Pembuatan aplikasi restorasi citra digital menggunakan matlab

SURAT KETERANGAN

PENYERAHAN

HAK

EKSKLUSIF

Bahwa yang bertanda tz'rgao

dibawah

ini, penulis

dan

pihak

perusahaan tempat penelitian, bersedia:

"Bahwa hasil penelitian dapat dionlinekan

sesuai dengan peraturan yang

berlakrl

untuk kepentingan

riset dan

pendidikan'.

Bandung

28 Agustus 2013

Nuraeni Ratnawati

NIM. 10207704

Mengetahui,

Catatan:

Kecuali Bab

II,

UL IY,

lampiron

dan

presentasi

tidah antuh

di-online-kan,

dengan

alasan

untuk nunghindari plagiat

dari pihah

yang tidak bertanggung

jawab.

Penulis,

Pembimbing

I,

Dr. Wendi

Z*nan.M.Si.

LEMBAR PERNYATAAN

KEASLIAN

Menyatakan dengan sebenamya bahwa

penulisan Laporan Tugas

Akhir

berdasarkan

hasil penelitian, pemikiran

dan pemaparan

asli dari penulis sendiri,

baik

dari

naskah

laporan maupurl kegiatan

Programing

yang tercantqm

sebagai bagian

dari

Laporan

Tugas Akhir ini. Jika terdapat

karya orang

lain,

penqlis

akan mencantumkan sumber

secarajelas.

Demikian

perny.ataan

ini

saya

buat

dengan sesungguhnya

dan

apabila dikemudian

hari terdapat penyimpangan

dan

ketidakbeneran

dalam

pernyataan

ini, maka

saya

bersedia

menerima sanksi akademik berupa pencabptan

gelar yang

telah

diperoleh

trena

karya

tulis

ini dan sanksi

lain

sesuai dengan nprma yang berlaku

di

perguruan

'3llid...2013

(Nuraeni Ratnawati

)

LEMBAR

PENGESAHAN

PEMBUATAI\I

APLIKASI

RESTORASI

CITRA

DIGITAL

MENGGI]NAKAN

MATLAB

Oleh

Nuraeni Ratnawati

1020,7704

Telah disetujui dan disahkan di Bandung sebagai Tugas Skripsi pada tanggal:

Bandung, 28 Agustus 2013

Menyetujui,

Mengetahui,

Ketua Jurusan Teknik KomPuter Pembfunbing

I,

NIP: 4127.70.05.007

Itas Teknik dan

Ilmu

K€*

E

g

22

M

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

Nama Lengkap

: Nuraeni Ratnawati

NIM

: 10207704

Nama Panggilan

: Aeni

Tempat & Tanggal Lahir

: Purbalingga, 06 Desember 1987

Suku

: Sunda

Nama Ayah

: Adit Saepudin

Nama Ibu

: Ratminah

Alamat Sekarang

: Jl.Pelangi Bhakti 06 (belakang BRATATEX) Kamp.Babakan

Kidul RT 04/04 No.75 Cimindi, Kelurahan Cigugur Tengah, Kota

Cimahi 40522

HP

: 085720096603

Email

:

nuraeniratnawati@gmail.com

Golongan Darah

: O

Jurusan

: Teknik Komputer/ S1 UNIKOM - Bandung

Judul Skripsi

: Pembuatan Aplikasi Restorasi Citra Digital Menggunakan Matlab

PEMBUATAN APLIKASI RESTORASI CITRA DIGITAL

MENGGUNAKAN MATLAB

TUGAS AKHIR

Disusun untuk memenuhi syarat kelulusan pada Program Studi Sistem Komputer

Strata Satu di Jurusan Teknik Komputer

Oleh

Nuraeni Ratnawati

10207704

Pembimbing

Dr. Wendi Zarman, M.Si

John Adler, M.Si

JURUSAN TEKNIK KOMPUTER

FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER

UNIVERSITAS KOMPUTER INDONESIA

BANDUNG

iii

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb.

Segala puji hanya milik Allah SWT. Rabb semesta alam yang telah

melimpahkan segala kenikmatan baik nikmat jasadiyah maupun ruhiyah berupa ilmu,

kesehatan, dan kemampuan kepada penulis untuk menuangkan ide dan gagasan dalam

karya ilmiah penelitian tugas akhir ini.

Dengan mengambil objek penelitian di Jurusan Teknik Komputer Fakultas

Teknik dan Ilmu Komputer UNIKOM Bandung yang berlokasi Jl. Dipati Ukur No

102

–

114 Kampus IV Bandung 40132, penulis mengangkat judul :

”

PEMBUATAN

APLIKASI

RESTORASI

CITRA

DIGITAL

MENGGUNAKAN MATLAB

”

.

Laporan Penelitian Tugas Akhir ini diajukan untuk memenuhi syarat kelulusan

pada program studi Strata Satu (S1) Jurusan Teknik Komputer, Fakultas Teknik dan

Ilmu Komputer, Universitas Komputer Indonesia (UNIKOM), Bandung.

