Perekaman Citra Digital

Sistem Perekaman Citra 

Citra yang diperoleh tergantung  : 

-  karakteristik dari obyek yang direkam

-  kondisi variabel dari sistem perekaman 

Citra merupakan gambaran tentang karakteristik suatu obyek menurut kondisi variabel tertentu   Contoh: 

-    bandingkan hasil foto manusia dengan kamera / sensor optik dan dengan sensor sinar X (kondisi variabel sistem berbeda)

-  bandingkan hasil foto pemandangan di tepi laut dan di daerah pegunungan  (karakteristik obyek berbeda) 

 Sensor Pasif 

Sistem sensor yang merekam data obyek tanpa mengirimkan energi, sumber energi bisa dalam  bentuk sinar matahari, sinar lampu, dsb

Contoh: sensor optik dari kamera foto, sensor optik pada sistem inderaja.

Sensor Aktif  

Sistem sensor yang merekam data obyek mengirimkan dan menerima pantulan dari energi yang dikirim ke arah obyek, energi yang dikirim bisa berupa gelombang pendek, sinar X, dsb

 Contoh: sensor Rontgen untuk foto thorax, sensor gelombang pendek pada sistem radar, sensor ultrasound pada sistem USG. 

Computer Vision

             

           Terminologi lain yang berkaitan erat dengan pengolahan citra adalah Computer Vision.  Computer vision   merupakan proses otomatis yang mengintegrasikan sejumlah besar proses  untuk persepsi visual, seperti  akuisisi citra, pengolahan citra, pengenalan  dan membuat  keputusan.

Computer vision mencoba meniru cara kerja sistem visual manusia (human vision) yang  sesungguhnya sangat kompleks.  Manusia melihat dengan objek dengan indera penglihatan (mata), lalu citra objek diteruskan ke  otak untuk diinterpretasi sehingga manusia mengerti objek apa yang tampak dalam pandangan  mata. Hasil interpretasi ini digunakan untuk pengambilan keputusan (misal menghindar kalau melihat ada mobil di depan).

Proses-proses dalam computer vision :

-  memperoleh atau mengakuisisi citra digital

-  operasi pengolahan citra

-  menganalisis dan menginterpretasi citra dan menggunakan hasil pemrosesan untuk tujuan tertentu,   misal memandu robot, mengontrol peralatan, dll.

 Pengolahan citra merupakan proses awal pada computer vision, pengenalan pola merupakan

proses untuk menginterpretasi citra.

Judul Skripsi atau Tugas Akhir Pengolahan CItra

berdasarkan pengalaman saya dulu, saya ingin membatu para mahasiswa tingkat akhir yang sulit sekali mencari dan menetukan judul skripsinya. mungkin untuk sebuah judul saja bisa memakan waktu dua bulanan untuk fix dengan para dosen.

