ANALISIS EDGE DETECTION CITRA DIGITAL DENGAN MENGGUNAKAN METODE ROBERT DAN CANNY

ANALISIS EDGE DETECTION CITRA DIGITAL DENGAN

Linda Herliani Harefa

Mahasiswa Program Studi Teknik Informatika STMIK Budi Darma Medan Jl. Sisingamangaraja No.338 Simpang Limun Medan

ABSTRAK Pengolahan citra digital merupakan proses yang bertujuan untuk memanipulasi dan menganalisis

citra dengan bantuan komputer. Salah satu teknik pengolahan citra yang digunakan adalah deteksi tepi (edge

detection).Deteksi tepi adalah proses untuk menentukan lokasi titik-titik yang merupakan tepi objek. Data yang

digunakan dalam deteksi tepi berupa citra digital . Citra digital adalah citra yang dismpan dalam format digital

(dalam bentuk file) yang dapat diolah menggunakan komputer.Penggunaannya deteksi tepi menggunakan

operator berbasis turunan pertama dan berbasis turunan kedua. Deteksi tepi yaitu proses untuk menentukan

lokasi titk-titik merupakan tepi objek. Skripsi ini memberikan gambaran mengenai penerapan metode robert dan

canny dalam mendeteksi tepi Pada suatu citra digital. Prameter yang digunakan adalah secara visual dan dari

jumlah pixel Red. Green dan blue akan dirubah ke cara grayscale, dari pixel warna puih pada citra keluaran

sampai citra gelap. Perangkat yang diri gunakan dalam skripsi ini dengan menggunakan matlab 2010.Hasil

akhir dari analisis deteksi tepi citra digital menggunakan metode robert dan canny ini berupa hasil penilaian

dalam bentuk keterangan citra asli , citra grayscale dan hasil deteksi tepi dengan gradient setiap citra.

Kata kunci: Pengolahan Citra digital, Deteksi tepi, metode robert dan canny

konversi biner yang disarankan adalah konversi biner

1. Pendahuluan 1.1 Latar Belakang Masalah dengan meratakan distribusi warna hitam dan putih.

Edge pada gambar adalah area pada tepi objek

1.2 Perumusan Masalah

image dengan intesitas contrast yang kuat, Edge Berdasarkan latar belakang masalah di atas, yang mendeeteksi gambar dengan mengurangi secara menjadi rumusan masalah adalah : signifikan jumlah data dan menyaring informasi yang

1. Bagaimana melakukan pendeteksian tepi citra tidak berguna (Filtering), dan juga menjaga property digital dengan metode Robert dan metode Canny penting yang di perlukan pada gambar dalam hal ini untuk menetapkan nilai variabel yang tepat? yang mendukung penampakan tepi-tepi gambar.

2. Bagaimana merancang perhitungan dengan metode Deteksi tepi (Edge Detection) pada suatu citra suatu robert dan canny di dalam pendeteksian tepi? proses yang menghasilkan tepi-tepi dari obyek-obyek

3. Bagaimana membuat perangkat lunak dalam citra, tujuannya adalah untuk menandai bagian yang pendeteksian tepi citra digital dengan metode menjadi detail citra. Dan untuk memperbaiki detail Robert dan canny? dari citra yang kabur, yang terjadi karena error atau

4. Bagaimana proses Citra asli dan nilai matriks red, adanya efek dari proses akusisi citra. Suatu titik (x,y) green dan blue diambil dari gambar yang berbentuk format Jpg? dikatakan

sebagai tepi (edge) dari suatu citra bila

1.3 Batasan Masalah

titik tersebut mempunyai perbedaan yang tinggi

Pada skripsi ini pembahasan akan dibatasi pada dengan tetangganya. permasalahan- permasalahan sebagai berikut :

Penelitian dengan metode Robert dan Canny, dilakukan oleh Edy Winarno (2011) dalam

1. Citra digital yang diolah dalam program

”Aplikasi Deteksi Tepi pada Realtime Video menggun menggunakan format Jpg atau bmp. akan Metode Canny Detection

”. Dalam skripsi ini

2. Pemasukan nilai batas atas dan batas bawah di

akan memberikan gambaran mengenai penerapan antara 0 sampai 255 dengan citra berukuran metode Robert dan metode Canny dalam mendeksi 512x512 pixel. tepi pada suatu citra digital.

