Inspeksi Kualitas dan Keamanan Makanan Dengan Pencitraan Hiperspektral

Kualitas dan keamanan makanan selalu menjadi hal yang sangat penting bagi konsumen dan pihak berwenang. Memeriksa penampilan luar dan komposisi makanan dapat membantu memenuhi standar kualitas dan keamanan serta harapan konsumen. Ada beberapa metode yang tersedia untuk memeriksa atribut sensorik dan komposisi makanan. Sayangnya, beberapa metode umum saat ini memerlukan analisis laboratorium yang padat karya, memakan waktu, dan sering kali melibatkan penghancuran sampel.

Dalam beberapa tahun terakhir, pencitraan hiperspektral (HSI) adalah teknik non-invasif yang berkembang pesat dalam industri pertanian dan makanan. Ini mengukur interaksi antara cahaya (refleksi, transmisi, dll.) dan material melalui kamera hyperspectral untuk mendapatkan tanda spektral atau sidik jari spektral dari material. Setiap bahan memiliki tanda spektral yang unik, dan tanda tangan spektral ini berisi informasi terukur yang selanjutnya dapat digunakan untuk mengkarakterisasi, mengidentifikasi, dan membedakan bahan. Seperti yang ditunjukkan pada gambar 1, HSI dapat secara bersamaan dan cepat mengkarakterisasi kandungan lemak dalam daging dan mendeteksi benda-benda yang tidak diinginkan seperti kayu dan plastik dari daging.

Gambar 1 – HSI mendeteksi bahan asing dan mengkarakterisasi kandungan lemak dalam daging. 
Gambar milik SPECIM, SPECTRAL IMAGING LTD.

Pencitraan spektral penuh dan kemampuan deteksi HSI membuatnya ideal untuk berbagai aplikasi dalam industri makanan. Di bawah ini adalah beberapa aplikasi HSI yang telah teruji dengan baik.

Buah-buahan dan sayur-sayuran

• Mendeteksi noda, memar, dan cedera dingin.

• Mengukur kematangan dan kualitas kimia seperti kadar gula, kadar antosianin, kadar air.

• Deteksi kontaminasi dan benda-benda yang tidak diinginkan seperti kayu, kertas, serangga.

Daging dan unggas

• Mengukur keempukan dan komposisi daging seperti lemak, protein, kadar air, dll.

• Deteksi kontaminasi dan benda-benda yang tidak diinginkan seperti pecahan tulang, plastik, kayu, dll.

Sementara HSI telah menjadi solusi yang layak untuk industri makanan, pengukuran dan pemrosesan data hiperspektral dapat menjadi tantangan bagi orang-orang yang tidak memiliki pengetahuan atau pengalaman sebelumnya dalam HSI.

HSI dibuat sederhana dengan Specim IQ . Sebuah kamera hyperspectral mobile dan stand-alone berdasarkan prinsip pushbroom , Specim IQ menawarkan operasi sederhana dengan input pengguna minimal, mirip dengan kamera digital. Pemrosesan data yang rumit berada di balik antarmuka grafis yang mudah digunakan , memungkinkan siapa saja dari pemula hingga ahli di HSI untuk mendapatkan hasil pengukuran dan wawasan instan dengan mudah. Pengguna juga dapat mengembangkan dan mengunggah aplikasi dan algoritma pemrosesan data mereka ke dalam Specim IQ melalui perangkat lunak Specim IQ Studio .

Specim IQ menggabungkan kesederhanaan, kinerja tinggi, dan keserbagunaan. Tonton video ini untuk mengetahui lebih lanjut.

Tertarik untuk memahami lebih lanjut tentang HSI atau memerlukan bantuan untuk menyiapkan sistem HSI untuk aplikasi Anda? Hubungi pakar HSI untuk konsultasi gratis sekarang.

Panduan Untuk Pemilihan Kamera Hyperspectral

Pencitraan hiperspektral (HSI) , awalnya digunakan untuk eksplorasi ruang angkasa dan pengamatan bumi, menjadi semakin populer di berbagai bidang industri dan ilmiah. HSI dapat menangkap informasi spektral dan spasial penuh dari suatu target secara bersamaan, kombinasi dari pencitraan digital dan pengukuran spektral. Dengan kemampuannya, HSI menawarkan banyak kemungkinan baru dan dengan cepat digunakan dalam berbagai penelitian dan aplikasi industri, termasuk kontrol kualitas makanan , studi pertanian dan vegetasi , plastik daur ulang dan pemilahan limbah , jaminan kualitas farmasi , diagnostik tumor kulit, dll.

