Perpustakaan Digital ITB

Digital Color Fringe Profilometry(DCFP) menerapkan proses enkode pada 3 citra frinji sinusoida dengan fasa berbeda 120o untuk tiap kanal merah, hijau, dan biru sehingga menghasilkan citra frinji berwarna yang diproyeksikan ke permukaan referensi dan permukaan objek. Metode tersebut memungkinkan pengukuran dengan sekali proyeksi untuk 3 fasa yang berbeda. Kamera merekam citra frinji yang mengenai permukaan untuk selanjutnya diproses oleh perangkat lunak hingga menghasilkan pengukuran profil permukaan 3D. Kedalaman objek menyebabkan perubahan fasa pada pola frinji. Pemanfaatan proyektor dan kamera tingkat komersial pada sistem pengukuran menyebabkan pola frinji yang terekam mengalami distorsi karena derau, intensitas nonlinier dan ketidakseimbangan kanal warna. Ketidakseimbangan kanal warna merupakan penambahan komponen harmonik pada pola frinji yang bervariasi untuk masing-masing kanal merah, hijau, dan biru. Tingkat distorsi menentukan kualitas informasi fasa dan menentukan level atau nilai ripple harmonik pada permukaan hasil rekonstruksi. Salah satu metode untuk mengatasi permasalahan ketidakseimbangan kanal warna pada DCFP adalah metode reduksi fringe harmonic menggunakan filter band-pass dan Transformasi Hilbert. Pendekatan Phase Shifting Interferometry (PSI) digunakan untuk menentukan fasa terlipat dari frinji hasil normalisasi. Pendekatan ini memungkinkan terjadinya fasa terlipat karena derau (residu), sehingga pemrosesan fasa absolut membutuhkan advance phase unwrapping dengan beban komputasi yang besar. Pada penelitian ini, metode alternatif dikembangkan untuk mengatasi permasalahan ketidakseimbangan kanal warna dengan pendekatan interpolasi berbasis Matrik Vandermonde. Tahap praproses yang dilakukan untuk normalisasi frinji warna adalah penerapan filter terhadap frinji sinusoida pada tiap kanal warna untuk menentukan garis estimasi kecenderungan distorsi pada setiap baris frinji. Jenis filter yang digunakan adalah Savitzky-Golay Filter orde 1 dengan parameter M=50 yang dilanjutkan dengan zero-phase Butterworth Low Pass Filter orde 4 dengan parameter frekuensi cut-off ternormalisasi 0,038. Titik perpotongan antara pola frinji saat naik dengan garis estimasi dinotasikan sebagai ti. Selanjutnya, dari ti ditarik sebuah garis horisontal sehingga terjadi perpotongan garis horisntal tersebut dengan pola frinji menurun yang berada setelah ti. Perpotongan garis horisontal dengan pola frinji menurun tersebut dinotasikan ui. Nilai tengah koordinat x di antara ti dan ui merupakan posisi koordinat x dari puncak maksimal. Nilai tengah koordinat x di antara ui dan ti+1 merupakan posisi koordinat x dari puncak minimal. Posisi tengah pada koordinat x di antara 2 titik perpotongan frinji dengan garis estimasi merupakan posisi koordinat x dari puncak minimal atau puncak maksimal. Interpolasi polinomial orde 3 berbasis Matrik Vandermonde dapat merekonstruksi frinji ideal dari puncak minimal ke puncak maksimal atau sebaliknya berdasarkan posisi-posisi koordinat x pada puncak minimal (y=-1), puncak maksimal (y=1), dan 2 titik (x,y) berdasarkan fungsi sinusoida yang ditambahkan di antara koordinat x puncak minimal dan puncak maksimal. Ekstraksi fasa terlipat pada frinji hasil normalisasi memanfaatkan Transformasi Hilbert. Fasa absolut diperoleh dengan menambahkan kelipatan 2? setiap tejadi lompatan fasa pada fasa terlipat. Selisih fasa absolut rata-rata dari masing-masing kanal RGB pada koordinat x yang sama antara pola frinji pada permukaan referensi dan pola frinji pada permukaan objek merepresentasikan kedalaman objek pada koordinat x di 1 baris frinji. Pengujian dari metode yang diusulkan dilakukan pada dua objek uji, berupa permukaan membran dinamis dengan 3 puncak (objek-A) dan objek uji berbentuk tangga berundak (objek- B). Hasil pengujian pada objek-A, metode yang diusulkan dapat merekonstruksi permukaan membran pada rentang 0-11,8 cm di 2 ketinggian puncak yang berbeda. Hasil pengujian pada objek B menghasilkan permukaan miring pada komponen objek yang tegak lurus bidang referensi. Permukaan miring muncul akibat keterbatasan frekuensi frinji dari perangkat yang tidak mampu menyampling komponen sinusoida frekuensi tinggi dari bentuk step pada permukaan yang tegak lurus bidang referensi. Hasil pengujian dibandingkan dengan mekanisme triangulasi berbasis spot scanning menggunakan laser. Pada rentang pengukuran 4,1 cm hingga 10 cm, tanpa mengikutsertakan kesalahan akibat permukaan miring, kesalahan pengukuran berada pada rentang -5,76% hingga 1,79%.