Pembuatan aplikasi restorasi citra digital menggunakan matlab
SURAT KETERANGAN
PENYERAHAN HAK EKSKLUSIF
Bahwa yang bertanda tz'rgao dibawah ini, penulis dan pihak perusahaan tempat
penelitian, bersedia:
"Bahwa hasil penelitian dapat dionlinekan sesuai dengan peraturan yang berlakrl
untuk kepentingan riset dan pendidikan'.
Bandung 28 Agustus 2013
Penulis,
Nuraeni Ratnawati
NIM. 10207704
Mengetahui,
Pembimbing I,
Dr. Wendi Z*nan.M.Si.
NrP. 4127.70.05.010
NIP. 4127.74.05.007
Catatan:
Kecuali Bab II, UL IY, lampiron dan presentasi tidah antuh di-online-kan,
dengan alasan untuk nunghindari plagiat dari pihah yang tidak bertanggung
jawab.
LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN
Menyatakan dengan sebenamya bahwa penulisan Laporan Tugas Akhir berdasarkan
hasil penelitian, pemikiran dan pemaparan asli dari penulis sendiri, baik dari naskah
laporan maupurl kegiatan Programing yang tercantqm sebagai bagian dari Laporan
Tugas Akhir ini. Jika terdapat karya orang lain, penqlis akan mencantumkan sumber
secarajelas.
Demikian perny.ataan
ini
saya buat dengan sesungguhnya dan apabila dikemudian
hari terdapat penyimpangan dan ketidakbeneran dalam pernyataan ini, maka
saya
bersedia menerima sanksi akademik berupa pencabptan gelar yang telah diperoleh
trena
karya tulis ini dan sanksi lain sesuai dengan nprma yang berlaku di perguruan
'3llid...2013
(Nuraeni Ratnawati )
NIM:
70247704
LEMBAR PENGESAHAN
PEMBUATAI\I APLIKASI RESTORASI CITRA DIGITAL
MENGGI]NAKAN MATLAB
Oleh
Nuraeni Ratnawati
1020,7704
Telah disetujui dan disahkan di Bandung sebagai Tugas Skripsi pada tanggal:
Bandung, 28 Agustus 2013
Menyetujui,
Pembfunbing I,
NIP: 4127.70.05.007
Mengetahui,
Itas Teknik dan
Ketua Jurusan Teknik KomPuter
Ilmu
K€*
E
g
22
M
r27.70:05.orc
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
DATA PRIBADI
Nama Lengkap
: Nuraeni Ratnawati
NIM
: 10207704
Nama Panggilan
: Aeni
Tempat & Tanggal Lahir
: Purbalingga, 06 Desember 1987
Suku
: Sunda
Nama Ayah
: Adit Saepudin
Nama Ibu
: Ratminah
Alamat Sekarang
: Jl.Pelangi Bhakti 06 (belakang BRATATEX) Kamp.Babakan
Kidul RT 04/04 No.75 Cimindi, Kelurahan Cigugur Tengah, Kota
Cimahi 40522
HP
: 085720096603
Email
: nuraeniratnawati@gmail.com
Golongan Darah
:O
Jurusan
: Teknik Komputer/ S1 UNIKOM - Bandung
Judul Skripsi
: Pembuatan Aplikasi Restorasi Citra Digital Menggunakan Matlab
PEMBUATAN APLIKASI RESTORASI CITRA DIGITAL
MENGGUNAKAN MATLAB
TUGAS AKHIR
Disusun untuk memenuhi syarat kelulusan pada Program Studi Sistem Komputer
Strata Satu di Jurusan Teknik Komputer
Oleh
Nuraeni Ratnawati
10207704
Pembimbing
Dr. Wendi Zarman, M.Si
John Adler, M.Si
JURUSAN TEKNIK KOMPUTER
FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER
UNIVERSITAS KOMPUTER INDONESIA
BANDUNG
2013
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Segala puji hanya milik Allah SWT. Rabb semesta alam yang telah
melimpahkan segala kenikmatan baik nikmat jasadiyah maupun ruhiyah berupa ilmu,
kesehatan, dan kemampuan kepada penulis untuk menuangkan ide dan gagasan dalam
karya ilmiah penelitian tugas akhir ini.
Dengan mengambil objek penelitian di Jurusan Teknik Komputer Fakultas
Teknik dan Ilmu Komputer UNIKOM Bandung yang berlokasi Jl. Dipati Ukur No
102 – 114 Kampus IV Bandung 40132, penulis mengangkat judul :
”PEMBUATAN
APLIKASI
RESTORASI
CITRA
DIGITAL
MENGGUNAKAN MATLAB”.
Laporan Penelitian Tugas Akhir ini diajukan untuk memenuhi syarat kelulusan
pada program studi Strata Satu (S1) Jurusan Teknik Komputer, Fakultas Teknik dan
Ilmu Komputer, Universitas Komputer Indonesia (UNIKOM), Bandung.
Dengan terselesaikannya Laporan Penelitian Tugas Akhir ini, penulis
ungkapkan rasa syukur yang tiada henti kepada Allah SWT. Dan Shalawat serta
salam juga tak lupa penulis curahkan kepada Nabi Besar Muhammad SAW. Tidak
lupa pula penulis ucapkan terima kasih kepada :
1. Ayahanda dan Ibunda tercinta, Adek-adek (Nurlatifah dan Aditya Nurhasanah)
yang telah banyak membantu baik berupa dorongan, dukungan, do’a maupun
materi.
2. Prof. Dr. H. Denny Kurniadie, Ir. M.Sc., selaku Ketua Dekan Fakultas Teknik dan
Ilmu Komputer UNIKOM.
3. Dr. Wendi Zarman, M.Si., selaku Ketua Jurusan Teknik Komputer UNIKOM.
4. Sri Nurhayati, M.Si., selaku Dosen Wali 07TK-03 Strata Satu Jurusan Teknik
Komputer UNIKOM.
iii
5. Bapak Dr. Wendi Zarman, M.Si., dan bapak John Adler, M.Si., selaku Dosen
Pembimbing Tugas Akhir.
6. Dilianti “Decil” Kartikasari yang sudah membantu mempelajari software
MATLAB, terima kasih banyak.
7. Rani Wulandari, Ratih Kusumaninghayu, Ardhani Reswari, Teh Sofie, dan
sahabat-sahabat FORMASI UNIKOM, terima kasih atas dorongan, bantuan, dan
juga saran masukan dalam pelaksanaan Tugas Akhir ini.
8. Teman-teman 07TK-01, 07TK-02, 07TK-03 yang bersama-sama berjuang dan
saling menyemangati .
Penulis menyadari masih adanya kekurangan dalam penyusunannya, oleh sebab
itu kritik dan saran yang sifatnya membangun sangat penulis harapkan demi
penyempurnaan dari hasil Tugas Akhir ini. Harapan penulis semoga Tugas Akhir ini
dapat bermanfaat bagi penulis sendiri dan bagi para pembaca sekalian.
Akhir kata, penulis berharap semoga laporan ini dapat memberi sedikit
sumbangsih bagi perkembangan dunia intelektualitas, khususnya bagi penulis sendiri.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Bandung, Agustus 2013
Penulis
iv
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN
LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN
ABSTRAK…………………………………………………………………....
i
ABSTRACT ………………………………………………………………….
ii
KATA PENGANTAR ………………………………………………………
iii
DAFTAR ISI………………………………………………………………….
v
DAFTAR TABEL ……………………………………………………………
viii
DAFTAR GAMBAR …………………………………………………………
ix
BAB I PENDAHULUAN ……………………………………………..........
