IMPLEMENTASI HARMONIC MEAN FILTER UNTUK MEREDUKSI
NOISE PADA CITRA BMP DAN PNG
SKRIPSI
Gamal Nasir
091401056
PROGRAM STUDI S1 ILMU KOMPUTER
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
IMPLEMENTASI HARMONIC MEAN FILTER UNTUK MEREDUKSI NOISE PADA CITRA BMP DAN PNG
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas akhir dan memenuhi syarat memperoleh ijazah Sarjana Ilmu Komputer
GAMAL NASIR 091401056
PROGRAM STUDI S1 ILMU KOMPUTER
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERSETUJUAN
Judul : IMPLEMENTASI HARMONIC MEAN FILTER UNTUK MEREDUKSI NOISE PADA CITRA BMP DAN PNG
Kategori : SKRIPSI
Nama : GAMAL NASIR
Nomor Induk Mahasiswa : 091401056
Program Studi : SARJANA (S1) ILMU KOMPUTER Departemen : ILMU KOMPUTER
Fakultas : ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
Diluluskan di Medan, April 2014
Komisi Pembimbing :
Pembimbing 2 Pembimbing 1
Syahriol Sitorus, S.Si., M.IT Dr. Syahril Efendi, S.Si, M.IT
NIP. 19710310 199703 1 004 NIP. 19671110 199602 1 001
Diketahui/Disetujui oleh
Program Studi S1 Ilmu Komputer Ketua,
PERNYATAAN
IMPLEMENTASI HARMONIC MEAN FILTER UNTUK MEREDUKSI NOISE PADA CITRA BMP DAN PNG
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing telah disebutkan sumbernya.
Medan, April 2014
PENGHARGAAN
Puji dan syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan
hidayah-Nya, sehingga Penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini,
sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Komputer pada Program Studi S1
Ilmu Komputer Universitas Sumatera Utara.
Penulis ingin menyampaikan rasa hormat dan terima kasih yang sebesar–
besarnya kepada :
1. Bapak Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM&H, M.Sc(CTM), Sp.A(K)
selaku Rektor Universitas Sumatera Utara.
2. Bapak Prof. Dr. Muhammad Zarlis selaku Dekan Fakultas Ilmu Komputer
dan Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Dr. Poltak Sihombing, M.Kom selaku Ketua Program Studi S1
Ilmu Komputer Universitas Sumatera Utara dan Dosen Pembanding I
yang telah memberikan kritik dan saran dalam penyempurnaan skripsi ini.
4. Ibu Maya Silvi Lydia, B.Sc, M.Sc selaku Sekretaris Program Studi S1
Ilmu Komputer Universitas Sumatera Utara.
5. Bapak Dr. Syahril Efendi, S.Si, M.IT selaku Dosen Pembimbing I yang
telah memberikan bimbingan, saran, dan masukan kepada penulis dalam
pengerjaan skripsi ini.
6. Bapak Syahriol Sitorus, S.Si, M.IT selaku Dosen Pembimbing II yang
telah memberikan bimbingan, saran, dan masukan kepada penulis dalam
pengerjaan skripsi ini.
7. Bapak Herriyance, S.T, M.Kom selaku Dosen Pembanding II yang telah
memberikan kritik dan saran dalam penyempurnaan skripsi ini.
8. Pembantu Dekan Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi
Universitas Sumatera Utara, seluruh tenaga pengajar serta pegawai di
Program Studi S1 Ilmu Komputer Fasilkom-TI USU.
9. Almarhum ayahanda Drs. Indera Afkhar M. Hum dan Ibunda Syahriza
yang selalu memberikan doa dan dukungan serta kasih sayang kepada
Bram Adha yang terus memberikan dukungan dan dorongan bagi penulis
untuk menyelesaikan skripsi ini.
10.Dewi Ayu Pratami, S.Kom atas semangat, dukungan, perhatian, kasih
sayang, pengertian, dan kesabaran terhadap penulis selama proses
penyelesaian skripsi ini.
