Meningkatkan Pemeriksaan Kualitas Pangan dengan Pencitraan Hiperspektral

Salah satu prioritas utama produsen makanan adalah memastikan kualitas produk mereka. Ini melibatkan pemeriksaan makanan pada berbagai tahap produksi untuk memastikan mereka bebas dari kontaminasi dan pemalsuan atau sesuai dengan undang-undang, peraturan, kode praktik, dan standar internasional yang relevan. Ada beberapa metode berbeda yang dapat digunakan untuk memeriksa makanan, termasuk pemeriksaan visual, analisis laboratorium, dan visi mesin.

Inspeksi visual adalah metode konvensional dan paling dasar dalam pemeriksaan kualitas makanan. Inspektur menggunakan isyarat visual seperti warna , tekstur, dan penampilan untuk menilai kualitas dan keamanan makanan. Analisis laboratorium sering digunakan bersamaan dengan inspeksi visual untuk mendukung atau mengkonfirmasi evaluasi. Tes laboratorium umum meliputi pengujian mikroba, yang digunakan untuk mendeteksi keberadaan mikroorganisme berbahaya dalam produk makanan, atau analisis kimia untuk membantu menentukan keberadaan bahan kimia berbahaya dalam produk makanan. Namun, metode seperti itu membosankan, melelahkan, memakan waktu, dan tidak memiliki objektivitas dan kecepatan untuk produksi makanan bervolume tinggi dan berkecepatan tinggi saat ini.

Visi Mesin Untuk Pemeriksaan Makanan

Dengan hasil produksi yang meningkat dan toleransi kualitas yang diperketat, banyak yang beralih ke sistem visi mesin untuk pemeriksaan kualitas makanan. Sistem visi mesin konvensional dikonfigurasi menggunakan kamera atau sensor RGB (merah, hijau, dan biru) untuk mengkarakterisasi makanan berdasarkan warnanya. Namun, kemampuan identifikasinya terbatas karena hanya menggunakan tiga pita warna. 

Kemajuan yang cukup besar telah dibuat dalam beberapa tahun terakhir dalam pengembangan teknologi visi mesin baru untuk pemeriksaan kualitas makanan, dengan pencitraan hiperspektral (HSI) sebagai yang terdepan. Tidak seperti kamera RGB yang hanya menggunakan tiga band yang terlihat, kamera hyperspectralmemanfaatkan ratusan ribu pita yang berdekatan di seluruh spektrum, tidak terbatas hanya pada bagian yang terlihat. Oleh karena itu, ini dapat memberikan banyak informasi terperinci yang dapat digunakan untuk mengidentifikasi dan menyortir makanan berdasarkan komposisi kimianya daripada hanya warna. Setiap bahan memiliki komposisi yang unik dan bereaksi berbeda pada panjang gelombang yang berbeda, yaitu jumlah cahaya yang dipantulkan, dipancarkan, atau ditransmisikan. Kamera hiperspektral menangkap reaksi ini dan menggunakannya sebagai penanda spektral, seperti sidik jari kita, untuk identifikasi.

Membedakan kenari dari cangkangnya dengan pencitraan hiperspektral.

Gambar milik SPECIM, SPECTRAL IMAGING LTD.

Kamera Pencitraan Hiperspektral

Ada berbagai jenis kamera hyperspectral , yaitu pushbroom (line scan), whiskbroom (point scan), spectral scanning (area scan), dll., dan masing-masing memiliki metode tersendiri untuk menangkap data hyperspectral. Kamera hiperspektral pushbroom bekerja dengan menyapu target, dari satu baris piksel ke baris berikutnya, untuk membangun kubus data hiperspektral.  Kamera hiperspektral Whiskbroom menangkap satu piksel tunggal dalam satu waktu. Mereka membangun kubus data hiperspektral melalui pemindaian raster target. Kamera hiperspektral berdasarkan pemindaian spektral membentuk kubus data hiperspektral mereka dengan mengukur satu pita panjang gelombang pada satu waktu. Karena makanan biasanya bergerak di sepanjang jalur produksi atau pemrosesan, kamera hiperspektral pushbroom secara alami cocok untuk memeriksa makanan bergerak.

