• Akses Cepat Indeks !

  • Translate This Blog

  • Baca Quran

  • Kategori

  • Stat SUFI-Blog

    • 304,745 akses
  • Terbaru nih…

  • Goh Gallery

  • Arsip

  • facebook

    Mohammad Iqbal's Facebook profile
  • Research Gate

    Mohammad Iqbal

Belajar mengenai Cahaya…

Penelitian PhD -ku adalah mengenai fenomena optic di alam yaitu Polarisasi cahaya, dan bagaimana memanfaatkannya sebagai salah satu metode bagi komputer untuk bisa memahami apa yang ia lihat.

Cahaya adalah anugerah Allah Yang Maha kuasa, yang membuat makhluk2 yang memiliki mata di dunia ini dapat melihat benda-benda.

Bagi sistem penglihatan alamiah pada mamalia seperti manusia, proses mengenali benda-benda lebih diakibatkan oleh tertangkapnya sifat fisis cahaya yang disebut intensitas.

Namun bagi beberapa jenis hewan yang lebih sederhana dari mamalia seperti ikan atau beberapa jenis serangga seperti semut dan lebah, proses penglihatannya ternyata memanfaatkan sifat fisis cahaya yang lain yaitu polarisasi cahaya.

Nah, partikel cahaya tampak atau tak tampak seperti UV/IR ini, apabila terkena proses refleksi, refraksi atau terhambur (scattering), ternyata parameter multi arah elektrisnya dapat berubah menjadi satu arah elektris tertentu. Pola inilah yang dapat dilihat lebah tapi tidak bisa dilihat oleh mata manusia.

Masalah terbesar saat ini dalam proses pengolahan intensitas cahaya yang sangat kompleks pada sistem penglihatan manusia, yaitu bagaimana menyelesaikan tuntutan beban komputasi yang berat pada suatu sistem komputer ketika kita berusaha mentransformasikannya. Sehingga diperlukan suatu proses pengolahan cahaya yang lain yang cukup sederhana seperti pada lebah tersebut, tetapi tetap mumpuni untuk mengenali benda2 atau membantu navigasi. Polarisasi Citra inilah salah satu solusi, yang ringan beban komputasi tapi tetap handal.

Inti Perhatian

Inti dari penelitianku adalah mencari cara untuk dapat menangkap efek polarisasi cahaya di alam lalu memanipulasinya secara digital sehingga dapat menghasilkan kodefikasi, yang bisa dimanfaatkan untuk proses pengenalan sesuatu atau membantu proses navigasi otomatis bagi komputer atau robot atau devais otomatik lainnya.

Penelitian ini dimulai dari perancangan sistem pencitraan (imaging system), lalu proses pengekstrak informasi polarisasi cahaya dan akhirnya pendeskripsian suatu benda atau navigasi.

Imaging sistem yang dapat menangkap fenomena polarisasi dilakukan dengan cara menggunakan filter polarizer pada setiap kamera yang digunakan. Dalam penelitian ini, saya menggunakan sistem stereo vision dengan harapan mendapatkan informasi tidak hanya dua dimensi tapi juga tiga dimensi, sehingga kemudian saya bisa mendapatkan kedalaman suatu obyek yang dilihat dari titik pandang yang berbeda.

Selain itu juga aku dapat memanfaatkannya sebagai penambah kuantitas citra terpolarisasi untuk keperluan perhitungan ektraksi informasi polarisasi. Karena sampai saat ini, untuk bisa melakukan ekstrak informasi polarisasi, paling tidak harus memiliki 3 citra dengan arah polarizer yang berbeda. Dengan setup yang saya miliki ini, dengan dua kali capture citra, saya langsung mendapatkan 4 citra yang berbeda yaitu 2 arah 0° kiri dan kanan, arah 90° kiri dan arah 45° kanan.

Hebatnya dalam ekstraksi informasi polarisasi ini adalah dapat melakukan pengolahan citra yang memiliki iluminasi yang berbeda. Selain itu parameter warna bisa diabaikan. Dengan begitu, beban komputasi lebih ringan karena hanya bekerja pada citra graylevel saja.

Nah, setelah melakukan percobaan berulang kali, dengan mencari kombinasi polarizer yang tepat antara setup kiri dan kanan, lalu memanfaatkan liquid crystal polarizer untuk mengurangi kesalahan mekanikal dari polarizer, akhirnya dalam bagian ini aku berhasil menemukan sistem instalasi yang handal untuk dapat menangkap informasi polarisasi dengan baik.

Langkah selanjutnya adalah memilih berbagai metode dalam pengolahan citra terpolarisasi yang sudah berhasil ditangkap tersebut. Pada bagian ini, paling tidak ada 3 hal yang saya lakukan, yaitu : (1) Mengesktrak fitur-fitur obyek yang ada pada citra, (2) Melakukan pencocokan stereo antara citra kiri dan citra kanan dan sekaligus menghilangkan poin-poin yang tidak cocok (outlier), (3) Meng-kuantitasi informasi polarisasi berdasarkan hasil pencocokan tersebut untuk dapat digunakan dalam aplikasi-aplikasi deskriptor obyek-obyek selanjutnya.