11.Teman-teman terdekat, terutama Muhammad Ican, Azhar Indra Rifangi,
M. Febri Rahmansyah, Mustika Agung Maulana, S.Kom, Rima Mustika,
Rudi Afriansyah, Ismail Fata Lubis, Fithri Rizqi Khairani Nst, S.Kom,
serta teman-teman yang sedang menyelesaikan skripsi terutama stambuk
2009 dan teman-teman Pengurus IMILKOM tahun 2012-2013 atas
semangat dan dorongannya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi
ini.
12.Dan semua pihak yang telah banyak membantu yang tidak bisa disebutkan
satu-persatu.
Semoga semua kebaikan, bantuan, perhatian, serta dukungan yang telah diberikan
kepada penulis mendapatkan pahala yang melimpah dari Allah SWT.
Medan, April 2014
ABSTRAK
Reduksi noise merupakan suatu proses untuk mengurangi noise pada sebuah citra digital untuk meningkatkan kualitas citra yang merupakan langkah awal dalam citra digital. Dalam mengurangi noise tersebut diperlukan suatu metode untuk mereduksi noise yaitu dengan metode Harmonic Mean Filter. Dalam Harmonic
Mean Filter nilai warna setiap piksel diganti dengan nilai warna pada setiap piksel
diwilayah terdekat. Pada proses reduksi noise ini objek yang digunakan adalah citra berwarna yang berformat .bmp dan .png, dimana sistem akan menambahkan
noise yang terdapat pada sistem tersebut, yaitu Gaussian Noise atau Salt and
Pepper Noise dengan nilai persentase noise yang berkisar antara 1-100%. Dalam
mengukur nilai perbandingan kualitas citra hasil reduksi noise tersebut digunakan perhitungan nilai MSE, PSNR, dan Running Time. Berdasarkan dari hasil pengujian pada citra hasil reduksi noise dengan Harmonic Mean Filter berformat .bmp dan .png, nilai Running Time terkecil dimiliki oleh citra hasil reduksi noise
Salt and Pepper. Harmonic Mean Filter juga sangat baik digunakan pada citra
dengan Gaussian Noise karena menghasilkan nilai MSE dan PSNR lebih baik dibandingkan dengan citra dengan Salt and Pepper Noise.
IMPLEMENTATION OF HARMONIC MEAN FILTER TO REDUCE
NOISE ON BMP AND PNG IMAGE
ABSTRACT
Noise reduction is a process to reducing noise in a digital image to enhance the image quality that is the first step in the digital image. In reducing the noise we need a method for reducing noise named by Harmonic Mean Filter method. In Harmonic Mean Filter color values of each pixel is replaced by the value of the color at each pixel in the region nearby. In this noise reduction process the object that is used is the .bmp and. png format of true color image, which will add noise to the system contained in the system, namely Gaussian Noise or Salt and Pepper Noise with noise percentage values ranging from 1-100%. In measuring the value of image quality comparison of the image results of noise reduction used the calculation of MSE, PSNR, and Running Time. Based on the test results in image results of noise reduction with Harmonic Mean Filter to the image with .bmp and. png format, the smallest value of running time owned by the image of the Salt and Pepper noise reduction. Harmonic Mean Filter is also very good to use for the image with Gaussian noise because producing the value of MSE and PSNR better than the image with Salt and Pepper Noise.