Contoh ilustrasi tentang bagaimana kamera hiperspektral pushbroom (kiri), whiskbroom (tengah), dan pemindaian spektral (kanan) menangkap data hiperspektral.

Spesimen Kamera Hyperspectral

Specim, pelopor dan pemimpin dalam teknologi HSI, menawarkan banyak kamera hiperspektral pushbroom yang mencakup wilayah spektral berbeda dari VNIR (inframerah tampak dan dekat) hingga LWIR (inframerah gelombang panjang). Ini termasuk kamera hiperspektral genggam , kamera hiperspektral industri, sistem HSI penginderaan jauh dan udara, dll. Dalam hal pemeriksaan kualitas makanan, seri Specim FX, terutama kamera hiperspektral FX10 dan FX17, menawarkan frekuensi gambar tinggi yang dapat menandingi kecepatan pemrosesan makanan atau lini produksi beberapa meter per detik, memungkinkan pemeriksaan akurat dalam produksi makanan berkecepatan tinggi saat ini. Dengan 224 band spektral dan resolusi spasial yang tinggi, FX10, yang mencakup wilayah spektral VNIR, dan FX17, di wilayah spektral NIR (inframerah dekat), dapat mengidentifikasi makanan secara andal berdasarkan kandungan fisik, biologis, dan kimia, memungkinkan inspeksi yang mudah dan penilaian makanan, termasuk deteksi benda asing dan kontaminan.

Kamera hiperspektral seri Specim FX digunakan di banyak aplikasi pemeriksaan makanan seperti daging , kacang- kacangan , buah/sayuran , dll. Lihat video ini untuk mengetahui lebih lanjut tentang kamera hiperspektral seri Specim FX.

Mengidentifikasi cacat yang berbeda dari sampel daging dengan kamera hyperspectral Specim FX17.

Gambar milik SPECIM, SPECTRAL IMAGING LTD.

Butuh bantuan untuk menemukan kamera dan solusi hiperspektral yang tepat untuk aplikasi makanan Anda? Hubungi spesialis kami untuk konsultasi gratis sekarang.

Solusi Pemeriksaan Visual untuk Pemeriksaan Komponen Backlit Lengkap

Komponen atau indikator lampu latar tradisional meskipun secara bertahap digantikan oleh teknologi yang lebih baru seperti panel layar OLED dan antarmuka layar sentuh masih banyak digunakan di otomotif , perangkat elektronik, kokpit pesawat, dll. Komponen lampu latar biasanya terdiri dari lapisan permukaan plastik berbentuk potongan yang dibuat oleh pemotong plasma atau laser dan sumber cahaya (misalnya, LED) di belakang lapisan permukaan untuk penerangan melalui bentuk yang dipotong. Karena komponen lampu latar ini biasanya digunakan untuk menyampaikan informasi keselamatan dan operasional, komponen tersebut harus diperiksa untuk memastikan visibilitasnya dan bebas dari cacat. Dalam industri yang diatur secara ketat seperti otomotif dan penerbangan, komponen lampu latar tunduk pada standar kecerahan yang ketat (pencahayaan ), warna ( chromaticity ), dan karakteristik lainnya.

Masalah Kualitas dengan Komponen atau Tanda Backlit

Memeriksa komponen atau tanda lampu latar dapat menjadi tantangan karena kualitasnya dipengaruhi oleh berbagai faktor, termasuk sumber cahaya atau integritas dimensi lapisan permukaan. Seringkali, masalah kualitas muncul dari kesalahan dalam proses cut-out, menyebabkan masalah integritas dimensi seperti elemen dalam orientasi atau lokasi yang salah, elemen cacat (ukuran, bentuk, dll.), elemen yang hilang atau tambahan, dll. Di lain waktu, mungkin disebabkan oleh pencahayaan dan kromatisitas yang salah atau iluminasi sumber cahaya yang tidak seragam. 

Sistem fotometrik (fotometer, kolorimeter, dll.) sangat bagus untuk mengukur pencahayaan dan kromatisitas komponen lampu latar. Namun, kebanyakan dari mereka tidak memiliki fungsi pendaftaran visi mesin yang dapat mendaftarkan elemen berbentuk unik atau mengevaluasi integritas dimensinya. Karenanya, cara konvensional untuk memeriksa komponen lampu latar akan memerlukan penggunaan beberapa sistem pengukuran atau solusi pengukuran khusus yang kompleks. Misalnya, sistem penglihatan mesin digunakan untuk memeriksa segala bentuk cacat, dan sistem fotometrik digunakan untuk mengevaluasi pencahayaan dan kromatisitas komponen lampu latar secara terpisah.

