Laboratorium Instrumentasi Optik, Laser dan Pengolahan Citra
Laboratorium Laser, Optik, dan Analisis Citra adalah salah satu laboratorium penelitian dibawah koordinasi Fakultas Teknologi Industri, ITB , dengan tugas mendukung :
- Penelitian mahasiswa S1,S2 dan S3 Teknik Fisika ITB
- Penelitian mahasiswa S2 Instrumentasi dan Kontrol
- Menjalankan penelitian bidang instrumentasi yang mendukung pengukuran,monitoring proses, pencitraan 3D menggunakan metoda-metoda optik antara lain laser dan atau serat optik, spektroskopi ( dan multi spectral imaging ), analisa warna, pencitraan stereo, moire, Schlieren, tomografi optik, frinji.
Dosen dan Peneliti
Dr. Ir. Endang Juliastuti, MS., IPM.
Instrumentasi Optik & Laser
Dr. Ir. Vebi Nadhira, ST., MT.
Tomografi Optis
Ir. Naila Zahra, ST., MT.
Pengukuran Optik Tiga Dimensi
Lingkup dan Bidang Keahlian
- Laser based measurement
- Schlieren
- Moire
- Pencitraan Stereo
- Pencitraan 3 dimensi: Frinji
- Pengukuran berbasis citra
- Tomografi Optis
- Spektofotometri & multispectral imaging
Penelitian Terkait
Laser based measurement
Pada prinsipnya pengukuran berbasis laser ini mencitrakan berkas laser yang dipantulkan oleh permukaan. Berkaitan dengan hal tersebut, pantulan laser akan membawa informasi terkait permukaan yang disinari. Salah satunya adalah pengukuran kesesuaian profil rel kereta api. Kesesuaian profil permukaan rel kereta api sangat penting untuk diketahui, diantaranya untuk menghindari terjadinya kecelakaan. Selain kesesuaian dari permukaan atas yang perlu rata, sisi lengkungnya pun terkadang perlu diketahui kesesuaiannya. Oleh karena itu, pengaturan konfigurasi laser garis yang tepat sangat penting untuk diatur. Sehingga citra laser yang dihasilkan sesuai dengan profil permukaan rel. Selain itu, metode ini dapat digunakan untuk mendeteksi keausan rel kereta api.
Pengukuran berbasis citra
Pengukuran berbasis citra pada Lab Laser, Optik dan Analisis Citra cukup berkembang pesat seiring perkembangan teknologi komputasi dan perekaman citra yang ada. Prinsip dasarnya adalah merekam informasi dari objek dengan menggunakan teknologi pencitraan. Terkait hal ini, teknologi pencitraan yang dimaksud sangat beragam, bisa metode pencitraan langsung dengan kamera ataupun dengan x-ray scanner, ct-scan, diffuse optical tomography dan lain sebagainya. Selepas citra dari objek diperoleh, kemudian dilakukan pra pengolahan untuk menghilangkan derau-derau yang ada serta menghilangkan informasi yang tidak diperlukan untuk meringkankan komputasi pada proses selanjutnya. Selanjutnya dilakukan pengolahan citra untuk dapat mengektrak informasi pengukuran yang diinginkan. Aplikasi-aplikasi dari metode ini sangat beragam, beberapa yang telah dikembangkan oleh Lab. Laser, Optik dan Analisis Citra beserta mitra adalah sbb:
- Klasifikasi jenis kayu berdasarkan pola pori kayu
- Thermal imaging
- Restorasi dan analisisi citra gigi
- Analisis citra tekstil (termasuk uji kualitas masker)
- Klasifikasi kualitas hasil pertanian dll
- Identifikasi penyakit bayi kuning
- Analisis kelengkapan pengait rel kereta api
- Kalibrasi alat ukur standar berbasis citra
Pengukuran & Pencitraan Stereo
Pengukuran dan/atau pencitraan stereo merupakan salah satu metode optic yang banyak diperlukan oleh industri. Pencitraan stereo memanfaatkan efek kedalaman yang terkandung dari citra-citra dengan sudut pandang yang berbeda, seperti halnya mata kita. Mari kita coba perhatikan pemandangan yang diperoleh oleh mata kiri dan mata kanan kita sedikit berbeda. Perbedaan inilah yang membawa informasi kedalaman (jarak) suatu benda, sehingga kita dengan mudah menggapai suatu benda dan tidak mudah menabraknya. Prinsip inilah yang kemudian diterapkan pada pencitraan stereo. Terdapat beberapa cara, yang pertama dengan menggunakan dua kamera untuk menggantikan fungsi mata kanan dan kiri. Metode lainnya adalah merubah posisi pencahayaan yang diberikan pada objek, seperti pada Gambar 3. Terlihat bahwa dengan menyalakan led secara bergantian kita memperoleh beberapa sudut pandang dari suatu objek. Setelah citra-citra ini diperoleh dan diproses dengan pengolahan citra sederhana, akan dihasilkan suatu citra berupa profil kedalaman dari suatu objek seperti yang terlihat pada contoh, yaitu profil kedalaman kulit. Namun, perlu menjadi catatan, bahwa informasi kedalam yang diperoleh dari metode ini, masih merupakan “efek kedalaman” dalam artian belum membawa informasi kedalaman sesungguhnya.
