BAB I
REPRESENTASI CITRA
1. Pendahuluan
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
1.2. Relevansi
• Sistem Linear
• Pengolahan Isyarat Digital
• Klasifikasi dan Pengenalan Pola
• Jaringan Syaraf Tiruan
1.2.1. Standar Kompetensi
Mahasiswa mampu menjelaskan :
1. Representasi citra digital,
2. tahapan dalam pengolahan citra digital,
3. elemen sistem pengolahan citra digital
1.2.2. Kompetensi Dasar
Mahasiswa memahami :
1. Representasi citra digital,
2. tahapan dalam pengolahan citra digital,
3. elemen sistem pengolahan citra digital
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.
3. Representasi Citra Digital
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
Suatu citra merupakan kumpulan dari satuan kecil yang disebut dengan PIXEL. Kata pixel merupakan kependekan dari pix ("pictures") dan el (untuk "element");
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
RGB adalah suatu model warna yang terdiri dari merah, hijau, dan biru, digabungkan dalam membentuk suatu susunan warna yang luas. Setiap warna dasar, misalnya
kecil = 0 dan paling besar = 255. Pilihan skala 256 ini didasarkan pada cara mengungkap 8 digit bilangan biner yang digunakan oleh mesin komputer. Dengan cara ini, akan diperoleh warna campuran sebanyak 256 x 256 x 256 = 1.677.726 jenis warna.
Gambar 1.4.a. Komposisi Warna RGB
Sebuah jenis warna, dapat dibayangkan sebagai sebuah vektor di ruang 3 dimensi yang biasanya dipakai dalam matematika, koordinatnya dinyatakan dalam bentuk tiga bilangan, yaitu komponen-x, komponen-y dan komponen-z. Misalkan sebuah vektor dituliskan sebagai r = (x,y,z). Untuk warna, komponen-komponen tersebut digantikan oleh komponen R(ed), G(reen), B(lue). Jadi, sebuah jenis warna dapat dituliskan sebagai berikut: warna = RGB(30, 75, 255). Putih = RGB (255,255,255), sedangkan untuk hitam= RGB(0,0,0).
Gambar 1.4.b. Komposisi Warna RGB
Citra Gray
Graysacale adalah warna-warna piksel yang berada dalam rentang gradasi warna hitam dan putih.
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
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 )
Gambar 1.6. Representasi Citra Keabuan
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
Jika a1 =0 dan a2 = 1, maka operasi ini akan mentransformasikan suatu citra menjadi citra biner. Misal suatu citra memiliki gray level 256, dipetakan menjadi citra biner, maka fungsi fungsi trasformasinya adalah sebagai berikut:
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.
4. Tahapan Dasar Dalam Pengolahan Citra Digital
Berikut adalah skema yang menggambarkan tahapan yang harus dilewato di dalam melakukan pengolahan citra digital
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
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
