ANALISIS DISPARITY IMAGE DAN IMPLEMENTASI KOREKSI
DARI GAMBAR STEREO UNTUK MENGOPTIMALKAN
CITRA STEREOSCOPY
SKRIPSI
SOUCHI JUNEDA RAMBE
071401068
PROGRAM STUDI S1 ILMU KOMPUTER
DEPARTEMEN ILMU KOMPUTER
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2011
PERSETUJUAN
Judul : ANALISIS DISPARITY IMAGE DAN
IMPLEMENTASI KOREKSI DARI GAMBAR
STEREO UNTUK MENGOPTIMALKAN CITRA STEREOSCOPY
Kategori : SKRIPSI
Nama : SOUCHI JUNEDA RAMBE
Nomor Induk Mahasiswa : 071401068
Program Studi : SARJANA (S1) ILMU KOMPUTER
Departemen : ILMU KOMPUTER
Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Diluluskan di Medan, Komisi Pembimbing :
Pembimbing 2 Pembimbing 1
Syahriol Sitorus, S.Si, MIT Dr. Poltak Sihombing, M.Kom NIP 197103101997031004 NIP. 196203171991021001
Diketahui/Disetujui oleh
Program Studi S1 Ilmu Komputer Ketua,
Dr. Poltak Sihombing, M.Kom NIP. 196203171991021001
PERNYATAAN
ANALISIS DISPARITY IMAGE DAN IMPLEMENTASI KOREKSI DARI GAMBAR STEREO UNTUK MENGOPTIMALKAN
CITRA STEREOSCOPY
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, 21 Juli 2011
Souchi Juneda Rambe 071401068
PENGHARGAAN
Bismillahiraahmaanirrahiim
Alhamdulillahirrabbil’alamin, penulis ucapkan rasa syukur yang tiada habisnya
kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat serta hidayah-Nya dan segala kemurahan-Nya kepada umat manusia untuk selalu menjadikan Al-Quran sebagai pedoman hidup dan kehidupan manusia dan Rasulullah Muhammad SAW, keluarga dan para sahabat sebagai tauladan dalam setiap aktivitas manusia, hal ini menjadi pedoman penulis dalam menjalankan amanah sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik.
Dengan selesainya skripsi ini penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Dr. Poltak Sihombing, M.Kom. selaku Ketua Departemen Ilmu Komputer sekaligus pembimbing I atas bimbingan dan nasehatnya kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Bapak Syahriol Sitorus, S.Si, MIT, selaku pembimbing II atas bimbingan, nasehat dan motivasi kepada penulis selama penulisan skripsi ini. Bapak Dr. Sutarman.M.Sc selaku Dekan FMIPA dan para Pembantu Dekan FMIPA Universitas Sumatera Utara serta Staf Tata Usaha Program Studi S1 Ilmu Komputer yang telah membantu penulis dalam pengurusan administrasi selama perkuliahan, seminar dan sidang meja hijau.
Skripsi ini penulis persembahkan untuk kedua orang tua penulis. Kepada Ayahanda H. M Saleh Suriadi Rambe, B.A dan Ibunda Ernawati Siregar, S.Pd.I atas segala nasehat, doa, dan dukungan serta kepercayaan yang telah diberikan selama kuliah dan menyelesaiakan skripsi ini. Kepada Kakanda Dr. Iin Kamelia Rambe dan adik-adik tercinta atas segala dukungan dan semangat kepada penulis untuk dapat menyelesaikan skripsi ini. Kepada Komunitas Stereo ID, khususnya Syaiful Bahri, yang rela meluangkan waktunya untuk berbagi ilmu mengenai
stereoscopy. Rekan-rekan mahasiswa dan civitas akademika Program Studi S1
Ilmu Komputer pada umumnya dan angkatan 2007, khususnya Febriza Aditya dan Alexandro Nababan, yang telah memberikan dukungan moril maupun materil dalam penyusunan skripsi ini dan penulis berharap semoga amal kebaikan semua pihak yang telah membantu penulis akan dinilai sebagai amal dan mendapat balasan dari Allah SWT.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, karena kesempurnaan hanyalah milik Allah semata. Oleh karena itu penulis menerima kritik dan saran dari semua pihak yang bersifat membangun dan menyempurnakan skripsi ini. Penulis berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi penulis sendiri pada khususnya dan pembaca pada umumnya.
ABSTRAK
Sebuah citra stereo haruslah memiliki efek virtual yang optimum, yaitu ilusi kedalaman yang baik dan nyaman untuk dilihat. Sering kali sebuah citra stereo memiliki efek virtual yang buruk yang mengakibatkan pusing dan sakit mata. Untuk itu dilakukan sebuah analisis terhadap citra stereoscopy, khususnya analisis efek virtual. Sebuah metode untuk estimasi disparity dari citra stereoscopy diciptakan dalam penelitian ini. Metode ini menggunakan analisis terhadap pixel citra, dimana setiap pixel yang berbeda antara gambar kiri dan gambar kanan dideskripsikan sebagai besarnya disparity. Pada penelitian ini dilakukan analisis pada citra stereoscopy kiri dan kanan untuk jenis normal stereo dan hypostereo yang berbeda sudut pandang (parallax). Analisis dimulai dari pembacaan dimensi citra, menghitung nilai RGB, konversi ke citra grayscale, konversi ke citra biner, deteksi tepi citra dengan menggunakan operator sobel, lalu operasi pengurangan untuk medapatkan nilai disparity. Disparity terbentuk dengan adanya stereobase, untuk itu memvariasikan stereobase dilakukan untuk menganalisis hubungan antara disparity dan efek virtual. Hasil analisis kemudian diimplementasikan dalam sebuah aplikasi koreksi citra stereoscopy. Koreksi yang dilakukan dengan cara menghitung disparity positif, disparity nol, disparity negatif dan disparity horizontal untuk mengetahui ada atau tidaknya rotasi citra yang menyebabkan pengurangan efek virtual gambar stereo. Hasil pengujian efek virtual berupa kuisioner yang dihubungkan dengan hasil koreksi disparity pada aplikasi memberikan kesimpulan bahwa untuk citra normal stereo dan hypostereo
stereobase yang paling baik adalah 1/11, dengan persentase masing-masing 60%
dan 70% dimana disparity positif memiliki persentase lebih besar dari disparity negatif.
Kata Kunci : stereo, disparity, stereoscopy, stereobase, parallax, pixel, RGB, grayscale, biner, deteksi tepi
DISPARITY ANALYSIS AND IMPLEMENTATION OF IMAGE CORRECTION FROM STEREO IMAGES
FOR OPTIMIZING IMAGE STEREOSCOPY
ABSTRACT
A stereo image must have an optimum virtual effect, which is a good depth illusion and comfortable to be seen. Often, a stereo image have a bad virtual effect which causes dizziness and sore eyes. That’s why an analysis is being made on stereoscopy image, especially on virtual effect analysis. A method for stereoscopy image is made in this research. This method uses an analysis on image pixel, where every different pixel between the left image and the right image are described as disparity’s size. In this research an analysis is being made on the left stereoscopy’s image and the right one for a different view (parallax) of normal stereo type and hypostereo. The analysis is started from reading the image dimension, counting RGB value, converting to grayscale image, converting to biner image, detecting the image’s edge with sobel operator, then a subtraction operation to get disparity value. Disparity is made with a stereobase, because of it stereobase varying is carried out to analyze the relationship between disparity and virtual effects. The analysis result would then being implemented into a stereoscopy image correcting application. Correction is carried out with counting positive disparity, zero disparity, negative disparity and horizontal disparity to find out if there are any image rotation which causes stereo image virtual effect reduction. The result of virtual effect testing is a questionnaire linked with disparity correction result in the application gives a summary that for a normal stereo image and a stereobase hypostereo best is 1/11, with a respective percentage 60% and 70% where positive disparity have a greater percentage than the negative disparity.
Keyword : stereo, disparity, stereoscopy, stereobase, parallax, pixel, RGB, grayscale, binary, edge detection
DAFTAR ISI Halaman Persetujuan ii Pernyataan iii Penghargaan iv Abstrak v Abstract vi Daftar Isi vii Daftar Tabel x Daftar Gambar xi Bab 1 Pendahuluan 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Rumusan Masalah 2 1.3 Batasan Masalah 2 1.4 Tujuan Penelitian 3 1.5 Manfaat Penelitian 3 1.6 Metodologi Penelitian 4 1.7 Sistematika Penulisan 4
Bab 2 Landasan Teori 2.1 Citra Digital 6
2.2 Format Citra Digital 7
2.3 Citra Grayscale 9 2.4 Citra Threshold 9 2.5 Citra Biner 10 2.6 Deteksi Tepi 11 2.6.1 Metode Robert 13 2.6.2 Metode Prewitt 14 2.6.3 Metode Sobel 14
2.7 Operasi Berbasis Bingkai 15
2.7.1 Operasi Penjumlahan Citra 15
2.7.2 Operasi Pengurangan Citra (Deteksi Gerakan) 15
2.8 Citra 3 Dimensi 16
2.9 Virtual Reality (VR) 17
2.10 Citra Stereoscopy 19
2.10.1 Citra Normal Stereo 22
2.10.2 Citra Hypostereo 23
2.10.3 Citra Hyperstereo 23
2.10.4 Melihat Gambar Stereoscopy 25
2.12 Data Flow Diagram (DFD) 29
Bab 3 Analisis dan Perancangan Sistem 3.1 Analisis 31
3.1.1 Analisis Stereobase 31
3.1.1.1 Pengambilan Citra Stereoscopy 31
3.1.1.1.1 Citra Normal Stereo 32
3.1.1.1.2 Citra Hypostereo 34
3.1.1.1.3 Citra Hyperstereo 37
3.1.1.2 Pembuatan Efek Virtual 38
3.1.1.3 Penilaian Efek Virtual 40
3.1.2 Analisis Disparity 41
3.1.2.1 Proses Pembacaan Data Citra 41
3.1.2.2 Proses Penghitungan Nilai RGB Citra 42
3.1.2.3 Konversi Pixel ke Grayscale 43
3.1.2.4 Konversi Grayscale ke Biner 44
3.1.2.5 Deteksi Tepi 44
3.1.2.6 Perhitungan Nilai Disparity 45
3.1.2.7 Perhitungan Disparity Horizontal dan Rotasi Citra 46
3.1.3 Flowchart Menghitung Nilai RGB 47
3.1.4 Flowchart Menghitung Disparity Image 48
3.1.5 Flowchart Menentukan Rotasi Citra Kiri dan Kanan 49
3.2 Perancangan Sistem 50
3.2.1 Diagram Konteks Sistem 50
3.2.2 DFD Level 1 Analisis Disparity Image 50
3.2.3 Perancangan Antarmuka (Interface) 51
3.2.3.1 Rancangan Menu Utama 52
3.2.3.2 Rancangan Koreksi Disparity 52
3.2.3.3 Rancangan Hasil Koreksi 54
3.2.3.4 Rancangan Help 55
3.2.3.5 Rancangan About 56
Bab 4 Implementasi dan Pengujian Sistem 4.1 Implementasi 57
4.1.1 Tampilan Menu Utama 57
4.1.2 Tampilan Koreksi Disparity Image 58
4.1.3 Tampilan About 62
4.1.4 Tampilan Help 63
4.2 Pengujian Sistem 63
4.2.1 Koreksi Citra Hypostereo 64
4.2.2 Koreksi Citra Normal Stereo 66
4.2.3 Koreksi Citra Hyperstereo 69
4.2.4 Resume Hasil Koreksi 70
4.2.5 Hasil Kuesioner 70
4.2.6 Perbandingan Hasil Koreksi dan Hasil Kuesioner 71
5.1 Kesimpulan 73
5.2 Saran 74
Daftar Pustaka 75
DAFTAR TABEL
Halaman
2.1 Bitmap Info Header 8 2.2 Bitmap Core Header 8 2.3 Simbol-Simbol Flowchart 27
4.1 Hasil Kuesioner 71
DAFTAR GAMBAR
Halaman
