IMPLEMENTASI DAN PERBANDINGAN OPTIMUM NOTCH
FILTER DAN BAND REJECT FILTER UNTUK MEREDUKSI
PERIODIC NOISE PADA CITRA DIGITAL
SKRIPSI
ISMAN SANTOSO 091401022
PROGRAM STUDI S1 ILMU KOMPUTER
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
IMPLEMENTASI DAN PERBANDINGAN OPTIMUM NOTCH FILTER DAN BAND REJECT FILTER UNTUK MEREDUKSI PERIODIC NOISE PADA CITRA
DIGITAL
SKRIPSI
DiajukanuntukmelengkapitugasakhirdanmemenuhisyaratmencapaigelarSarjanaKompu ter
ISMAN SANTOSO 091401022
PROGRAM STUDI S1 ILMU KOMPUTER
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERSETUJUAN
Judul : IMPLEMENTASI DAN PERBANDINGAN
OPTIMUM NOTCH FILTER DAN BAND REJECT FILTER UNTUK MEREDUKSI PERIODIC NOISE PADA CITRA DIGITAL
Kategori : SKRIPSI
Nama : ISMAN SANTOSO
Nomor Induk Mahasiswa : 091401022
Program Studi : SARJANA (S1) ILMU KOMPUTER
Fakultas : ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI
INFORMASI
Diluluskan di
Medan, 27 Juni 2013
Komisi Pembimbing :
Pembimbing 2 Pembimbing 1
Dian Wirdasari, S.Si, M.Kom Dian Rachmawati, S.Si, M.Kom
NIP 1982 0923 2010 1220 02 NIP1983 0723 2009 1220 04
Diketahui/Disetujui oleh
Program Studi S1 Ilmu Komputer
Ketua,
Dr. Poltak Sihombing, M.Kom
PERNYATAAN
IMPLEMENTASI DAN PERBANDINGAN OPTIMUM NOTCH FILTER DAN BAND REJECT FILTER UNTUK MEREDUKSI PERIODIC NOISE PADA CITRA
DIGITAL
SKRIPSI
Saya menyatakan bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, 27 Juni2013
Isman Santoso
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas segala berkat dan kasih karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini, sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Komputer, pada Program Studi S1 Ilmu Komputer Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi, Universitas Sumatera Utara.
Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada :
1. Bapak Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM&H, MSc(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 Departemen Ilmu Komputer Universitas Sumatera Utara.
4. Ibu Maya Silvi Lydia, B.Sc, M.Sc, selaku Sekretaris Departemen Ilmu Komputer Universitas Sumatera Utara.
5. Ibu Dian Rachmawati, S.Si, M.Kom dan Ibu Dian Wirdasari, S.Si, M.Kom, selaku Dosen Pembimbing.
6. Bapak Syahriol Sitorus,S.Si, MIT, dan Bapak Ade Candra, ST, M.Kom, selaku Dosen Penguji.
7. Semua dosen pada Departemen Ilmu Komputer FASILKOM-TIUSU, dan pegawai di Ilmu Komputer FASILKOM-TI USU.
8. Bapak saya Tommy Wahab Nainggolan, ibu saya Marlise Simanjuntak, kakak saya Debora Nainggolan, dan abang saya Beynon Roy yang memberikan dorongan kepada penulis selama menyelesaikan skripsi ini.
9. Rekan-rekan kuliah, khususnya Efrienni Tampubolon, Ales Sanro Sotardodo, dan rekan-rekan asisten di IKLC yang telah memberikan semangat dan dorongan kepada penulis.
Semoga Tuhan Yang Maha Kuasa memberikan berkat yang berlimpah kepada semua pihak yang telah memberikan bantuan, perhatian, serta dukungan kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
Medan, 27 Juni 2013
ABSTRAK
Noise pada citra digital dapat berupa periodic noise yang secara visual tampak
terdapat garis-garis pada citra yang penyebarannya merata.Salah satu mekanisme yang digunakan untuk mengurangi noise adalah filter. Periodic Noise dapat dikurangi dengan menggunakan Selective Filter. Adapun metode filter yang digunakan penulis untuk proses pengurangan noise adalah dengan menggunakan Optimum Notch Filter
dan Band Reject Filter yang keduanya merupakan jenis dari selective filter.