Solusi Inspeksi Visual Otomatis untuk Komponen Lampu Latar

Untuk memenuhi kebutuhan peningkatan efisiensi pemeriksaan komponen dengan lampu latar, Radiant Vision Systems menawarkan sistem pemeriksaan visual tunggal yang menggabungkan pengukuran fotometrik dan fungsi registrasi berbasis visi mesin melalui perangkat lunak ProMetric® Imaging Colorimeter / Photometer dan Vision Inspection Pack (VIP™) . Sistem pemeriksaan visual ini memungkinkan produsen untuk mengukur luminansi dan kromatisitas komponen dengan lampu latar sekaligus memeriksa masalah integritas dimensi apa pun.

Perangkat Lunak VIP dapat mendeteksi cacat (misalnya, pengecualian, inklusi, dll.) pada komponen lampu latar.

Gambar milik Radiant Vision Systems, LLC.

Perangkat lunak VIP memungkinkan pendaftaran cepat beberapa elemen pada komponen dengan lampu latar yang ditangkap dalam satu gambar pengukuran. Selain itu, ia menampilkan fungsi pendaftaran dinamis di mana elemen dapat diukur berdasarkan tempat menarik (POI) yang ditentukan terlepas dari penempatan komponen atau perbaikan sistem, menyederhanakan proses pemeriksaan.

Perangkat lunak VIP dapat secara otomatis menemukan dan mendaftarkan posisi elemen komponen lampu latar baru dan mempertahankan posisi POI yang sama. 
Gambar milik Radiant Vision Systems, LLC.

Toleransi Lulus/Gagal untuk pencahayaan dan kromatisitas juga dapat dengan mudah ditetapkan untuk seluruh wilayah yang diminati (ROI). Toleransi Lulus/Gagal juga dapat diatur berdasarkan POI yang ditentukan yang ditunjukkan pada contoh di bawah ini. Pengguna dapat menentukan toleransi kromatisitas pada ruang warna CIE untuk keempat POI pada elemen indikator lampu samping.

Mengatur toleransi untuk lulus/gagal menggunakan koordinat kromatisitas (xy) di perangkat lunak VIP.

Gambar milik Radiant Vision Systems, LLC.

Inspeksi komponen lampu latar dipermudah dengan ProMetric® Imaging Colorimeter/Photometer Radiant dan perangkat lunak VIP. Lihat webinar sesuai permintaan ini untuk mempelajari lebih lanjut tentang fungsinya secara lebih mendetail.

Butuh bantuan untuk menemukan instrumen atau solusi yang tepat untuk aplikasi Anda? Hubungi Spesialis kami untuk konsultasi gratis sekarang.

Pencitraan Hiperspektral Karya Seni dan Objek Budaya

Penelitian ilmiah tentang karya seni dan benda budaya dapat membantu para konservator, kurator, dan lainnya di bidang konservasi seni untuk mempelajari lebih lanjut tentang bahan dan teknik yang digunakan oleh seniman mereka dalam karya mereka, yang sangat penting untuk mengotentikasi dan mendokumentasikan karya seni dan benda budaya. Metode tradisional untuk mempelajari dan menganalisis karya seni dan objek budaya umumnya bersifat invasif karena memerlukan sampel atau sampel mikro dari objek tersebut. Misalnya, penggunaan analisis kimia dapat membantu mengidentifikasi pigmen, media pengikat, pernis, dll., yang digunakan tetapi memerlukan ekstraksi sampel cat dari lukisan.