Dengan terselesaikannya Laporan Penelitian Tugas Akhir ini, penulis

ungkapkan rasa syukur yang tiada henti kepada Allah SWT. Dan Shalawat serta

salam juga tak lupa penulis curahkan kepada Nabi Besar Muhammad SAW. Tidak

lupa pula penulis ucapkan terima kasih kepada :

1.

Ayahanda dan Ibunda tercinta, Adek-adek (Nurlatifah dan Aditya Nurhasanah)

yang telah banyak membantu baik berupa dorongan, dukungan, do’a maupun

materi.

2.

Prof. Dr. H. Denny Kurniadie, Ir. M.Sc., selaku Ketua Dekan Fakultas Teknik dan

Ilmu Komputer UNIKOM.

3.

Dr. Wendi Zarman, M.Si., selaku Ketua Jurusan Teknik Komputer UNIKOM.

4.

Sri Nurhayati, M.Si., selaku Dosen Wali 07TK-03 Strata Satu Jurusan Teknik

iv

5.

Bapak Dr. Wendi Zarman, M.Si., dan bapak John Adler, M.Si., selaku Dosen

Pembimbing Tugas Akhir.

6.

Dilianti “Decil” Kartikasari

yang sudah membantu mempelajari

software

MATLAB, terima kasih banyak.

7.

Rani Wulandari, Ratih Kusumaninghayu, Ardhani Reswari, Teh Sofie, dan

sahabat-sahabat FORMASI UNIKOM, terima kasih atas dorongan, bantuan, dan

juga saran masukan dalam pelaksanaan Tugas Akhir ini.

8.

Teman-teman 07TK-01, 07TK-02, 07TK-03 yang bersama-sama berjuang dan

saling menyemangati .

Penulis menyadari masih adanya kekurangan dalam penyusunannya, oleh sebab

itu kritik dan saran yang sifatnya membangun sangat penulis harapkan demi

penyempurnaan dari hasil Tugas Akhir ini. Harapan penulis semoga Tugas Akhir ini

dapat bermanfaat bagi penulis sendiri dan bagi para pembaca sekalian.

Akhir kata, penulis berharap semoga laporan ini dapat memberi sedikit

sumbangsih bagi perkembangan dunia intelektualitas, khususnya bagi penulis sendiri.

Wassalamu’alaikum Wr. Wb.

Bandung, Agustus 2013

v

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN

LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN

ABSTRAK

………

....

i

ABSTRACT

……….

KATA PENGANTAR

………

DAFTAR ISI

………

.

ii

iii

v

DAFTAR TABEL

………

viii

DAFTAR GAMBAR

………

ix

BAB I PENDAHULUAN

………

...

1.1 Latar Belakang

………

..

1.2 Tujuan

………....

1.3 Batasan Masalah

……….

1.4 Metodologi Penelitian

………

1.5 Sistematika Penulisan

………

1

1

2

2

2

3

BAB II DASAR TEORI

...

2.1

Citra ……..………

..

………

2.1.1

Definisi Citra

………

...

2.1.2

Citra Digital

………

...

2.1.3

Resolusi Citra Digital

………….………

...

2.1.4

Citra Warna

……….

2.1.5

Citra Grayscale

………

...

2.1.6

Sistem Pencitraa

………

..

2.1.7

Format File Citra

………

.

2.2 Pengolahan Citra

………

.

2.2.1

Definisi Pengolahan Citra (Image Processing

)………

..

2.2.2

Dasar Pengolahan Citra Digital

………

..

2.2.3

Operasi-operasi Pengolahan Citra

………

4

4

4

4

6

7

7

7

8

10

10

11

vi

2.2.4

Fungsi Pengolahan Citra (Image Processing)

………

....

2.3 Restorasi Citra

………

2.3.1

Definisi Restorasi Citra

………

...

2.4 Deblurring Dengan Algoritma Lucy-Richardson

………

2.4.1

Definisi Deblurring

………

2.4.1.1

Konvolusi

………

2.4.1.2

Dekonvolusi

………

2.4.1.3

PSF

………

.

2.4.1.4

Katagori Deblurring

………

2.4.2

Algoritma Lucy Richardson (L-R)

………

2.5

Denoising

………

2.5.1

Definisi Denoising

…...………..

2.5.2

Definisi Derau

………...

2.5.2.1

Filter Spasial

………

.

2.5.2.2

Median Filter

………...

2.6

Dept Resolution (Kedalaman Resolusi

)………..

2.7

Ecludean Distance………..

2.8

Matlab (Matrix Labaratory)

……….

2.6.1

Lingkungan Kerja MATLAB

………

2.6.2

Guide MATLAB

………

...

2.6.2.1

Memulai Guide MATLAB

………

.

…………..

2.6.2.2

Komponen Guide MATLAB

………..

2.6.2.3

Aplikasi M-File

………

2.6.3

Histrogram Citra

………...

2.6.3.1

Membuat Histogram

………

BAB III PERANCANGAN

………

.

………

3.1

Perancangan………

..

3.1.1

Diagram Blok Aplikasi……….

