗对比度会增强也可以另外使用短波红外光进行补光增强对比。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 SWIR1503BU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SWIR1503BU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。SWIR1503BU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5.2 对比度定性分析图拍摄设备拍摄条件成像效果说明1VIS028CU3.2-NC自然光白糖、食盐均为白色颗粒成像亮度相近难以区分2SWIR1503BU自然光白糖区域呈暗区食盐区域呈亮区灰度对比明显可轻易区分3SWIR1503BU搭配1300nm光源补光画面整体亮度提升明暗对比进一步增强4SWIR1503BU加装1300nm滤光片筛出1300nm以外波段光线明暗对比增强5SWIR1503BU1300nm滤光片和光源成像效果最优白糖区域呈现深灰色食盐区域呈现亮白色两者区分最清晰5.3 对比度定量分析为定量评估食盐和白糖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SWIR1503BU直接拍摄114.467.40.18使用1300 nm 光源补光139.883.30.22使用1300nm滤光片132.481.20.2使用1300nm滤光片和光源149.187.40.24六.结果分析功能验证SWIR1503BU短波红外相机能够有效同色区分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SWIR1503BU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。