Deteksi Memar Buah Menggunakan Pencitraan Hiperspektral

Buah yang memar dapat berdampak signifikan pada kualitas dan umur simpannya secara keseluruhan. Memar menyebabkan buah melunak, yang membuatnya lebih rentan terhadap pembusukan dan masalah pembusukan lainnya. Buah memar juga cenderung kehilangan rasa, tekstur, dan nilai gizinya seiring waktu. Selain itu, memar dapat membuat buah rentan terhadap serangan hama atau patogen, yang menyebabkan pembusukan lebih lanjut. Dengan demikian, deteksi memar merupakan tindakan kontrol kualitas yang penting dalam industri buah. Namun, metode konvensional untuk mendeteksi memar mengandalkan pemeriksaan manual, yang bersifat subyektif. Selain itu, efisiensi dan akurasi cenderung turun setelah beberapa jam pemeriksaan terus menerus. Dalam upaya meminimalkan kesalahan inspeksi dan meningkatkan efisiensi, banyak yang beralih ke teknologi inspeksi otomatis seperti sistem visi mesin. Sistem visi mesin konvensional didasarkan pada kamera atau sensor RGB (merah, hijau, dan biru). Mereka mampu mendeteksi buah dengan cacat yang jelas melalui perubahan warna. Namun, mereka tidak dapat diandalkan dalam mengidentifikasi kerusakan memar laten yang tidak kentara dan memiliki variasi warna yang tidak konsisten antara memar dan jaringan normal.

Pencitraan hiperspektral

Pendekatan yang lebih baik untuk deteksi memar buah yang cepat dan akurat adalah melalui pencitraan hiperspektral (HSI) . Sebuah kombinasi pencitraan optik dan spektroskopi, HSI sudah banyak digunakan dalam banyak aplikasi pemeriksaan dalam industri makanan, seperti daging , kacang-kacangan , dll. Kemampuan HSI untuk mendeteksi memar pada buah juga didokumentasikan dengan baik dalam berbagai penelitian. Misalnya, Lu (2003) mampu mendeteksi memar pada apel secara efektif menggunakan NIR (Near-Infrared) HSI. VNIR (Visible and Near-Infrared) HSI menunjukkan potensi yang baik dalam mendeteksi memar pada pir dan buah kiwi , seperti yang ditunjukkan oleh Wang et al. (2022) dan Lu et al. (2011), masing-masing.

Contoh ilustrasi pencitraan hiperspektral

HSI bekerja dengan memperoleh gambar buah pada rentang pita spektral yang berdekatan, memberikan tingkat detail dan akurasi yang lebih tinggi untuk menganalisis fitur yang terkait dengan memar. Dengan menggunakan data yang diturunkan dari HSI, alat ini dapat membedakan antara buah yang memar dan yang tidak memar dengan akurasi tinggi, bahkan untuk buah dengan kerusakan memar laten. Misalnya, HSI dapat mengukur perubahan pantulan yang terkait dengan memar. Data ini kemudian dapat digunakan untuk melatih model pembelajaran mesin untuk mendeteksi memar pada buah dengan akurasi yang lebih tinggi.

Kamera Pencitraan Hiperspektral Specim

Specim, penyedia terkemuka solusi pencitraan hiperspektral, menawarkan beberapa kamera hiperspektral pemindaian garis (pushbroom) , dari model portabel hingga model industri canggih, yang digunakan secara ekstensif di berbagai aplikasi ilmu pangan dan inspeksi ilmu pangan. Seri Specim FX , khususnya kamera hiperspektral VNIR FX10 dan kamera hiperspektral NIR FX17, adalah pilihan yang sangat baik untuk mendeteksi memar pada buah, bahkan pada tahap awal, sebelum terlihat oleh mata telanjang. Dirancang untuk integrasi yang mudah, bahkan dengan sistem penglihatan mesin atau sistem penyortiran optik yang sudah ada, kamera hiperspektral FX10 dan kamera hiperspektral FX17 menawarkan hasil yang tinggikecepatan bingkai yang mampu memenuhi produksi atau menyortir tuntutan kecepatan tinggi. Lihat video Specim FX10 dan FX17 untuk mempelajari lebih lanjut tentang kemampuannya.