DAFTAR ISI
Halaman
Persetujuan ii
Pernyataan iii
Penghargaan iv
Abstrak vi
Bab 1 Pendahuluan
1.1Latar Belakang 1
1.7Sistematika Penulisan 4
Bab 2 Landasan Teori
2.1 Citra 5
2.2 Citra Digital 5
2.3 Representasi Citra Digital 6
2.4 Pengolahan Citra Digital 7
2.4.1 Kategori Pengolahan Citra 8
2.4.2 Penerapan Pengolahan Citra 9
2.5 Jenis-jenis Citra Digital 9
2.8 Harmonic Mean Filter 17
2.9 MSE, PSNR, dan Running Time 17
2.9.1 Mean Square Error (MSE) 17
2.9.3 Running Time 18
2.10 Penelitian yang Relevan 18
Bab 3 Analisis dan Perancangan Sistem
3.1 Analisis Sistem 20
3.1.1 Analisis Masalah 20
3.1.2 Analisis Persyaratan 21
3.1.2.1 Persyaratan Fungsional 21
3.1.2.2 Persyaratan Non-Fungsional 22
3.1.3 Analisis Proses 22
3.1.3.1 Use Case Diagram 23 3.1.3.1.10 Use Case Harmonic Mean Filter 31 3.1.3.1.11 Use Case Hitung MSE, PSNR, dan
Running Time 32
3.1.3.1.12 Use Case Simpan Citra Hasil Reduksi 32
3.1.3.2 Activity Diagram 33
3.1.3.3 Sequence Diagram 35
3.1.3.4 Analisis Proses Reduksi Noise dengan Harmonic Mean
Filter 35
3.2 Pseudocode 37
3.2.1 Pseudocode Proses Tambah Noise Gaussian 37 3.2.2 Pseudocode Proses Tambah Noise Salt and Pepper 38 3.2.3 Pseudocode Proses Reduksi Noise 38
3.3 Perancangan Sistem 40
3.3.1 Flowchart Perancangan Sistem 40 3.3.2 Perancangan Antarmuka Sistem (Interface) 41
3.3.2.1 Halaman Menu Utama 41
3.3.2.2 Halaman Menu Tambah Noise 42 3.3.2.3 Halaman Menu Reduksi Noise 44
3.3.2.4 Halaman Menu Tentang 46
3.3.2.5 Halaman Menu Bantuan 47
Bab 4 Implementasi dan Pengujian
4.1Implementasi 49
4.1.1 Tampilan Halaman Menu Utama 49 4.1.2 Tampilan Halaman Menu Tambah Noise 50 4.1.3 Tampilan Halaman Menu Reduksi Noise 51 4.1.4 Tampilan Halaman Menu Tentang 52 4.1.5 Tampilan Halaman Menu Bantuan 53
4.2.1 Pengujian Proses Tambah Noise 54 4.2.2 Pengujian Proses Reduksi Noise 59 4.2.3 Pengujian Proses Reduksi Noise dengan Harmonic Mean Filter
dengan Gaussian Noise pada Citra Berformat BMP dan PNG 63 4.2.4 Pengujian Proses Reduksi Noise dengan Harmonic Mean Filter
dengan Salt and Pepper Noise pada Citra Berformat BMP dan
PNG 65
4.2.5 Perbandingan Rata-rata Nilai MSE, PSNR, dan Running Time pada Citra Hasil Reduksi Noise dengan Gaussian Noise 67 4.2.6 Perbandingan Rata-rata Nilai MSE, PSNR, dan Running Time pada Citra Hasil Reduksi Noise dengan Salt and Pepper Noise 68 4.2.7 Grafik Nilai MSE, PSNR, dan Running Time pada Citra Hasil
Reduksi Noise dengan Gaussian Noise dan Salt and Pepper
Noise 70
Bab 5 Kesimpulan dan Saran
5.1 Kesimpulan 73
5.2 Saran 74
DAFTAR TABEL
Nomor
Tabel Nama Tabel Halaman
3.1 Spesifikasi Use Case Buka Citra Awal Spesifikasi Use Case Input Persentase Noise Spesifikasi Use Case Pilih Noise
Spesifikasi Use Case Gaussian Noise Spesifikasi Use Case Salt and Pepper Noise Spesifikasi Use Case SimpanCitra Bernoise Spesifikasi Use Case Reduksi Noise
Spesifikasi Use Case Buka Citra Bernoise Spesifikasi Use Case Harmonic Mean Filter
Spesifikasi Use Case Hitung MSE, PSNR, dan Running Time Spesifikasi Use Case Simpan Hasil Reduksi
Perbandingan Nilai MSE, PSNR, dan Running Time pada Citra dengan Gaussian Noise dan Citra Hasil Reduksi dengan
Harmonic Mean Filter dengan Format BMP