Pencitraan Hiperspektral

Studi non-invasif dan analisis karya seni dan benda-benda warisan budaya dimungkinkan dengan kemajuan teknologi pencitraan. Garis depan teknologi ini adalah hyperspectral imaging (HSI) yang dapat mengumpulkan data di seluruh rentang spektral yang luas , menyediakan gambar kaya informasi yang dapat digunakan untuk mendeteksi dan mengkarakterisasi target yang diinginkan. Karena kemampuannya yang non-invasif, HSI memiliki berbagai aplikasi di berbagai bidang. Di bidang medis, digunakan untuk mendeteksi kanker kulit dan penyakit lainnya. Di bidang pertanian, ini digunakan untuk memantau kesehatan tanaman dan tanaman dan mengidentifikasi penyakit. Di bidang warisan seni dan budaya, HSI dapat digunakan untuk mengidentifikasi pigmen dan bahan lain yang digunakan dalam lukisan, mengidentifikasi area kerusakan, dan melacak kemajuan perawatan konservasi. Informasi yang diekstraksi dari rentang spektrum tampak dapat digunakan untuk memahami perubahan warna pigmen, sedangkan rentang inframerah-dekat dapat mengungkapkan informasi atau teks tertulis yang tersembunyi di balik lapisan luar atau rusak atau pudar.

HSI mendapatkan penerimaan luas di bidang warisan seni dan budaya sebagai salah satu alat yang paling berharga untuk pengarsipan dan restorasi. De Viguerie dkk. (2020) menggunakan HSI untuk memetakan pigmen dan pengikat yang digunakan dalam 2 karya seni Gotik utama abad ke-15. Bayarri dkk. (2019) memanfaatkan HSI dalam studi, konservasi, dan pengelolaan seni cadas paleolitikum. D’Elia dkk. (2020) menggunakan pencitraan hiperspektral VNIR sebagai salah satu alat dalam penyelidikan mereka terhadap dua panel oleh Marco d’Oggiono untuk mengidentifikasi pigmen dan urutan pelapisan selama fase pengecatan yang berbeda.

Kamera Spesifik Hyperspectral

Specim, pelopor terkemuka di bidang HSI, menawarkan berbagai pilihan kamera hyperspectral line-scan (pushbroom) dan solusi yang mencakup berbagai wilayah spektral seperti terlihat (VIS), terlihat dan dekat-inframerah (VNIR), dekat-inframerah (NIR ), inframerah gelombang pendek (SWIR), inframerah gelombang menengah (MWIR), inframerah gelombang panjang (LWIR).

IQ Spesimen

Specim IQ adalah kamera hiperspektral VNIR portabel yang dirancang untuk membuat HSI sederhana di semua lingkungan, baik di dalam ruangan atau di tempat/lapangan. Dengan antarmuka yang mudah digunakan dan pengoperasian yang mirip dengan kamera digital, pengguna yang tidak terbiasa dengan HSI juga dapat dengan mudah melakukan pengukuran HSI dengan Specim IQ. Tidak seperti kamera hyperspectral line-scan lainnya, Specim IQ dilengkapi dengan pemindai built-in, memungkinkannya melakukan pengukuran HSI tanpa target atau kamera bergerak. Specim IQ disertai dengan perangkat lunak manajemen datanya, Specim IQ Studio , di mana pengguna dapat dengan mudah membuat spektrum referensi, model, dan aplikasi untuk aplikasi yang diinginkan.

Tonton video ini atau baca artikel ini untuk mengetahui bagaimana pengukuran dan analisis hiperspektral karya seni dan benda budaya dibuat sederhana dengan Specim IQ.

Pencitraan hiperspektral karya seni dengan SPECIM IQ

Spesimen FX

Specim FX memiliki 3 kamera hiperspektral yang berbeda, yaitu FX10, FX 17, dan FX 50, masing-masing mencakup wilayah spektral spesifik VNIR, NIR, dan MWIR. Sangat cocok untuk aplikasi industri, kamera hiperspektral Specim FX yang sangat fleksibel juga dapat digunakan dalam aplikasi warisan seni dan budaya yang ditunjukkan oleh Sandak et al. (2021)  dalam evaluasi mereka terhadap pelapisan benda cagar budaya.

Specim IQ (kiri) dan Specim FX Series (kanan)

Tertarik untuk memahami lebih lanjut tentang HSI atau mungkin memerlukan bantuan untuk menemukan kamera dan solusi hiperspektral yang tepat untuk aplikasi Anda? Hubungi kami untuk konsultasi gratis dengan ahlinya.