HSI telah terbukti menjadi solusi yang layak untuk banyak aplikasi, dan salah satu blok bangunan sistem HSI yang efektif adalah memiliki kamera hiperspektral yang tepat yang akan bekerja paling baik untuk tugas pengukuran Anda. Ada beberapa jenis kamera hyperspectral seperti pushbroom, tunable filter, dll. Mereka dapat dibedakan dari cara mereka memperoleh dan menghasilkan data/gambar hyperspectral .

Whiskbroom (Pemindaian Titik)

Kamera hyperspectral berbasis Whiskbroom menangkap satu piksel dalam satu waktu. Kubus data hiperspektral biasanya dibangun melalui pemindaian raster di seluruh sampel. Meskipun mampu mencapai resolusi spektral tinggi, ia memiliki kecepatan akuisisi gambar yang lambat.

Filter Merdu

Kamera hyperspectral filter merdu menangkap informasi spasial dari satu pita panjang gelombang spektral pada suatu waktu. Kubus data hiperspektral dihasilkan melalui pemindaian semua pita panjang gelombang spektral. Ini cepat dalam akuisisi gambar tetapi sering mengalami kesulitan mendapatkan spektrum yang terdaftar bersama, menghasilkan pemrosesan data yang rumit, tanda tangan spektral yang tidak dapat diandalkan, dll.

Sapu Dorong (Pemindaian Garis)

Kamera hyperspectral berbasis pushbroom menawarkan akuisisi gambar cepat dan resolusi spektral tinggi dan cocok untuk aplikasi online seperti inspeksi makanan, dll. Kamera menangkap satu baris piksel setiap kali dan membangun kubus data hiperspektral dengan memindai garis melintasi sampel . Karena semua pita spektral dipindai secara bersamaan dari posisi yang sama, mereka tidak akan kesulitan mencapai spektrum yang terdaftar bersama.

Selain memilih kamera hiperspektral yang tepat, faktor-faktor seperti jangkauan spektral, iluminasi , efisiensi pengumpulan cahaya, dll., juga harus dipertimbangkan sebelum menyiapkan sistem HSI. Lihat panduan ini untuk mempelajari lebih lanjut.

Specim, pelopor dan pemimpin global dalam teknologi HSI, memiliki banyak pilihan kamera hiperspektral berbasis pushbroom, seperti Specim IQ , dll., yang mencakup rentang panjang gelombang spektral dari inframerah panjang gelombang tampak hingga inframerah panjang gelombang panjang (LWIR). Tonton video ini untuk mempelajari lebih lanjut tentang cara kerja kamera hiperspektral berbasis sapu dorong Specim.

Ingin mempelajari lebih lanjut tentang HSI atau butuh bantuan dalam mengimplementasikan sistem HSI untuk aplikasi Anda? Hubungi kami untuk konsultasi gratis dengan ahli kami sekarang.

Pengukuran Warna Buah Jeruk

Warna buah jeruk , seperti jeruk, lemon, dll., adalah hal pertama yang diamati konsumen dan biasanya digunakan untuk menentukan kesegaran dan kualitas rasa. Warna buah jeruk juga memegang peranan penting baik pada tahap pra panen maupun pasca panen. Proses pematangan buah jeruk ditandai dengan evolusi warnanya dan sering digunakan sebagai indikator untuk menentukan waktu panen yang tepat. Misalnya, jeruk mentah berwarna hijau dan paling baik dipanen setelah berubah menjadi oranye. Setelah panen, buah jeruk disortir berdasarkan warnanya untuk memisahkan yang diperlukan untuk menjalani proses derajat.

Secara umum, warna buah jeruk dinilai secara visual . Meskipun merupakan metode yang cepat dan murah untuk menilai warna, metode ini rentan terhadap bias manusia dalam pemilihan warna. Selain itu, warna dan pencahayaan di sekitarnya juga dapat memengaruhi penilaian warna seseorang. Saat ini, alat ukur warna sudah tersedia dan banyak digunakan dalam industri makanan untuk penilaian warna yang cepat, konsisten, dan objektif.

Dengan alat ukur warna, warna buah jeruk seperti kehijauan dan kekuningan dapat dinilai dengan mudah menggunakan  ruang warna CIE L*a*b* dan CIE L*C*h . Melalui ruang warna, toleransi warna juga dapat diatur untuk penilaian Lulus/Gagal cepat. Konica Minolta Chroma Meter CR-400 series, banyak digunakan dalam industri makanan dan bahan-bahan, menawarkan pengoperasian yang sederhana dengan daya tahan dan keandalan yang tinggi.