13

14

14

15

15

15

15

16

16

17

18

18

18

19

20

21

22

22

23

24

24

27

28

28

29

31

31

vii

3.1.2

Perancangan Diagram Alir………

3.1.3

Perancangan Antarmuka Program………..

3.2

Analisis Perhitungan Kualitas Citra……….

.

3.2.1

Menghitung DR (Depth Resolution

)……….

3.2.2

Menghitung Euclidean Distance

………..

3.3

Kriteria Data Uji ………..

32

35

36

36

37

37

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

………

4.1 Hasil Pengujian

………

.

………...

4.1.1

Pengambilan Citra

………

4.1.2

Proses Deblurring

………

4.1.3

Proses Denoising

………

.

………

4.2 Analisa

……….

4.2.1

Analisa Visual

………

4.2.2

Analisa Statistik

………

..

38

38

38

39

40

41

41

45

BAB V SIMPULAN DAN SARAN

……….

5.1 Kesimpulan

………

...

5.2

Saran………...

...

52

52

52

DAFTAR PUSTAKA

DAFTAR PUSTAKA

1)

Ahmad, U. (2005). Pengolahan Citra Digital. Bogor: Graha Ilmu

2)

Gonzales, R. C., Woods, R. E., & Eddin, S. L. (2002). Digital Image Processing Using

Matlab. New Jersey: Pearson Education.

3)

Sigit, R., Basuki, A., & Ramadijanti, N. (2005). Step by Step Pengolahan Citra Digital.

Surabaya: Penerbit Andi

4)

Hendriyani, Y. (2012). Restorasi Citra Kabur Menggunakan Lucy-Richardson , 05 No 2,

14.

5)

Ramayanti, D.(2010). Pengolaahan Citra. In Tutorial Matlab.

6)

Deblurring Images Using The Lucy-Richardson. Diakses tanggal 10 Februari 2013, dari

http://www.mathworks.com/help/images/examples/deblurring-images-using-the-lucy-richardson-algorithm.html

7)

Eclidean Distance. Diakses Juli 2013, dari

http://www.improvedoutcomes.com/docs/WebSiteDocs/Clustering/Clustering_Parameter

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang

Informasi tidak hanya berbentuk teks, dapat pula berbentuk gambar atau

citra. Agar memudahkan pengiriman ataupun penerimaan informasi, citra yang

digunakan biasanya bersifat digital. Namun tidak semua citra digital dapat

langsung digunakan oleh pengguna karena kualitas citra yang dihasilkan kurang

baik dan perlu diolah terlebih dahulu sehingga siap untuk digunakan. Masalah

yang umum terjadi adalah karena adanya derau (noise) yang mengakibatkan citra

terlihat kotor, muncul bintik-bintik, dan hilangnya informasi. Masalah lainnya

terjadi karena pengambilan gambar yang tidak fokus atau objek yang bergerak,

sehingga menyebabkan hasil citra yang kabur (blur).

Untuk menjawab permasalahan-permasalahan pada citra digital diperlukan

pemrosesan citra (Image Processing). Diantara bentuk pemrosesan citra digital

adalah

Image Restoration atau restorasi citra, yang bertujuan memperbaiki

kualitas citra dengan menghilangkan cacat pada citra agar mudah diinterpretasi

oleh manusia atau mesin (komputer). Bentuk restorasi citra ada dua yaitu, proses

deblurring atau penghilangan kesamaran citra yang kabur dan proses

denoising

atau penghilangan derau.

Pada proses Tugas Akhir ini, fokus pada hasil citra yang kabur dan akan

direstorasi melalui proses

deblurring menggunakan metode algoritma

Lucy-Richardson.

Namun, proses akhir dari

deblurring akan dibersihkan dahulu dari

derau melalui proses

denoising, dimana derau berupa

gaussian noise

menggunakan metode

Smoothing

Median Filter. Proses restorasi citra dibuat

menggunakan perangkat lunak Matlab. Hasil yang diharapkan, setidaknya terbaca

2

1.2

Tujuan

Tujuan yang hendak dicapai dalam penelitian Tugas Akhir ini adalah :

1.

Memperbaiki citra yang kabur (deblurring), hingga informasi dapat

terbaca.

2.

Menerapkan aplikasi pengurangan derau (denoising), pada citra hasil

deblurring.

3.

Merepresentasikan proses restorasi citra pada perangkat lunak Matlab.

1.3

Batasan Masalah

Pada tugas akhir ini diberikan pembatasan masalah, yaitu :

1.

Proses restorasi citra yang digunakan adalah proses

deblurring atau

penghilangan kesamaran citra yang kabur menggunakan algoritma

Lucy-Richardson dan proses

denoising menggunakan metode

Median Filter

untuk mengurangi ataupun menghilangkan derau dengan jenis

gaussian

noise.

2.

Proses dilakukan off-line.

3.

Format citra yang digunakan hanya berekstensi Bitmap.

4.

Menggunakan iterasi 5, 10, 15, 20, dan 25 pada proses deblurring .