1
1.1 Latar Belakang ………………………………………………………..
1
1.2 Tujuan ………………………………………………………………....
2
1.3 Batasan Masalah ……………………………………………………….
2
1.4 Metodologi Penelitian …………………………………………………
2
1.5 Sistematika Penulisan …………………………………………………
3
BAB II DASAR TEORI....................................................................................
4
2.1 Citra ……..…………………………………..…………………………
4
2.1.1 Definisi Citra ……………………………………………………...
4
2.1.2 Citra Digital …………………………………………………….....
4
2.1.3 Resolusi Citra Digital ………….……………………………….....
6
2.1.4 Citra Warna ……………………………………………………….
7
2.1.5 Citra Grayscale ………………………………………………........
7
2.1.6 Sistem Pencitraa …………………………………………………..
7
2.1.7 Format File Citra ………………………………………………….
8
2.2 Pengolahan Citra ………………………………………………………. 10
2.2.1 Definisi Pengolahan Citra (Image Processing)…………………..
10
2.2.2 Dasar Pengolahan Citra Digital………………………………….. 11
2.2.3 Operasi-operasi Pengolahan Citra………………………………
v
11
2.2.4 Fungsi Pengolahan Citra (Image Processing)…………………....
2.3 Restorasi Citra…………………………………………………………
2.3.1 Definisi Restorasi Citra………………………………………......
13
14
14
2.4 Deblurring Dengan Algoritma Lucy-Richardson……………………… 15
2.4.1 Definisi Deblurring………………………………………………
15
2.4.1.1 Konvolusi……………………………………………………
15
2.4.1.2 Dekonvolusi…………………………………………………
15
2.4.1.3 PSF………………………………………………………….
16
2.4.1.4 Katagori Deblurring…………………………………………
16
2.4.2 Algoritma Lucy Richardson (L-R)………………………………
17
2.5 Denoising……………………………………………………………
18
2.5.1 Definisi Denoising …...………………………………………….. 18
2.5.2 Definisi Derau …………………………………………………...
18
2.5.2.1 Filter Spasial………………………………………………….
19
2.5.2.2 Median Filter………………………………………………...
20
2.6 Dept Resolution (Kedalaman Resolusi)…………………………………..
21
2.7 Ecludean Distance…………………………………………………………..
22
2.8 Matlab (Matrix Labaratory)………………………………………….
22
2.6.1 Lingkungan Kerja MATLAB……………………………………
23
2.6.2 Guide MATLAB………………………………………………...
24
2.6.2.1 Memulai Guide MATLAB……………………….…………..
24
2.6.2.2 Komponen Guide MATLAB………………………………..
27
2.6.2.3 Aplikasi M-File………………………………………………
28
2.6.3 Histrogram Citra………………………………………………...
28
2.6.3.1 Membuat Histogram…………………………………………
29
BAB III PERANCANGAN……………………………….…………………
31
3.1 Perancangan…………………………………………………………..
31
3.1.1 Diagram Blok Aplikasi………………………………………….
31
vi
3.1.2 Perancangan Diagram Alir………………………………………
32
3.1.3 Perancangan Antarmuka Program……………………………….. 35
3.2 Analisis Perhitungan Kualitas Citra…………………………………..
36
3.2.1 Menghitung DR (Depth Resolution)…………………………….
36
3.2.2 Menghitung Euclidean Distance………………………………..
37
3.3 Kriteria Data Uji ……………………………………………………..
37
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN……………………………………
38
4.1 Hasil Pengujian………………………….…………………………...
38
4.1.1 Pengambilan Citra………………………………………………
38
4.1.2 Proses Deblurring………………………………………………
39
4.1.3 Proses Denoising…………………….…………………………
40
4.2 Analisa………………………………………………………………….
41
4.2.1 Analisa Visual……………………………………………………
41
4.2.2 Analisa Statistik………………………………………………….. 45
BAB V SIMPULAN DAN SARAN ………………………………………….
52
5.1 Kesimpulan ………………………………………………………….....
52
5.2 Saran………………………………………………................................
52
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
vii
DAFTAR PUSTAKA
1) Ahmad, U. (2005). Pengolahan Citra Digital. Bogor: Graha Ilmu
2) Gonzales, R. C., Woods, R. E., & Eddin, S. L. (2002). Digital Image Processing Using
Matlab. New Jersey: Pearson Education.
3) Sigit, R., Basuki, A., & Ramadijanti, N. (2005). Step by Step Pengolahan Citra Digital.
Surabaya: Penerbit Andi
4) Hendriyani, Y. (2012). Restorasi Citra Kabur Menggunakan Lucy-Richardson , 05 No 2,
14.
5) Ramayanti, D.(2010). Pengolaahan Citra. In Tutorial Matlab.
6) Deblurring Images Using The Lucy-Richardson. Diakses tanggal 10 Februari 2013, dari
http://www.mathworks.com/help/images/examples/deblurring-images-using-the-lucyrichardson-algorithm.html
7) Eclidean Distance. Diakses Juli 2013, dari
http://www.improvedoutcomes.com/docs/WebSiteDocs/Clustering/Clustering_Parameter
s/Euclidean_and_Euclidean_Squared_Distance_Metrics.htm
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Informasi tidak hanya berbentuk teks, dapat pula berbentuk gambar atau
citra. Agar memudahkan pengiriman ataupun penerimaan informasi, citra yang
digunakan biasanya bersifat digital. Namun tidak semua citra digital dapat
langsung digunakan oleh pengguna karena kualitas citra yang dihasilkan kurang
baik dan perlu diolah terlebih dahulu sehingga siap untuk digunakan. Masalah
yang umum terjadi adalah karena adanya derau (noise) yang mengakibatkan citra
terlihat kotor, muncul bintik-bintik, dan hilangnya informasi. Masalah lainnya
terjadi karena pengambilan gambar yang tidak fokus atau objek yang bergerak,
sehingga menyebabkan hasil citra yang kabur (blur).
Untuk menjawab permasalahan-permasalahan pada citra digital diperlukan
pemrosesan citra (Image Processing). Diantara bentuk pemrosesan citra digital
adalah Image Restoration atau restorasi citra, yang bertujuan memperbaiki
kualitas citra dengan menghilangkan cacat pada citra agar mudah diinterpretasi
oleh manusia atau mesin (komputer). Bentuk restorasi citra ada dua yaitu, proses
deblurring atau penghilangan kesamaran citra yang kabur dan proses denoising
atau penghilangan derau.
Pada proses Tugas Akhir ini, fokus pada hasil citra yang kabur dan akan
direstorasi melalui proses deblurring menggunakan metode algoritma LucyRichardson. Namun, proses akhir dari deblurring akan dibersihkan dahulu dari
derau melalui proses denoising, dimana derau berupa gaussian noise
menggunakan metode Smoothing Median Filter. Proses restorasi citra dibuat
menggunakan perangkat lunak Matlab. Hasil yang diharapkan, setidaknya terbaca
informasi yang akan disampaikan melalui citra.
1
1.2 Tujuan
Tujuan yang hendak dicapai dalam penelitian Tugas Akhir ini adalah :
1. Memperbaiki citra yang kabur (deblurring), hingga informasi dapat
terbaca.
2. Menerapkan aplikasi pengurangan derau (denoising), pada citra hasil
deblurring.
3. Merepresentasikan proses restorasi citra pada perangkat lunak Matlab.
1.3 Batasan Masalah
Pada tugas akhir ini diberikan pembatasan masalah, yaitu :
1. Proses restorasi citra yang digunakan adalah proses deblurring atau
penghilangan kesamaran citra yang kabur menggunakan algoritma LucyRichardson dan proses denoising menggunakan metode Median Filter
untuk mengurangi ataupun menghilangkan derau dengan jenis gaussian
noise.
