Bagaimana Pencitraan Hiperspektral Digunakan dalam Pertanian?

Selama berabad-abad, peneliti dan produsen pertanian mengandalkan metode tradisional, seperti inspeksi visual, dll., untuk memantau dan mengelola tanaman mereka. Meskipun metode ini mungkin efektif sampai tingkat tertentu, metode ini sering kali kurang presisi dan informasi real-time yang disediakan oleh teknologi modern seperti hyperspectral imaging (HSI) . Dalam beberapa tahun terakhir, pencitraan hiperspektral telah menjadi alat yang sangat berharga dalam industri pertanian dan mengubah cara kita memantau dan mengelola tanaman.

Cara Kerja Pencitraan Hiperspektral

Contoh ilustrasi pencitraan hiperspektral di bidang pertanian

Pencitraan hiperspektral menangkap gambar objek atau pemandangan di berbagai bagian panjang gelombang spektrum elektromagnetik. Tidak seperti pencitraan tradisional, yang menangkap gambar hanya menggunakan tiga saluran warna (merah, hijau, dan biru), pencitraan hiperspektral menggunakan banyak saluran spektral yang sempit dan bersebelahan, biasanya berkisar dari ultraviolet hingga inframerah.

Ketika suatu objek diterangi dengan cahaya, ia memantulkan atau menyerap panjang gelombang cahaya yang berbeda berdasarkan sifat materialnya. Misalnya, apel merah memantulkan lebih banyak cahaya merah daripada cahaya biru. Pencitraan hiperspektral memanfaatkan fenomena ini untuk membedakan antara berbagai bahan dan warna. Dengan menganalisis jumlah cahaya yang dipantulkan atau diserap oleh suatu objek di setiap saluran spektral, pencitraan hiperspektral dapat membuat tanda spektral atau sidik jari yang unik untuk objek tersebut.

Tanda spektral suatu objek berisi informasi tentang komposisi, sifat kimia, warna, dll. Bahan dan warna yang berbeda memiliki tanda spektral unik yang dapat dideteksi dan dianalisis menggunakan pencitraan hiperspektral. Misalnya, apel merah dan apel hijau akan memiliki tanda spektral yang berbeda karena warnanya yang berbeda. Demikian pula, tanaman yang sehat dan yang terinfeksi penyakit akan memiliki tanda spektral yang berbeda karena karakteristik fisiologisnya.

Aplikasi Hyperspectral dalam Pertanian

Dengan kemampuannya untuk memberikan informasi rinci tentang tumbuhan atau vegetasi dengan cara yang tidak merusak, pencitraan hiperspektral dapat digunakan untuk berbagai aplikasi pertanian. Di bawah ini adalah beberapa penggunaan umum dari pencitraan hyperspectral di bidang pertanian.

  • Penilaian dan pemantauan kesehatan tanaman . Salah satu kegunaan utama pencitraan hiperspektral dalam pertanian adalah untuk memantau kesehatan tanaman dengan mendeteksi stres yang disebabkan oleh faktor-faktor seperti penyakit , defisiensi nutrisi, hama, dll. Dengan mendeteksi stres sejak dini, produsen pertanian dapat mengambil tindakan untuk menguranginya sebelum masalah tersebut muncul menjadi luas dan secara signifikan mempengaruhi hasil panen.
  • penilaian kualitas . Aplikasi pencitraan hyperspectral umum lainnya di bidang pertanian adalah penilaian kualitas tanaman yang dipanen. Dengan menganalisis tanda spektral tanaman, produsen pertanian dapat mengidentifikasi masalah seperti memar , pembusukan, kerusakan akibat serangga, dll.
  • Penilaian dan pemantauan tanah . Pencitraan hiperspektral juga dapat digunakan untuk mendapatkan wawasan berharga tentang komposisi dan kesehatan tanah. Misalnya, dengan menggunakan data yang diperoleh dari sensor atau kamera hiperspektral, produsen pertanian dapat memprediksi dan menilai sifat tanah seperti kelembapan tanah, karbon organik tanah , dan kandungan nitrogen – yang semuanya penting untuk pertumbuhan tanaman dan hasil panen.

