citra

OPERASI DASAR

PENGOLAHAN CITRA

Citra digital direpresentasikan dengan matriks sehingga operasi pada citra digital pada

dasarnya memanipulasi elemen-elemen matriks. Operasi dasar pengolahan citra antara lain:

operasi titik, operasi global, operasi berbasis bingkai (frame), operasi geometri, operasi

bertetangga

3.1 OPERASI TITIK

Titik pada citra memiliki 2 karakteristik yaitu :

koordinat yang menunjukkan lokasi dari titik tersebut dalam citra

nilai yg menunjukan tingkat keabuan/warna dari titik tersebut

Operasi titik dilakukan dengan memodifikasi nilai skala keabuan dari titik (piksel) yang

ditinjau berdasarkan fungsi tertentu.

Fungsi yang digunakan adalah fungsi transformasi skala keabuan (gray scale

transformation/GST)

GST function = fungsi yang memetakan tingkat keabuan input (Ki) ke citra keabuan citra

output (Ko)

Ko = f (Ki)

Untuk citra true color fungsi ini diterapkan pada ketiga elemen warna :

Ro = fR (Ri)

Go = fG (Gi)

Bo = fB (Bi)

Beberapa operasi pengolahan citra, terkait operasi titik :

Modifikasi kecemerlangan (brightness modification)

Peningkatan Kontras (contrast enhancement)

Negasi (negation)

Pengambangan (thresholding)

1. MODIFIKASI KECEMERLANGAN (BRIGHTNESS MODIFICATION)

Pada dasarnya merubah nilai keabuan/warna dari gelap menuju terang atau sebaliknya

merubah citra yang terlalu cemerlang/pucat menjadi gelap.

Dengan pertolongan GST fungsi, dapat ditarik formula linier :

Ko = Ki + C atau f(x,y)’ = f(x,y) + C

Pengolahan CitraHarni Kusniyati ST.

Pusat Pengembangan Bahan AjarUniversitas Mercu Buana

‘12 1

3

Dimana C adalah suatu konstanta yang bernilai positif untuk meningkatkan kecemerlangan

citra, bernilai negatif untuk mengurangi kecemerlangan citra.

Untuk citra true color :

Ro = Ri + CR

Go = Gi + CG

Bo = Bi + CB

2. PENINGKATAN KONTRAS (CONTRAST ENHANCEMENT)

Jika sebuah citra yang mempunyai nilai keabuan yang tidak terlalu berbeda untuk semua

titik, dimana titik tergelap dalam citra tidak mencapai hitam pekat dan titik paling terang

dalam citra tidak berwarna putih cemerlang

Dengan peningkatan kontras maka titik yang cenderung gelap menjadi lebih gelap dan yang

cenderung terang menjadi lebih cemerlang.

Peningkatan kontras dapat dilakukan dengan bermacam rumus, salah satunya adalah :

Ko = G (Ki – P) + P

G = Koefisien penguatan kontras

P = Nilai skala keabuan yang dipakai sebagai pusat pengontrasan

3. NEGASI

Operasi untuk mendapatkan citra negatif (negative image)

Meniru film negatif pada fotografi, yaitu titik yang berwarna putih pada citra mempunyai

warna hitam pada film negatifnya, demikian juga sebaliknya.

Dilakukan dengan cara mengurangi nilai intensitas piksel dari nilai keabuan maksimum.

Ko = Kmax – Ki

Misal pada citra dengan 256 derajat keabuan (8 bit) Kmax = 255 maka

Ko = 255 – Ki atau f(x,y)’ =255 – f(x,y)

4. KONVERSI CITRA TRUE COLOR MENJADI CITRA KEABUAN (GRAYSCALE)

Operasi konversi citra true color ke keabuan dengan rumus :

Ri + Gi + Bi

Ko = Ri + Gi + Bi /3

Bisa juga dengan memberi bobot (w) pada RGB karena mata manusia lebih sensitif pada

warna hijau, kemudian merah, terakhir biru.

Ko = wr Ri + wg Gi + wb Bi

Berdasarkan NTSC (National Television System Committee), dimana :

wr = 0.299

wg = 0.587

wb = 0.144

5. PENGAMBANGAN (THRESHOLDING)



‘12 2

Operasi pengambangan digunakan untuk mengubah citra dengan format skala keabuan,

yang mempunyai kemungkinan nilai lebih dari 2 ke citra biner yang memiliki 2 buah nilai

(yaitu 0 dan 1).