2. Proses dilakukan off-line.
3. Format citra yang digunakan hanya berekstensi Bitmap.
4. Menggunakan iterasi 5, 10, 15, 20, dan 25 pada proses deblurring .
1.4 Metodologi Penelitian
Metodologi penelitian yang diterapkan pada penelitian ini adalah :
1. Eksperimental, yaitu merancang perangkat lunak sederhana dengan tool
perangkat lunak Matlab untuk proses deblurring dan denoising.
2. Implementasi, melakukan implementasi terhadap perangkat lunak yang
akan dikembangkan berdasarkan hasil yang diperoleh dari perancangan.
3. Pengujian, yaitu menguji tingkat keberhasilan rancangan dan implementasi
pada perangkat lunak.
4. Analisis, yaitu menganalisis tingkat keberhasilan proses restorasi citra
yang dicapai, selanjutnya menyimpulkan apakah hasil perancangan dan
implementasi ini sesuai dengan tujuan atau tidak.
2
1.5 Sistematika Penulisan
Penulisan hasil penelitian Tugas Akhir sesuai dengan tahapan-tahapan yang
dilalui selama penelitian Tugas Akhir dilakukan. Secara sistematis, laporan ini
disusun sebagai berikut :
BAB I :
PENDAHULUAN
Bab ini berisi latar belakang masalah yang dikemukakan, tujuan
masalah, batasan masalah, metodologi penelitian dan sistematika
penulisan.
BAB II :
DASAR TEORI
Bab ini berisi teori-teori pendukung Tugas Akhir, seperti
pengetahuan tentang pengolahan citra, restorasi citra digital,
deblurring dengan algoritma Lucy Richardson, denoising dan
perangkat lunak Matlab.
BAB III :
PERANCANGAN
Pada bab ini dijelaskan mengenai, perancangan, spesifikasi hingga
pengaplikasian program.
BAB IV :
HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini berisi hasil pengujian dan analisis kinerja proses restorasi
citra.
BAB V :
SIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisi kesimpulan hasil penelitian dan saran-saran untuk
perbaikan dan pengembangan program pada penelitian selanjutnya.
3
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari data yang diperoleh dalam pengujian tugas akhir ini dapat ditarik suatu
kesimpulan bahwa :
a) Algoritma Lucy-Richardson mampu memperbaiki kualitas citra yang
terdegradasi motion blur dengan iterasi 5 hingga 15.
b) Berdasarkan pengujian, proses deblurring menggunakan algoritma LucyRichardson dan proses denoising menggunakan metode Median Filter mampu
memperlihatkan perbedaan secara visual dan statistik.
c) Matlab mampu mensimulasikan efek memperbaiki atau merestorasi citra
tersebut dengan algoritma Lucy-Richardson secara sederhana, dengan
mempergunakan image processing toolbox yang dimilikinya.
d) Jumlah iterasi yang digunakan pada algoritma Lucy Richardson dimulai
dengan iterasi ke-5 hingga iterasi ke-25. Untuk perbaikan kualitas citra yang
optimal dibutuhkan penelitian lebih lanjut mengenai hubungan antara jumlah
iterasi dengan perbaikan kualitas citra tersebut.
5.2 Saran
Pada program tugas akhir dan dari data-data yang diperoleh, maka terdapat
saran-saran untuk pengembangan program kedepan, diantaranya..
a) Diharapkan kedepan, dapat menggunakan algoritma lain pada proses
deblurring, misalnya dengan algoritma Wiener. Begitu pula dengan metode
pada proses denoising dapat menggunakan metode lain, seperti metode
wavelet.
b) Proses restorasi citra digital dapat diproses secara on-line.
52
53
PEMBUATAN APIKASI RESTORASI CITRA DIGITAL
MENGGUNAKAN MATLAB
DR.Wendi Zarman,M.Si1, John Adler,M.Si2, Nuraeni Ratnawati3
1,2,3
Jurusan Teknik Komputer Unikom, Bandung
3
nuraeniratnawati@gmail.com
ABSTRAK
Masalah yang umum terjadi pada citra digital adanya derau, muncul bintik-bintik, pengambilan gambar yang
tidak fokus atau objek yang bergerak, sehingga menyebabkan hasil citra yang kabur. Pada citra yang kabur, akan
direstorasi melalui proses deblurring menggunakan metode algoritma Lucy-Richardson. Algoritma LucyRichardson bergantung dari jumlah iterasi yang digunakan. Proses akhir dari restorasi citra akan dibersihkan dari
derau melalui proses denoising menggunakan metode Median Filter. Proses restorasi citra dibuat menggunakan
perangkat lunak Matlab. Algoritma Lucy-Richardson mampu memperbaiki kualitas citra yang terdegradasi
motion blur, dengan iterasi ke-5 hingga ke-10. Untuk restorasi citra digital yang optimal dibutuhkan penelitian
lebih lanjut mengenai hubungan antara jumlah iterasi dengan proses perbaikan citra.
Kata kunci : restorasi citra, deblurring, Lucy-Richardson, denoising, Median Filter
PENDAHULUAN
Citra dapat berupa analog maupun digital, agar
memudahkan pengiriman ataupun penerimaan
informasi, citra yang digunakan biasanya bersifat
digital. Namun tampaknya tidak semua citra digital
dapat langsung digunakan oleh pengguna karena
hasil pada citra yang kurang baik kualitasnya dan
perlu diolah terlebih dahulu sehingga siap untuk
digunakan. Masalah yang umum terjadi adalah
karena adanya derau (noise) yang mengakibatkan
citra terlihat kotor, muncul bintik-bintik, dan
hilangnya informasi. Masalah lainnya terjadi karena
pengambilan gambar yang tidak fokus atau objek
yang bergerak, sehingga menyebabkan hasil citra
yang kabur (blur).
Untuk menjawab permasalahan-permasalahan
pada citra digital diperlukan pemrosesan citra (Image
Processing). Diantara bentuk pemrosesan citra
digital adalah Image Restoration, yang bertujuan
memperbaiki kualitas citra dengan menghilangkan
cacat pada citra agar mudah diinterpretasi oleh
manusia atau mesin (komputer). Masukan dan
keluarannya berupa citra. Bentuk restorasi citra ada
dua yaitu, proses deblurring atau penghilangan
kesamaran citra yang kabur dan proses denoising
atau penghilangan derau.
PERANCANGAN
Pertama akan ditampilkan diagram aktivitas untuk
menggambarkan alur dari langkah-langkah yang
akan dipakai dalam menjalankan program.
Kemudian, rancangan untuk tampilan layar program
aplikasi dan rancangan untuk modul-modul dalam
program.
Aplikasi yang akan dibuat secara garis besar
memiliki alur penggunaan. Pengguna program akan
langsung memasuki layar utama saat membuka
program.
Dilayar
utama,
pengguna
akan
memasukkan file citra digital yang mengalami blur
atau kabur dan berderau dengan menekan tombol
Open File. Citra yang dipilih kemudian akan
ditampilkan
1. Diagram Blok Aplikasi
Aplikasi yang akan dibuat secara garis besar akan
memiliki alur sebagai berikut.
Proses Deblurring
menggunakan algoritma
Lucy-Richardson
Proses Denoising
menggunakan metode
Median Filter
Citra restorasi
Citra asli
Gambar 1 Diagram Blok
Berikut ini masing-masing peran atau fungsi
yang dicitrakan dalam perancang diatas:
1. Citra asli, merupakan masukan citra asli
yang bersifat kabur (blur) dan berderau.