Citra terpolarisasi yang grayscale dan tidak enak dipandang oleh “mata intensitas” seperti sistem penglihatan kita ini membutuhkan algoritma ekstrak fitur yang peka terhadap variasi iluminasi cahaya. Oleh sebab itulah setelah mencoba beberapa algoritma fitur detektor, aku menemukan Harris Corner dan SIFT (Scale Invariant Feature transform) memberikan hasil yang terbaik. Setelah melalui perbandingan statistika yang panjang, akhirnya SIFT yang digunakan sebagai detektor dalam penelitian saya ini, dengan berbagai penyesuaian.

Langkah selanjutnya adalah mendalami berbagai algoritma pencocokan stereo untuk mendapatkan setiap poin-demi-poin berharga dalam citra terpolarisasi tersebut. Hal inilah, yang membuat saya memilih algoritma pencocokan lokal (local matching) yang bekerja dengan cara membuat jendela2 kecil lalu menghitung similiaritas diantara tetangga-tetangga piksel dalam jendela tersebut. Skor yang didapatkan kemudian dicari pula pada citra yang dibandingkan. Suatu piksel dinyatakan cocok jika memiliki skor yang sama – atau mendekati dengan skor pada citra asal.

Di bagian inilah aku mengalami pencarian cukup panjang dan berat karena harus bekerja dalam level piksel yang sangat banyak kuantitasnya. Sebagai gambaran, sebuah citra dengan resolusi 640×480 memiliki 307.200 piksel. Sementara setiap pencarian pergeseran dilakukan piksel demi piksel. Setiap pasangan stereo sekitar 600ribuan piksel, dan ada ribuan pasang yang harus dites dengan 6 jenis metode pencocokan lokal yang saya tentukan.

Sampai saat ini, hasil pencocokan stereo tersebut sudah terkodefikasi dengan baik untuk dapat digunakan pemrosesan lebih lanjut. Informasi polarisasi yang terdiri dari 3 hal yaitu total intensity, degree of polarization dan angle of polarization sudah berhasil diekstrak dengan baik dan dapat divisualisasikan dalam model-model. Beberapa eksperimen sedang dikerjakan dalam memanfaatkan informasi polarisasi tersebut untuk segmentasi kolam atau kubangan air di alam bebas dan melakukan rekonstruksi 3D dari obyek-obyek tidak tembus cahaya maupun obyek-obyek transparan.

Kontribusi untuk Negeri

Pemanfaatan informasi polarisasi cahaya merupakan salah satu solusi yang murah meriah untuk deskripsi benda. Selain dapat bekerja dalam cahaya tampak, dapat juga digunakan dalam cahaya tak tampak seperti UV atau IR.

Teknik ini sangat handal untuk benda yang memantulkan cahaya yang sulit ditangkap oleh sistem pencitraan konvensional. Dengan kesederhanaannya, teknik ini juga dapat mendeteksi kecacatan setipis rambut dari suatu benda.

Aku sangat berharap risetku ini dapat diterapkan dalam otomatisasi industri sebagai detektor dan deskriptor yang sangat teliti dalam memeriksa status suatu benda tertentu pada pabrik, pada pembangkit tenaga listrik atau pada bidang otomotif.

Selain itu, aku juga berkeinginan riset ini dapat dilanjutkan di institusi tempatku mengabdi di Universitas Gunadarma untuk mempersiapkan generasi2 penerus agar dapat pula menguasai ilmu yang merupakan perkawinan antara fisika optic dan computer vision.

Le Creusot, 29 Mei 2010

Ini adalah curhat hati tentang ilmu pengetahuan.

Semoga yang sedikit ini, bisa membawa pencerahan.

Untuk Orangtuaku, istri dan anak2ku…

Untuk adik2ku tercinta, terutama yang telah mendahului kita semua 8 tahun yang lalu tepat pada hari ini. Beberapa jejakmu dahulu ternyata terendus deras di bumi Eropa ini.

Untuk guru-guruku, hikmah ilmu yang mengalir itu, melipatgandakan semangat untuk selalu mencari dan terus mencari…

Untuk tetangga2 terdekatku, sungguh peradaban itu dimulai dari berbaik hati diantara kita semua…

Tak terasa 3 tahun berlalu ini, hanya dengan menekuni CAHAYA, telah terbit tulisanku di 6 Proceeding nasional, 3 proceeding International, 2 poster Regional Perancis dan Insya Allah 1 jurnal international.

Sungguh yang setitik ini jika didalami, sering tak cukup kalam untuk menuliskannya…

TuanSUFI

Satu Tanggapan

  1. asslmkm, two thumbs up, bagus riset nya. hanya saja aku kurang nguasai masalah fisika Optic, ada referensi ny g mas!!

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: