C
it
ra
D
ig
it
a
P
e
n
g
o
la
h
a
n
C
it
ra
D
ig
it
a
l
Pembentukan Citra
• Citra dibagi menjadi 2 macam :
1. Citra kontinyu : adalah citra yang dihasilkan dari
sistem optik yang menerima sinyal analog
2. Citra diskrit : adalah citra yang dihasilkan melalui
proses digitalisasi terhadap citra kontinyu
• Konsep Pembentukan Citra :
1. Model Citra
2. Digitalisasi Citra
3. Elemen-elemen Citra Digital
C
it
ra
D
ig
it
a
l
P
e
n
g
o
la
h
a
n
C
it
ra
D
ig
it
a
l
1. Model Citra
• Cahaya merupakan bentuk energi maka
intensitas cahaya bernilai antara 0 sampai tak
terhingga
• Nilai f(x,y) sebenarnya adalah hasil kali
[GON77]:
1. i(x,y) adalah jumlah cahaya yang berasal
dari sumber
(illumination)
, nilainya antara 0
sampai tak berhingga
2. r(x,y) adalah derajat kemampuan obyek
memantulkan cahaya
(reflection)
, nilainya
C
it
ra
D
ig
it
a
l
• Proses Pembntukan Citra
• Proses pembentukan intensitas cahaya:
• Sumber cahaya menyinari objek. Jumlah pancaran
(iluminasi) cahaya yang diterima objek pada koordinat (x.y) adalah i(x,y). Objek memantulkan cahaya yang diterima dengan derajat pantulan r(x,y). Hasil kali
antara i(x,y) dan r(x,y) menyatakan intensitas cahaya pada koordinat (x,y) yang ditangkap oleh sensor
visual pada sistem optik
P
e
n
g
o
la
h
a
n
C
it
ra
D
ig
it
a
l
1. Model Citra
• Nilai i(x,y) ditentukan oleh sumber cahaya, sedangkan r(x,y) ditentukan oleh karakteristik objek di dalam gambar.
• Nilai r(x,y)=0 mengindikasikan penerapan total, sedangkan r(x,y) =1 menyatakan pemantulan total
• Contoh nilai i(x,y) :
1. Pada hari cerah, iluminasi i(x,y) sekitar 9000 foot candles 2. Pada hari mendung iluminasi i(x,y) sekitar 1000 foot candles 3. Pada hari malam bulan purnama iluminasi i(x,y) sekitar 0.001
foot candles
• Contoh nilai r(x,y) :
1. Benda hitam mempunyai r(x,y) = 0.01 2. Dinding putih mempunyai r(x,y) = 0.8
C
it
ra
D
ig
it
a
l
• Intensitas f dari gambar hitam putih pada titik (x,y) disebut Derajat Keabuan (grey level), sedangkan citranya disebut Citra hitam putih (grayscale Image) atau citra monokrom (monochrome image)
• Derajat keabuan mempunyai rentang nilai : • lmin < f < lmax
• Selang lmin dan lmax disebut skala keabuan • Contoh, sebuah citra hitam putih dengan 256 level artinya
mempunyai skala abu dari 0 sampai 255, 0 menyatakan hitam, 255 menyatakan putih,0-255 menyatakan abu abu
• Citra hitam putih disebut juga citra 1 kanal, karena warnanya hanya ditentukan oleh 1 fungsi intensitas saja. Citra berwarna (color image) dikenal dengan nama citra spektral, karena warna pada citra disusun oleh 3 komponen warna yang disebut
komponen RGB, Red Green Blue
P
e
n
g
o
la
h
a
n
C
it
ra
D
ig
it
a
l
2. DIGITALISASI CITRA
• Agar dapat diolah dengan komputer,maka citra harus direpresentasikan secara numerik dengan nilai diskrit.
• Representasi citra dari fungsi malar(kontinyu) menjadi nilai diskrit disebut digitalisasi.