Penggunaan filter dilakukan di dalam domain frekuensi. Untuk itu penulis juga menggunakan metode Fast Fourier Transform untuk menghasil citra transformasi di dalam domain frekuensi. Implementasi sistem menggunakan bahasa pemrograman Visual C#.NET 2012. Hasil dari penelitan ini diperoleh bahwa citra hasil filter dengan menggunakan Band Reject Filter lebih baik kualitasnya dibandingkan dengan citra hasil filter dengan Optimum Nocth Filter. Ukuran citra digital yang di-filter
merupakan citra dengan ukuran simetris 2n, n= 7, 8 dan 9.
IMPLEMENTATION AND COMPARISON OF OPTIMUM NOTCH FILTER AND BAND REJECT FILTER TO REDUCE PERIODIC NOISE ON DIGITAL
IMAGE
ABSTRACT
Noiseondigital imagecan be periodicnoisewhich visuallyappearsthere arelines on theimagearespreadevenly. Filtering is one of the mechanism to reduce noise. Periodic noise can be reduced by using Selective Filter. The filter method used by the author to reduce the noise is Optimum Notch Filter and Band Reject Filter which are both a type of selective filter. The use of the filter are processed in the frequency domain, because of that author also use the Fast Fourier Transform method to produce the image transformation in frequency domain. System is implemented by using Visual C#.NET 2012. The results ofthis researchshows that theimage hasfilteredby using BandRejectFilteris better thanusing Optimum NotchFilter.The size of digital image that will be filtered is symmetrical with large size 2n, n=7, 8, and 9.
DAFTAR ISI
Halaman
Persetujuan ii
Pernyataan iii
Penghargaan iv
Abstrak v
Abstract vi
Daftar Isi vii
Daftar Tabel ix
Daftar Gambar x
Daftar Lampiran xi
Bab I Pendahuluan
1.1Latar Belakang 1
1.2Perumusan Masalah 2
1.3Batasan Masalah 2
1.4Tujuan Penelitian 2
1.5Manfaat Penelitian 3
1.6Sistematika Penulisan 3
Bab II Landasan Teori
2.1 Citra Digital 4
2.3.1 Pengolahan Citra dalam Domain Frekuensi 10 2.3.1.1 Transformasi Fourier Diskrit 2D dan Domain Frekuensi 10
2.3.1.2 DFT Terpusat 11
2.3.1.3 Fast Fourier Transform (FFT) 13
2.3.2 Konsep Filter dalam Domain Frekuensi 14
2.3.3Selective Filter 15
2.3.3.1 Band Reject Filter (BRF) 16
2.4 Penilaian Kualitas Citra 22 2.4.1 Mean Square Error (MSE) dan Peak Signal to Noise
Ratio (PSNR) 23
Bab III Analisis dan Perancangan Sistem
3.1 Analisis Sistem 24
3.1.1 Analisis Masalah 24
3.1.2 Analisis Persyaratan 25
3.1.2.1 Persyaratan Fungsional 25
3.1.2.2 Persyaratan Nonfungsional 25
3.1.2.3 Pemodelan Persyaratan Sistem dengan Use Case 26
3.1.3 Analisis Proses Sistem 40
3.2 Perancangan Sistem 46
3.2.1 Class Diagram 46
3.2.2 Perancangan Antarmuka 49
3.2.2.1Rancangan Interface Splash Screen 49 3.2.2.2 Rancangan Interface Form Uji Filter ONF dan BRF 49 3.2.2.3 Rancangan Interface Form Implementasi ONF dan BRF 53 3.2.2.4 Rancangna Interface Form Petunjuk Aplikasi 55 3.2.2.5 Rancangan Interface Form Tentang Aplikasi 56
Bab IV Implementasi dan Pengujian
4.1Implementasi 57
4.1.1 FormSplash Screen 57
4.1.2 FormPengujian ONF dan BRF 58
4.1.3 FormImplementasi ONF dan BRF 58
4.1.4 FormPetunjuk Penggunaan Aplikasi 59
4.1.5 FormTentang Aplikasi 60
4.2. Pengujian 60 4.2.2Proses Pengubahan Citra RGB Menjadi Citra Grayscale
Ber-noise 66
4.2.3 Proses Pemfilteran Menggunakan ONF dan BRF 67
4.2.3.1 Proses Filter BRF 67
4.2.3.2 Proses Filter ONF 68
4.2.4 Proses Pengujian ONF Dan BRF Untuk Mem-filter
Citra Grayscale Dengan Periodic Noise 69
Bab V Kesimpulan dan Saran
5.1 Kesimpulan 91
5.2. Saran 92
DAFTAR TABEL
Nomor
Tabel Nama Tabel Halaman
3.1
