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.

Menampilkan Solusi Metrologi untuk Inspeksi Lini Produksi Berkecepatan Tinggi

Teknologi tampilan adalah komponen penting dari dunia yang digerakkan oleh digital saat ini, menyediakan tautan penting antara pengguna dan perangkat serta produk mereka seperti smartphone , panel layar sentuh di otomotif , dll. Layar harus melalui evaluasi dan inspeksi yang ketat, mulai dari R&D hingga kontrol kualitas, hingga memastikan mereka konsisten dengan tujuan desain dan memenuhi standar yang diperlukan untuk kinerja dan keandalan. Evaluasi dan inspeksi yang akurat dan efisien dapat dicapai dengan tampilan metrologi , pendekatan ilmiah yang memberikan indikator kinerja tampilan objektif melalui data pengukuran. Ini melibatkan penggunaan instrumen atau sistem metrologi untuk mengukur berbagai aspek performa tampilan, seperti kecerahan, warna, gamutkontras , keseragaman , cacat, sudut pandang , dll.

Menampilkan Instrumen Metrologi

Tampilkan karakterisasi dan evaluasi dengan spektroradiometer.

Beragam instrumen metrologi layar tersedia saat ini untuk mendukung produsen layar dalam mengkarakterisasi dan memeriksa kinerja layar mereka. Instrumen metrologi tampilan konvensional seperti spot meter dan spektroradiometer sangat akurat dalam menangkap nilai luminans dan kromatisitas. Namun, instrumen ini lebih cocok dalam fase R&D (misalnya, menentukan spesifikasi kinerja untuk tampilan) daripada pemeriksaan kontrol kualitas kecepatan tinggi, karena hanya dapat mengukur satu titik (posisi) pada satu waktu. Selain itu, instrumen ini umumnya tidak memiliki kemampuan integrasi untuk terhubung dengan sistem otomatis.

Sistem Pengukuran Berbasis Gambar

Pendekatan alternatif untuk inspeksi tampilan lini produksi adalah penggunaan sistem pencitraan. Mereka dapat menangkap dan mengevaluasi seluruh area panel display, memenuhi tuntutan kecepatan dan throughput volume tinggi untuk memeriksa display di lini produksi. Ada beberapa sistem pencitraan yang tersedia, dan kemampuannya bergantung pada jenis kamera yang digunakan di dalam sistem. Sistem pencitraan yang menggunakan kamera visi mesin dapat mendeteksi cacat tampilan dengan kecepatan tinggi namun memiliki keterbatasan dalam aspek metrologi tampilan. Sebagian besar kamera visi mesin tidak memiliki resolusi yang diperlukan untuk mengevaluasi tampilan padat pikseldan mengandalkan kontras (gambar hitam putih) untuk mendeteksi cacat pada tampilan. Untuk kamera visi mesin yang mampu melakukan pengukuran kromatisitas melalui filter warna di bagian depan sensor (misalnya, filter Pola Bayer, dll.), mereka tidak menyediakan pengukuran warna absolut (CIE). Kalibrasi khusus tambahan juga diperlukan untuk menyelaraskan respons spektralnya dengan fungsi pencocokan warna CIE untuk mereplikasi persepsi warna dan cahaya mata kita.

Tampilan Metrologi untuk Produksi

Radiant Vision Systems ProMetric® I imaging colorimeter , solusi metrologi yang menggabungkan pengukuran ilmiah dengan pencitraan, mampu menangkap nilai yang cocok dengan CIE untuk luminance dan chromaticity sambil memberikan deteksi cacat seperti mura , dead pixel, dll. Dengan tristimulus bawaan filter warna, respons spektral colorimeter pencitraan ProMetric® I sangat cocok dengan fungsi pencocokan warna CIE, memberikan akurasi warna seperti yang dirasakan oleh pengamat manusia. Dilengkapi dengan sensor gambar tingkat ilmiah yang menawarkan resolusi hingga 61 megapiksel (MP), kolorimeter pencitraan ProMetric® I menawarkan kemampuan pencitraan beresolusi tinggi yang dapat menerapkan lebih banyak piksel sensorper piksel tampilan, meningkatkan jumlah informasi yang ditangkap. Kolorimeter pencitraan ProMetric® I didukung oleh berbagai lensa kamera dan perangkat lunak seperti TrueTest™ yang membentuk kombinasi sempurna antara metrologi ilmiah dan efisiensi visi mesin untuk pengujian tampilan. Lihat webinar sesuai permintaan ini untuk mempelajari lebih lanjut tentang solusi metrologi tampilan Radiant Vision Systems untuk produksi tampilan inspeksi visual otomatis.