2.1 Sistem Kordinat Citra Digital 6
2.2 Representasi Warna RGB Pada Citra Digital 7
2.3 Citra Grayscale 4x4 Pixel 10 2.4 Citra Hasil Threshold 10
2.5 Gradasi Citra Biner 11
2.6 Gradasi Citra Biner 11
2.7 Proses Deteksi Tepi Citra 12
2.8 Hasil Deteksi Tepi 13
2.9 Operasi Pengurangan untuk Mendeteksi Objek yang Bergerak 16 2.10 Kedalaman dan Perspektif Citra Tiga Dimensi 16 2.11 Gelombang Informasi Kedalaman Objek dan Perspektif 17 2.12 Perbedaan Orientasi Objek Sudut Pandang Tiap Mata 20 2.13 Gambar Mata Kiri Kanan yang Berbeda Sudut Pandang 21
2.14 Stereobase untuk 2 Buah Kamera 21
2.15 Disparity Image 24 2.16 Cara Melihat Gambar Stereoscopy Tanpa Alat Bantuan 25
2.17 Melihat Stereoscopy dengan Menggunakan Cermin 26
2.18 Pemisahan Citra Stereoscopy 26
2.19 Komponen DFD 30
3.1 Proses Analisis Stereobase 31 3.2 Pengambilan Citra Normal Stereo 32
3.3 Citra Normal Stereo dengan Stereobase 1/50 33 3.4 Citra Normal Stereo dengan Stereobase 1/30 33 3.5 Citra Normal Stereo dengan Stereobase 1/15 34 3.6 Citra Normal Stereo dengan Stereobase 1/11 34
3.7 Pengambilan Citra Hypostereo 35
3.8 Citra Hypostereo dengan Stereobase 1/50 36
3.9 Citra Hypostereo dengan Stereobase 1/30 36
3.10 Citra Hypostereo dengan Stereobase 1/15 37
3.11 Citra Hypostereo dengan Stereobase 1/11 37
3.12 Dua Buah Kamera Identik yang Dihubungkan dengan Kabel Sinkronisasi 38
3.13 Citra Landscape yang Berbeda Sudut Pandang 38
3.14 Foto Kiri dan Kanan pada Stereophotomaker 39
3.15 Foto Hasil Proses 39
3.16 Citra Stereo Hasil Pengolahan 40
3.17 Konstruksi Analisis Disparity 41
3.18 Format Citra 24-bit (16 Juta Warna) 42
3.23 Flowchart Menghitung Nilai Disparity 48 3.24 Flowchart Menentukan Rotasi Citra Kiri dan Kanan 49
3.25 Diagram Konteks 50
3.26 Level 1 Analisis Disparity Image 51
3.27 Rancangan Menu Utama 52
3.28 Rancangan Koreksi Disparity 53
3.29 Rancangan Hasil Koreksi 55
3.30 Rancangan Help 55 3.31 Rancangan About 56
4.1 Tampilan Menu Utama 57
4.2 Tampilan Koreksi Disparity Image 58
4.3 Tampilan Kotak Dialog Citra Kiri 60
4.4 Tampilan Citra Kiri 60
4.5 Tampilan Kotak Dialog Citra Kanan 61
4.6 Tampilan Citra Kanan 61
4.7 Tampilan Hasil Analisis 62
4.8 Tampilan About 62 4.9 Tampilan Help 63 4.10 Tampilan Koreksi Disparity Citra Hypostereo 1 64
4.11 Tampilan Koreksi Disparity Citra Hypostereo 2 65 4.12 Tampilan Koreksi Disparity Citra Hypostereo 3 65 4.13 Tampilan Koreksi Disparity Citra Hypostereo 4 66 4.14 Tampilan Koreksi Disparity Citra Normal Stereo 1 67 4.15 Tampilan Koreksi Disparity Citra Normal Stereo 2 67 4.16 Tampilan Koreksi Disparity Citra Normal Stereo 3 68 4.17 Tampilan Koreksi Disparity Citra Normal Stereo 4 69
4.18 Tampilan Koreksi Disparity Citra Hyperstereo 69
4.19 Tampilan Resume Hasil Koreksi 70
