Klasifikasi Batang dan Daun Tembakau Otomatis dengan Kamera Hiperspektral SPECIM FX10
Kemajuan teknologi otomatis telah mengubah cara bahan tembakau diproses dan diklasifikasikan, terutama dalam membedakan komponen daun dan batang yang menentukan kualitas produk secara keseluruhan. Metode penyortiran manual tradisional, meskipun efektif jika dilakukan oleh tenaga ahli, lambat, padat karya, dan rentan terhadap inkonsistensi yang disebabkan oleh subjektivitas manusia. Untuk mengatasi keterbatasan ini, fasilitas pemrosesan modern semakin banyak mengadopsi solusi berbasis mesin yang menggabungkan sistem pencitraan untuk mencapai klasifikasi yang lebih cepat, lebih andal, dan lebih objektif. Salah satu inovasi yang paling menjanjikan adalah pencitraan hiperspektral (HSI).
Pencitraan Hiperspektral: Solusi Berteknologi Tinggi untuk Pemilahan Tembakau
HSI merupakan teknologi pencitraan canggih yang mengintegrasikan pencitraan konvensional dengan spektroskopi untuk menangkap informasi spektral detail pada rentang panjang gelombang yang luas untuk setiap piksel dalam citra. Tidak seperti pencitraan RGB atau multispektral standar, yang hanya mengumpulkan data dari beberapa pita spektral, HSI menangkap ratusan pita spektral yang sempit dan bersebelahan, memungkinkan identifikasi komposisi material secara presisi dan perbedaan halus dalam sifat fisik dan kimia. Dalam konteks pengolahan tembakau, teknologi HSI memungkinkan sistem otomatis untuk membedakan komponen daun dan batang berdasarkan tanda spektral yang unik, memastikan akurasi dan konsistensi klasifikasi yang lebih baik, memfasilitasi kontrol kualitas waktu nyata dan optimalisasi proses dalam produksi tembakau.
Inti dari pengaturan ini adalah kamera hyperspectral Specim FX10e, sensor pencitraan berkecepatan tinggi dirancang untuk melihat jauh melampaui apa yang dapat dideteksi oleh mata manusia. Beroperasi pada rentang 400–1000 nm, ia menangkap informasi dari cahaya tampak dan inframerah dekat, mengungkap perbedaan halus dalam komposisi dan struktur bahan tembakau. Kamera hiperspektral FX10e bekerja sama dengan Perangkat lunak Lumo Specim, yang menangani pengumpulan data, dan SpecimINSIGHT (versi 1.3.72), yang memproses data spektral untuk mengklasifikasikan material, membentuk sistem HSI terintegrasi.
Saat tembakau bergerak di sepanjang jalur produksi, kamera hiperspektral Specim FX10e terus memindai dan menganalisis setiap piksel secara real-time, tanpa pernah menyentuh atau merusak produk. Hal ini memungkinkan sistem HSI untuk langsung membedakan daun dari batang dengan mengenali ciri khas spektralnya yang unik. Hasilnya adalah alur kerja yang lancar dan sepenuhnya otomatis yang menggantikan penyortiran manual yang lambat dengan solusi yang lebih cepat, lebih konsisten, dan berbasis data, memastikan setiap batch tembakau memenuhi kualitas yang diinginkan.
Bukti Konsep: Pemisahan Batang dan Daun yang Jelas
Hasil klasifikasi hiperspektral menunjukkan perbedaan visual yang jelas, batang dan daun tembakau tampak berwarna merah dan hijau. Penggunaan kamera hiperspektral Specim FX10e bersama dengan Perangkat lunak SpecimINSIGHT, uji bukti konsep ini berhasil menunjukkan pemisahan batang dan daun secara otomatis. Seperti yang ditunjukkan pada gambar warna palsu di atas, kode warna tidak dianotasi secara manual, melainkan dihasilkan oleh model sistem HSI itu sendiri, yang telah dilatih untuk mengenali perbedaan spektral halus antara kedua material tersebut.