1.4

Metodologi Penelitian

Metodologi penelitian yang diterapkan pada penelitian ini adalah :

1.

Eksperimental, yaitu merancang perangkat lunak sederhana dengan

tool

perangkat lunak Matlab untuk proses deblurring dan denoising.

2.

Implementasi, melakukan implementasi terhadap perangkat lunak yang

akan dikembangkan berdasarkan hasil yang diperoleh dari perancangan.

3.

Pengujian, yaitu menguji tingkat keberhasilan rancangan dan implementasi

pada perangkat lunak.

4.

Analisis, yaitu menganalisis tingkat keberhasilan proses restorasi citra

yang dicapai, selanjutnya menyimpulkan apakah hasil perancangan dan

3

1.5

Sistematika Penulisan

Penulisan hasil penelitian Tugas Akhir sesuai dengan tahapan-tahapan yang

dilalui selama penelitian Tugas Akhir dilakukan. Secara sistematis, laporan ini

disusun sebagai berikut :

BAB I :

PENDAHULUAN

Bab ini berisi latar belakang masalah yang dikemukakan, tujuan

masalah, batasan masalah, metodologi penelitian dan sistematika

penulisan.

BAB II :

DASAR TEORI

Bab ini berisi teori-teori pendukung Tugas Akhir, seperti

pengetahuan tentang pengolahan citra, restorasi citra digital,

deblurring dengan algoritma

Lucy Richardson,

denoising dan

perangkat lunak Matlab.

BAB III :

PERANCANGAN

Pada bab ini dijelaskan mengenai, perancangan, spesifikasi hingga

pengaplikasian program.

BAB IV :

HASIL DAN PEMBAHASAN

Bab ini berisi hasil pengujian dan analisis kinerja proses restorasi

citra.

BAB V :

SIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi kesimpulan hasil penelitian dan saran-saran untuk

52

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1

Kesimpulan

Dari data yang diperoleh dalam pengujian tugas akhir ini dapat ditarik suatu

kesimpulan bahwa :

a)

Algoritma Lucy-Richardson mampu memperbaiki kualitas citra yang

terdegradasi motion blur dengan iterasi 5 hingga 15.

b)

Berdasarkan pengujian, proses

deblurring menggunakan algoritma

Lucy-Richardson dan proses denoising menggunakan metode Median Filter mampu

memperlihatkan perbedaan secara visual dan statistik.

c)

Matlab mampu mensimulasikan efek memperbaiki atau merestorasi citra

tersebut dengan algoritma Lucy-Richardson secara sederhana, dengan

mempergunakan image processing toolbox yang dimilikinya.

d)

Jumlah iterasi yang digunakan pada algoritma Lucy Richardson dimulai

dengan iterasi ke-5 hingga iterasi ke-25. Untuk perbaikan kualitas citra yang

optimal dibutuhkan penelitian lebih lanjut mengenai hubungan antara jumlah

iterasi dengan perbaikan kualitas citra tersebut.

5.2

Saran

Pada program tugas akhir dan dari data-data yang diperoleh, maka terdapat

saran-saran untuk pengembangan program kedepan, diantaranya..

a)

Diharapkan kedepan, dapat menggunakan algoritma lain pada proses

deblurring,

misalnya dengan algoritma Wiener. Begitu pula dengan metode

pada proses

denoising

dapat menggunakan metode lain, seperti metode

wavelet.

PEMBUATAN APIKASI RESTORASI CITRA DIGITAL MENGGUNAKAN MATLAB

DR.Wendi Zarman,M.Si1, John Adler,M.Si2, Nuraeni Ratnawati3

1,2,3

Jurusan Teknik Komputer Unikom, Bandung

3

nuraeniratnawati@gmail.com

ABSTRAK

Masalah yang umum terjadi pada citra digital adanya derau, muncul bintik-bintik, pengambilan gambar yang tidak fokus atau objek yang bergerak, sehingga menyebabkan hasil citra yang kabur.Pada citra yang kabur, akan direstorasi melalui proses deblurring menggunakan metode algoritma Richardson. Algoritma Lucy-Richardson bergantung dari jumlah iterasi yang digunakan. Proses akhir dari restorasi citra akan dibersihkan dari derau melalui proses denoising menggunakan metode Median Filter. Proses restorasi citra dibuat menggunakan perangkat lunak Matlab. Algoritma Lucy-Richardson mampu memperbaiki kualitas citra yang terdegradasi

motion blur, dengan iterasi ke-5 hingga ke-10. Untuk restorasi citra digital yang optimal dibutuhkan penelitian lebih lanjut mengenai hubungan antara jumlah iterasi dengan proses perbaikan citra.