2. Proses deblurring, merupakan proses
memperbaiki citra yang kabur dengan
menggunakan metode Blind Deconvolution
Lucy-Richardson(L-R).
3. Proses denoising, merupakan proses
penghilangan derau pada citra hasil proses
deblurring.. Metode yang digunakan adalah
metode Median Filter.
4. Citra restorasi, merupakan keluaran atau
ouput dari proses restorasi citra.
2.
Flowchart
Keterangan antarmuka program:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Gambar 2 Flowchart
Keterangan flowchart:
1. Mulai
2. Mengambil citra pada media penyimpanan,
yaitu pengambilan citra digital dari
penyimpanan hardisk yang akan diproses
dan berupa citra terdegradasi.
3. Proses
deblurring,
yaitu
proses
menghilangkan kesamaran menggunakan
metode blind dekonvolusi L-R yang
bergantung pada nilai iterasi. Nilai iterasi
yang digunakan merupakan inputan. Untuk
melanjutkan pada proses selanjutnya, maka
disimpan terlebih dahulu.
4. Decision, merupakan pilihan apakah akan
melalui proses restorasi lain yaitu proses
denoising atau tidak.
5. Proses denoising, merupakan proses
menghilangkan derau dengan menggunakan
metoda median filter dan citra masukan
diambil dari hasil proses deblurring.
6. Citra hasil restorasi, keluaran citra dengan
hasil akhir.
7. Selesai
3.
Antarmuka
Gambar 3. Antarmuka program
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
Panel judul aplikasi.
Panel untuk menampilkan citra.
Tombol Open File, untuk mengambil
citra asli dari tempat penyimpanan.
Tombol informasi piksel, untuk
menampilkan informasi piksel citra
asli.
Tombol histogram untuk menampilkan
histogram citra asli
Tombol deblurring untuk memproses
dekonvolusi dari citra asli yang
sebelumnya telah ada masukkan nilai
iterasi.
Tombol save untuk menyimpan citra
hasil deblurring.
Tombol info untuk menampilkan
informasi citra berupa ukuran file,
tinggi dan lebar citra, serta nilai bit.
Tombol informasi piksel, untuk
menampilkan informasi piksel pada
citra yang telah terrestorasi deblurring.
Menampilkan histogram.
Tombol grayscale, untuk mengubah
citra hasil deblurring menjadi citra
grayscale sebelum kemudian diproses
denoising.
Tombol denoising, untuk memproses
pengurangan derau.
Tombol save untuk menyimpan citra
hasil denoising
Tombol info untuk menampilkan
informasi citra berupa ukuran file,
warna, dan nilai bit.
Tombol informasi piksel, untuk
menampilkan informasi piksel pada
citra yang telah terrestorasi denoising.
Menampilkan histogram.
4. Analisis Perhitungan Kualitas Citra
Analisa yang akan dilakukan terhadap restorasi citra,
adalah sebagai berikut:
a. Analisis visual, yaitu menganalisa hasil
citra dengan berbagai nilai iterasi, dalam
Tugas Akhir iterasi dibatasi 5, 10, 15, 20,
dan 25
b. Analisis statistika, yaitu menghitung nilai
kedalaman
kapasitas
citra
(Depth
Resolution) dan menghitung Euclidean
distance
1. Menghitung DR (Depth Resolution)
Depth Resolution bertujuan untuk
menguji perhitungan besar kapasitas
citra. Namun, sebelum masuk dalam
perhitungan agar mengubah terlebih
dahulu citra dari *jpg menjadi *bmp
untuk menguji perhitungan yang telah
dibuat benar atau masih belum benar.
Berikut rumus
��
ℎ
ℎ
� =
(1)
1000+�
Menghitung Euclidean Distance
Euclidean distance adalah perhitungan
jarak dari 2 buah titik dalam Euclidean
space. Euclidean space diperkenalkan
oleh seorang matematikawan dari
Yunani sekitar tahun 300 B.C.E. untuk
mempelajari hubungan antara sudut
dan jarak. Euclidean ini biasanya
diterapkan pada 2 dimensi dan 3
dimensi citra.
2.
untuk mengurangi tingkat kekaburan menggunakan
algoritma Lucy-Richardson (L-R). Namun, sesuai
teori bahwa algoritma L-R menggunakan estimasi
PSF (Point Spread Function) melalui nilai iterasi,
maka sebelum diproses pengguna memasukkan nilai
iterasi terlebih dahulu.
Informasi citra
,
=
1
−
1
2
+
2
−
2
2
(2)
HASIL PENGUJIAN
Pengujian dilakukan untuk mengetahui apakah
sistem dapat berjalan sebagaimana mestinya dengan
nilai iterasi yang telah ditentukan serta dilakukan
sesuai dengan skenario uji coba yang dimulai dengan
pengambilan citra, proses deblurring, proses
denoising
hingga
proses
unsharp.
Untuk
memudahkan dalam pengujian, maka menampilkan
terlebih dahulu matriks piksel.
Gambar 4 menampilkan nilai piksel
1. Proses Deblurring
Pada tahap ini, citra asli yang telah ditampilkan
beserta informasi data citra akan diproses deblurring
Gambar 5 Proses deblurring
Untuk mendapatkan informasi perubahan nilai
citra dan menampilkan histogram, maka ada proses
save yang berfungsi menyimpan citra hasil
deblurring
sementara.
Kemudian
untuk
menampilkan informasi perubahan nilai citra dengan
menekan tombol info dan citra diambil dari media
penyimpanan hasil proses deblurring. Untuk
menampilkan nilai piksel RGB, tekan tombol
informasi piksel, dan tampilan sama dengan proses
pengambilan citra.
2. Proses Denoising
Sesuai teori, bahwa semakin besar nilai iterasi, maka
akan semakin tebal derau yang ada pada citra. Oleh
karena itu, citra yang telah dideblurkan akan
dikurangi
derau
dengan
proses
denoising
mengunakan metode Median Filter. Namun, untuk
proses ini citra terlebih dahulu diubah menjadi citra
grayscale agar mempermudah pengurangan derau.
Tabel 2. Citra hasil restorasi deblurring dan citra
melalui proses unsharp untuk iterasi 5 sampai 25
.
Ite
Citra rusak
ras
Citra Deblurring
i
Gambar 6 Pengubahan citra true color menjadi
citra grayscale
Proses perubahan citra true color menjadi
citra grayscale dengan menekan tombol Grayscale.
Proses grayscale yang digunakan adalah mengubah
nilai piksel dengan cara memberi konstanta
pengali. Berikut merupakan persamaan yang
digunakan untuk mengubah derajat keabuan.
= 0.3 ∗ + 0.59 ∗ + 0.11 ∗ � (3)
Gambar 7 Proses denoising
3. Analisa Visual
Analisa visual, merupakan bentuk analisa hasil
percobaan dengan menampilkan citra-citra. Berikut
hasil analisa proses deblurring dan denoising
dengan berbagai tingkatan iterasi. Berikut infrmasi
mengenai data citra yang digunakan sebagai bahan
uji
Tabel 1 Spesifikasi citra uji
Citra
Nama
Bunga
Kriteria Uji
1. Bersolusi
259x194
2. Terdegrad
asi motion
blur dan
gaussian
noise
3. True color
4. 32 bit
5
10
15
20
Keterangan
Dapat diproses
a. Citra Hasil Deblurring
Citra dengan nama file bunga, resolusi 259x194
piksel, dan pengolahan deblurring dengan jumlah
matriks motion sebesar 5x5
25
Pada tabel di atas menampilkan hasil
restorasi deblurring. Secara visual terlihat bahwa
algoritma Lucy-Richardson dapat memperbaiki
efek kabur yang dibangkitkan. Namun, jika
diperhatikan citra asli mengalami perbaikan yang
signifikan hanya sampai iterasi ke-10, karena pada
iterasi ke-20 dan iterasi ke-25 derau semakin tebal
(Artifact), sehingga citra terlihat rusak kembali
dengan degradasi yang lain. Dilihat dari ketajaman
warna ungu pada kelopak bunga, semakin tinggi
nilai iterasi, maka warna semakin tajam dan jelas,
begitu pula dengan batang daun pada sisi kanan
citra tampak semakin tegas garis citranya.