Apakah Anda ingin mempelajari lebih lanjut tentang HSI dan menemukan kamera dan solusi hiperspektral yang tepat untuk aplikasi atau proyek Anda? Spesialis kami di sini untuk memberikan konsultasi gratis. Terhubung dengan kami sekarang .

Mendeteksi Penyakit Daun Durian (Hawar Daun, Bercak Daun, Antraknosa) dengan Pencitraan Hiperspektral

Kemampuan untuk mendeteksi penyakit daun durian dan menghitung persentase luas penyakit daun pada tahap awal memungkinkan tindakan awal dengan praktik pengelolaan tanaman, mencegah penyebaran infeksi. Penyakit umum termasuk hawar daun, bercak daun, dan antraknosa, yang semuanya disebabkan oleh jamur colletotrichum gloeosporioides. Mereka mulai dengan daun muda yang menunjukkan gejala memudar atau bintik-bintik kuning muda saat jamur tumbuh. Seiring waktu, tepi bagian yang terkena berubah menjadi coklat dengan bagian tengah yang kering dan rapuh. Infeksi menyebar melalui udara dan berada di berbagai tanaman, bahkan pada gulma yang terletak di dalam kebun durian.

Pendekatan konvensional untuk mendeteksi penyakit daun durian melibatkan pemeriksaan tanaman secara visual untuk gejala atau melalui analisis kimia. Metode ini bisa melelahkan dan tidak efektif karena gejala yang terlihat biasanya hanya muncul pada tahap pertengahan hingga akhir infeksi. Selain itu, mereka memakan waktu atau memerlukan ekstraksi sampel yang akan merusak daun. Saat ini, deteksi non-destruktif dan analisis penyakit daun durian dimungkinkan dengan kemajuan teknologi pencitraan. Garis depan dari teknologi ini adalah pencitraan hiperspektral (HSI) , kombinasi dari pencitraan digital dan spektroskopi. Dengan HSI, karakteristik struktural dan fisiologis tanaman dapat diekstraksi dan digunakan untuk mengidentifikasi penyakitsebelum gejala yang terlihat nyata, memberikan kesempatan untuk mengambil tindakan segera dan menanganinya tepat waktu.

Proses HSI memerlukan penangkapan informasi spektral dan spasial dari tumbuhan pada rentang spektrum elektromagnetik yang luas. Data yang dikumpulkan, juga dikenal sebagai hypercube, kemudian diproses menggunakan indeks atau algoritma vegetasi untuk mengidentifikasi dan mengklasifikasikan penyakit. Di bawah ini adalah contoh bagaimana tingkat keparahan penyakit daun durian dapat dinilai dengan mengklasifikasikan, memantau, dan mengukur area yang terinfeksi pada total area daun dengan kamera hyperspectral Specim IQ dan perangkat lunak SpecimINSIGHT .

Gambar 1 – Pencitraan hiperspektral penyakit daun durian dengan perangkat lunak Specim IQ dan SpecimINSIGHT
Gambar 2 – Informasi kelas

Dengan menggunakan perangkat lunak Specim IQ dan SpecimINSIGHT, penyakit daun durian dapat ditangkap ( gambar 1 ) dan diklasifikasikan ( gambar 2 ). Kemudian, jumlah piksel dapat diperoleh dari sampel validasi dan diterapkan pada data matriks konfusi ( gambar 3 ). Dari sini, kita dapat menghitung dan mengkarakterisasi sampel penyakit hawar daun dan penyakit daun durian dalam persentase area kuantitatif menggunakan jumlah piksel dari setiap area yang diklasifikasikan.

Gambar 3 – Data matriks kebingungan

Selain perangkat lunak Specim IQ dan SpecimINSIGHT, Specim, pelopor di bidang HSI, juga menawarkan pilihan papan kamera hiperspektral dan solusi yang banyak digunakan dalam berbagai aplikasi fenotip tanaman dan pertanian presisi .

Butuh bantuan untuk menemukan kamera atau solusi hiperspektral yang tepat untuk aplikasi fenotip tanaman dan pertanian presisi Anda? Hubungi spesialis kami untuk konsultasi gratis sekarang.