Pengenalan Citra DigitalPengolahan Citra DigitalMateri 1

Eko PrasetyoTeknik Informatika

UMG-UPN Veteran Jatim2012

2

Daerah AplikasiDua prinsip daerah aplikasi

pengolahan citra digital: ◦Peningkatan informasi piktorial untuk

inter-pretasi manusia◦Pengolahan data citra untuk

penyimpanan, transmisi dan representasi bagi peralatan persepsi (perception)

3

Sejarah Pengolahan Citra Digital Aplikasi citra digital yang

pertama adalah industri surat kabar◦ Citra pertama kali dikirim dengan

kabel kapal selam antara London dan New York.

◦ Pengenalan sistem transmisi kabel laut Bartlane pada awal tahun 1920 mengurangi waktu yang dibutuhkan untuk mentransmisikan citra melintasi Atlantik lebih dari satu minggu sampai kurang dari tiga jam

◦ Bistem Bartlane dapat mengkodekan citra dalam lima perbedaan level keabuan

4

Sejarah Pengolahan Citra Digital – Cont’d Kemampuan ditingkatkan menjadi 15 level

keabuan pada 1929 Proses yang dilakukannya tidak

dipandang sebagai hasil pengolahan citra digital karena komputer tidak digunakan dalam pembuatannya.

Bekerja menggunakan teknik komputer untuk meningkatkan citra dari sebuah tempat penelitian dimulai oleh Jet Propulsion Laboratory (Pasadena, California) pada tahun 1964 ◦ ketika gambar bulan ditransmisikan oleh

Ranger 7 yang kemudian diproses oleh komputer untuk menyempurnakan bermacam-macam jenis distorsi citranya

5

Sejarah Pengolahan Citra Digital – Cont’d Dari tahun 1960 sampai sekarang, daerah pengolahan citra telah tumbuh

sangat cepat Dunia Medis

◦ Meningkatkan kontras atau kode level intensitas ke dalam warna mempermudah interpretasi X-ray (sinar X) dan citra lain yang digunakan dalam dunia industri, medis, dan ilmu biologi

Geografer menggunakan cara yang sama untuk mempelajari pola polusi. ◦ Prosedur peningkatan dan perbaikan citra digunakan untuk memproses citra

terdegradasi dari obyek yang tidak dapat dipulihkan atau hasil eksperimen yang mahal untuk diduplikasi

Dunia arkeologi◦ Metode pengolahan citra sukses dalam mengembalikan citra yang kabur

(blurred). Dunia fisika

◦ teknologi komputer meningkatkan citra eksperimen dalam area seperti high-energy plasma dan electron microscopy.

Kesuksesan aplikasi pengolahan citra digital dapat ditemukan di dunia astronomi, biologi, nuklir, medis, hukum, pertahanan dan industri

6

Area Penggunaan Pengolahan Citra Digital Citra didasarkan pada radiasi spektrum elektromagnetik yang paling

familier, khususnya citra X-ray dan band visual dari spektrum. Gelombang elektromagnetik dapat dikonsepkan sebagai propagasi

gelombang sinusoidal dari macam-macam panjang gelombang. Jika energi spectral band dikelompokkan per photon maka akan

didapatkan spektrum seperti yang ditunjukkan pada gambar, jangkauan dari gamma ray (energi tertinggi) sampai gelombang radio (energi terendah)

7

Area Penggunaan Pengolahan Citra Digital – Cont’d Pencitraan Sinar Gamma Penggunaan utama:

bidang nuklir, medis, dan observasi astronomi.

Dalam dunia medis, pendekatannya adalah dengan menginjeksi pasien dengan isotop radioaktif yang memancarkan sinar gamma. ◦ Citra dihasilkan dari emisi

yang dikumpulkan oleh detektor sinar gamma

8

Area Penggunaan Pengolahan Citra Digital – Cont’d Pencitraan Sinar X Penggunaan: diagnosis medis, digunakan

secara ekstensif dalam industri dan wilayah lain seperti astronomi.

Pencitraan sinar X dalam dunia medis dan industri dihasilkan menggunakan tabung sinar X, yaitu:◦ Tabung hampa dengan katode dan anode.

Katode yang dipanaskan menyebab-kan elektron bebas dikeluarkan.