3. Pembahasan pada deteksi tepi dengan metode

Metode Robert adalah nama lain dari teknik

Robert dan Canny menggunakan aplikasi program

differensial yang dikembangkan di atas, yaitu matlab 2010. differensial pada arah horisontal dan differensial

4. Citra asli yang diproses dalam metode robert dan

padaa arah vertikal, dengan ditambahkan proses

canny dengan memproses nilai Red, Green dan

konversi biner setelah dilakukan differensial. Teknik blue dalam bentuk matriks 5x5. Analisis Edge Detection Citra Digital Dengan Menggunakan Metode Robert Dan Canny

1.4 Tujuan dan Manfaat Penelitian

1.4.1 Tujuan Penelitian

Citra atau gambar dapat di definisikan sebagai sebuah fungsi dua dimensi, f(x,y), dimana x dan y adalah koordinat bidang datar, dan harga fungsi f disetiap pasangan koordinat (x,y) disebut intensitas atau level keabuan ( grey level) dari gambar dititik itu

Dengan penulisan skripsi ini diharapkan akan memberikan banyak manfaat, diantaranya sebagai berikut :

1. Untuk mempermudah mendeteksi tepi objek pada citra digital yang dianggap sebagai tepi dari suatu objek yang dideteksi dengan menggunakan metode robert dan canny dengan menggunakan program matlab.

2. Untuk bahan referensi dengan pengetahuan yang

sudah ada dan terkait dalam pembuatan skripsi ini, juga diharapkan dapat digunakan sebagai contoh dan acuan bagi para peneliti berikutnya.

3. Untuk memperbaiki dan meningkatkan penampakan garis batas suatu daerah pada objek citra Grayscale menggunakan metode robert dan canny

4. Untuk melakukan perhitungan metode robert dan canny dibutuhkan data citra asli red, green dan blue dalam bentuk matrix 5x5.

Manfaat Penelitian Dengan penulisan skripsi ini di harapkan akan memberikan banyak manfaat, diantaranya sebagai berikut

Menurut T.Sutoyo.dkk (2009:228) “Metode Robert adalah operator yang berbasis gradien yang meggunakan dua buah kernel yang berukuran 2x2 piksel”. Operator ini mengambil arah diagonal untuk penentuan arah dalam penghitungan nilai gradien, sehigga sering disebut dengan operator silang. Perhitungan gradien dalam operator robert adalah sebagai berikut: =

2.3. Metode Robert

”.

(2,1) Dengan G = besar gradient operator Robert Rx = gradien robert arah horizontal Ry = gradient robert arah vertikal Di mana Rx dan Ry dihitung menggunakan kernel konvolasi sebagai berikut :

2.1 Pengertian pengolahan Citra digital

Pengolahan Citra merupakan proses untuk menghasilkan citra sesuai dengan keinginan atau kualitasnya menjadi lebih baik. Inputannya adalah citra dan keluarnya juga citra tepi dengan kualitas lebih baik dari pada citra masukan. Misal Citra warnanya kurang tajam, kabur (blurring) dan mengandung noise (misal bintik bintik putih) sehingga perlu ada pemorsesan untuk memperbaiki citra karena citra tersebut menjadi sulit di interpretasikan karena informasi yang disampaikan menjadi berkurang.

2.2 Defenisi Citrs Digital

Citra adalah suatu representasi (gambaran), kemiripan atau imitasi dari suatu objek. Citra sebagai keluaran suatu sistem perekaman data dapat bersifat sinyal vidio seperti gambar pada monitor televisi, atau bersifat digital yang dapat langsung disimpan pada suatu media penyimpanan.

tepi citra dengan mengunakan metode robert dan canny .

3. Agar dapat meningkatkan kualitas visual atau menonjolkan beberapa aspek informasi yang terkandung dalam citra digital serta mendeteksi

2. Agar dapat memahami prinsip-prinsip deteksi tepi pada pengolahan citra digital serta dapat menigkatkan penampakan garis batas tepi suatu objek dengan metode robert dan canny.

1. Agar dapat mempermudah dalam mendeteksi tepi objek pada citra digital yang dianggap sebagai tepi dari suatu objek yang dideteksi degan menggunakan metode robert dan canny dengan menggunakan program matlab.

