dokumen tips 1 bab 1 representasi citra

(1)

BAB I

REPRESENTASI CITRA

1.1. Pendahuluan 1.1.1. Deskripsi

Pada bab ini akan dibahas mengenai konsep citra secara umum, representasi citra, komponen citra, elemen citra digital, tahapan dalam pengolahan citra digital serta elemen pengolahan citra digital

1.1.2. Relevansi

 Sistem Linear

 Pengolahan Isyarat Digital

 Klasifikasi dan Pengenalan Pola

 Jaringan Syaraf Tiruan 1.1.2.1. Standar Kompetensi

Mahasiswa mampu menjelaskan : 1. Representasi citra digital,

2. tahapan dalam pengolahan citra digital, 3. elemen sistem pengolahan citra digital

1.1.2.2. Kompetensi Dasar

Mahasiswa memahami :

1. Representasi citra digital,

2. tahapan dalam pengolahan citra digital, 3. elemen sistem pengolahan citra digital

1.2. Pengantar Materi

Beberapa pengertian dan makna tentang citra adalah sebagai berikut :

o Citra atau Image merupakan istilah lain dari gambar, yang merupakan informasi berbentuk visual.

o “a picture is more than a thousand words” artinya “sebuah gambar bermakna lebih dari seribu kata” maksudnya sebuah gambar akan memberikan informasi lebih banyak daripada informasi yang disajikan dalam bentuk kata-kata.

o Citra, gambar pada dwimatra atau dua dimensi dengan bentuk segi empat berformat horizontal dan vertical yang memiliki warna dan representasi digital.

o Citra sebagai fungsi menerus dari intensitas cahaya pada bidang dwimatra.

Dalam bab ini akan dibahas mengenai apa alasan citra di olah serta bagaimana citra direpresentasikan sehingga dapat diolah sesuai dengan yang diinginkan. Disamping itu akan dibahas pula elemen apa saja yang dibutuhkan dalam Sistem Pengolahan Citra Digital.

(2)

BUKU AJAR MATA KULIAH PENGOLAHAN CITRA DIGITAL JURUSAN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM S-1 SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NASIONAL YOGYAKARTA Citra digital dapat didefinisikan sebagai fungsi dua variabel, f(x,y), dimana x dan y adalah koordinat spasial dan nilai f(x,y) adalah intensitas citra pada koordinat tersebut, hal tersebut diilustrasikan pada gambar dibawah ini .

Gambar 1.1. Citra Digital

Teknologi dasar untuk menciptakan dan menampilkan warna pada citra digital berdasarkan pada penelitian bahwa sebuah warna merupakan kombinasi dari tiga warna dasar, yaitu merah, hijau, dan biru (Red, Green, Blue - RGB). Berikut adalah gambar representasi dari citra warna, sekala keabuan dan citra biner.

Gambar 1.2. Representasi Warna Citra Digital

Pixel

(3)

Gambar 1.3. Gambar Pixel

Dalam citra digital, satu pixel adalah merupakan elemen informasi terkecil dari suatu citra. Normalnya suatu pixel disusun dalam dua dimensi dan sering direpresentasikan dalam bentuk titik atau kotak kecil. Masing masing pixel merupakan cuplikan dari suatu citra asli, dimana semakin banyak sample dapat merepresentasikan citra asli lebih akurat. Intensitas masing-masing citra merupakan variable di dalam sistem citra warna. Masing-masing citra biasanya terdiri tiga atau empat komponen : red, green, and blue, atau cyan,magenta, yellow, and black

Sampai saat ini, bentuk pixel ada dua jenis, yaitu jenis kotak dan jenis lingkaran (bulat)

Dasar Warna

(4)

BUKU AJAR MATA KULIAH PENGOLAHAN CITRA DIGITAL JURUSAN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM S-1 SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NASIONAL YOGYAKARTA

Gambar 1.4.a. Komposisi Warna RGB

(5)

Gambar 1.5. Komposisi Warna Keabuan

Pada Color Dialog seperti yang terlihat pada gambar diatas, jika memilih warna solid hitam, putih, atau abu-abu, maka akan berada dalam pita warna Grayscale. Apabila tanda panah digeser ( ke atas menuju putih atau ke bawah menuju ke hitam ) maka red, green dan blue akan memberikan nilai yang sama. Untuk pengubahan warna image menjadi grayscale, cara yang umumnya dilakukan adalah dengan memberikan bobot untuk masing-masing warna dasar red, green, dan blue. Tetapi cara yang cukup mudah adalah dengan membuat nilai rata-rata dari ketiga warna dasar tersebut dan kemudian mengisikannya untuk warna dasar tersebut dengan nilai yang sama ( seperti pada contoh color dialog di atas )

(6)

Gambar 1.7. Representasi Citra Keabuan Beserta Nilai Skala Warna Citra Biner

Citra biner diperoleh melalui proses pemisahan piksel-piksel berdasarkan derajat keabuan yang dimilikinya. Piksel yang memiliki derajat keabuan lebih kecil dari nilai batas yang ditentukan akan diberikan nilai 0, sementara piksel yang memiliki derajat keabuan yang lebih besar dari batas akan diubah menjadi bernilai 1.

Gambar 1.8. Representasi Citra Warna, Keabuan dan Biner

(7)

pixel-pixel yang nilai intensitasnya di bawah 128 diubah menjadi hitam (nilai intensitas = 0), sedangkan pixel-pixel yang nilai intensitasnya di atas 128 diubah menjadi putih (nilai intensitas =1).

Elemen Citra Digital

Berikut adalah variable element dari citra digital :

1. Brightness, kecerahan atau intensitas cahaya yang dipancarkan pixel dari citra yang dapat ditangkap oleh sistem penglihatan

2. Contrast, kontras menyatakan sebaran terang “lightness” dan gelap “darkness” di dalam gambar

3. Countour, kontur merupakan keadaan yang ditimbulkan oleh perubahan intensitas pada pixel yang bertetanggaan

4. Color, warna sebagai persepsi yang ditangkap sistem visual terhadap panjang gelombang cahaya yang dipantulkan oleh objek

5. Sharp, bentuk sebagai properti instristik dari objek 3 dimensi

6. Texture, tekstur dicirikan sebagai distribusi spasial dari derajat keabuan di dalam sekumpulan pixel yang bertetanggaan.

1.4. Tahapan Dasar Dalam Pengolahan Citra Digital

Berikut adalah skema yang menggambarkan tahapan yang harus dilewato di dalam melakukan pengolahan citra digital

1.4.1. Pengolahan Citra

Operasi-operasi pada pengolahan citra diterapkan pada citra bila :

1. Perbaikan atau memodifikasi citra dilakukan untuk meningkatkan kualitas penampakan citra/menonjolkan beberapa aspek informasi yang terkandung dalam citra (image enhancement)

contoh :

 perbaikan kontras gelap/terang, perbaikan tepian objek, penajaman, pemberian warna semu, dll

(8)

2. Adanya cacat pada citra sehingga perlu dihilangkan/diminimumkan (image restoration)

contoh :

 penghilangan kesamaran (debluring)

 citra tampak kabur karena pengaturan fokus lensa tidak tepat / kamera goyang, penghilangan noise

3. Elemen dalam citra perlu dikelompokkan, dicocokan atau diukur (image segmentation).

 Operasi ini berkaitan erat dengan pengenalan pola.

 Diperlukannya ekstraksi ciri-ciri tertentu yang dimiliki citra untuk membantu dalam pengidentifikasian objek (image analysis).

 Proses segementasi kadangkala diperlukan untuk melokalisasi objek yang diinginkan dari sekelilingnya. Contoh : pendeteksian tepi objek

4. Sebagian citra perlu digabung dengan bagian citra yang lain (image reconstruction)

contoh :

 beberapa foto rontgen digunakan untuk membentuk ulang gambar organ tubuh

5. Citra perlu dimampatkan (image compression)

contoh :

 suatu file citra berbentuk BMP berukuran 258 KB dimampatkan dengan metode JPEG menjadi berukuran 49 KB

(9)

2. Tujuan pengelompokkan adalah untuk mengenali suatu objek di dalam citra. 3. Manusia bisa mengenali objek yang dilihatnya karena otak manusia telah

belajar mengklasifikasi objek-objek di alam sehingga mampu membedakan suatu objek dengan objek lainnya. Kemampuan sistem visual manusia yang dicoba ditiru oleh mesin.

4. Komputer menerima masukan berupa citra objek yang akan diidentifikasi, memproses citra tersebut dan memberikan keluaran berupa

informasi/deskripsi objek di dalam citra

1.5. Elemen Sistem Pengolahan Citra Digital

Secara sederhana sistem pengolahan citra digital adalah sebagai berikut :

Secara lebih rinci sistem pengolajan citra digital adalah sebabai berikut :

Digitizer (Digital Acqusition System)

Digittizer adalah sistem penangkap citra digital yang melakukan penjelajahan citra dan mengkonversinya ke representasi numerik sebagai masukan bagi komputer

Gamba

r

Analog

Digital

Converti

on

(10)

BUKU AJAR MATA KULIAH PENGOLAHAN CITRA DIGITAL JURUSAN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM S-1 SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NASIONAL YOGYAKARTA digital. Hasil dari digitizer adalah matriks yang elemen-elemennya menyatakan nilai intensitas cahaya pada suatu titik.

Digitizer terdiri dari 3 komponen dasar :

1. Sensor citra yang bekerja sebagai pengukur intensitas cahaya

2. Perangkat penjelajah yang berfungsi merekam hasil pengukuran intensitas pada seluruh bagian citra

3. Pengubah analog ke digital yang berfungsi melakukan sampling dan kuantisasi.

Komputer digital

Komputer digital digunakan pada sistem pemroses citra, mampu melakukan berbagai fungsi pada citra digital resolusi tinggi.

Piranti Tampilan

Piranti tampilan adalah peraga berfungsi mengkonversi matriks intensitas tinggi, merepresentasikan citra ke tampilan yang dapat diinterpretasi oleh manusia.

Media penyimpanan,

Media penyimpanan adalah piranti yang mempunyai kapasitas memori besar sehingga gambar dapat disimpan secara permanen agar dapat diproses lagi pada waktu yang lain

1.6. Konsep Pengolahan Citra Digital

Pengolahan citra digital merupakan manipulasi dan interprestasi digital dari citra dengan bantuan komputer. Konsep dasar pengolahan citra dengan data masukan pokok (internal data) berupa langkah berikut :

1. Pengumpulan data yang relevan, yaitu citra digital

2. Klasifikasi atau pengelompokan dengan cara pengkelasan 3. Penyusunan data sesuai kelas

4. Perhitungan dan manipulasi