Pencitraan Hiperspektral dalam Aplikasi Medis – Diagnosis Kanker Kulit

Kanker kulit adalah salah satu bentuk kanker yang paling umum di seluruh dunia. Meskipun ada banyak jenis kanker kulit, tiga yang paling umum adalah melanoma, Basal Cell Carcinoma (BCC), dan Squamous Cell Carcinoma (SCC). BCC dan SCC juga kadang-kadang disebut sebagai kanker kulit non-melanoma (NMSC). Deteksi dini sangat penting untuk pengobatan kanker kulit yang efektif. Diagnosis kanker kulit biasanya melibatkan pemeriksaan visual awal dari lesi kulit berpigmen (PSLs) oleh dokter kulit menggunakan aturan ABCDE (Asymmetrical, Border, Color, Diameter, Evolving) sebelum dikirim untuk biopsi dan analisis histopatologi untuk konfirmasi. Pemeriksaan pendahuluan sangat bergantung pada keahlian dokter kulit dan dapat rentan terhadap subjektivitas yang dapat menyebabkan biopsi yang tidak perlu dan pemeriksaan histopatologi yang invasif.

Pencitraan Hiperspektral

Dalam upaya untuk mengurangi kesalahan diagnostik dan meningkatkan efisiensi, banyak yang mengeksplorasi penggunaan teknologi pencitraan canggih dalam diagnosis kanker kulit. Garis depan teknologi ini adalah hyperspectral imaging (HSI) , kombinasi spektroskopi dan pencitraan, yang dapat memberikan deteksi non-invasif dan klasifikasi berbagai lesi kulit. HSI menangkap informasi spektral dan spasial dari suatu objek di berbagai spektrum elektromagnetik . Data yang dikumpulkan, juga dikenal sebagai  hypercube, kemudian diproses (misalnya, ekstrak, unmix, klasifikasi) untuk mendapatkan informasi yang relevan untuk aplikasi yang dimaksud.

Pencitraan Hiperspektral Medis (MHSI)

HSI diterapkan dalam berbagai aplikasi pertanian dan makanan seperti mendeteksi penyakit dan stres tanaman , pemeriksaan kualitas daging, buah-buahan, dan sayuran , dll., dan dengan cepat muncul sebagai alat potensial dalam berbagai penelitian kanker kulit. Misalnya, Nagaoka dkk. (2011) menggunakan HSI untuk mengembangkan kerangka klasifikasi yang dapat secara otomatis membedakan antara lesi melanoma dan non-melanoma. Calin dkk. (2021) menggabungkan HSI dengan detektor anomali tanpa pengawasan untuk membedakan BCC dan kulit normal. Karena kemampuannya yang cepat dan non-invasif, HSI juga semakin populer di bidang medis lainnya. Miclos dkk. (2015)mengembangkan algoritma untuk memetakan konsentrasi oksigen jaringan kulit menggunakan HSI, sementara Calin et al. (2015) menggunakan HSI untuk mengkarakterisasi luka terbuka.

Kamera Spectrum IQ Hyperspectral

Specim, penyedia solusi HSI terkemuka , menawarkan berbagai pilihan kamera hyperspectral pushbroom (pemindaian garis) , terutama Specim IQ . Kamera hiperspektral portabel terlihat dan inframerah dekat (VNIR) yang cocok untuk penggunaan di dalam dan luar ruangan, Specim IQ menawarkan antarmuka pengguna yang mudah digunakan yang memungkinkan siapa saja, baik pemula atau ahli, untuk melakukan  pengukuran HSI dan pemrosesan data dengan mudah. Tidak seperti kebanyakan kamera hyperspectral pushbroom, Specim IQ tidak memerlukan pemindai eksternal selama pengukuran dan beroperasi mirip dengan kamera digital. Didukung oleh perangkat lunak Specim IQ Studioyang dapat menyimpan dan mengelola data HSI, memungkinkan pengguna untuk membuat model, aplikasi, dan profil khusus yang dapat dimuat dan digunakan di kamera hiperspektral Specim IQ mereka.

Lihat video ini dan lihat bagaimana Specim IQ digunakan dalam diagnosis tumor kulit.

Ingin mempelajari lebih lanjut tentang HSI atau memerlukan bantuan untuk menemukan solusi HSI yang tepat untuk aplikasi Anda? Hubungi spesialis kami untuk konsultasi gratis sekarang.