Chroma meter CR-400 , dengan daerah pengukuran Φ8mm, dan Chroma meter CR-410 , dengan Φ50mm mengukur daerah, memungkinkan evaluasi warna cepat dan tujuan buah jeruk dan cocok untuk kedua laboratorium dan di tempat penggunaan lapangan. Selain ruang warna CIE L*a*b* dan CIE L*C*h, rumus evaluasi atau perhitungan yang dapat ditentukan pengguna juga dapat diatur untuk aplikasi kontrol warna khusus industri.

Seri CR-400 hadir dengan fungsi kalibrasi yang ditentukan pengguna yang memungkinkan beberapa unit dikalibrasi terhadap unit master yang ditentukan. Ini membantu mengurangi ketidakpastian pengukuran yang disebabkan oleh Inter-Instrument Agreement (IIA) dan meningkatkan reproduktifitas.

Berbagai macam aksesori, seperti sel kaca, cawan petri, tempat sampel, dll., tersedia untuk menangani berbagai jenis sampel, dari padatan dan bubuk hingga pasta dan cairan buram.

Lihat video ini untuk mempelajari lebih lanjut tentang kesederhanaan dan fleksibilitas seri Chroma Meter CR-400.

Perlu bantuan mengukur warna buah jeruk Anda? atau memiliki tantangan pengukuran warna? Hubungi spesialis aplikasi warna kami untuk konsultasi atau bantuan gratis sekarang.

Mengukur Warna Dan Gloss Dengan Mudah

Pengukuran warna sangat penting dalam menjaga tampilan visual suatu produk. Tetapi untuk beberapa produk, efek tekstur , seperti gloss, digunakan untuk menyempurnakan penampilannya. Hal ini dapat menyebabkan dua produk dengan warna yang sama tetapi dengan tingkat kilap yang berbeda tampak berbeda satu sama lain. Yang satu dengan tingkat kilap yang lebih tinggi akan tampak lebih gelap dan lebih jenuh dari yang lain. Untuk kasus seperti itu, evaluasi warna dan kilap diperlukan untuk mendeskripsikan dan menganalisis tampilan visual produk.

Sementara banyak spektrofotometer dapat melakukan pembacaan kilap yang berkorelasi, ini bukanlah pengukuran kilap yang sebenarnya. Selain itu, pengukuran sudut kilapnya tidak tersedia atau umumnya ditemukan di sebagian besar pengukur kilap. Oleh karena itu, gloss meter tambahan digunakan bersama dengan spektrofotometer. Namun, hal itu membutuhkan peralihan antar instrumen yang mengarah pada peningkatan waktu evaluasi. Juga, memposisikan ulang instrumen ke tempat pengukuran yang sama bisa jadi agak sulit.

Konica Minolta Spectrophotometer CM-36dG , dengan sensor gloss 60° terintegrasi, menawarkan pengukuran warna dan gloss simultan yang membantu meningkatkan efisiensi prosedur evaluasi penampilan visual produk. CM-36dG hadir dengan panel status yang mudah dibaca dan fungsi tampilan sampel yang membantu meminimalkan kesalahan proses pengukuran. Empat area pengukuran berbeda 4.0 mm, 8.0 mm, 16.0 mm, dan 25,4 mm , tersedia untuk memenuhi kebutuhan pengukuran yang berbeda.

Perbedaan kecil dalam data pengukuran antar instrumen dapat diharapkan dengan Perjanjian Antar Instrumen (IIA) sebesar E*ab< 0,12 (rata-rata BCRA 12 Ubin) dan ±0,2 GU (0 – 10 GU). Hal ini memungkinkan warna dan kilau dikomunikasikan dan dikelola secara konsisten di seluruh rantai pasokan mereka .

Fungsi Wavelength Analysis & Adjustment (WAA) opsional juga tersedia untuk memastikan CM-36dG mempertahankan akurasi dan keandalan pengukurannya dari waktu ke waktu. Fungsi WAA menganalisis dan menyesuaikan setiap pergeseran panjang gelombang karena suhu, dll., selama setiap kalibrasi .

CM-36dG adalah spektrofotometer inovatif dengan fleksibilitas maksimum untuk memenuhi kebutuhan pengukuran saat ini. Lihat video ini untuk mengetahui lebih lanjut.