Kata kunci : restorasi citra, deblurring, Lucy-Richardson, denoising, Median Filter

PENDAHULUAN

Citra dapat berupa analog maupun digital, agar

memudahkan pengiriman ataupun penerimaan

informasi, citra yang digunakan biasanya bersifat digital. Namun tampaknya tidak semua citra digital dapat langsung digunakan oleh pengguna karena hasil pada citra yang kurang baik kualitasnya dan perlu diolah terlebih dahulu sehingga siap untuk digunakan. Masalah yang umum terjadi adalah karena adanya derau (noise) yang mengakibatkan citra terlihat kotor, muncul bintik-bintik, dan hilangnya informasi. Masalah lainnya terjadi karena pengambilan gambar yang tidak fokus atau objek yang bergerak, sehingga menyebabkan hasil citra yang kabur (blur).

Untuk menjawab permasalahan-permasalahan pada citra digital diperlukan pemrosesan citra (Image Processing). Diantara bentuk pemrosesan citra digital adalah Image Restoration, yang bertujuan memperbaiki kualitas citra dengan menghilangkan cacat pada citra agar mudah diinterpretasi oleh manusia atau mesin (komputer). Masukan dan keluarannya berupa citra. Bentuk restorasi citra ada dua yaitu, proses deblurring atau penghilangan kesamaran citra yang kabur dan proses denoising

atau penghilangan derau.

PERANCANGAN

Pertama akan ditampilkan diagram aktivitas untuk menggambarkan alur dari langkah-langkah yang

akan dipakai dalam menjalankan program.

Kemudian, rancangan untuk tampilan layar program aplikasi dan rancangan untuk modul-modul dalam program.

Aplikasi yang akan dibuat secara garis besar memiliki alur penggunaan. Pengguna program akan langsung memasuki layar utama saat membuka

program. Dilayar utama, pengguna akan

memasukkan file citra digital yang mengalami blur

atau kabur dan berderau dengan menekan tombol

Open File. Citra yang dipilih kemudian akan ditampilkan

1. Diagram Blok Aplikasi

Aplikasi yang akan dibuat secara garis besar akan memiliki alur sebagai berikut.

Citra restorasi Citra asli Proses Deblurring menggunakan algoritma Lucy-Richardson -Proses Denoising menggunakan metode Median Filter

Gambar 1 Diagram Blok

Berikut ini masing-masing peran atau fungsi yang dicitrakan dalam perancang diatas:

1. Citra asli, merupakan masukan citra asli yang bersifat kabur (blur) dan berderau.

2. Proses deblurring, merupakan proses

memperbaiki citra yang kabur dengan menggunakan metode Blind Deconvolution Lucy-Richardson(L-R).

3. Proses denoising, merupakan proses

penghilangan derau pada citra hasil proses

deblurring.. Metode yang digunakan adalah metode Median Filter.

4. Citra restorasi, merupakan keluaran atau

2. Flowchart

Gambar 2 Flowchart

Keteranganflowchart:

1. Mulai

2. Mengambil citra pada media penyimpanan, yaitu pengambilan citra digital dari penyimpanan hardisk yang akan diproses dan berupa citra terdegradasi.

3. Proses deblurring, yaitu proses

menghilangkan kesamaran menggunakan

metode blind dekonvolusi L-R yang

bergantung pada nilai iterasi. Nilai iterasi yang digunakan merupakan inputan. Untuk melanjutkan pada proses selanjutnya, maka disimpan terlebih dahulu.

4. Decision, merupakan pilihan apakah akan melalui proses restorasi lain yaitu proses

denoising atau tidak.

5. Proses denoising, merupakan proses

menghilangkan derau dengan menggunakan metoda median filter dan citra masukan diambil dari hasil proses deblurring. 6. Citra hasil restorasi, keluaran citra dengan

hasil akhir. 7. Selesai

3. Antarmuka

Gambar 3. Antarmuka program

Keterangan

antarmuka program:

1. Panel judul aplikasi.

2. Panel untuk menampilkan citra. 3. Tombol Open File, untuk mengambil

citra asli dari tempat penyimpanan.

4. Tombol informasi piksel, untuk

menampilkan informasi piksel citra asli.

5. Tombol histogram untuk menampilkan histogram citra asli

6. Tombol deblurring untuk memproses dekonvolusi dari citra asli yang sebelumnya telah ada masukkan nilai iterasi.

7. Tombol save untuk menyimpan citra hasil deblurring.

8. Tombol info untuk menampilkan

informasi citra berupa ukuran file, tinggi dan lebar citra, serta nilai bit.

9. Tombol informasi piksel, untuk

menampilkan informasi piksel pada citra yang telah terrestorasi deblurring.

10. Menampilkan histogram.

11. Tombol grayscale, untuk mengubah citra hasil deblurring menjadi citra

grayscale sebelum kemudian diproses

denoising.

12. Tombol denoising, untuk memproses pengurangan derau.

13. Tombol save untuk menyimpan citra hasil denoising

14. Tombol info untuk menampilkan

informasi citra berupa ukuran file, warna, dan nilai bit.

15. Tombol informasi piksel, untuk

menampilkan informasi piksel pada citra yang telah terrestorasi denoising.

16.

Menampilkan histogram

.