Penebalan derau dan timbulnya garis-garis
baru yang merupakan efek dari algoritma LucyRichardson mengakibatkan derau terlihat jelas.
Oleh karena itu, pada program Tugas Akhir ini,
membutuhkan proses denoising.
Jika diperhatikan dan dibandingkan dengan
citra asli, maka proses deblurring dengan iterasi
ke-10 lebih baik, sehingga dapat dikatakan nilai
iterasi sebesar 10 merupakan iterasi yang cocok
untuk citra diatas.
b. Citra Hasil Denoising
Citra dengan nama file bunga dan resolusi 259x194
piksel serta pengolahan denoising menggunakan
metode median filter dengan jumlah matriks
gaussian sebesar 3x3.
Sebelum melakukan proses denoising,
citra hasil deblurring terlebih dahulu dirubah
menjadi
grayscale,
untuk
mempermudah
pengurangan derau.
Tabel 2. Citra deblurring yang telah dirubah
menjadi grayscale dan citra hasil restorasi
denoising
Citra Grayscale
Iterasi
Citra Denoising
5
10
menghilangkan derau pada citra hasil deblurring.
Hasil citra denoising terlihat berubah, sesuai
dengan prinsip kerja metode median filter yaitu
melembutkan atau menyamarkan derau. Sama
halnya dengan proses deblurring, hasil citra yang
mendekati baik terlihat ada pada iterasi ke-10.
4.
Analisa Statistik
a. Menghitung DR (Depth Resolution)
DR (Depth Resolution), bertujuan untuk
menghitung kapasitas citra (ukuran file) pada
media penyimpanan (Hardisk) sebelum dan
sesudah direstorasi. Jika perhitungan manual ini
ukuran file sama dengan informasi yang
ditampilkan komputer, maka proses restorasi dapat
dikatakan berhasil. Ukuran file bersifat tetap jika
nilai bit-nya tidak berubah.
DR pada proses deblurring
Ukuran file yang diketahui dari citra bunga asli
yang terdegradasi (rusak) dengan resolusi 259x194
adalah 201038 dengan kedalaman bit sebesar 32
bit, maka nilai DR adalah:
� =
201038
1032
= 194,80
194 KB
Setelah direstorasi, ukuran file berubah
menjadi 151374 dengan kedalaman bit 24, maka
ukuran DR adalah:
� =
151374
= 147,826
1024
147��
Dalam hal ini untuk menguji perhitungan
besar kapasitas citra pada hasil proses deblurring
berhasil dilakukan. Kapasitas dapat dibuktikan
dengan melihat informasi ukuran pada citra.
DR pada proses denoising
Ukuran file yang diketahui dari citra deblurring
yang diubah menjadi citra grayscale adalah 119798
dengan kedalaman bit sebesar 8 bit.
� =
119798
= 118,847
1008
118��
Setelah direstorasi, ukuran file menjadi 51518.
15
20
25
Pada tabel diatas merupakan proses restorasi
denoising yaitu mengurangi atau bahkan
� =
51518
= 51,10
1008
51��
Dalam hal ini untuk menguji perhitungan besar
kapasitas citra pada hasil proses denoising sama
dengan informasi ukuran file yang ditampilkan
oleh komputer.
b. Menghitung Euclidean Distance
Diketahui rumus Menghitung Euclidean Distance
adalah menghitung jarak antara titik-titik piksel
pada citra asli dengan citra hasil restorasi. Rumus
2 +
Euclidean Distance yaitu
, =
1− 1
2+ …
, yang dalam hal ini Xi
2− 2
mewakili citra restorasi dan Xj mewakili citra asli.
Citra yang baik adalah citra yang nilai Euclidean
Distance mendekati atau paling kecil. Untuk
menjadi bahan pembanding, maka nilai piksel citra
asli diambil dari citra yang belum terdistorsi.
1.
Ecludean Distance (ED) pada proses
deblurring
20
171
216
161
160
191
177
213
162
173
165
198
187
25
162
220
152
157
197
176
215
161
175
168
206
189
Tabel 3 Nilai piksel citra asli dengan matriks 5x4
pada koordinat [128 96] hingga koordinat [132
99]
Matriks Citra Asli
(RGB)
Matriks Citra Asli
[X]
18
7
15
8
16
0
16
3
19
1
18
9
18
3
17
7
19
2
18
7
18
4
17
9
18
3
18
5
18
1
17
7
17
2
17
9
17
7
17
5
Berikut adalah nilai matriks citra asli yang
rusak dan citra hasil deblurring dengan iterasi 5,
10, 15, 20 dan 25, sekaligus nilai Ecludean
Distance (ED). Pengambilan matriks di koordinat
yang sama yaitu mulai koordinat [128 96] hingga
koordinat [132 99] dengan jumlah matriks 5x4.
144
167
121
156
135
166
109
158
110.4
168
182
193
171
126.8
173
176
200
168
Sesuai teori bahwa prinsip dari Ecludean
Distance, adalah mencari nilai jarak terkecil dari
citra restorasi ke citra rusak atau lebih kecil
jaraknya dibandingkan dengan jarak citra rusak dan
citra asli sebagai analisis.
Melihat data pada tabel 4 bahwa citra rusak
memiliki nilai ED sebesar 65, maka nilai ED pada
citra restorasi harus lebih kecil dari nilai ED pada
citra rusak. Pada tabel diatas, bahwa jarak yang
lebih kecil dari jarak citra rusak adalah citra dengan
iterasi ke-5. Pada iterasi ke-20 dan iterasi ke-25
nilai jarak ED terlampau lebih besar dari jarak ED
citra rusak.
.
Tabel 4 Nilai Ecludean Distance pada citra rusak
dengan matriks 5x4 pada koordinat [128 96]
hingga koordinat [132 99]
Matriks Citra Rusak
[X’]
′
[
181
179
169
167
162
-6
-12
180
172
181
167
167
22
181
174
180
176
165
19
182
171
182
168
177
19
− ]=[ ]
ED
65
-23
-16
-10
-12
-6
-22
-26
-9
-4
-15
-13
-6
3
-9
2
Tabel 5 Nilai Ecludean Distance pada citra
deblurring dengan matriks 5x4 pada koordinat
[128 96] hingga koordinat [132 99]
Itera
si
5
10
184
188
182
181
Matriks Deblurring
[X’]
181
168 164
174
177 169
183
182 168
170
170 162
185
184
167
159
162
200
177
170
169
180
177
198
184
153
177
174
167
175
156
177
161
173
169
177
2.
Ecludean Distance (ED) pada proses
denoising
Untuk menjadi bahan pembanding, maka nilai
piksel citra asli diambil dari citra yang belum
terdistorsi.
Citra asli diubah menjadi citra grayscale
terlebih dahulu, berikut adalah perhitungan ED
proses denoising dari citra rusak dan citra asli
sebagai pembanding.