• Citra yang dihasilkan ini disebut Citra digital (digital image)
• Citra digital yang tingginya N, lebar M, dan derajat keabuan L, dapat dianggap sebagai fungsi [DUL97]:
• F(x,y) :
C
it
ra
D
ig
it
a
l
• Citra digital yang berukuran N x M lazim dinyatakan dengan matriks sebagai berikut :
• Indeks baris (i) dan kolom (j) menyatakan suatu koordinat titik pada citra, sedangkan f(I,j) merupakan intensitas (derajat
P
e
n
g
o
la
h
a
n
C
it
ra
D
ig
it
a
l
2. DIGITALISASI CITRA
C
it
ra
D
ig
it
a
l
• Pixel pertama pada koordinat (0,0) mempunyai nilai intensitas 0 yang berarti warna pixel tersebut hitam, pixel kedua pada
koordinat (0,1) mempunyai intensitas 134 yang berarti warnanya antar hitam dan putih dan seterusnya
• Proses digitalisasi citra ada 2 macam :
P
e
n
g
o
la
h
a
n
C
it
ra
D
ig
it
a
l
2. DIGITALISASI CITRA
•
Penerokan
• Citra kontinyu diterok pada grid-grid yang berbentuk
C
it
ra
D
ig
it
a
l
•
Penerokan
• Terdapat perbedaan antara koordinat gambar yang
disampling dengan koordinat matriks hasil digitalisasi.
Koordinat x dan y pada gambar dimulai dari sudut kiri
P
e
n
g
o
la
h
a
n
C
it
ra
D
ig
it
a
l
2. DIGITALISASI CITRA
C
it
ra
D
ig
it
a
l
•
Penerokan
• Dalam hal ini,
I = x 0 <= I <= N-1 j = M-y 0 <= j <= M-1 x = Dx/N increment
y = Dy/M increment
N = jumlah maksimum pixel dalam 1 baris M = jumlah maksimum pixel dalam 1 kolom Dx = lebar gambar dalam inch
Dy = tinggi gambar dalam inch
P
e
n
g
o
la
h
a
n
C
it
ra
D
ig
it
a
l
2. DIGITALISASI CITRA
• Elemen (I,j) di dalam matriks menyatakan rata-rata intensitas cahaya pada area citra yang direpresentasikan sebagai pixel
C
it
ra
D
ig
it
a
l
• Area 2.5 x 2.0 inch pada sudut kiri atas gambar dinyatakan dengan lokiasi (0,0) pada matrix 5x4 yang mengandung nilai 0 • Area 2.5 x 2.0 inch pada sudut kanan bawah dinyatakan dengan
lokasi (4,3) pada matrix 5x4 mengandung nilai 1
• Untuk memudahkan implementasi, jumlah tterokan biasa diasumsikan sebagai: N = 2^n
• N= jumlah penerokan • n= bilangan bulat positif
• Pembagian gambar menjadi ukuran tertentu menentukan
P
e
n
g
o
la
h
a
n
C
it
ra
D
ig
it
a
l
C
it
ra
D
ig
it
a
l
• Pada gambar di atas memperlihatkan efek perbedaan penerokan pada citra Lena, masing masing 256x256, 128x128, 64x64, dan 62x62
• Seluruh citra mempunyai jumlah jderajat keabuan yang sama yaitu 256
• Karena area tampilan untuk ke 4 citra Lena pada Gambar tersebut sama, maka pixel cxitra yang beresolusi rendah di duplikasi untuk mengisi seluruh bidang tampilan
P
e
n
g
o
la
h
a
n
C
it
ra
D
ig
it
a
l
2. DIGITALISASI CITRA
•
Kuantisasi
• Proses kuantisasi membagi skala keabuan (0,L) menajadi G buah level yang dinyatakan dengan suatu harga bilangan bulat
(integer), biasanya G diambil dari : • G = 2 ^ m
• G = derajat keabuan
• m = bilangan bulat positif
• Hitam dinyatakan dengan derajat keabuan terendah 0, putih dinyatakan dengan nilai derajat keabuan tertinggi 15 untuk 16 level
• Jumlah bit yang dibutuhkan untuk merepresentasikan nilai keabuan pixel disebut kedalaman pixel (pixel depth)
C
it
ra
D
ig
it
a
l
• Pada kebanyakan aplikasi, citra hitam putih dikuantisasi pada 256 level dan membutuhkan 1 byte(8bit) untuk representasi tiap pixel
• Citra biner hanya dikuantisasi pada 2 level,0 dan 1. • Bit 0 = hitam
• Bit 1 = putih
• Besar daerah derajat keabuan yang digunakan menentukan
resolusi kecerahan gambar yang diperoleh. Sebagai contoh, jika digunakan 3 bit untuk menyimpan harga bilangan bulat, maka jumlah derajat keabuan yang diperoleh hanya 8, jika digunakan 4 bit, maka derajat keabuan yang diperoleh adalah 16
P
e
n
g
o
la
h
a
n
C
it
ra
D
ig
it
a
l
2. DIGITALISASI CITRA
C
it
ra
D
ig
it
a
l
• Penyimpanan citra digital yang diterok menjadi N x M buah pixel yang dikuantisasi menjadi G = 2 ^ m level derajat keabuan
membutuhkan memori sebanyak : • B = N x M x m bit
• Sebagai contoh, citra berukuran 512x512pixel dengan 256 derajat keabuan membutuhkan memori :
• 512x512x8 bit
• Secara keseluruhan, resolusi gambar ditentukan oleh N dan m. Makin tinggi nilai N atau M dan m, maka citra yang dihasil kan semakin bagus kualitas nya (mendekati citra asli). Untuk citra dengan jumlah objek yang sedikit, kualitas citra ditentukan oleh nilai m. Sedangkan untuk citra dengan jumlah objek yang
P
e
n
g
o
la
h
a
n
C
it
ra
D
ig
it
a
l
2. ELEMEN CITRA DIGITAL
1. Kecerahan ( brightness )
Kecerahan adalah kata lain untuk intensitas cahata.