Rx Ry Sebenarnya metode robert dalam mendeteksi tepi menghasilkan citra yang kurang memuaskan. Mungkin dikarenakan kernel yang digunakan berukuran 2x2 piksel dan penghitungan gradien hanya mengambil kedua arah diagonal. nama lain dari teknik differensial pada arah horizontal dan differensial pada arah vertikal, dengan ditambahkan proses konversi biner setelah dilakukan differensial. Teknik konversi biner yang di sarankan adalah konversi biner dengan meratakan distribusi warna hitam dan putih. Metode robert ini juga disamakan dengan teknik DPCM

Analisis Edge Detection Citra Digital Dengan Menggunakan Metode Robert Dan Canny

1. Landasan Teori

– f(i + 1, j+1)] +[f(i,+ 1, j) - f(i,j+1)]-

(2.2) Karena operator robert hanya menggunakan convolution mask berukuran 2 x 2, maka operator robert sangat sensitive terhadap noise. Algoritma Operator robert mampu melakukan perhitungan gradient pada citra 2-D dengan lebih sederhana dan cepat, biasanya citra yang akan diolah menggunakan algoritma ini yang merupakan citra grayscale dan begitu juga dengan citra outputnya. Nilai intensitas tiap piksel pada citra keluaran mewakili estimasi magnitude absolute (mutlak) dari gradient pada piksel tersebut dari sebuah citra yang menjadi masukkan kernel robert berukuran 2x2. kernel robert ini juga terdiri atas Gx (horizontal) Gy (vertikal). Tapi yang perlu diperhatikan adalah untuk citra yang di duga memiliki derau, menggunakan kernel atau operator masking dengan dimensi yang semakin besar akan sangat membantu untuk menghilangkan derau tersebut. Jadi memang sebaiknya memiliki algoritma yang biasanya menyediakan dimensi kernel yang besar, walaupun sebenarnya kernel yang ada bisa diperbesar dimensinya dengan rumus tertentu. Bentuk Operator robert adalah : Gx Gy Kernel ini dirancang untuk menghasilkan respon secara maksimal terhadap edge yang membentuk sudut 45° terhadap grid, satu kernel untuk tiap dua orientasi yang saling tegak lurus dengan menggunakan dua kernel yang berbeda akan menghasilkan intensitas yang baru pula, Ix dan Iy lalu gradient dan orientasinya dapat dihitung dengan menggunakan persamaan untuk algoritma jenis gradient. = ² + ²-------(2.3)

b. Melokalisasi dengan baik (kriteria lokalisasi) Dengan Canny dimungkinkan dihasilkan jarak yang minimum antara tepi yang dideteksi dengan tepi yang asli.

memungkinkan untuk mengkombinasikan tingkat kehalusan dan pendektesian tepi ke dalam suatu konvolusi dalam satu dimensi dengan dua arah

g(x,y) = D[gauss(x,y)] * f(x,y) --------(2,6)

ekivalen dengan fungsi citra yang dikonvolusikan dengan turunan pertama dari fungsi gaussian,

g(x,y) = D[gauss(x,y) * f(x,y)]-----------(2,5)

2. Nilai Ambang Pendekatan metode canny dilakukan dengan konvolusi fungsi gambar dengan operator gaussian dan turunan-turunannya. Turunan pertama dari fungsi citra yang dikonvolusikan dengan fungsi gaussian,

1. Nilai Standar Deviasi Gaussian

c. Respon yang jelas (kriteria respon) Hanya ada satu respon untuk tiap tepi. Sehingga mudah dideteksi dan tidak menimbulkan kerancuan pada pengolahan citra selanjutnya. Pemilihan parameter deteksi tepi Canny sangat mempengaruhi hasil dari tepian yang dihasilkan. Beberapa parameter tersebut antara lain :

Kemampuan untuk meletakkan dan menandai semua tepi yang ada sesuai dengan pemilihan parameter-parameter konvolusi yang dilakukan. Sekaligus juga memberikan fleksibilitas yang sangat tinggi dalam hal menentukan tingkat deteksi ketebalan tepi sesuai yang diinginkan.

tahun 1986, terkenal sebagai operator deteksi tepi yang optimal (Abdul Kadir, 2013:361). Ada beberapa kriteria pendeteksi tepian paling optimum yang dapat dipenuhi oleh metode Canny: a. Mendeteksi dengan baik (kriteria deteksi)

canny , yang dikemukakan oleh Jhon Canny pada

Salah satu metode deteksi tepi modern adalah deteksi tepi dengan menggunakan metode Canny. Operator

2.4. Metode Canny

Tapi gradient tersebut bisa juga dihitung dengan pendekatan lain yang lebih cepat komputasinya : = + = ² + ²---------(2.4) Metode Robert dikenal juga dengan istilah operator Robert Cross (diagonal) yang menggunakan kernel ukuran 2x2 piksel, sehingga tepi yang dihasilkan berada pada tepi atas atau tepi bawah.