Kamera Spesifik Hyperspectral untuk Pertanian

Kamera hiperspektral portabel Specim IQ (kiri) dan kamera hiperspektral Specim FX10 (kanan).
Gambar milik SPECIM, SPECTRAL IMAGING LTD.

Specim, bagian dari Konica Minolta Sensing, menawarkan berbagai pilihan kamera hiperspektral pushbroom (pemindaian garis) dan solusi yang dapat diterapkan pada berbagai aplikasi pertanian. Pilihan mereka mencakup kamera hiperspektral portabel yang cocok untuk penggunaan laboratorium atau di tempat hingga kamera hiperspektral tingkat industri , yang dapat dengan mudah diintegrasikan ke dalam sistem visi mesin yang ada, hingga sistem hiperspektral udara .

Penginderaan Konica Minolta memiliki banyak pilihan solusi instrumental untuk peneliti dan produsen pertanian yang ingin memastikan kualitas dalam penelitian, produksi, atau kontrol mereka. Selain kamera hiperspektral, rangkaian penawaran instrumental kami meliputi instrumen pengukuran warna yang dapat digunakan untuk mengevaluasi dan mengelola kualitas dan kematangan tanaman serta pengukur cahaya yang dapat mengukur keluaran sumber cahaya dalam pertanian dalam ruangan. Kunjungi koleksi lengkap solusi instrumental kami yang dirancang khusus untuk industri pertanian di sini .

Ingin mempelajari lebih lanjut tentang kamera dan solusi hyperspectral Specim? Atau butuh bantuan menemukan solusi instrumental yang tepat untuk kebutuhan aplikasi pertanian Anda? Tim ahli kami siap membantu Anda. Minta konsultasi gratis Anda dengan kami sekarang.

Mengukur Permukaan Finishes


Penampilan
 produk memainkan peran penting dalam membentuk persepsi pelanggan tentang kualitas dan nilainya, yang pada akhirnya memengaruhi keputusan pembelian mereka. Dari badan otomotif hingga pintu lemari es , permukaan akhir yang diterapkan pada produk sering kali menjadi hal pertama yang diperhatikan pelanggan. Oleh karena itu, memahami dan mengoptimalkan permukaan akhir suatu produk sangatlah penting. Finishing permukaan berkualitas tinggi harus halus dan bebas dari cacat seperti kulit jeruk.

Kulit Jeruk Selesai

kulit jerukadalah jenis cacat yang dinamai berdasarkan kemiripannya dengan tekstur kulit jeruk, dengan permukaan yang bergelombang dan tidak rata. Mendeteksi keberadaan kulit jeruk dan menguranginya sangatlah penting. Salah satu pendekatan umum untuk mengevaluasi kulit jeruk pada hasil akhir adalah dengan memeriksa kejernihan gambar yang dipantulkan pada permukaan akhir. Semakin tinggi jumlah kulit jeruk, semakin sedikit bayangan yang dipantulkan, dan semakin kasar dan tidak rata permukaan akhir. Secara tradisional, kejernihan gambar yang dipantulkan dievaluasi secara visual dengan memeriksa pantulan lampu neon di permukaan. Metode ini sangat subyektif karena bergantung pada persepsi dan interpretasi individu yang melakukan evaluasi. Evaluator yang berbeda berpotensi memperoleh kesimpulan yang berbeda berdasarkan pengalaman, pelatihan, atau preferensi pribadi mereka sendiri.

Instrumen pengukuran direkomendasikan karena memberikan evaluasi yang lebih objektif dan konsisten terhadap kejernihan gambar yang dipantulkan. Meskipun ada berbagai jenis instrumen pengukuran, beberapa di antaranya mungkin memiliki beberapa kelemahan. Misalnya, instrumen pengukuran yang menyinari sumber cahaya titik laser pada permukaan dan mengukur intensitas cahaya yang dipantulkan dapat menentukan gelombang permukaan. Namun, metode ini berfokus pada permukaan dan tidak berkorelasi baik dengan evaluasi visual karena mata kita lebih terfokus pada bayangan yang dipantulkan selama pengamatan.