◦ Elektron-elektron ini mengalir dengan kecepatan tinggi ke anode yang bermuatan positif.

◦ Ketika elektron menabrak nukleus, energi dikeluarkan dalam bentuk radiasi sinar X.

◦ Energi (kekuatan penetrasi) sinar X dikontrol oleh tegangan yang diberikan pada anode dan oleh tegangan pada filamen katode

9

Area Penggunaan Pengolahan Citra Digital – Cont’d Pencitraan Band Ultraviolet Aplikasi sinar ultraviolet: lithografi, inspeksi

industri, mikroskopi, laser, pencitraan biologi dan astronomi.

Sinar ultraviolet digunakan dalam fluoresense miscroscopy,

Fluoresense ◦ Perwujudan yang ditemukan pada

pertengahan abad ke-19. ◦ Sinar ultraviolet tidak dapat dilihat, tetapi

ketika photon radiasi ultraviolet bertabrakan dengan electron dalam atom material fluorescent, dia mengangkat elektron ke level energi tinggi.

◦ Kemudian elektron yang naik tersebut mengendur ke level yang lebih rendah dan memancarkan cahaya dalam bentuk energi photon yang lebih rendah dalam daerah cahaya yang dapat dilihat (merah)

10

Area Penggunaan Pengolahan Citra Digital – Cont’dPencitraan dalam Band Visible dan Infrared

No Ban

dNama

Panjang gelombang

(m)Karakteristik dan penggunaan

1 Visible blue

0.45-0.52 Penetrasi air maksimum

2 Visile green

0.52-0.60 Bagus untuk pengukuran vigor plant

3 Visible red

0.63-0.69 Pembedaan tumbuh-tumbuhan

4 Near infrared

0.76-0.90 Pemetaan biomass dan shoreline

5 Middle infrared

1.55-1.75 Penguapan isi tanah dan tumbuh-tumbuhan

6 Middle infrared

2.08-2.35 Pemetaan mineral

7 Thermal infrared

10.4-12.5 Penguapan tanah lembab, pemetaan suhu

11

Area Penggunaan Pengolahan Citra Digital – Cont’d Pencitraan Band Microwave: radar Fitur unik dari pencitraan radar adalah

kemampuannya untuk mengumpulkan data pada daerah virtual setiap saat, tanpa terpengaruh oleh kondisi cuaca atau cahaya lingkungan. ◦ Dapat menembus awan, dan dalam kondisi

tertentu juga dapat melihat tumbuh-tumbuhan, es dan pasir kering.

◦ Dalam banyak kasus, radar adalah satu-satunya cara untuk mengeksplorasi daerah permukaan bumi yang tidak dapat diakses.

Bekerja seperti kamera flash yang menyediakan penerangan (microwave pulses) untuk menerangi dan mengambil citra snapshot. ◦ Tidak seperti lensa kamera, radar

menggunakan antena dan pengolahan komputer digital untuk merekamnya.

Citra radar spaceborne yang mencakup daerah pegunungan yang kasar di sebelah tenggara Tibet

12

Area Penggunaan Pengolahan Citra Digital – Cont’d Pencitraan dalam Band Radio Aplikasi utama: bidang medis dan astronomi. Bidang medis digunakan untuk pencitraan resonansi magnetik

(MRI). ◦ Menempatkan pasien di tempat yang penuh magnet dan melewatkan

gelombang radio melewati badannya dalam pulse yang pendek. ◦ Setiap pulse menyebabkan pulse jawaban dari gelombang radio

yang dipancarkan oleh tissues pasien

Citra MRI bagian tubuh manusia: lutut dan punggung

13

Komponen Pengolahan Citra

14

Salt & Pepper (impulse) noise dan Gaussian Noise

15

Deblurring dan Contrast Enhancement

16

Interpolasi Citra (misal: zooming)

Zoom 2x

17

Image Inpainting

18

Analisis Citra: Deteksi Tepi

19

Analisis Citra: Segmentasi

20

Image Matching

21

Analisis Citra: Deteksi Wajah

22

Content-based Image Retrieval

23

Kompresi Citra

768 kb (TIF) 20 kb (JPG)

24

Watermarking

Citra asli Citra asli + watermark

watermark

25

ANY QUESTION ?To Be Continued … Materi 2 – Akuisisi Citra