G [f(i,j] = [f(i,j)

31 (Differential Pulse Code Modulation). Operator robert Gradient magnitude dari operator robert adalah sebagai berikut : T.Sutoyo.dkk (2009:228)

Analisis Edge Detection Citra Digital Dengan Menggunakan Metode Robert Dan Canny

3 Dari hasil pikel R,G,B akan diubah menjadi pixel

(boundary). Segmentasi merupakan suatu proses untuk suatu citra dengan memisahkan antara area atau objek dari latar belakangnya. Proses segmentasi memisahkan objek dari latar belakangnya pada tepi yang terhubung, jika tepi tidak terhubung maka objek tidak tersegmentasi. Citra hasil segmentasi berbentuk citra biner terbagi atas dua bagian, yaitu bagian hitam dan bagian putih, angka 0 menyatakan warna latar belakang (background) dan angka 1 menyatakan warna tinta atau objek atau dalam bentuk angka 0 untuk hitam dan angka 1 untuk warna putih. Proses penghalusan (smoothing) pada citra untuk mempertajam kualitas citra yang telah disegmentasi menggunakan fungsi imrode.

3 Analisa dan Perancangan

3.1 Analisis Permasalahan

berikut. Setiap titik yang terletak di posisi (X,Y), nilai- nilai komponen Red, Green dan Blue ditambahkan, kemudian hasilnya dibagi 3.

Faktor kunci dalam mengekstraksi ciri adalah kemampuan mendeteksi keberadaan tepi (edge) dari objek di dalam citra. Pendeteksian tepi merupakan langkah pertama untuk melingkupi informasi di dalam citra. Tepi mencirikan batas-batas objek dan karena itu tepi berguna untuk proses segmentasi dan identifikasi di dalam citra. Tujuan pendeteksian tepi adalah untuk meningkatkan penampakan garis batas suatu daerah atau objek di dalam citra.

Yang mnjadi permasalan pada edge detection citra digital adalah mengetahui nilai pada setiap pixelnya pada citra asli dan harus dirubah ke citra grayscale untuk menapatkan hasil deteksi tepi suatu objek . Maka dari ini digunakan metode robert dan metode canny untuk menyaring bagian citra dari citra awal (asli) untuk mendapatkan hasil deteksi tepi yang jelas dan halus. Selanjutnya dilakukan perbandingan bagaimana kinerja hasil antara metode robert dan canny.

3.1.2 Analisa Masalah

Pada segmentasi citra digital terdiri dari beberapa langkah yang dapat digambarkan menjadi blok diagram dengan model seperti dibawah ini : Citra Fotografi

Image Processing Hasil Image Processing

grayscale Perhitungan fungsi negasi dilakukan seperti

, = , + , + ,

Pada citra warna bisa diubah menjadi citra grayscale dengan cara menghitung rata-rata elemen warna Red, Green, Blue. Secara matematis perhitungannya adalah sebagai berikut.

3.2 Algoritma sisitem

Segmentasi yaitu mereduksi citra menjadi objek atau region, misalnya memisahkan objek-objek yang berbeda dengan mengekstraksi batas-batas objek

= d. =

Analisis Edge Detection Citra Digital Dengan Menggunakan Metode Robert Dan Canny

4. Implementasi

132 128 128

132

133 133 133 127 127 133 133 133 127 127 134 133 133 128 128 133

Blue dirubah ke citra grayscale dapat dilihat pada tabel dibawah ini: Tabel 1 Hasil Konvulasi Citra Asli ke Citra Grayscale 133 132 131 127 127

= Maka hasil pixel citra warna Red,Green dan

= e. =

c. =

pegolahan citra pada sistem yang menghasilkan suatu citra fotografi yang telah tersegmentasi untuk selanjutnya dapat dilakukan proses yang lain sesuai dengan kebutuhan.

= b. =

32 yang berbeda (vertical dan horizontal). (Abdul Kadir, 2013:365).

Gambar 1 Diagram Block System Fungsi masing-masing bagian dalam diagram blok ini adalah sebagai berikut : 1. Citra fotografi digunakan sebagai input sistem.

2. Melakukan image proccesing pada citra fotografi, proses awal dan proses segmentasi.

3. Citra fotografi yang telah melalui proses

3.1.2 Proses Segmentasi Citra

GUIDE atau GUI builder merupakan Gambar 4. Tampilan Operator Canny dan Robert dengan obyek grafik seperti tombol (button), kotak

4.2.4. Tampilan Form Open Image

teks, slider, menu dan lain-lain Tampilan form open image digunakan untuk perintah untuk memilih image yang ingin digunakan dalan pengolahan citra dan akan dideteksi tepinya dengan metode canny dan akan di proses dari citra asli menjadi citra grayscale.