Pengambangan Tunggal

Memiliki sebuah nilai batas ambang

Fungsi GST-nya

Pengambangan Ganda

Memiliki ambang bawah dan ambang atas. Dilakukan untuk menampilkan titik-titik yang

mempunyai rentang nilai skala keabuan tertentu

3.2 OPERASI GEOMETRI

Operasi Geometri pada pengolahan citra ditujukan untuk memodifikasi koordinat piksel

dalam suatu citra dengan pendekatan tertentu, tetapi dalam perkembangannya

dimungkinkan juga memodifikasi nilai skala keabuan.

Operasi Geometri berhubungan dengan perubahan bentuk geometri citra, antara lain :

Pencerminan (flipping)

Rotasi/pemutaran (Rotating)

Pemotongan (Cropping)

Penskalaan (Scaling/Zooming)

1. PENCERMINAN (FLIPPING)

Operasi pencerminan merupakan salah satu operasi geometri yang paling sederhana.

Efek pencerminan

horisontal : pencerminan pada sumbu Y



‘12 3

vertikal : pencerminan pada sumbu X

kombinasi : pencerminan pada sumbu Y dan X

Formula/rumus yang digunakan untuk pencerminan horisontal.

x’ = –x

karena koordinat asal (x) bernilai nol atau positif, maka koordinat hasil (x’) yang diperoleh

dari rumus akan selalu bernilai nol atau negatif.

Padahal koordinat piksel citra tidak ada (tidak boleh) negatif.

Maka rumus dimodifikasi menjadi :

Untuk pencerminan vertikal, tinggal mengganti rumus, menjadi : y’ = –y

y’ = h – 1 – y

Untuk pencerminan kombinasi, rumus keduanya digabungkan.

Gambar 3.1 Pencerminan



‘12 4

2. ROTASI (ROTATING)

Operasi rotasi dengan memutar koordinat yang akan dibahas adalah rotasi ¼ putaran (900)

dan ½ putaran (1800).

Gambar 3.2 Rotasi

3. PEMOTONGAN (CROPPING)

Adalah pengolahan citra dengan kegiatan memotong satu bagian dari citra.

Rumus yang digunakan :



‘12 5

Gambar 3.3 Cropping

4. PENSKALAAN (SCALING)

Operasi penskalaan (scaling) dimaksudkan untuk memperbesar (zoom-in) atau memperkecil

(zoom-out) citra.



‘12 6

Gambar 4.4 Pensaklaran

Operasi zoom in dengan faktor 2 (Sh=Sv=2) → menyalin setiap piksel sebanyak 4 kali, jadi

citra 2 x 2 piksel menjadi 4 x 4 piksel.

3.3 OPERASI BERBASIS BINGKAI (FRAME) = OPERASI MULTI IMAGE

Operasi multi image adalah operasi pengolahan terhadap lebih dari satu obyek citra dan

menghasilkan sebuah citra keluaran yang merupakan hasil operasi matematis

Operasi ini dilakukan titik per titik dengan lokasi yang bersesuaian pada citra-citra masukan.

Secara umum misal akan dioperasikan citra A dan citra B sehingga menghasilkan citra C,

maka dapat diformulasikan sbb :

C(x,y) = A(x,y) operator B(x,y)

Jika melibatkan lebih dari 2 citra, maka :

C(x,y) = A1(x,y) operator A2(x,y) operator A3(x,y)………

Dalam operasi yang melibatkan dua buah citra atau lebih, biasanya akan diterapkan operasi

aritmatika, sebagai contoh :

Penjumlahan C(x,y) = A(x,y) + B(x,y)

Pengurangan C(x,y) = A(x,y) – B(x,y)

Perkalian C(x,y) = A(x,y) * B(x,y)

Pembagian C(x,y) = A(x,y) / B(x,y)

Beberapa pengolahan citra yang berkaitan dengan operasi ini adalah :

1. Penggabungan citra (image blending)

2. Deteksi gerakan (motion detection)

3. Operasi Logika (logic Operation)



‘12 7

1. PENGGABUNGAN CITRA (IMAGE BLENDING)

Penggabungan citra dilakukan dengan cara menimpakan sebuah citra pada citra yang lain

