ANALISA CITRA SPEKEL PADA PELAT ALUMINIUM Fifi Bailin Lestari, Agus Budiono* 1109100042 *Jurusan Fisika-FMIPA ITS Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Surabaya Abstrak Spekel adalah suatu kesalahan granular yang selalu ada pada semua jenis sistem pencitraan yang koheren. Keberadaan spekel dalam citra mengurangi resolusi, klasifikasi dan susah diinterpretasi. Pada eksperimen ini kami mempelajari tentang pola spekel yang dihasilkan oleh pelat yang telah mengalami perlakuan berupa pengamplasan dengan amplas 800, 1000, dan 1200, dengan dua metode yaitu menggeser pelat kekiri dan ke kanan, serta dengan maju-mundur dengan jarak 5 mili. Hasil yang diperoleh dari eksperimen ini adalah foto-foto citra spekel. Dari perlakuan pengamplasan dan pemberian perlakuan geser kanankiri dan maju mundur untuk mengetahui persebaran pola spekel dan intensitasnya. Dari perlakuan tersebut menunjukkan bahwa tiap pelat memiliki pola spekel dan kekasaran yang meningkat dari 1200, 1000 dan 800. Pelat yang paling kasar diperoleh dari pelat yang diamplas 800. Kata kunci: citra spekel, spekel. Abstract Speckle is a granular fault which always exist in all types of coherent imaging systems. The presence of speckle in the image of reduced resolution, classification and difficult to interpret. In this experiment we learn about the speckle pattern produced by a plate which has undergone treatment in the form of sanding with 800 sandpaper mess, mess 1000, and 1200 mess, with the two methods are shifting left and right plates, as well as with a back and forth with a distance of 5 millimeters . Results obtained from these experiments are photographs image speckle. Treatment of sanding and treatment of right-left and slide back and forth to determine the spread of the speckle pattern and intensity. Of treatment showed that each plate has a speckle pattern and roughness increased from 1200, 1000 and 800. Plates of the most coarse sand obtained from the plate 800. Key words: image speckle, speckle. PENDAHULUAN Digital Speckle Pattern Interferometry (DSPI) merupakan salah satu teknik interferometri-spekel yang melibatkan pola spekel pada permukaan difus, hasil penyinaran cahaya laser yang dipadukan dengan komputer pengolah citra. Konsep dasar teknil DSPI ini adalah dengan merekam citra spekel objek uji sebelum mengalami deformasi dan sesudah deformasi dengan kamera CCD dan selanjutnya disimpan di memori komputer untuk diolah. Pengolahan (operasi komputer) yang utama adalah mengurangkan (mensubstraksikan) kedua buah citra tersebut piksel per piksel, dan hasilnya ditampilkan dilayar monitor dalam bentuk pola frinji. Apabila terjadi deformasi pada permukaan objek akibat pebebanan, maka akan terjadi perubahan fasa dalam gelombang cahaya koheren yang dihamburkannya. Teknik ini dapat diaplikasikan untuk menentukan adanya perubahan statik atau dinamisk suatu objek uji dengan cara memberikan

perlakuan seperti: stress mekanik, pemvakuman, vibrasi, termal, dan lainlain. Salah satu keunggulan teknik ini adalah kemampuannya untuk mendeteksi deformasi dalam orde panjang gelombang. TINJAUAN PUSTAKA Sistem DSPI Konsep dasar teknik DPSI adalah dengan merekam citra spekel objek uji sebelum mengalami deformasi dan sesudah deformasi dengan kamera CCD dan selanjutnya disimpan d memori komputer untuk diolah. Pengolahan yang utama adalah mengurangkan kedua buah citra tersebut piksel per piksel dan hasilnya ditampilkan dilayar monitor dalam bentuk pola frinji.

selalu = 0. Pada harga-harga ini terdapat garis-garis simpul (gelap). Sebaliknya untuk harga /2 = (n-1)/2, n = 1, 2, 3, ..., harga sin (/2) = 1, maka bernilai maksimum, akan terdapat garis terang. Perolehan pola frinji dan orientasinya berkaitan erat dengan perubahan mekanik yang dialami oleh objek uji. Berdasarkan mekanika tenik maka besarnya deformasi U dapat ditentukan memalui persamaan matematik: U= m/(2sin) (2.3)

Secara sistematis hal tersebut dapat diuraikan sebagai berikut. Misalkan intensitas berkas hamburan objek uji yang diterima oleh kamera CCD sebelum dideformasi adalah: | | | | | || | ( (2.1) )

adalah beda fase kedua berkas akibat deformasi. Kadua data tersebut kemudian dikurangkan piksel per piksel dengan menggunakan program pengolah citra, dan hasilya adalah pola frinji yang mempunyai persamaan: | | ( )

Pola frinji yang terjadi berbentuk pola sinusoidal yang dimodulasi oleh sin (/2). Disini dapat dilihat bahwa untuk harga-harga /2 = n, n = 0, 1, 2, ..., harga sin (/2) = 0. Berarti nilai