4. Analisis Perhitungan Kualitas Citra

Analisa yang akan dilakukan terhadap restorasi citra, adalah sebagai berikut:

a. Analisis visual, yaitu menganalisa hasil citra dengan berbagai nilai iterasi, dalam Tugas Akhir iterasi dibatasi 5, 10, 15, 20, dan 25

b. Analisis statistika, yaitu menghitung nilai

kedalaman kapasitas citra (Depth

Resolution) dan menghitung Euclidean distance

1. Menghitung DR (Depth Resolution)

dibuat benar atau masih belum benar. Berikut rumus

� = _{1000 +}��_� ℎ ℎ (1)

2. Menghitung Euclidean Distance

Euclidean distance adalah perhitungan jarak dari 2 buah titik dalam Euclidean space. Euclidean space diperkenalkan oleh seorang matematikawan dari Yunani sekitar tahun 300 B.C.E. untuk mempelajari hubungan antara sudut dan jarak. Euclidean ini biasanya diterapkan pada 2 dimensi dan 3 dimensi citra.

, = 1− 1 2 + 2− 2 2 (2)

HASIL PENGUJIAN

Pengujian dilakukan untuk mengetahui apakah sistem dapat berjalan sebagaimana mestinya dengan nilai iterasi yang telah ditentukan serta dilakukan sesuai dengan skenario uji coba yang dimulai dengan pengambilan citra, proses deblurring, proses

denoising hingga proses unsharp. Untuk memudahkan dalam pengujian, maka menampilkan terlebih dahulu matriks piksel.

Gambar 4 menampilkan nilai piksel

1. Proses Deblurring

Pada tahap ini, citra asli yang telah ditampilkan beserta informasi data citra akan diproses deblurring

untuk mengurangi tingkat kekaburan menggunakan algoritma Lucy-Richardson (L-R). Namun, sesuai teori bahwa algoritma L-R menggunakan estimasi PSF (Point Spread Function) melalui nilai iterasi, maka sebelum diproses pengguna memasukkan nilai iterasi terlebih dahulu.

Gambar 5 Proses deblurring

Untuk mendapatkan informasi perubahan nilai citra dan menampilkan histogram, maka ada proses

save yang berfungsi menyimpan citra hasil

deblurring sementara. Kemudian untuk menampilkan informasi perubahan nilai citra dengan menekan tombol info dan citra diambil dari media penyimpanan hasil proses deblurring. Untuk menampilkan nilai piksel RGB, tekan tombol informasi piksel, dan tampilan sama dengan proses pengambilan citra.

2. Proses Denoising

Sesuai teori, bahwa semakin besar nilai iterasi, maka akan semakin tebal derau yang ada pada citra. Oleh karena itu, citra yang telah dideblurkan akan

dikurangi derau dengan proses denoising

mengunakan metode Median Filter. Namun, untuk proses ini citra terlebih dahulu diubah menjadi citra

grayscale agar mempermudah pengurangan derau.

Gambar 6 Pengubahan citra true color menjadi citra grayscale

Proses perubahan citra true color menjadi citra grayscale dengan menekan tombol Grayscale. Proses grayscale yang digunakan adalah mengubah nilai piksel dengan cara memberi konstanta pengali. Berikut merupakan persamaan yang digunakan untuk mengubah derajat keabuan.

= 0.3∗ + 0.59∗ + 0.11∗ � (3)

Gambar 7 Proses denoising

3. Analisa Visual

Analisa visual, merupakan bentuk analisa hasil percobaan dengan menampilkan citra-citra. Berikut hasil analisa proses deblurring dan denoising

dengan berbagai tingkatan iterasi. Berikut infrmasi mengenai data citra yang digunakan sebagai bahan uji

Tabel 1 Spesifikasi citra uji

Citra Nama Kriteria Uji Keterangan

Bunga 1. Bersolusi

259x194 2. Terdegrad

asi motion blur dan

gaussian noise

3. True color

4. 32 bit

Dapat diproses

a. Citra Hasil Deblurring

Citra dengan nama file bunga, resolusi 259x194 piksel, dan pengolahan deblurring dengan jumlah matriks motion sebesar 5x5

Tabel 2. Citra hasil restorasi deblurring dan citra melalui proses unsharp untuk iterasi 5 sampai 25 .

Citra rusak

Ite ras i

Citra Deblurring

5

10

15

20

25

dengan degradasi yang lain. Dilihat dari ketajaman warna ungu pada kelopak bunga, semakin tinggi nilai iterasi, maka warna semakin tajam dan jelas, begitu pula dengan batang daun pada sisi kanan citra tampak semakin tegas garis citranya.

Penebalan derau dan timbulnya garis-garis baru yang merupakan efek dari algoritma Lucy-Richardson mengakibatkan derau terlihat jelas. Oleh karena itu, pada program Tugas Akhir ini, membutuhkan proses denoising.

Jika diperhatikan dan dibandingkan dengan citra asli, maka proses deblurring dengan iterasi ke-10 lebih baik, sehingga dapat dikatakan nilai iterasi sebesar 10 merupakan iterasi yang cocok untuk citra diatas.

b. Citra Hasil Denoising

Citra dengan nama file bunga dan resolusi 259x194 piksel serta pengolahan denoising menggunakan metode median filter dengan jumlah matriks

gaussian sebesar 3x3.