Selain karena teknik aplikasi yang kurang baik atau pengeringan cat atau pelapis yang tidak tepat, kulit jeruk juga bisa disebabkan oleh kondisi permukaan bahan dasarnya. Jadi untuk lebih meningkatkan kualitas hasil akhir, sangat penting untuk memulai evaluasi mulai dari bahan dasar. Namun, karena sebagian besar bahan dasar (misalnya baja, aluminium, dll.) memiliki kilau yang rendah dan tidak membentuk bayangan yang dipantulkan pada permukaannya, diperlukan instrumen pengukuran tambahan seperti interferometer cahaya putih untuk mengevaluasi kondisi permukaan.

Sistem Pengukuran Penampilan Total (TAMS TM )

Rhopoint TAMS TM adalah instrumen pengukuran penampilan canggih yang mengukur kejernihan gambar yang dipantulkan (kulit jeruk) dengan korelasi visual yang baik sekaligus mampu mengukur kondisi kekasaran permukaan bahan dasar.

Rhopoint TAMS TM menggunakan empat parameter – kontras, ketajaman, bergelombang, dan dimensi – untuk menentukan interpretasi permukaan akhir oleh mata kita. Kontras, ketajaman, dan waviness terutama berfokus pada gambar yang dipantulkan, sedangkan parameter dimensi menggambarkan panjang gelombang dominan dari waviness permukaan.

Sementara parameter ini dapat digunakan secara individual untuk evaluasi, mereka dapat digabungkan untuk membentuk indeks nilai tunggal yang memberikan evaluasi kualitas akhir permukaan yang cepat dan tidak rumit. Misalnya, parameter kontras, ketajaman, dan gelombang dapat digabungkan untuk membentuk indeks Kualitas yang merangkum keseluruhan tampilan permukaan. Nilai indeks kualitas 100% akan menunjukkan permukaan dengan hasil akhir yang halus dan karakteristik pembentuk gambar yang baik.

Pengukuran kekasaran permukaan (Sa) dan kekasaran linier (Ra) oleh Rhopoint TAMS juga sangat berkorelasi dengan pengukur kekasaran permukaan konvensional, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Rhopoint TAMS menunjukkan korelasi tinggi dengan interferometer cahaya putih dengan nilai sekitar R2 = 0,9 untuk pengukuran Sa dan Ra.

Lihat whitepaper ini untuk mempelajari lebih lanjut tentang kemampuan Rhopoint TAMS.

Butuh bantuan untuk menemukan instrumen pengukuran yang tepat untuk mengevaluasi dan menganalisis finishing permukaan atau penampilan produk Anda? Hubungi spesialis kami sekarang untuk konsultasi gratis.

Pengantar Teknologi Pencitraan Hiperspektral

Teknologi pencitraan hiperspektral (HSI) dengan cepat mendapatkan popularitas selama beberapa dekade terakhir. Kombinasi spektroskopi dan pencitraan, HSI menangkap dan menganalisis gambar dalam berbagai panjang gelombang di seluruh spektrum elektromagnetik. Alih-alih menangkap gambar menggunakan tiga pita spektral (merah, hijau, dan biru) dalam spektrum tampak seperti teknologi pencitraan RGB konvensional, HSI dapat menangkap gambar dalam panjang gelombang lain seperti inframerah, dll., mengungkapkan lebih banyak informasi tentang objek dan material yang sedang dicitrakan.

Bagaimana Cara Kerja Pencitraan Hiperspektral?

Contoh ilustrasi tentang cara kerja pencitraan hiperspektral

HSI menangkap gambar menggunakan ratusan dan ribuan pita spektral bersebelahan yang sempit, memberikan tanda tangan spektral yang mendetail dari objek dalam pemandangan. Ini melibatkan penggunaan kamera hyperspectral yang dirancang untuk menangkap gambar di berbagai spektrum elektromagnetik, biasanya dari daerah yang terlihat hingga inframerah dekat (VNIR) atau inframerah gelombang pendek (SWIR).