Memahami Akronim dan Singkatan Industri Display

Industri tampilan (Display) terus berubah dan berkembang. Hal ini dapat dilihat dari cara teknologi baru dikembangkan dan dirilis secara teratur. Salah satu area di mana perubahan ini sangat jelas adalah dalam akronim dan singkatan yang digunakan dalam industri. Sementara beberapa akronim dan singkatan ini terkenal (misalnya, OLED , DCI-P3 , dll.), yang lain lebih tidak jelas, sehingga sulit untuk mengikuti terminologi terbaru.

Untuk membantu Anda memahami semua jargon, di bawah ini adalah panduan referensi cepat untuk beberapa akronim dan singkatan yang digunakan dalam industri tampilan.

AOI (Inspeksi Optik Otomatis) : Penggunaan sistem optik otomatis (misalnya, kamera penglihatan mesin, fotometer pencitraan, dll.) untuk memeriksa kualitas visual tampilan dalam proses manufaktur.

CCD (Charge Coupled Device) : Jenis sensor dengan banyak situs sensitif-foto (piksel) yang digunakan dalam kamera digital dan sistem pencitraan canggih. Ini menangkap foton (cahaya) dan mengubahnya menjadi elektron. Elektron dikumpulkan dan dibacakan ke preamplifier dari satu baris piksel sensor pada satu waktu untuk diubah menjadi tegangan sebelum mendigitalkan oleh Analog to Digital Converter (ADC) untuk menghasilkan sinyal digital dan yang dapat dibaca mesin.

CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) : Jenis sensor yang digunakan pada kamera digital canggih dan sistem pencitraan menangkap dan mengubah cahaya melalui banyak piksel menjadi elektron. Sensor CMOS memiliki kapasitor dan penguat pada setiap piksel yang mengubah elektron menjadi tegangan sebelum didigitalkan oleh ADC untuk menghasilkan sinyal digital dan dapat dibaca mesin.

PPI (Piksel per inci) : Metrik yang digunakan untuk mengukur kerapatan piksel tampilan . Ini menunjukkan jumlah piksel dalam setiap inci panel layar.

EOTF (Electro-Optical Transfer Function) : Fungsi matematika yang digunakan dalam tampilan HDR (High Dynamic Range) yang mengubah sinyal listrik menjadi sinyal optik ke kecerahan tertentu di layar.

FOV (Field of View) : Dapat merepresentasikan jangkauan visual yang disajikan oleh perangkat AR (Augmented Reality)/VR (Virtual Reality) /MR (Mixed Reality), jangkauan penglihatan manusia (derajat), atau sudut solid yang dapat ditangkap dan diukur oleh sistem optik. Misalnya, Fotometer atau kolorimeter pencitraan, dengan lensa XRE , dari Radiant Vision Systems (RVS) mampu mengukur FOV dalam headset AR/VR/MR hingga ±35° (total 70°).

MTF (Modulation Transfer Function) : Spesifikasi tunggal yang menggambarkan kemampuan sistem pencitraan atau lensa untuk mentransfer detail (resolusi dan kontras) dari objek ke gambar. Berguna dalam pengujian perangkat AR/VR/MR, HUD (Head-Up Display) , dll.

Lihat artikel ini untuk akronim dan singkatan terkait tampilan lainnya.

Saat teknologi tampilan berkembang pesat, pengujian tampilan menjadi semakin kompleks. Konica Minolta, dengan RVS, menawarkan berbagai pilihan solusi pengujian tampilan yang dapat mengukur berbagai karakteristik utama tampilan (misalnya, luminance , chromaticity , dll.) dengan mudah. Dari Display Color Analyzer CA-410 , yang dapat digunakan untuk penyesuaian gamma dan pengukuran kedipan , hingga ProMetric® Imaging Photometers / Colorimeters yang dapat mengkarakterisasi sudut pandang tampilan dan memberikan pengukuran tingkat piksel.

Konica Minolta Display Color Analyzer CA-410 (kiri) dan kolorimeter dan fotometer pencitraan ProMetric® (kanan)

Butuh bantuan untuk menemukan solusi metrologi tampilan yang tepat? Hubungi spesialis kami untuk konsultasi gratis sekarang.