Sebelum melakukan proses denoising, citra hasil deblurring terlebih dahulu dirubah

menjadi grayscale, untuk mempermudah

pengurangan derau.

Tabel 2. Citra deblurring yang telah dirubah menjadi grayscale dan citra hasil restorasi

denoising

Citra Grayscale Iterasi Citra Denoising

5

10

15

20

25

Pada tabel diatas merupakan proses restorasi

denoising yaitu mengurangi atau bahkan

menghilangkan derau pada citra hasil deblurring. Hasil citra denoising terlihat berubah, sesuai dengan prinsip kerja metode median filter yaitu melembutkan atau menyamarkan derau. Sama halnya dengan proses deblurring, hasil citra yang mendekati baik terlihat ada pada iterasi ke-10.

4. Analisa Statistik

a. Menghitung DR (Depth Resolution)

DR (Depth Resolution), bertujuan untuk menghitung kapasitas citra (ukuran file) pada

media penyimpanan (Hardisk) sebelum dan

sesudah direstorasi. Jika perhitungan manual ini

ukuran file sama dengan informasi yang

ditampilkan komputer, maka proses restorasi dapat dikatakan berhasil. Ukuran file bersifat tetap jika nilai bit-nya tidak berubah.

DR pada proses deblurring

Ukuran file yang diketahui dari citra bunga asli yang terdegradasi (rusak) dengan resolusi 259x194 adalah 201038 dengan kedalaman bit sebesar 32 bit, maka nilai DR adalah:

� = 201038

1032 = 194,80 194 KB

Setelah direstorasi, ukuran file berubah menjadi 151374 dengan kedalaman bit 24, maka ukuran DR adalah:

� =151374

1024 = 147,826 147��

Dalam hal ini untuk menguji perhitungan besar kapasitas citra pada hasil proses deblurring

berhasil dilakukan. Kapasitas dapat dibuktikan dengan melihat informasi ukuran pada citra.

DR pada proses denoising

Ukuran file yang diketahui dari citra deblurring

yang diubah menjadi citra grayscale adalah 119798 dengan kedalaman bit sebesar 8 bit.

� =119798

1008 = 118,847 118��

Setelah direstorasi, ukuran file menjadi 51518.

� =51518

1008 = 51,10 51��

Dalam hal ini untuk menguji perhitungan besar kapasitas citra pada hasil proses denoising sama dengan informasi ukuran file yang ditampilkan oleh komputer.

b. Menghitung Euclidean Distance

Diketahui rumus Menghitung Euclidean Distance

adalah menghitung jarak antara titik-titik piksel pada citra asli dengan citra hasil restorasi. Rumus

Euclidean Distance yaitu , = 1− 1 2 +

2− 2 2+ … , yang dalam hal ini Xi

mewakili citra restorasi dan Xj mewakili citra asli.

menjadi bahan pembanding, maka nilai piksel citra asli diambil dari citra yang belum terdistorsi.

1. Ecludean Distance (ED) pada proses

deblurring

Tabel 3 Nilai piksel citra asli dengan matriks 5x4 pada koordinat [128 96] hingga koordinat [132

99]

Matriks Citra Asli (RGB)

Matriks Citra Asli [X] 18 7 19 1 19 2 18 3 17 2 15 8 18 9 18 7 18 5 17 9 16 0 18 3 18 4 18 1 17 7 16 3 17 7 17 9 17 7 17 5

Berikut adalah nilai matriks citra asli yang rusak dan citra hasil deblurring dengan iterasi 5, 10, 15, 20 dan 25, sekaligus nilai Ecludean Distance (ED). Pengambilan matriks di koordinat yang sama yaitu mulai koordinat [128 96] hingga koordinat [132 99] dengan jumlah matriks 5x4.

Tabel 4 Nilai Ecludean Distance pada citra rusak dengan matriks 5x4 pada koordinat [128 96]

hingga koordinat [132 99]

Tabel 5 Nilai Ecludean Distance pada citra deblurring dengan matriks 5x4 pada koordinat

[128 96] hingga koordinat [132 99]

Itera si

Matriks Deblurring

[X’] ∑(X’Akar -X)2 5 184 181 168 164 161

188 174 177 169 173 182 183 182 168 169 181 170 170 162 177

61.22

10 185 184 167 159 162

200 177 170 169 180

177 198 184 153 177

174 167 175 156 177

76

15 180 187 169 153 164 209 178 165 168 183 170 197 190 136 186 166 165 182 155 175

90.3

20 171 191 173 144 168 216 177 165 167 182 161 213 198 121 193 160 162 187 156 171

110.4

25 162 197 175 135 173 220 176 168 166 176 152 215 206 109 200 157 161 189 158 168

126.8

Sesuai teori bahwa prinsip dari Ecludean Distance, adalah mencari nilai jarak terkecil dari citra restorasi ke citra rusak atau lebih kecil jaraknya dibandingkan dengan jarak citra rusak dan citra asli sebagai analisis.