Dengan adalah panjang gelombang cahaya, m adalah jumlah pola frinji, dan adalah besar sudut datang terhadap garis normal. Dalam system optic, spekel disebabkan oleh kekasaran objek, (Goodman, 1975), terlihat dalam gambar itu bahwa permukaan yang kasar telah diganti dengan sejumlah titik penghambur. Setiap titik menghasilkan satu fungsi sebaran titik pada bidang citra. Variasi ketinggian lokasi titik-titik jauh lebih besar dari pada panjang gelombang sehingga setiap fungsi sebab titik tidak benar-benar sefasa. Dan karena itu pada setiap titik pada citra terdapat suatu gerakan acak isotropic seperti yang diperlihatkan pada gambar 2-10. Dan dalam spekel optic kekasaran objek adalah penyebab satusatunya terjadinya spekel citra. Secara alami, cahaya tidak terpolarisasi namun cahaya dapat dibuat terpolarisasi dengan bantuan instrument optic. Interferensi adalah interaksi antar gelombang di dalam suatu daerah. Interferensi dapat bersifat membangun dan merusak. Bersifat membangun jika beda fase kedua gelombang sama sehingga gelombang baru yang terbentuk adalah penjumlahan dari kedua gelombang tersebut. Bersifat merusak jika beda fasenya adalah 180 derajat, sehingga kedua gelombang saling menghilangkan.

METODE PENELITIAN Berikut ini adalah rangkaian alat untuk penelitian citra spekel (gambar 3.1). Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah 3 buah plat, amplas 800 mess, 1000 mess, dan 1200 mess, laser dan CCD. Alat dirangkai seperti skema percobaan. Laser dinyalakan dan difokuskan pada bahan uji. CCD diarahkan tepat pada pelat sehingga bisa ditangkap hasil dari penyinaran laser tersebut. Hasil yang paling jelas difoto dengan software yang telah diinstal dalam computer sebelumya.

b. Amplas 1000 mess (kiri-kanan) pengambilan ke-4

Gambar 3.1 Skema penelitian Citra Spekel

ANALISA DAN PEMBAHASAN Berikut ini adalah foto hasil pengamatan: a. Amplas 800 mess (kiri-kanan) pengambilan ke-4

c. Amplas 1200 mess (kiri-kanan) pengambilan ke-4

d. Amplas 800 mess (maju-mundur) , 5 mili, pengambilan ke-4.

f. Amplas 1200 mess (maju-mundur) , 5 mili, pengambilan ke-4.

e. Amplas 1000 mess (maju-mundur), 5 mili, pengambilan ke-4.

Analisa foto yang didapat, diolah dengan menggunakan software imageJ. Dengan melihat dari foto yang didapat, terlihat bahwa pengamplasan dengan menggunakan 800 mess menghasilkan pola speckle paling kasar dan memberikan penyebaran intensitas yang tidak merata, sedangkan pola speckle paling halus terlihat pada pengampasan dengan menggunakan 1200 mess dan penyebaran intensitasnya hampir merata di setiap permukaan. Hasil speckle dengan metode geser kiri-kanan menghasilkan pola speckle yang lebih kasar daripada dengan menggunakan metode maju-mundur. Hal ini disebabkan karena dalam satu plat aluminium yang digesr kanan-kiri mempunyai persebaran intensitas yang berbeda sehingga mempengaruhi pola

spekelnya juga. Jika dibandingkan dengan metode maju-mundur yang hanya difokuskan pada satu titik dan hanya jaraknya yang berubah memberikan penyebaran intensitas yang hampir sama begitu juga dengan pola spekelnya. Dengan menggunakan software imageJ, kita mencoba menganalisa kerapatan speckle pada tiap foto dan perlakuan yang diberikan. Pada kedua perlakuan (kirikanan dan maju mundur), persebaran speckle berkisar pada value = 140 dan distance (pixels) = 600. Pada perlakuan maju-mundur, grafik yang terjadi menunjukkan gejala yang lebih rapat dan lebih stabil namun tidak stabil dibandingkan pada dengan grafik perlakuan kiri-kanan. Dalam sistem optic, speckel disebabkan oleh kekasaran objek, terlihat dalam gambar itu bahwa permukaan yang kasar telah diganti dengan sejumlah titik penghambur. Setiap titik menghasilkan satu fungsi sebaran titik pada bidang citra. Variasi ketinggian lokasi titik-titik jauh lebih besar dari pada panjang gelombang sehingga setiap titik speckle tidak benarbenar sefasa. Dan karena itu pada setiap titik pada citra terdapat suatu gerakan acak isotropic. Dan dalam speckel optic kekasaran objek adalah penyebab satusatunya terjadinya speckel citra. KESIMPULAN Dari eksperimen ini, terlihat bahwa pola speckle yang paling kasar ditunjukkan pada pelat pengamplasan 800 mess, dan pola spekel paling halus pada pelat pengamplasan 1200 mess. Ini berarti kekasaran permukaan suatu benda mempengaruhi pola spekel yang dihasilkan. Dari grafik perlakuan majumundur menunjukkan persebaran intensitas dan pola spekelnya lebih stabil dari pada pelakuan kanan-kiri.

DAFTAR PUSTAKA Tri Astuti, Edi, dkk. Teknik DSPI (Digital Speckle Pattern Interferometry) sebagai Sarana Teknologi Pengujian Alternatif di Industri. ISSN 0852002X. PPI http://en.wikipedia.org/wiki/speck