berikut merupakan beberapa contoh tugas akhir khusus bidang pengolahan citra

1. Penerapan Metode Interpolasi Linear Pada Pembesaran Citra
2. Sharpening Gambar Dengan Metode Kervel Konvolusi
3. Efek Smearring Dengan Menggunakan Teknik Pertukaran Pixe
4. Implementasi Algoritma Clipping Untuk Program Pemecah File Gambar
5. Penerapan Identifikasi Edge Pada Area Image Dg Menggunakan Algoritma Sobel Edge Detection Dan Crack Edge Relaxation
6. Teknik Kompresi Citra Fraktal Berbasis Metode Two Level Image Partition
7. Metode Akses Spasial Bersarang Pada Citra Dua Dimensi ( The NR-Tree: A spatial Access Method For Two-Dimensional Image)
8. Pembentukan Panorama dengan Image Mosaicing
9. Morphing Berbasis Vektor pada Objek Dua Dimensi Berdasarkan Model Extended Circular Image (ECI)
10. Analisis Dekomposisi Wavelet-Based Subband pada Image Restoration
11. Steganography pada Binary Images Menggunakan EDGE Detection
12. Identifikasi Noice pada Blind Image dengan Menggunakan Analisa Local Histogram
13. Implementasi Teknik Adaptive Digital Image Watermarking
14. Perbaikan Kualitas Citra Digital Menggunakan Metode Fuzzy Image Filtering dengan Sharpening
15. Implementasi dan Analisa Perbandingan Antara Algoritma JPEG-LS dan JPEG 2000 pada Lossless Image Compression
16. Aplikasi Adaptasi Format Image Berdasar Type Mini Browser
17. Smoothing Image Dengan Metode Gaussian Filtering
18. Teknik Kompresi Citra Fraktal Berbasis Metode Two Level Image Partition
19. Deteksi Muka Depan Manusia dari Sebuah Citra Berwarna dengan Template Matching
20. Perancangan dan implementasi sistem citra steganography menggunakan metode transformasi dudex
21. Implementasi Teori Fraktal Pada Kompresi Citra Dengan System Fungsi Iterasi Terpartisi
22. Implementasi Edge Detection Filtering pada Citra Digital dengan Metode Prewitt Operator dan Sobel Operator
23. Perancangan dan Implementasi Teknik Watermarking pada citra Digital menggunakan Blowfish dan Message Digest 5
24. Penajaman Sisi Citra Menggunakan Metode Fourier Phase Only Synthesis dengan pembetulan Fase
25. Pendeteksian Sisi menggunakan Isotropic Operator dengan Proses Awal Pemuliaan Citra menggunakan Teknik Manipulasi Histogram
26. Segmentasi Citra Digital Menggunakan Algoritma Region Merging dan Representasi Quadtree
27. Analisa Performansi Filtering Citra Digital Menggunakan Metoda Two-Dimensional Median Filter Dan Multilevel Median Filter
28. Perancangan Dan Implementasi Teknik Watermarking Pada Citra Digital Dengan Metode Fractal
29. Perancangan Aplikasi Pengolahan Citra dalam Studi Kasus Pengujian Logam
30. Implementasi Pengolahan Citra dalam Proses Seleksi Kemasan Minuman Kaleng
31. Aplikasi Pengolahan Citra Sebagai Alat Bantu Pengawas Keamanan

mudah-mudahan berguna untuk kita semua, yang perlu kalian ketahui bidang ini sangat MEnarik teman :)

semangat...

Derau (Noise)

Derau adalah gambar atau piksel yang menggangu kualitas citra. Derau perlu dihilangkan karena menghalangi pengambilan informasi pada citra tersebut. Seringkali citra yang dihasilkan atau didapatkan memiliki kualitas yang kurang baik. Hal ini dapatdisebabkan oleh gangguan teknis, peralatan yang digunakan atau juga dikarenakan kurang baiknya suatu pencahayaan. Solusi masalah tersebut adalah melakukan pemrosesan citra agar dapat mendapatkan citra yang inginkan.

Beberapa gangguan mungkin saja terjadi saat pengambilan gambar, seperti kamera tidak fokus atau munculnya bintik-bintik yang bisa terjadi karena proses pengambilan gambar yang tidak sempurna. Setiap gangguan pada citra dinamakan derau, yang tidak hanya terjadi karena ketidak-sempurnaan dalam proses pengambilan gambar, tetapi dapat disebabkan juga oleh noda kotoran yang terjadi pada citra setelah pengambilan citra. Berdasarkan bentuk dan karakteristiknya, derau pada citra dibedakan menjadi beberapa macam yaitu:

1. Derau salt and papper

Derau ini disebut juga dengan derau impulse (impulse noise), shout noise atau derau biner (binary noise). Degradasi derau ini disebabkan oleh gangguan yang tajam atau tiba-tiba (sharp and sudden) pada sinyal citra. Kenampakan pada citra berupa titik-titik (piksel) hitam atau putih yang tersebar pada citra.

2. Derau Gaussian

Derau Gaussian merupakan bentuk ideal dari derau putih, Derau Gaussian dikatakan derau putih karena mempunyai distribusi normal.

3. Derau Speckle

Derau Speckle dapat disebut juga dengan derau multiplikatif (multiplicative noise). Derau speckle sering dijumpai pada aplikasi radar.

4. Derau Periodik

Derau Periodik sifatnya periodik (bukan acak) menghasilkan derau periodik. Citra yang terkorupsi oleh derau periodik secara visual tampak terdapat garis-garis pada citra.

Elemen Sistem Pemrosesan Citra Digital

Citra digital mengandung sejumlah elemen-elemen dasar. Elemen-elemen dasar tersebut dimanipulasi dalam pengolahan citra dan dieksploitasi lebih lanjut dalam computer vision. Elemen-elemen dasar yang penting diantarannya adalah:

1. Kecerahan (brightness)

Kecerahan adalah kata lain untuk intensitas cahaya. Kecerahan pada titik (pixel) di dalam citra bukanlah intensitas yang riil. Tetapi sebenarnya adalah intensitas rata-rata dari suatu area yang melingkupinya. Sistem visual manusia mampu menyesuaikan dirinya dengan tingkat kecerahan mulai dari yang paling rendah sampai yang paling tinggi.