Perbandingan Nilai MSE, PSNR, dan Running Time pada Citra dengan Gaussian Noise dan Citra Hasil Reduksi dengan
Harmonic Mean Filter dengan Format PNG
Perbandingan Nilai MSE, PSNR, dan Running Time pada Citra dengan Salt and Pepper Noise dan Citra Hasil Reduksi dengan
Harmonic Mean Filter dengan Format BMP
Perbandingan Nilai MSE, PSNR, dan Running Time pada Citra dengan Salt and Pepper Noise dan Citra Hasil Reduksi dengan
Harmonic Mean Filter dengan Format PNG
Nilai Rata-rata MSE, PSNR, dan Running Time pada Citra Hasil Reduksi Noise dengan Gaussian Noise Berformat BMP Nilai Rata-rata MSE, PSNR, dan Running Time pada Citra Hasil Reduksi Noise dengan Gaussian Noise Berformat PNG Nilai Rata-rata MSE, PSNR, dan Running Time pada Citra Hasil Reduksi Noise dengan Salt and Pepper Noise Berformat BMP
Nilai Rata-rata MSE, PSNR, dan Running Time pada Citra Hasil Reduksi Noise dengan Salt and Pepper Noise Berformat PNG
Nilai Rata-rata MSE, PSNR, dan Running Time pada Citra Hasil Reduksi Noise dengan Gaussian Noise dan Salt and
Pepper Noise pada Citra Berformat BMP
Nilai Rata-rata MSE, PSNR, dan Running Time pada Citra Hasil Reduksi Noise dengan Gaussian Noise dan Salt and
Pepper Noise pada Citra Berformat PNG
DAFTAR GAMBAR
Koordinat Kartesius 2D dari Sebuah Citra Digital MxN Contoh Citra Biner
Contoh Citra Grayscale Contoh Citra Warna Citra Dalam Format BMP Citra Dalam Format PNG Citra Tanpa Noise
Citra dengan Salt and Pepper Noise Citra Tanpa Noise
Citra dengan Gaussian Noise
Ishikawa Diagram
Use Case Diagram
Activity Diagram
Sequence Diagram
Flowchart Rancangan Sistem
Rancangan Antarmuka Halaman Menu Utama
Rancangan Antarmuka Halaman Menu Tambah Noise Rancangan Antarmuka Halaman Menu Reduksi Noise Rancangan Antarmuka Halaman Menu Tentang Rancangan Antarmuka Halaman Menu Bantuan Tampilan Menu Utama
Tampilan Halaman Menu Tambah Noise Tampilan Halaman Menu Reduksi Noise Tampilan Halaman Menu Tentang Tampilan Halaman Menu Bantuan Tampilan Pemilihan Citra
Tampilan File Citra Berformat BMP yang Telah Dipilih Tampilan File Citra Berformat PNG yang Telah Dipilih Tampilan File Citra Berformat BMP dengan Gaussian Noise Tampilan File Citra Berformat PNG dengan Gaussian Noise Tampilan File Citra Berformat BMP dengan Salt and Pepper Noise
Tampilan File Citra Berformat PNG dengan Salt and Pepper Noise
Tampilan Buka File Citra Bernoise
Tampilan Hasil Reduksi Noise dengan Gaussian Noise Berformat BMP
Tampilan Hasil Reduksi Noise dengan Gaussian Noise Berformat PNG
Tampilan Hasil Reduksi Noise dengan Salt and Pepper Noise Berformat BMP
4.18
4.19
4.20
4.21
Grafik nilai MSE, PSNR, dan Running Time pada Citra Hasil Reduksi noise dengan Gaussian Noise pada Format BMP Grafik nilai MSE, PSNR, dan Running Time pada Citra Hasil Reduksi noise dengan Gaussian Noise pada Format PNG Grafik nilai MSE, PSNR, dan Running Time pada Citra Hasil Reduksi noise dengan Salt and Pepper Noise pada Format BMP Grafik nilai MSE, PSNR, dan Running Time pada Citra Hasil Reduksi noise dengan Salt and Pepper Noise pada Format PNG
71
71
72
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
A. Listing Program A-1