Ketika kamera hyperspectral menangkap gambar , itu merekam intensitas cahaya yang dipantulkan atau dipancarkan dari setiap piksel dalam gambar di berbagai panjang gelombang. Data spektral ini kemudian diproses untuk menghasilkan citra hiperspektral, dengan setiap piksel berisi spektrum cahaya yang dipantulkan atau dipancarkan dari lokasi yang sesuai pada objek. Gambar hiperspektral yang dihasilkan dapat dianalisis menggunakan perangkat lunak khusus untuk mengidentifikasi dan membedakan bahan berdasarkan ciri khas spektralnya yang unik atau untuk mengekstrak informasi berharga tentang komposisi dan karakteristik suatu objek atau bahan.

Aplikasi Pencitraan Hiperspektral

Dengan kemampuannya untuk memberikan tampilan objek atau material yang jauh lebih detail dan komprehensif dengan cara yang cepat dan tidak merusak, HSI banyak digunakan di berbagai industri, mulai dari pertanian dan makanan hingga perawatan kesehatan dan bahkan konservasi seni. Misalnya, ini dapat digunakan untuk memantau kesehatan tanaman dengan menganalisis tanda spektral tanaman, memungkinkan petani untuk mendeteksi penyakit atau defisiensi nutrisi sebelum terlihat dengan mata telanjang. HSI juga dapat digunakan untuk analisis dan kontrol kualitas makanan , termasuk menyortir buah dan sayuran berdasarkan tingkat kematangan atau kadar gula, atau menilai produk daging berdasarkan kadar marbling dan lemak.

Dalam dunia kesehatan, HSI telah muncul sebagai salah satu alat yang menjanjikan untuk perawatan luka dan diagnosis kanker kulit . Melalui analisis tanda spektral jaringan yang unik, informasi mengenai kesehatan jaringan, seperti oksigenasi, efisiensi sirkulasi darah, dll., dapat diperoleh untuk membantu memantau perkembangan penyembuhan luka atau membedakan antara jaringan kulit yang sehat dan jaringan kanker. HSI juga semakin banyak digunakan dalam bidang konservasi seni . Dengan menggunakan HSI, tanda spektral lukisan dan artefak lainnya dapat diperoleh dan dianalisis untuk mengidentifikasi pigmen, media pengikat, dll., yang digunakan atau bahkan mengungkapkan detail seperti gambar di bawah yang tidak terlihat oleh mata telanjang.

Kamera dan Solusi Hyperspectral Specim

Specim, bagian dari Konica Minolta Group, menawarkan beragam pilihan kamera hiperspektral pushbroom (pemindaian garis) dan solusi yang banyak digunakan dalam berbagai penelitian dan aplikasi industri. Dari kamera hiperspektral Specim IQ yang ringkas dirancang untuk digunakan di laboratorium atau operasi di tempat dan kamera hiperspektral seri Specim FX tingkat industri yang dapat dengan mudah masuk ke dalam sistem visi mesin baru atau yang sudah ada hingga sistem hiperspektral udara.

Kamera hyperspectral Specim IQ (kiri) dan kamera hyperspectral Specim FX10 (kanan).

Gambar milik SPECIM, SPECTRAL IMAGING LTD.

Tertarik untuk mengetahui lebih lanjut tentang kamera dan solusi hyperspectral Specim, atau mungkin memerlukan bantuan untuk menemukan yang tepat untuk kebutuhan aplikasi Anda? Pakar HSI kami siap membantu. Hubungi kami untuk konsultasi gratis sekarang.

Pengantar Teknologi Pencitraan Hiperspektral

Teknologi pencitraan hiperspektral (HSI) dengan cepat mendapatkan popularitas selama beberapa dekade terakhir. Kombinasi spektroskopi dan pencitraan, HSI menangkap dan menganalisis gambar dalam berbagai panjang gelombang di seluruh spektrum elektromagnetik. Alih-alih menangkap gambar menggunakan tiga pita spektral (merah, hijau, dan biru) dalam spektrum tampak seperti teknologi pencitraan RGB konvensional, HSI dapat menangkap gambar dalam panjang gelombang lain seperti inframerah, dll., mengungkapkan lebih banyak informasi tentang objek dan material yang sedang dicitrakan.