Tabel 6 Perhitungan ED pada citra rusak yang
diubah menjadi citra grayscale dengan matriks 5x4
pada koordinat [128 96] hingga koordinat [132
99]
[
Akar
∑(X’-X)2
61.22
76
-11
20
17
15
-15
-6
0
4
180
209
170
166
187
178
197
165
169
165
190
182
153
168
136
155
164
183
186
175
90.3
− ]=[ ]
-19
-13
-9
-3
2
50
-12
-15
-8
2
-3
-9
-5
4
Tabel 7 Nilai Ecludean Distance pada citra
denoising dengan matriks 5x4 pada koordinat [128
96] hingga koordinat [132 99]
Iterasi
15
′
5
[
-9
26
23
19
-14
-3
1
6
′
− ]=[ ]
-18
-3
-10
-5
-11
-13
-7
-3
2
-2
-7
-4
-1
52.58
10
15
20
25
-6
27
20
18
-6
23
14
16
-6
23
3
4
-14
-3
-2
-2
-11
-7
-1
3
-15
-7
-1
-1
-18
-6
-10
-8
-19
-18
-12
-11
-11
-14
-14
-13
-10
-7
-4
0
-11
-14
-1
3
-13
-16
-4
0
-8
-15
-5
-2
-6
-13
-6
0
-3
-14
-8
-2
-7
22
5
7
-13
-8
-2
-6
-18
-12
-11
-14
-8
-11
-7
-3
-4
-15
-9
-1
52.04
f)
52.10
53
53,27
Informasi yang didapat dari tabel diatas,
seharusnya hasil ED proses denoising kurang dari
nilai ED citra rusak. Namun, pada pengujian nilai
ED proses denoising lebih besar dari nilai ED pada
citra rusak. Begitu pula halnya dengan citra hasil
deblurring, bahwa iterasi ke-20 dan ke-25 nilai
jarak ED terlampau lebih besar dari jarak ED citra
rusak, sehingga tidak cocok digunakan untuk
proses restorasi citra bunga.
KESIMPULAN
Dari data yang diperoleh dalam pengujian
tugas akhir ini dapat ditarik suatu kesimpulan
bahwa :
a) Algoritma
Lucy-Richardson
mampu
memperbaiki
kualitas
citra
yang
terdegradasi motion blur dengan iterasi 5
hingga 15.
b) Berdasarkan pengujian, proses deblurring
menggunakan algoritma Lucy-Richardson
dan proses denoising menggunakan
metode
Median
Filter
mampu
memperlihatkan perbedaan secara visual
dan statistik.
c) Matlab mampu mensimulasikan efek
memperbaiki atau merestorasi citra
tersebut
dengan
algoritma
LucyRichardson secara sederhana, dengan
mempergunakan
image
processing
toolbox yang dimilikinya.
d) Jumlah iterasi yang digunakan pada
algoritma Lucy Richardson dimulai
dengan iterasi ke-5 hingga iterasi ke-25.
Untuk perbaikan kualitas citra yang
optimal dibutuhkan penelitian lebih lanjut
mengenai hubungan antara jumlah iterasi
dengan perbaikan kualitas citra tersebut.
e) Diharapkan kedepan, dapat menggunakan
algoritma lain pada proses deblurring,
misalnya dengan algoritma Wiener.
Begitu pula dengan metode pada proses
denoising dapat menggunakan metode
lain, seperti metode wavelet.
Proses restorasi citra digital dapat diproses
secara on-line.
DAFTAR PUSTAKA
1) Ahmad, U. (2005). Pengolahan Citra
Digital. Bogor: Graha Ilmu
2) Gonzales, R. C., Woods, R. E., & Eddin,
S. L. (2002). Digital Image Processing
Using Matlab. New Jersey: Pearson
Education.
3) Sigit, R., Basuki, A., & Ramadijanti, N.
(2005). Step by Step Pengolahan Citra
Digital. Surabaya: Penerbit Andi
4) Hendriyani, Y. (2012). Restorasi Citra
Kabur Menggunakan Lucy-Richardson ,
05 No 2, 14.
5) Ramayanti, D.(2010). Pengolaahan Citra.
In Tutorial Matlab.
PENYERAHAN HAK EKSKLUSIF
Bahwa yang bertanda tz'rgao dibawah ini, penulis dan pihak perusahaan tempat
penelitian, bersedia:
"Bahwa hasil penelitian dapat dionlinekan sesuai dengan peraturan yang berlakrl
untuk kepentingan riset dan pendidikan'.
Bandung 28 Agustus 2013
Penulis,
Nuraeni Ratnawati
NIM. 10207704
Mengetahui,
Pembimbing I,
Dr. Wendi Z*nan.M.Si.
NrP. 4127.70.05.010
NIP. 4127.74.05.007
Catatan:
Kecuali Bab II, UL IY, lampiron dan presentasi tidah antuh di-online-kan,
dengan alasan untuk nunghindari plagiat dari pihah yang tidak bertanggung
jawab.
LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN
Menyatakan dengan sebenamya bahwa penulisan Laporan Tugas Akhir berdasarkan
hasil penelitian, pemikiran dan pemaparan asli dari penulis sendiri, baik dari naskah
laporan maupurl kegiatan Programing yang tercantqm sebagai bagian dari Laporan
Tugas Akhir ini. Jika terdapat karya orang lain, penqlis akan mencantumkan sumber
secarajelas.
Demikian perny.ataan
ini
saya buat dengan sesungguhnya dan apabila dikemudian
hari terdapat penyimpangan dan ketidakbeneran dalam pernyataan ini, maka
saya
bersedia menerima sanksi akademik berupa pencabptan gelar yang telah diperoleh
trena
karya tulis ini dan sanksi lain sesuai dengan nprma yang berlaku di perguruan
'3llid...2013
(Nuraeni Ratnawati )
NIM:
70247704
LEMBAR PENGESAHAN
PEMBUATAI\I APLIKASI RESTORASI CITRA DIGITAL
MENGGI]NAKAN MATLAB
Oleh
Nuraeni Ratnawati
1020,7704
Telah disetujui dan disahkan di Bandung sebagai Tugas Skripsi pada tanggal:
Bandung, 28 Agustus 2013
Menyetujui,
Pembfunbing I,
NIP: 4127.70.05.007
Mengetahui,
Itas Teknik dan
Ketua Jurusan Teknik KomPuter
Ilmu
K€*
E
g
22
M
r27.70:05.orc
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
DATA PRIBADI
Nama Lengkap
: Nuraeni Ratnawati
NIM
: 10207704
Nama Panggilan
: Aeni
Tempat & Tanggal Lahir
: Purbalingga, 06 Desember 1987
Suku
: Sunda
Nama Ayah
: Adit Saepudin
Nama Ibu
: Ratminah
Alamat Sekarang
: Jl.Pelangi Bhakti 06 (belakang BRATATEX) Kamp.Babakan
Kidul RT 04/04 No.75 Cimindi, Kelurahan Cigugur Tengah, Kota
Cimahi 40522
HP
: 085720096603
: nuraeniratnawati@gmail.com
Golongan Darah
:O
Jurusan
: Teknik Komputer/ S1 UNIKOM - Bandung
Judul Skripsi
: Pembuatan Aplikasi Restorasi Citra Digital Menggunakan Matlab
PEMBUATAN APLIKASI RESTORASI CITRA DIGITAL
MENGGUNAKAN MATLAB
TUGAS AKHIR
Disusun untuk memenuhi syarat kelulusan pada Program Studi Sistem Komputer
Strata Satu di Jurusan Teknik Komputer
Oleh
Nuraeni Ratnawati
10207704
Pembimbing
Dr. Wendi Zarman, M.Si
John Adler, M.Si
JURUSAN TEKNIK KOMPUTER
FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER
UNIVERSITAS KOMPUTER INDONESIA
BANDUNG
2013
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Segala puji hanya milik Allah SWT. Rabb semesta alam yang telah
melimpahkan segala kenikmatan baik nikmat jasadiyah maupun ruhiyah berupa ilmu,
kesehatan, dan kemampuan kepada penulis untuk menuangkan ide dan gagasan dalam
karya ilmiah penelitian tugas akhir ini.