Sebagaimana telah dijelaskan pada again penerokan,
kecerahan pada sebuah titik ( pixel ) di dalam citra bukanlah intensitas yang real, teteapi sebenarnya adalah intensitas rata rata dari suatu area yang melingkupinya.
2. Kontras ( contrast )
Kontras menyatakan sebaran terang (lightness) dan gelap (darkness) di dalam sebuah gambar. Citra dengan kontras rendah di cirikan oleh sebagian besar komposisi citranya
adalah terang atau sebagian besar gelap. Oada citra dengan kontras yang baik , komposisi gelap dan terang tersebar
C
it
ra
D
ig
it
a
l
3. Kontur (contour)
Kontur adalah keadaan yang ditimbulkan oleh perubahan intensitas pada pixel yang bertetangga. Karena adanya perubahan intensitas inilah mata kita mampu mendeteksi tepi tepi (edge) objek di dalam citra
4. Warna (colour)
Warna adalah persepsi yang disrasakan oleh sistem visual manusia terhadap panjang gelombang cahaya yang
dipantulkan oleh objek. Setiap warna mempunyai panjang gelombang yang berbeda.
Merah mempunyai panjang gelombang tertinggi dan Ungu mempunyai panjang gelombang terendah
Warna-warna yang diterima oleh mata (sistem visual manusia) merupakan hasil kombinasi cahaya dengan panjang
P
e
n
g
o
la
h
a
n
C
it
ra
D
ig
it
a
l
2. ELEMEN CITRA DIGITAL
5. Bentuk (shape)
Shape adlaah properti intrinsik dari objek 3 dimensi, dengan pengertian bahwa shape merupakan properti intrinsik utama untuk sistem visual manusia [BAL82].
Manusia lebih sering mengasosisasikan objek dengan
bentuknya daripada elemen lain (misalnya warna). Pada umumnya, citra yang dibentuk oleh mata merupakan citra dwimatra (2dimensi) sedangkan objek yang dilihat
umumnya 3 dimensi. 6. Tekstur (texture)
Tekstur dicirikan sebagai distribusi spasial dari derajat keabuan di dalam sekumpulan pixel yang bertetangga. Jadi tekstur tidak dapat didefinisikan untuk sebuah pixel. Sistem visual manusia pada hakikatnya tidak menerima informasi citra secara independen pada setiap pixel,melainkan suatu citra dianggap sebagai suatu kesatuan. Resolusi citra yang
C
it
ra
D
ig
it
a
l
• Elemen Pemrosesan Citra digital dibagi menjadi :
1. Digitizer
P
e
n
g
o
la
h
a
n
C
it
ra
D
ig
it
a
l
C
it
ra
D
ig
it
a
l
• Operasi dari sistem pemrosesan citra tersebut dibagi menjadi 4 prinsip: digitalisasi, pemrosesan, penayangan, dan
penyimpanan
•
Digitizer
• Digitizer ( atau Digital Image Acquisition System) merupakan sistem penangkap citra digital yang melakukan penjelajahan citra dan mengkonversikan ke representasi numerik sebagai
masukan bagi komputer digital. Hasil dari digitizer adalah matrix yang elemen elemennya menyatakan nilai intensitas cahaya
pada suatu titik.
P
e
n
g
o
la
h
a
n
C
it
ra
D
ig
it
a
l
4.ELEMEN SISTEM PEMROSESAN CITRA DIGITAL
•
Digitizer
• 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 penerokan dan kuantisasi