Bagaimana Cara Kerja Pencitraan Hiperspektral?

HSI menangkap gambar menggunakan ratusan dan ribuan pita spektral bersebelahan yang sempit, memberikan tanda tangan spektral yang mendetail dari objek dalam pemandangan. Ini melibatkan penggunaan kamera hyperspectral yang dirancang untuk menangkap gambar di berbagai spektrum elektromagnetik, biasanya dari daerah yang terlihat hingga inframerah dekat (VNIR) atau inframerah gelombang pendek (SWIR).

Contoh ilustrasi tentang cara kerja pencitraan hiperspektral

Ketika kamera hyperspectral menangkap gambar , itu merekam intensitas cahaya yang dipantulkan atau dipancarkan dari setiap piksel dalam gambar di berbagai panjang gelombang. Data spektral ini kemudian diproses untuk menghasilkan citra hiperspektral, dengan setiap piksel berisi spektrum cahaya yang dipantulkan atau dipancarkan dari lokasi yang sesuai pada objek. Gambar hiperspektral yang dihasilkan dapat dianalisis menggunakan perangkat lunak khusus untuk mengidentifikasi dan membedakan bahan berdasarkan ciri khas spektralnya yang unik atau untuk mengekstrak informasi berharga tentang komposisi dan karakteristik suatu objek atau bahan.

Aplikasi Pencitraan Hiperspektral

Dengan kemampuannya untuk memberikan tampilan objek atau material yang jauh lebih detail dan komprehensif dengan cara yang cepat dan tidak merusak, HSI banyak digunakan di berbagai industri, mulai dari pertanian dan makanan hingga perawatan kesehatan dan bahkan konservasi seni. Misalnya, ini dapat digunakan untuk memantau kesehatan tanaman dengan menganalisis tanda spektral tanaman, memungkinkan petani untuk mendeteksi penyakit atau defisiensi nutrisi sebelum terlihat dengan mata telanjang. HSI juga dapat digunakan untuk analisis dan kontrol kualitas makanan , termasuk menyortir buah dan sayuran berdasarkan tingkat kematangan atau kadar gula, atau menilai produk daging berdasarkan kadar marbling dan lemak.

Dalam dunia kesehatan, HSI telah muncul sebagai salah satu alat yang menjanjikan untuk perawatan luka dan diagnosis kanker kulit . Melalui analisis tanda spektral jaringan yang unik, informasi mengenai kesehatan jaringan, seperti oksigenasi, efisiensi sirkulasi darah, dll., dapat diperoleh untuk membantu memantau perkembangan penyembuhan luka atau membedakan antara jaringan kulit yang sehat dan jaringan kanker. HSI juga semakin banyak digunakan dalam bidang konservasi seni . Dengan menggunakan HSI, tanda spektral lukisan dan artefak lainnya dapat diperoleh dan dianalisis untuk mengidentifikasi pigmen, media pengikat, dll., yang digunakan atau bahkan mengungkapkan detail seperti gambar di bawah yang tidak terlihat oleh mata telanjang.

Kamera dan Solusi Hyperspectral Specim

Specim, bagian dari Konica Minolta Group, menawarkan beragam pilihan kamera hiperspektral pushbroom (pemindaian garis) dan solusi yang banyak digunakan dalam berbagai penelitian dan aplikasi industri. Dari kamera hiperspektral Specim IQ yang ringkas dirancang untuk digunakan di laboratorium atau operasi di tempat dan kamera hiperspektral seri Specim FX tingkat industri yang dapat dengan mudah masuk ke dalam sistem visi mesin baru atau yang sudah ada hingga sistem hiperspektral udara.

Kamera hyperspectral Specim IQ (kiri) dan kamera hyperspectral Specim FX10 (kanan).

Gambar milik SPECIM, SPECTRAL IMAGING LTD.