Dengan mengambil objek penelitian di Jurusan Teknik Komputer Fakultas
Teknik dan Ilmu Komputer UNIKOM Bandung yang berlokasi Jl. Dipati Ukur No
102 – 114 Kampus IV Bandung 40132, penulis mengangkat judul :
”PEMBUATAN
APLIKASI
RESTORASI
CITRA
DIGITAL
MENGGUNAKAN MATLAB”.
Laporan Penelitian Tugas Akhir ini diajukan untuk memenuhi syarat kelulusan
pada program studi Strata Satu (S1) Jurusan Teknik Komputer, Fakultas Teknik dan
Ilmu Komputer, Universitas Komputer Indonesia (UNIKOM), Bandung.
Dengan terselesaikannya Laporan Penelitian Tugas Akhir ini, penulis
ungkapkan rasa syukur yang tiada henti kepada Allah SWT. Dan Shalawat serta
salam juga tak lupa penulis curahkan kepada Nabi Besar Muhammad SAW. Tidak
lupa pula penulis ucapkan terima kasih kepada :
1. Ayahanda dan Ibunda tercinta, Adek-adek (Nurlatifah dan Aditya Nurhasanah)
yang telah banyak membantu baik berupa dorongan, dukungan, do’a maupun
materi.
2. Prof. Dr. H. Denny Kurniadie, Ir. M.Sc., selaku Ketua Dekan Fakultas Teknik dan
Ilmu Komputer UNIKOM.
3. Dr. Wendi Zarman, M.Si., selaku Ketua Jurusan Teknik Komputer UNIKOM.
4. Sri Nurhayati, M.Si., selaku Dosen Wali 07TK-03 Strata Satu Jurusan Teknik
Komputer UNIKOM.
iii
5. Bapak Dr. Wendi Zarman, M.Si., dan bapak John Adler, M.Si., selaku Dosen
Pembimbing Tugas Akhir.
6. Dilianti “Decil” Kartikasari yang sudah membantu mempelajari software
MATLAB, terima kasih banyak.
7. Rani Wulandari, Ratih Kusumaninghayu, Ardhani Reswari, Teh Sofie, dan
sahabat-sahabat FORMASI UNIKOM, terima kasih atas dorongan, bantuan, dan
juga saran masukan dalam pelaksanaan Tugas Akhir ini.
8. Teman-teman 07TK-01, 07TK-02, 07TK-03 yang bersama-sama berjuang dan
saling menyemangati .
Penulis menyadari masih adanya kekurangan dalam penyusunannya, oleh sebab
itu kritik dan saran yang sifatnya membangun sangat penulis harapkan demi
penyempurnaan dari hasil Tugas Akhir ini. Harapan penulis semoga Tugas Akhir ini
dapat bermanfaat bagi penulis sendiri dan bagi para pembaca sekalian.
Akhir kata, penulis berharap semoga laporan ini dapat memberi sedikit
sumbangsih bagi perkembangan dunia intelektualitas, khususnya bagi penulis sendiri.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Bandung, Agustus 2013
Penulis
iv
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN
LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN
ABSTRAK…………………………………………………………………....
i
ABSTRACT ………………………………………………………………….
ii
KATA PENGANTAR ………………………………………………………
iii
DAFTAR ISI………………………………………………………………….
v
DAFTAR TABEL ……………………………………………………………
viii
DAFTAR GAMBAR …………………………………………………………
ix
BAB I PENDAHULUAN ……………………………………………..........
1
1.1 Latar Belakang ………………………………………………………..
1
1.2 Tujuan ………………………………………………………………....
2
1.3 Batasan Masalah ……………………………………………………….
2
1.4 Metodologi Penelitian …………………………………………………
2
1.5 Sistematika Penulisan …………………………………………………
3
BAB II DASAR TEORI....................................................................................
4
2.1 Citra ……..…………………………………..…………………………
4
2.1.1 Definisi Citra ……………………………………………………...
4
2.1.2 Citra Digital …………………………………………………….....
4
2.1.3 Resolusi Citra Digital ………….……………………………….....
6
2.1.4 Citra Warna ……………………………………………………….
7
2.1.5 Citra Grayscale ………………………………………………........
7
2.1.6 Sistem Pencitraa …………………………………………………..
7
2.1.7 Format File Citra ………………………………………………….
8
2.2 Pengolahan Citra ………………………………………………………. 10
2.2.1 Definisi Pengolahan Citra (Image Processing)…………………..
10
2.2.2 Dasar Pengolahan Citra Digital………………………………….. 11
2.2.3 Operasi-operasi Pengolahan Citra………………………………
v
11
2.2.4 Fungsi Pengolahan Citra (Image Processing)…………………....
2.3 Restorasi Citra…………………………………………………………
2.3.1 Definisi Restorasi Citra………………………………………......
13
14
14
2.4 Deblurring Dengan Algoritma Lucy-Richardson……………………… 15
2.4.1 Definisi Deblurring………………………………………………
15
2.4.1.1 Konvolusi……………………………………………………
15
2.4.1.2 Dekonvolusi…………………………………………………
15
2.4.1.3 PSF………………………………………………………….
16
2.4.1.4 Katagori Deblurring…………………………………………
16
2.4.2 Algoritma Lucy Richardson (L-R)………………………………
17
2.5 Denoising……………………………………………………………
18
2.5.1 Definisi Denoising …...………………………………………….. 18
2.5.2 Definisi Derau …………………………………………………...
18
2.5.2.1 Filter Spasial………………………………………………….
19
2.5.2.2 Median Filter………………………………………………...
20
2.6 Dept Resolution (Kedalaman Resolusi)…………………………………..
21
2.7 Ecludean Distance…………………………………………………………..
22
2.8 Matlab (Matrix Labaratory)………………………………………….
22
2.6.1 Lingkungan Kerja MATLAB……………………………………
23
2.6.2 Guide MATLAB………………………………………………...
24
2.6.2.1 Memulai Guide MATLAB……………………….…………..
24
2.6.2.2 Komponen Guide MATLAB………………………………..
27
2.6.2.3 Aplikasi M-File………………………………………………
28
2.6.3 Histrogram Citra………………………………………………...
28
2.6.3.1 Membuat Histogram…………………………………………
29
BAB III PERANCANGAN……………………………….…………………
31
3.1 Perancangan…………………………………………………………..
31
3.1.1 Diagram Blok Aplikasi………………………………………….
31
vi
3.1.2 Perancangan Diagram Alir………………………………………
32
3.1.3 Perancangan Antarmuka Program……………………………….. 35
3.2 Analisis Perhitungan Kualitas Citra…………………………………..
36
3.2.1 Menghitung DR (Depth Resolution)…………………………….
36
3.2.2 Menghitung Euclidean Distance………………………………..
37
3.3 Kriteria Data Uji ……………………………………………………..
37
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN……………………………………
38
4.1 Hasil Pengujian………………………….…………………………...
38
4.1.1 Pengambilan Citra………………………………………………
38
4.1.2 Proses Deblurring………………………………………………
39
4.1.3 Proses Denoising…………………….…………………………
40
4.2 Analisa………………………………………………………………….
41
4.2.1 Analisa Visual……………………………………………………
41
4.2.2 Analisa Statistik………………………………………………….. 45
BAB V SIMPULAN DAN SARAN ………………………………………….