Karakterisasi dan inspeksi tampilan di lab dan lini produksi dengan kolorimeter pencitraan ProMetric®

Butuh bantuan untuk menemukan instrumen atau solusi yang tepat untuk mengkarakterisasi atau memeriksa performa tampilan 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.

Cara Mengevaluasi Finishing Otomotif Dengan Mudah

Dalam persaingan industri otomotif saat ini, pengendalian kualitas suku cadang bodi kendaraan semakin penting. Kesan pertama pelanggan terhadap kendaraan tidak diragukan lagi dipengaruhi oleh penampilan luarnya ; eksterior tanpa cacat dengan finishing cat halus biasanya diartikan sebagai tanda kualitas unggul. Untuk mencapai tampilan visual yang menarik ini diperlukan evaluasi lapisan cat kendaraan . Evaluasi hasil akhir cat berdasarkan warna saja tidak cukup. Atribut seperti kejernihan gambar yang dipantulkan dan kekasaran permukaan yang dicat juga menentukan kualitas finishing cat.

Pengukuran Kejernihan Gambar yang Dipantulkan (Kulit Jeruk)

Kejernihan gambar yang dipantulkan pada permukaan yang dicat dapat dievaluasi dengan menilai efek kulit jeruk , cacat lukisan. Evaluasi kulit jeruk dapat dilakukan secara visual atau dengan bantuan alat ukur. Evaluasi visual kulit jeruk umumnya membutuhkan peralatan yang besar dan mahal (misalnya, lampu neon, dll) dan bergantung pada interpretasi subjektif oleh individu.

Instrumen pengukuran dapat memberikan data yang objektif dan terukur tentang efek kulit jeruk. Namun, tergantung pada instrumen yang digunakan, itu mungkin memiliki kekurangan. Misalnya, instrumen pengukuran konvensional yang menggunakan sinar laser untuk mengukur ketidakrataan permukaan berfokus pada permukaan. Mengingat bahwa mata kita cenderung fokus pada gambar yang dipantulkan di permukaan, ini mengarah pada korelasi yang buruk antara instrumen pengukuran konvensional dan evaluasi visual. Selanjutnya, data pengukuran mereka dibagi dan dilaporkan dalam berbagai pita frekuensi yang memerlukan pengetahuan khusus untuk menafsirkannya.

Pengukuran Kekasaran Permukaan

Kualitas finishing cat tidak hanya ditentukan oleh efektivitas setiap proses pengecatan dan pelapisan tetapi juga kualitas permukaan bahan dasar seperti baja dan aluminium. Tidak peduli seberapa baik cat dan pelapis diterapkan, kulit jeruk akan tetap terlihat jika bahan dasarnya kasar. Evaluasi harus dimulai dari bahan dasar untuk mengendalikan dan mengurangi kulit jeruk. Namun, mereka tidak dapat diukur dengan cara yang sama dengan menggunakan teknik kulit jeruk konvensional karena sifatnya yang menyebar dan kurangnya bayangan yang dipantulkan pada permukaannya. Instrumen tambahan (misalnya, interferometer cahaya putih) diperlukan untuk mengukur kekasaran permukaan.

Sistem Pengukuran Penampilan Total Rhopoint (TAMS TM )

Rhopoint TAMS TM adalah instrumen pengukuran penampilan inovatif yang dikembangkan dalam kerjasama erat dengan produsen otomotif besar. Tidak hanya mampu mengevaluasi kulit jeruk dengan korelasi visual yang baik tetapi juga pengukuran kekasaran permukaan, memberikan solusi yang komprehensif dan hemat biaya untuk mengelola dan mengontrol penampilan produk.

Melalui parameter dan indeks canggihnya seperti kontras, ketajaman, kelengkungan, dimensi, kualitas, Sa, Ra, dll., TAMS TM dapat memberikan kuantifikasi yang mudah dan objektif untuk semua jenis permukaan, termasuk bahan mentah, E-coat (dan filler), C-mantel, dll.

Mengukur kualitas tampilan permukaan dibuat sederhana dengan TAMS TM . Lihat buku putih ini untuk mempelajari tentang kulit jeruk dan pengukuran kekasaran permukaan dengan TAMS TM .

Tertarik untuk mempelajari lebih lanjut tentang pengukuran penampilan otomotif? Tonton webinar sesuai permintaan ini untuk lebih memahami metodologi pengukuran optik permukaan otomotif.

Butuh bantuan untuk menemukan solusi yang tepat untuk aplikasi Anda? Atur konsultasi gratis dengan spesialis aplikasi kami sekarang.