Tertarik untuk mengetahui lebih lanjut tentang kamera dan solusi hyperspectral Specim, atau mungkin memerlukan bantuan untuk menemukan yang tepat untuk kebutuhan aplikasi Anda? Pakar HSI kami siap membantu. Hubungi kami untuk konsultasi gratis sekarang.

Pengukuran Warna Bahan Kimia Cair Dibuat Sederhana

Bahan kimia adalah komponen penting dari dunia modern, digunakan dalam berbagai macam industri, termasuk otomotif , cat dan pelapis , perawatan pribadi , plastik , dll. spesifikasi yang diharapkan. Ini termasuk mengukur warna bahan kimia sebagai bagian dari proses ini untuk memastikan kualitas yang konsisten dan mengidentifikasi ketidakmurnian atau kontaminan.

Penilaian Warna Bahan Kimia Cair

Berbagai sistem warna dan indeks tersedia untuk pengukuran warna , dan yang paling umum adalah sistem warna CIE LAB . Sistem ini didasarkan pada persepsi visual manusia terhadap warna dan digunakan sebagai standar untuk mengukur dan menentukan warna dalam berbagai aplikasi. CIE LAB menggunakan ruang warna tiga dimensi yang diwakili oleh tiga parameter: L* untuk kecerahan, a* untuk sumbu merah-hijau, dan b* untuk sumbu kuning-biru.

Selain CIE LAB, berbagai skala warna standar industri yang berbeda seperti Platinum-Cobalt (APHA/Hazen) , Gardner , dll., juga dapat digunakan untuk menilai warna bahan kimia cair. Bentuk paling awal dari skala warna standar industri ini terdiri dari serangkaian solusi referensi dengan sedikit variasi warna dan bayangan di antara masing-masing solusi. Sampel bahan kimia kemudian dibandingkan secara visual dengan larutan referensi ini untuk menemukan kecocokan yang tepat. Kelemahan dari skala warna standar industri ini adalah fakta bahwa warna larutan referensi ini cenderung memudar seiring waktu. Selain itu, pencocokan warna visual bersifat subyektif dan menyisakan ruang untuk interpretasi, misalnya, apa yang dirasakan seseorang sebagai warna tertentu mungkin tidak sesuai dengan pendapat orang lain.

Pengukuran Warna Instrumen Bahan Kimia Cair

Pendekatan yang lebih objektif untuk menggunakan skala warna standar industri adalah melalui metode spektrofotometri. Metode ini semakin banyak digunakan oleh banyak orang dalam industri kimia karena menawarkan cara yang lebih akurat dan konsisten dalam melakukan pembacaan skala warna tanpa perlu menyiapkan dan menangani larutan referensi. Ini melibatkan pengambilan pengukuran absorbansi atau transmisi bahan kimia cair dari spektrofotometer dan mengubahnya menjadi data numerik. Rumus perhitungan kemudian diterapkan pada data numerik untuk mengolahnya menjadi skala warna standar industri.

Konica Minolta Spectrophotometer CM-5 adalah spektrofotometer benchtop yang berdiri sendiri dan serbaguna yang dapat mengukur dan mengekspresikan warna bahan kimia cair di CIE LAB dan beberapa skala warna standar industri seperti Platinum-Cobalt (APHA/Hazen), Gardner, Yodium , dll. Selain itu, pengguna juga dapat membuat indeks khusus saat menggunakan CM-5 dengan perangkat lunak data warna SpectraMagic NX .

Pengukuran warna kimia dengan Spektrofotometer CM-5: CIE LAB, Platinum-Cobalt (Hazen/APHA), dan Gardner

Selain cairan, CM-5 juga dapat mengukur beragam sampel, termasuk pasta, bubuk, padatan, dll. Lihat video ini untuk mengetahui lebih lanjut tentang berbagai fitur CM-5.

Instrumen dan solusi pengukuran warna merupakan bagian integral dari pengembangan bahan kimia dan kontrol kualitas. Jika Anda memerlukan bantuan untuk menemukan yang tepat untuk kebutuhan spesifik Anda, spesialis warna kami siap membantu. Hubungi kami untuk konsultasi gratis sekarang.