Butuh bantuan untuk mengelola dan mengontrol warna produk Anda? Hubungi kami untuk konsultasi gratis sekarang.

Panduan Pengukuran Pencitraan Hiperspektral

Pencitraan hiperspektral (HSI) adalah teknik non-invasif yang memanfaatkan spektroskopi dan pencitraan digital. Ini membagi spektrum menjadi ratusan ribu pita, jauh lebih luas daripada yang bisa dilihat mata manusia kita (tiga pita merah, hijau, dan biru). Gambar dibuat untuk setiap pita dan dikodekan dengan tingkat skala abu-abu untuk membentuk kubus data hiperspektral untuk pemrosesan dan analisis. Kemampuan spektrum penuh HSI memungkinkan identifikasi dan pemisahan material yang akurat melalui perbedaan sifat fisik, kimia, dan biologisnya.

HSI semakin banyak digunakan di berbagai industri dan aplikasi penelitian. Misalnya, mereka dapat digunakan untuk mempelajari dan memeriksa makanan dan produk farmasi , memilah sampah dan plastik daur ulang , memetakan pertumbuhan vegetasi, kesehatan, dan status gizi , mengklasifikasikan lesi kulit , dll. Langkah pertama menuju solusi HSI yang efektif adalah memiliki kamera dan pengaturan hiperspektral kanan . Berikut adalah beberapa poin yang perlu dipertimbangkan sebelum menyiapkan solusi HSI.

Rentang panjang gelombang

Bahan dan senyawa yang berbeda memiliki fitur spektral (tanda tangan) dalam panjang gelombang yang berbeda. Pemilihan kamera HSI harus didasarkan pada rentang panjang gelombang yang dapat menutupi dan mengidentifikasi fitur spektral target Anda. Seperti yang diilustrasikan pada gambar 1, mineral kuarsa menunjukkan puncak dan bentuk fitur spektral setelah 8000 nm sehingga kamera HSI dengan panjang gelombang LWIR (Long-Wave Infrared) akan lebih sesuai.

Gambar 1 – Panjang Gelombang Kuarsa

Tonton video ini untuk mengetahui lebih lanjut tentang cara memilih kamera HSI yang tepat untuk aplikasi Anda.

Penerangan

Cahaya merupakan elemen penting dalam HSI karena mempengaruhi kualitas gambar hiperspektral. Hal pertama yang harus diperhatikan adalah kekuatan iluminasi. Daya iluminasi yang dibutuhkan tergantung pada jarak antara sumber cahaya dan target, geometri berkas iluminasi, dan waktu integrasi berdasarkan frame rate dan kecepatan garis yang diperlukan. Lihat video ini untuk lebih memahami.

Selanjutnya, iluminasi yang dipilih harus mampu menutupi panjang gelombang kamera HSI yang Anda gunakan. Di bawah ini adalah panduan umum untuk membantu Anda dalam pemilihan iluminasi.

Rentang Panjang Gelombang HSIPenerangan
Bisa dilihat· Halogen (bintik atau linier) · LED · Laser superkontinuum
NIR (Inframerah Dekat)
SWIR (Inframerah Gelombang Pendek)· Halogen
MWIR (Medium-Wave Infrared) dan Jangkauan LWIR· Termal

Penting juga untuk memastikan bahwa intensitas dan rentang spektrum iluminasi seragam dengan bayangan minimum atau pantulan spekular.

Kecepatan Gambar dan Waktu Integrasi

Untuk aplikasi penyortiran industri dan pemeriksaan kualitas, kecepatan gambar dan waktu integrasi merupakan faktor penting untuk dipertimbangkan selain dari ukuran sampel dan kecepatan konveyor. Kecepatan gambar mengacu pada jumlah pengukuran per detik, sedangkan waktu integrasi mengacu pada waktu yang dibutuhkan kamera HSI untuk menangkap foton. Penting untuk dicatat bahwa waktu integrasi dikalikan dengan kecepatan gambar harus kurang atau sama dengan 1. Tonton video ini untuk memahami lebih lanjut tentang cara menentukan kecepatan gambar yang benar untuk aplikasi Anda.

Selain faktor-faktor yang disebutkan di atas, faktor-faktor lain seperti efisiensi pengumpulan cahaya, dll., juga harus dipertimbangkan. Lihat panduan ini untuk mempelajari lebih lanjut.

Ingin mengetahui lebih lanjut tentang HSI atau butuh bantuan untuk mengembangkan dan menerapkan HSI untuk aplikasi Anda? Hubungi kami untuk konsultasi gratis sekarang.