Dokumentasi Naratif Use Case Kontrol Proses Filter Citra Digital
Dokumentasi Naratif Use CaseInput Citra Digital
Dokumen Naratif untuk use case periodic noise generate
Dokumen Naratif untuk use case Transformasi Fourier
Dokumentasi Naratif untuk use
caseGenerateMaskFilterDokumentasi Naratif untuk use case
Konvolusi
Dokumen Naratif untuk use case InversFourier
Dokumen naratif use case MSE, PSNR, Runtime. Dokumentasi naratif use case Simpan Citra Kelas dan Atributnya
Rencana Pengujian
Pengujian hasil input citra digital oleh user Pengujian hasil filter oleh sistem
Perbandingan nilai MSE, PSNR dan Runtime antara citra
grayscale asli dengan citra grayscale hasil filter BRF ukuran 128 x 128
Perbandingan nilai MSE, PSNR dan Runtime antara citra
grayscale asli dengan citra grayscale hasil filter ONF ukuran 128 x 128
Perbandingan nilai MSE, PSNR dan Runtime antara citra
grayscale asli dengan citra grayscale hasil filter BRF ukuran 256 x 256
Perbandingan nilai MSE, PSNR dan Runtime antara citra
grayscale asli dengan citra grayscale hasil filter ONF ukuran 256 x 256
Perbandingan nilai MSE, PSNR dan Runtime antara citra
grayscale asli dengan citra grayscale hasil filter BRF ukuran 512 x 512
Perbandingan nilai MSE, PSNR dan Runtime antara citra
grayscale asli dengan citra grayscale hasil filter ONF ukuran 512 x 512
Rata-Rata nilai MSE, PSNR dan runtime citra grayscale 128 x 128
Rata-Rata nilai MSE, PSNR dan runtime citra grayscale 256 x 256
Rata-Rata nilai MSE, PSNR dan runtime citra grayscale 512 x 512
Rata-Rata Keseluruhan nilai MSE, PSNR dan Runtime dari setiap ukuran citra
Perbandingan nilai MSE sebelum difilter dengan sesudah difilter dengan BRF
Perbandingan nilai MSE sebelum difilter dengan sesudah
difilter dengan ONF
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Gambar Nama Gambar Halaman
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8
Citra Digital
Kombinasi warna 3 kanal
Kombinasi warna dari tiap kanal CYMK Citra dengan periodik noise
Spektrum Fourier 2D Proses pemusatan DFT
Diagram proses filter dalam domain frekuensi
Perspective plot dari (a)Ideal, (b)Butterworth, dan (c)Gaussian
DAFTAR LAMPIRAN
Band Reject Filter
Perspective Plot dari (a) Ideal, (b) Butterworth, dan (c) Gaussian Notch Filters
Use Case Diagram Sistem yang akan dikembangkan
Activity Diagram Kontrol Proses Filter Citra Digital
Activity Diagram Input Citra Digital
Activity Diagram periodic noise generate
Activity Diagram use case Transformasi Fourier
Activity Diagram use case Mask Filter Generate Optimum Notch Filter
Activity Diagram use case Mask Filter Generate Band Reject Filter
Activity Diagram use case Konvolusi
Activity Diagram untuk use case Invers Fourier
Activity Diagram use case MSE, PSNR, dan Runtime
Activity Diagram untuk use case Simpan citra digital Sequence Diagram tahap pertama Filter Citra Digital
Sequence Diagram tahap kedua filter Citra digital
Class Diagram untuk sistem yang akan dibangun Rancangan
Interface Splash Screen
Rancangan Interface Form Pengujian ONF dan BRF Rancangan Interface Form Enkripsi Citra
Rancangan Interface Form petunjuk penggunaan aplikasi Rancangan Interface Form Tentang Aplikasi
Form Splash Screen
Form Pengujian ONF dan BRF
Form implementasi ONF dan BRF
Form Petunjuk penggunaan aplikasi
Form Tentang aplikasi
Peringatan apabila ukuran lebar dan tinggi gambar tidak sesuai Pengubahan citra berwarna ke citra grayscale ber-noise
Pemberitahuan proses filter selesai Proses Filter BRF
Proses Filter ONF