\Gambar 2 Tampilan Guide 4.2.2.

Tampilan Form Utama

Tampilan form utama yang dihasilkan merupakan tampilan yang menyerupai bentuk perancangan form utama yang dirancang sebelumnya

Gambar 5 Tampilan Open Image 4.2.5.

Tampilan Form Grayscale

Pada form grayscale ini berfungsi untuk merubah citra asli ke citra keabuan atau grayscale.

Gambar 3 Tampilan Form Utama 4.2.3.

Tampilan Form Operator Canny dan Robert

Tampilan form operator canny dan robert Gambar 6 Tampilan Graysacle dibawah ini memiliki empat buah axes yang berfungsi

4.2.6. Tampilan Form Metode Canny

untuk menampilkan gambar yang diiginkan dalam Pada form metode canny di bawah ini akan proses endgen detection citra digital dengan cara menghasilkan garis-garis di setiap tepi objek yang mendeteksi tepi pada sebuah objek. dideteksi

, Analisis Edge Detection Citra Digital Dengan Menggunakan Metode Robert Dan Canny

33 dari obyek-obyek citra., tujuannya untuk menandai yang terjadi karena eror atau adanya efek dari proses akuisisi citra digital.

3. Program Matlab adalah program yang berbasis grafik dalam mendeteksi suatu objek., program ini dapat membaca bilaangan biner untuk mengelolah objek citra menjadi objek tepi dengan menggunakan metode canny dan robert .

5.2 Saran

Adapun saran-saran yang dapat penulis Gambar 7 Tampilan Metode Canny sampaikan setelah melakukan penelitian adalah:

4.2.7. Tampilan Form Metode Robert

1. Seorang photo grafer yang handal dalam Pada form metode robert di bawah ini akan mendapatkan citra yang baik, dibutuhkan skil dan menghasilkan garis-garis di setiap tepi objek yang kefokusan dalam mengambil sebuah objek gambar dideteksi, dan latar belakang objek image akan yang dibutuhkan. dipisahkan dengan segmentasi sehingga tampilan

2. Program matlab sangat baik digunakan dalam mendeteksi segmentasi citra digital dengan seperti axes keempat, menggunakan metode canny, karena hasil dari citra tepi gambar yang diproses akan tampil lebih jelas.

3. Untuk pengembangan selanjutnya, sistem bisa mengenali gambar tidak hanya*bmp, *jpg, tapi juga gambar yang berekstensi lain maupun video dari berbagai ukuran sehingga lebih cepat untuk diidentifikasi.

DAFTAR PUSTAKA

1 T.Sutoyo,Dkk.2009. Teori Pengolahan Citra

Digital Yogyakarta, C.V.Andi Offset 2 Darma Putra, 2010. Pengolahan Citra Digital.

Yokyakarta, C.V.Andi Offset Gambar 8 Tampilan Metode Robert

3 Fajar Astuti Hermawati, 2013. Pengolahan Citra

Digital Yokyakarta, C.V.Andi Offset

5. Kesimpulan dan Saran

4 Wahana Komputer, 2013. Ragam Aplikasi Pengolahan Image Dengan Matlab . Jakarta, PT.

5.1 Kesimpulan Elex Media Komputindo.

Setelah melakukan analisa dan pembahasan pada

5 Abdul Kadir, Adhi Susanto, 2013. Teori Dan pengolahan citra digital tentang edge detection citra

aplikasi Pengolahan Citra . Yokyakarta, C.V.Andi

digital dengan metode canny dan robert maka dapat di Offset ambil kesimpulan seperti di bawah ini:

6 C.H Wijaya, 2007. Pengenalan Matlab. Jakarta,

1. Citra digital adalah citra yang bersifat diskrit yang PT. Elex Media Komputindo. dapat diolah oleh komputer. Pengolahan citra merupakan proses untuk menghasilkan citra sesuai dengan keinginan atau kualitas yang menjadi lebih baik.

2. Deteksi tepi (edge detection) pada suatu citra adalah suatu proses yang menghasilkan tepi-tepi Analisis Edge Detection Citra Digital Dengan Menggunakan Metode Robert Dan Canny

ANALISIS EDGE DETECTION CITRA DIGITAL DENGAN MENGGUNAKAN METODE ROBERT DAN CANNY