2. Kontras (contrast)

Kontras menyatakan sebaran terang (lightness) dan gelap (darkness) di dalam gambar. Citra dengan kontras rendah dicirikan oleh komposisi citranya adalah sebagian besar terang atau gelap. Pada citra dengan kontras yang baik, komposisi gelap dan terang tersebar secara merata.

3. Kontur (contour)

Kontur adalah keadaan yang ditimbulkan oleh perubahan intensitas pada piksel-piksel yang bertetangga. Karena adanya perubahan intensitas ini, mata mampu mendeteksi tepi-tepi (edge) objek di dalam citra.

4. Warna (color)

Warna adalah persepsi yang dirasakan oleh sistem visual manusia terhadap panjang gelombang cahaya yang dipantulkan oleh objek. Setiap warna mempunyai panjang gelombang yang berbeda. Warna-warna yang diterima oleh mata (sistem visual manusia) merupakan hasil kombinasi cahaya dengan panjang gelombang berbeda.

5. Bentuk (shape)

Shape adalah properti intrinstik dari objek tiga dimensi, dengan pengertian bahwa shape merupakan proses intrinstik utama untuk sistem visual manusia. Manusia lebih sering mengasosiasikan objek dengan bentuknya ketimbang elemen lainnya.

6. Tekstur (texture)

Tekstur dicirikan oleh distribusi spasial dari derajat keabuan di dalam sekumpuan piksel-piksel yang bertetangga. Jadi, tekstur tidak dapat didefinisikan untuk piksel.

Secara umum elemen yang terlibat dapat dibagi menjadi empat komponen, seperti pada gambar 2.4.

Gambar 2.4 Elemen Pemrosesan Citra.

Operasi dari sistem pemrosesan citra pada gambar di atas dapat dibagi menjadi empat kategori prinsip: digitalisasi, pemrosesan, penayangan, dan penyimpanan. Digitizer (digital image acquisition system) merupakan sistem penangkap citra digital yang melakukan penjelajahan citra dan konversinya ke representasi numeric sebagai masukan bagi computer digital. Hasil dari digitizer adalah matriks yang elemen-elemennya menyatakan nilai intensitas cahaya pada suatu titik. Contoh digitizer adalah kamera digital dan scanner.

Digitizer terdiri dari tiga komponen dasar: sensor citra yang bekerja sebagai pengukur intensitas cahaya, perangkat penjelajah yang berfungsi merekam hasil pengukuran intensitas pada seluruh bagian citra, dan pengubah analog-ke-digital yang berfungsi melakukan analisis dan kuantisasi. Komputer digital yang digunakan pada sistem pemrosesan citra dapat bervariasi dari komputer micro sampai komputer besar yang mampu melakukan bermacam-macam fungsi pada citra digital resolusi tinggi.

Piranti tampilan peraga berfungsi mengkonversi matriks intensitas yang mempresentasikan citra ke tampilan yang dapat diinterpretasi oleh mata manusia. Contoh piranti tampilan adalah monitor peraga dan pencetak (printer). Media penyimpanan adalah piranti yang mempunyai kapasitas memori besar sehingga gambar dapat disimpan secara permanen agar dapat diproses lagi pada waktu yang lain.

Operasi - Operasi Pengolahan Citra

Operasi-operasi yang dilakukan di dalam pengolahan citra banyak ragamnya. Namun, secara umum, operasi pengolahan citra dapat diklasifikasikan dalam beberapa jenis sebagau berikut:

1. Perbaikan kualitas citra (image enhancement).
Jenis operasi ini betujuan untuk memperbaiki kualitas citra dengan cara memanipulasi parameter-parameter citra. Dengan operasi ini, ciri-ciri khusus yang terdapat di dalam citra lebih ditonjolkan.
Contoh-contoh operasi perbaikan citra:
a. Perbaikan kontra gelap/terang
b. Perbaikan tepian objek (edge enhancement)
c. Penajaman (sharpening)
d. Pemberian warna semu (pseudocoloring)
e. Penapisan derau (noise filtering)

Gambar 2.1 contoh penajaman citra (Sharpening)
2. Pemugaran citra (image restoration)
Pemugaran citra merupakan proses merekonstruksi atau mendapatkan kembali citra asli dari sebuah citra yang cacat atau terdegradasi agar dapat menyerupai citra aslinya. Pemugaran citra berkaitan dengan penghilang atau pengurangan degradasi pada citra yang terjadi karena proses akusisi. Citra degradasi yang dimaksud termasuk derau (yang merupakan error dalam nilai piksel) atau efek optik misalnya blur (citra kabur) akibat kamera yang tidak fokus atau karena gerakan kamera (Marvin, 2005).