Profilometri frinji digital
Sesuai dengan judulnya “Profilometri Frinji Digital”, metode ini mampu membawa informasi profil (kedalaman) yang sesungguhnya. Dengan memanfaatkan minimal tiga pola frinji (pola hitam-putih seperti yang tampak pada Gambar 4) yang memiliki pergeseran fasa tertentu, metode ini mampu menghadirkan informasi kedalaman suatu permukaan dengan sangat baik. Umumnya, 3 atau lebih pola frinji yang dipaparkan pada objek dilakukan dengan cara mengganti-ganti pola tersebut secara sekuensial, dapat dilihat pada bagian “Greyscale Phase Shifting Interferometry”. Hal ini memiliki kelemahan pada saat objek yang hendak direkam mengalami pergeseran. Oleh karena itu, salah satu metode lainnya untuk mengatasi permasalahan tersebut adalah dengan memanfaatkan “Colored PSI Fringe Profilometry”. Metode Colored PSI ini memanfaatkan kanal warna pada citra untuk menghasilkan 3 Frinji yang berbeda fasa. Sehingga, ketika objek bergerakpun, informasi kedalaman dapat dipeloeh dengan baik. Meskipun demikian, masih banyak tantangan dalam pengembangannya, diantaranya derau yang hadir pada saat perekaman.
Fourier Optik
Fourier optic adalah salah satu fenomena menarik yang dapat dimanfaatkan dalam menganalisis suatu sebaran frekuensi spasial pada citra. Salah satunya dapat dilihat pada Gambar 5, dimana suatu citra kulit dari naracoba a yang memiliki banyak kerutan akan memiliki peta sebaran frekuensi spasial yang berbeda dengan naracoba b yang memiliki kulit halus. Peta sebaran frekuensi spasial (perubahan gelap ke terang pada citra) diperoleh dengan melakukan transformasi fourier pada citra kulit tersebut. Salah satu aplikasi metode ini adalah untuk menguji efikasi kerutan kulit sebelum dan sesudah penggunaan kosmetik anti kerut atau anti penuaan.
Spektrofotometri
Spektrofotometri adalah suatu cabang ilmu yang mempelajari spectrum cahaya suatu benda. Prinsip dasarnya adalah bahwa setiap benda memiliki spectrum transmisi ataupun absorpsi cahaya tertentu yang bisa diistilahkan “finger print” mereka. Selain itu cahay yang direfleksikan kemudian dianalis spektrumnya akan merepresentasikan kandungan warna dari permukaan benda tersebut. Berdasarkan prinsip tersebut, berkembanglah berbagai macam aplikasi, dalam 3 tahun terakhir Lab. Mengembangkan pengukuran kematangan suatu buah dengan memanfaatkan spectrum cahaya refleksi serta pengukuran konsentrasi nutrisi tanah pertanian berbasis spectrum cahaya transmisi tanah tersebut.