Melihat data pada tabel 4 bahwa citra rusak memiliki nilai ED sebesar 65, maka nilai ED pada citra restorasi harus lebih kecil dari nilai ED pada citra rusak. Pada tabel diatas, bahwa jarak yang lebih kecil dari jarak citra rusak adalah citra dengan iterasi ke-5. Pada iterasi ke-20 dan iterasi ke-25 nilai jarak ED terlampau lebih besar dari jarak ED citra rusak.

.

2. Ecludean Distance (ED) pada proses

denoising

Untuk menjadi bahan pembanding, maka nilai piksel citra asli diambil dari citra yang belum terdistorsi.

Citra asli diubah menjadi citra grayscale terlebih dahulu, berikut adalah perhitungan ED proses denoising dari citra rusak dan citra asli sebagai pembanding.

Tabel 6 Perhitungan ED pada citra rusak yang diubah menjadi citra grayscale dengan matriks 5x4

pada koordinat [128 96] hingga koordinat [132 99]

[ ′− ] = [ ] 2

-11 -15 -19 -12 -3

20 -6 -13 -15 -9

17 0 -9 -8 -5

15 4 -3 2 4

50

Tabel 7 Nilai Ecludean Distance pada citra denoising dengan matriks 5x4 pada koordinat [128

96] hingga koordinat [132 99]

Iterasi [ ′− ] = [ ] 2

5 _{-9 -14 -18 -11 -2}

26 -3 -3 -13 -7

23 1 -10 -7 -4

19 6 -5 -3 -1

52.58

Matriks Citra Rusak

[X’] [ ′− ] = [ ] ED

181 179 169 167 162

180 172 181 167 167

181 174 180 176 165

182 171 182 168 177

-6 -12 -23 -16 -10

22 -12 -6 -22 -26

19 -9 -4 -15 -13

19 -6 3 -9 2

10 _{-6 -14 -18 -10 -8}

27 -3 -6 -7 -15

20 -2 -10 -4 -5

18 -2 -8 0 -2

52.04

15 _{-6 -11 -19 -11 -6}

23 -7 -18 -14 -13

14 -1 -12 -1 -6

16 3 -11 3 0

52.10

20 _{-6 -15 -11 -13 -3}

23 -7 -14 -16 -14

3 -1 -14 -4 -8

4 -1 -13 0 -2

53

25 _{-7 -13 -18 -8 -4}

22 -8 -12 -11 -15

5 -2 -11 -7 -9

7 -6 -14 -3 -1

53,27

Informasi yang didapat dari tabel diatas, seharusnya hasil ED proses denoising kurang dari nilai ED citra rusak. Namun, pada pengujian nilai ED proses denoising lebih besar dari nilai ED pada citra rusak. Begitu pula halnya dengan citra hasil

deblurring, bahwa iterasi ke-20 dan ke-25 nilai jarak ED terlampau lebih besar dari jarak ED citra rusak, sehingga tidak cocok digunakan untuk proses restorasi citra bunga.

KESIMPULAN

Dari data yang diperoleh dalam pengujian tugas akhir ini dapat ditarik suatu kesimpulan bahwa :

a) Algoritma Lucy-Richardson mampu

memperbaiki kualitas citra yang

terdegradasi motion blur dengan iterasi 5 hingga 15.

b) Berdasarkan pengujian, proses deblurring

menggunakan algoritma Lucy-Richardson

dan proses denoising menggunakan

metode Median Filter mampu

memperlihatkan perbedaan secara visual dan statistik.

c) Matlab mampu mensimulasikan efek

memperbaiki atau merestorasi citra

tersebut dengan algoritma

Lucy-Richardson secara sederhana, dengan

mempergunakan image processing

toolbox yang dimilikinya.

d) Jumlah iterasi yang digunakan pada

algoritma Lucy Richardson dimulai

dengan iterasi ke-5 hingga iterasi ke-25. Untuk perbaikan kualitas citra yang optimal dibutuhkan penelitian lebih lanjut mengenai hubungan antara jumlah iterasi dengan perbaikan kualitas citra tersebut. e) Diharapkan kedepan, dapat menggunakan

algoritma lain pada proses deblurring,

misalnya dengan algoritma Wiener.

Begitu pula dengan metode pada proses

denoising dapat menggunakan metode lain, seperti metode wavelet.

f) Proses restorasi citra digital dapat diproses secara on-line.

DAFTAR PUSTAKA

1) Ahmad, U. (2005). Pengolahan Citra Digital. Bogor: Graha Ilmu

2) Gonzales, R. C., Woods, R. E., & Eddin, S. L. (2002). Digital Image Processing Using Matlab. New Jersey: Pearson Education.

3) Sigit, R., Basuki, A., & Ramadijanti, N. (2005). Step by Step Pengolahan Citra Digital. Surabaya: Penerbit Andi 4) Hendriyani, Y. (2012). Restorasi Citra

Kabur Menggunakan Lucy-Richardson, 05 No 2, 14.