Dengan kata lain dilakukan operasi penjumlahan terhadap citra yang ada dengan pemberian

bobot pada masing-masing citra

C(x,y) = wa * A(x,y) + wb * B(x,y)

wa dan wb adalah bobot untuk citra A dan B, dan nilai jumlah total dari bobot adalah 1

wa + wb = 1

Gambar 3.5 Penggabungan image

2. DETEKSI GERAKAN

Deteksi gerakan secara sederhana dapat dilakukan dengan mencari beda antara 2 citra

yang berurutan pada hasil pencitraan menggunakan kamera video digital

Operator yang digunakan adalah pengurangan

Dengan operasi pengurangan ini :

bagian yang tidak bergerak akan menghasilkan nilai = 0

bagian yang bergerak menghasilkan nilai ≠ 0

C(x,y) = A(x,y) – B(x,y)

Dengan mengevaluasi nilai selisih tersebut, dapat diketahui apakah pada citra terdapat objek

yang bergerak

Bisa juga digunakan rumus pada operasi blending dengan memberi bobot

wa = 1 dan wb = – 1



‘12 8

Gambar 3.6 Citra pendeteksi gerak

3. OPERASI LOGIKA

• Beberapa operasi logika dapat diterapkan pada 2 atau lebih citra, yaitu :

Operasi SUB mirip dengan operasi pengurangan, tetapi jika hasilnya negatif maka hasilnya

diganti dengan 0



‘12 9

3.4 OPERASI GLOBAL

Proses yang dilakukan bergantung pada karakteristik global dari citra yang hendak

dimodifikasi

Karakteristik tersebut biasanya berupa sifat statistik dari citra itu sendiri yang

direpresentasikan dengan histogram tingkat keabuan = mempertimbangkan keseluruhan titik

pada citra tersebut.

Salah satu operasi global adalah Ekualisasi Histogram (Histogram Equalization)

1. EKUALISASI HISTOGRAM (Histogram Equalization)

adalah suatu proses perataan histogram, dimana distribusi nilai derajat keabuan pada suatu

citra dibuat rata.

Proses ekualisasi histogram secara ideal :

Gambar 3.7 proses ekualisasi histogram



‘12 10

Pada gambar diatas, histogram citra hasil yang ideal memiliki jumlah titik yang sama untuk

setiap tingkat keabuan, jadi distribusi titik dalam citra asli harus disebarkan secara lebih

merata ke seluruh nilai keabuan.

Ci = cacah/distribusi kumulatif nilai skala keabuan ke – i dari citra asli

round = fungsi pembulatan ke bilangan terdekat, misal : 35,4 menjadi 35

Ko = nilai keabuan hasil histogram equalization

w = lebar citra

h = tinggi citra

Contoh :

Misal diketahui beberapa nilai piksel/nilai skala keabuan sebagai berikut :

2 4 3 1 3 6 4 3 1 0 3 2

Maka histogram dari data diatas adalah :

Gambar 3.8 Hasil Histogram

3.5 OPERASI BERTETANGGA / PERSEKITARAN (Neighborhood Operation)

Sebuah citra yang ideal, apabila mampu mencerminkan kondisi sesungguhnya dari suatu

obyek.

Mempunyai hubungan satu-satu (one to one), satu titik pada obyek dipetakan tepat satu



‘12 11

pixel di citra digital.

Gambar 3.8 Korespodensi one to one antara obyek dan citra digital

Tetapi pada kenyataannya, hubungan yang ada antara titik dalam obyek dengan titik pada

citra digital adalah hubungan satu ke banyak (one to many) dan banyak ke satu (many to

one).

Ini dikarenakan :

sinyal yang dikirim oleh obyek citra mengalami penyebaran (divergensi), sehingga

yang diterima oleh sensor atau detector tidak lagi berupa suatu titik, namun

berupa luasan.

Atau sebaliknya satu titik pada sensor atau detector dapat menerima banyak

sinyal dari beberapa bagian.

Gambar 3.9 Hubungan sesungguhnya antara obyek citra dan citra digital

Operasi citra digital yang berhubungan dengan kondisi diatas disebut operasi

persekitaran/bertetangga (neighborhood operation).

Operasi persekitaran/bertetangga pada dasarnya adalah hubungan antara citra dengan

sebuah filter (mask / kernel)

Nilai dari filter/mask merupakan bobot kontribusi titik persekitaran terhadap operasi



‘12 12

persekitaran.

Beberapa pengolahan citra yang berkaitan dengan operasi ini adalah :

1. Deteksi Tepi (Edge Detection)

2. Penghalusan Citra (Smoothing)

3. Penajaman Citra (Sharping)

4. Reduksi Noise

5. Efek Emboss



‘12 13

citra

Documents

Transcript of citra