Salah satu temuan menarik dari pengujian ini adalah bahwa kontras reflektansi antara daun dan batang tembakau paling signifikan pada wilayah panjang gelombang 520–810 nm. Dalam wilayah hijau hingga inframerah dekat, batang tembakau secara konsisten memantulkan lebih banyak cahaya daripada daun, sehingga memberikan sistem tanda spektral yang andal untuk digunakan. Kamera hiperspektral Specim FX10e menangkap variasi ini dengan detail yang sangat baik, sementara SpecimINSIGHT menganalisis data secara instan untuk mengklasifikasikan setiap piksel secara cepat.
Selain itu, bahkan dalam sampel campuran kompleks di mana daun dan batang tampak hampir identik dengan mata telanjang, sistem HSI memetakan lokasinya secara akurat. Kemampuan untuk membedakan material berdasarkan sidik jari spektralnya memungkinkan penyortiran otomatis dan waktu nyata. Segera setelah kamera memindai tembakau, perangkat lunak mengidentifikasi dan memberi label pada batang dan daun, memberikan data akurat yang dapat mengarahkan penyortir mekanis otomatis untuk pemrosesan berkelanjutan tanpa perlu menyentuh permukaan di sepanjang jalur produksi.
Meningkatkan Kontrol Kualitas Tembakau dengan Otomatisasi
Dengan menerapkan HSI ke dalam proses penyortiran bahan tembakau, produsen dapat mencapai tingkat konsistensi, akurasi, dan efisiensi operasional yang baru. Sistem HSI terintegrasi Specim FX10e memberikan beberapa keunggulan utama:
- Inspeksi tanpa kontak dan waktu nyata: Sistem HSI memindai bahan tembakau langsung di konveyor dengan kecepatan produksi penuh tanpa kontak fisik. Sistem ini langsung membedakan batang dari daun di setiap bingkai.
- Klasifikasi batang vs. daun yang akurat: Model pembelajaran mesin yang canggih menganalisis tanda spektral unik setiap material untuk mengidentifikasi batang dan daun secara akurat, memastikan kategorisasi yang tepat sebelum pemrosesan selanjutnya.
- Kontrol proses yang konsisten: Analisis spektral otomatis membantu mempertahankan rasio daun-batang yang diinginkan, mendukung kualitas material yang seragam dan konsistensi campuran selama produksi.
- Mengurangi kesalahan manual: Otomatisasi meminimalkan ketergantungan pada penyortiran visual manual, secara signifikan mengurangi kesalahan pemeringkatan, persyaratan tenaga kerja, dan variabilitas antar operator, meningkatkan efisiensi proses secara keseluruhan.
- Sistem siap integrasi: Hasil klasifikasi HSI dapat dihubungkan secara mulus ke aktuator atau mekanisme penyortiran pada jalur produksi, memungkinkan integrasi yang mudah ke dalam sistem yang ada dan mendukung penyortiran dan pemisahan material yang sepenuhnya otomatis untuk pemrosesan tembakau.
Solusi Pencitraan Hiperspektral Spesifik
Kamera hiperspektral Specim FX10 dan SpecimINSIGHT
Specim, bagian dari Konica Minolta Group, adalah pemimpin global dalam teknologi HSI, menyediakan solusi pencitraan canggih untuk aplikasi industri dan riset. Dengan pengalaman puluhan tahun di bidang pencitraan spektral, teknologi Specim memungkinkan identifikasi, klasifikasi, dan pemantauan kualitas material yang presisi di berbagai industri.
Di luar Kamera hiperspektral Specim FX10e Specim menawarkan portofolio yang luas solusi hiperspektral yang mencakup berbagai rentang panjang gelombang dari inframerah tampak dan inframerah dekat (VNIR) hingga inframerah gelombang pendek (SWIR), inframerah gelombang menengah (MWIR), dan inframerah gelombang panjang (LWIR). Solusi ini mencakup sistem hiperspektral in-line dan udara, yang dirancang untuk aplikasi seperti pertanian,kualitas dan keamanan pangan, manufaktur farmasi, daur ulang, dan inspeksi bahan baku industri.
Tertarik mempelajari lebih lanjut tentang sistem HSI Specim FX10e? Atau ingin mengintegrasikan teknologi HSI ke dalam operasional Anda untuk pengendalian kualitas yang lebih cerdas dan berbasis data? Hubungi kami hari ini untuk mengetahui bagaimana Konica Minolta Sensing dan Specim dapat membantu meningkatkan proses produksi Anda dengan solusi HSI.