Operasi pemugaran citra bertujuan untuk menghilangkan atau meminimumkan cacat pada citra. Tujuan pemugaran citra hampir sama dengan operasi perbaikan citra. Bedannya, pada pemugaran citra penyebab degradasi gambar dapat diketahui.
Contoh-contoh operasi pemugaran citra:
a. Penghilangan kesamaran (deblurring)
b. Penghilau derau (noise)

Gambar 2.2 contoh penghilang noise
3. Pemampatan citra (image compression)
Jenis operasi ini dilakukan agar citra dapat dipresentasikan dalam bentuk yang lebih kompak sehingga memerlukan memori yang lebih sedikit. Hal penting yang harus diperhatikan dalam pemampatan adalah citra yang telah dimampatkan harus tetap mempunyai kualitas gambar yang bagus. Contoh metode pemampatan citra adalah metode JPEG.
4. Segmentasi citra (image segmentation)
Jenis operasi ini bertujuan untuk memecah suatu citra ke dalam beberapa segmen dengan suatu kriteria tertentu. Jenis operasi ini berkaitan erat dengan pengenalan pola.
5. Pengorakan citra (image analysis)
Jenis operasi ini bertujuan menghitung besaran kuantitatif dari citra masuk untuk menghasilkan deskrpisinya. Teknik pengolahan citra mengekstraksi ciri-ciri tertentu yang membantu dalam identifikasi objek. Proses segmentasi kadangkala diperlukan untuk melokalisasi objek yang diinginkan dari sekelilingnya. Contoh-contoh operasi pengorakan citra:
a. Pendeteksian tepi objek (edge detection)
b. Ektraksi batas (boundary)
c. Representasi daerah (region)

Gambar 2.3 contoh pendeteksian tepi (Edge detection)


6. Rekonstruksi citra
Jenis operasi ini bertujuan untuk membentuk ulang objek dari beberapa citra hasil proyeksi. Operasi rekonstruksi citra banyak digunakan dalam bidang medis. Misalnya beberapa foto rontgen dengan sinar X digunakan untuk membentuk ulang gambar organ tubuh.

Pengolahan Citra Digital

Pengolahan citra digital merupakan pengolahan dan analisis yang banyak melibatkan persepsi visual. Citra digital dapat diperoleh secara otomatik dari sistem penangkapan citra membentuk matrik yang elemen-elemennya menyatakan nilai intensitas cahaya atau tingkat keabuan suatu piksel (Fadliansyah, 2007). Pengolahan citra adalah salah satu aplikasi yang dapat mengubah gambar menjadi suatu informasi (Marvin Wijaya, 2004).

Meskipun citra kaya informasi, namun seringkali citra yang dimiliki mengalami penurunan mutu (degradasi). Seperti mengandung cacat atau derau (noise), warnanya terlalu kontras, kurang tajam, kabur (blurring) dan sebagainya. Agar citra yang mengalami gangguan mulai diinterpretasi (baik manusia maupun mesin) maka citra tersebut perlu dimanipulasi menjadi citra lain yang kualitasnya lebih baik. Operasi-operasi pada pengolahan citra diterapkan pada citra bila:

1. Perbaikan atau modifikasi citra perlu dilakukan untuk meningkatkan kualitas penampakan atau untuk menonjolkan beberapa aspek informasi yang terkandung dalam citra.

2. Elemen di dalam citra perlu dikelompokan dan diukur.

3. Sebagian citra perlu digabung dengan bagian citra yang lain.

Pengolahan citra bertujuan untuk memperbaiki kualitas citra agar mudah diinterpretasi oleh manusia atau mesin (dalam hal ini komputer). Teknik-teknik pengolahan citra mentransformasikan citra menjadi citra yang lain. Jadi masukannya adalah citra dan keluarannya juga citra. Namun citra keluaran mempunyai kualitas lebih baik dari pada citra masukan (Rinaldi Munir, 2004).