52
5.1 Kesimpulan ………………………………………………………….....
52
5.2 Saran………………………………………………................................
52
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
vii
DAFTAR PUSTAKA
1) Ahmad, U. (2005). Pengolahan Citra Digital. Bogor: Graha Ilmu
2) Gonzales, R. C., Woods, R. E., & Eddin, S. L. (2002). Digital Image Processing Using
Matlab. New Jersey: Pearson Education.
3) Sigit, R., Basuki, A., & Ramadijanti, N. (2005). Step by Step Pengolahan Citra Digital.
Surabaya: Penerbit Andi
4) Hendriyani, Y. (2012). Restorasi Citra Kabur Menggunakan Lucy-Richardson , 05 No 2,
14.
5) Ramayanti, D.(2010). Pengolaahan Citra. In Tutorial Matlab.
6) Deblurring Images Using The Lucy-Richardson. Diakses tanggal 10 Februari 2013, dari
http://www.mathworks.com/help/images/examples/deblurring-images-using-the-lucyrichardson-algorithm.html
7) Eclidean Distance. Diakses Juli 2013, dari
http://www.improvedoutcomes.com/docs/WebSiteDocs/Clustering/Clustering_Parameter
s/Euclidean_and_Euclidean_Squared_Distance_Metrics.htm
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Informasi tidak hanya berbentuk teks, dapat pula berbentuk gambar atau
citra. Agar memudahkan pengiriman ataupun penerimaan informasi, citra yang
digunakan biasanya bersifat digital. Namun tidak semua citra digital dapat
langsung digunakan oleh pengguna karena kualitas citra yang dihasilkan kurang
baik dan perlu diolah terlebih dahulu sehingga siap untuk digunakan. Masalah
yang umum terjadi adalah karena adanya derau (noise) yang mengakibatkan citra
terlihat kotor, muncul bintik-bintik, dan hilangnya informasi. Masalah lainnya
terjadi karena pengambilan gambar yang tidak fokus atau objek yang bergerak,
sehingga menyebabkan hasil citra yang kabur (blur).
Untuk menjawab permasalahan-permasalahan pada citra digital diperlukan
pemrosesan citra (Image Processing). Diantara bentuk pemrosesan citra digital
adalah Image Restoration atau restorasi citra, yang bertujuan memperbaiki
kualitas citra dengan menghilangkan cacat pada citra agar mudah diinterpretasi
oleh manusia atau mesin (komputer). Bentuk restorasi citra ada dua yaitu, proses
deblurring atau penghilangan kesamaran citra yang kabur dan proses denoising
atau penghilangan derau.
Pada proses Tugas Akhir ini, fokus pada hasil citra yang kabur dan akan
direstorasi melalui proses deblurring menggunakan metode algoritma LucyRichardson. Namun, proses akhir dari deblurring akan dibersihkan dahulu dari
derau melalui proses denoising, dimana derau berupa gaussian noise
menggunakan metode Smoothing Median Filter. Proses restorasi citra dibuat
menggunakan perangkat lunak Matlab. Hasil yang diharapkan, setidaknya terbaca
informasi yang akan disampaikan melalui citra.
1
1.2 Tujuan
Tujuan yang hendak dicapai dalam penelitian Tugas Akhir ini adalah :
1. Memperbaiki citra yang kabur (deblurring), hingga informasi dapat
terbaca.
2. Menerapkan aplikasi pengurangan derau (denoising), pada citra hasil
deblurring.
3. Merepresentasikan proses restorasi citra pada perangkat lunak Matlab.
1.3 Batasan Masalah
Pada tugas akhir ini diberikan pembatasan masalah, yaitu :
1. Proses restorasi citra yang digunakan adalah proses deblurring atau
penghilangan kesamaran citra yang kabur menggunakan algoritma LucyRichardson dan proses denoising menggunakan metode Median Filter
untuk mengurangi ataupun menghilangkan derau dengan jenis gaussian
noise.
2. Proses dilakukan off-line.
3. Format citra yang digunakan hanya berekstensi Bitmap.
4. Menggunakan iterasi 5, 10, 15, 20, dan 25 pada proses deblurring .
1.4 Metodologi Penelitian
Metodologi penelitian yang diterapkan pada penelitian ini adalah :
1. Eksperimental, yaitu merancang perangkat lunak sederhana dengan tool
perangkat lunak Matlab untuk proses deblurring dan denoising.
2. Implementasi, melakukan implementasi terhadap perangkat lunak yang
akan dikembangkan berdasarkan hasil yang diperoleh dari perancangan.
3. Pengujian, yaitu menguji tingkat keberhasilan rancangan dan implementasi
pada perangkat lunak.
4. Analisis, yaitu menganalisis tingkat keberhasilan proses restorasi citra
yang dicapai, selanjutnya menyimpulkan apakah hasil perancangan dan
implementasi ini sesuai dengan tujuan atau tidak.
2
1.5 Sistematika Penulisan
Penulisan hasil penelitian Tugas Akhir sesuai dengan tahapan-tahapan yang
dilalui selama penelitian Tugas Akhir dilakukan. Secara sistematis, laporan ini
disusun sebagai berikut :
BAB I :
PENDAHULUAN
Bab ini berisi latar belakang masalah yang dikemukakan, tujuan
masalah, batasan masalah, metodologi penelitian dan sistematika
penulisan.
BAB II :
DASAR TEORI
Bab ini berisi teori-teori pendukung Tugas Akhir, seperti
pengetahuan tentang pengolahan citra, restorasi citra digital,
deblurring dengan algoritma Lucy Richardson, denoising dan
perangkat lunak Matlab.
BAB III :
PERANCANGAN
Pada bab ini dijelaskan mengenai, perancangan, spesifikasi hingga
pengaplikasian program.
BAB IV :
HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini berisi hasil pengujian dan analisis kinerja proses restorasi
citra.
BAB V :
SIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisi kesimpulan hasil penelitian dan saran-saran untuk
perbaikan dan pengembangan program pada penelitian selanjutnya.
3
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari data yang diperoleh dalam pengujian tugas akhir ini dapat ditarik suatu
kesimpulan bahwa :
a) Algoritma Lucy-Richardson mampu memperbaiki kualitas citra yang
terdegradasi motion blur dengan iterasi 5 hingga 15.
b) Berdasarkan pengujian, proses deblurring menggunakan algoritma LucyRichardson dan proses denoising menggunakan metode Median Filter mampu
memperlihatkan perbedaan secara visual dan statistik.
c) Matlab mampu mensimulasikan efek memperbaiki atau merestorasi citra
tersebut dengan algoritma Lucy-Richardson secara sederhana, dengan
mempergunakan image processing toolbox yang dimilikinya.
d) Jumlah iterasi yang digunakan pada algoritma Lucy Richardson dimulai
dengan iterasi ke-5 hingga iterasi ke-25. Untuk perbaikan kualitas citra yang
optimal dibutuhkan penelitian lebih lanjut mengenai hubungan antara jumlah
iterasi dengan perbaikan kualitas citra tersebut.
5.2 Saran
Pada program tugas akhir dan dari data-data yang diperoleh, maka terdapat
saran-saran untuk pengembangan program kedepan, diantaranya..
a) Diharapkan kedepan, dapat menggunakan algoritma lain pada proses
deblurring, misalnya dengan algoritma Wiener. Begitu pula dengan metode
pada proses denoising dapat menggunakan metode lain, seperti metode
wavelet.
b) Proses restorasi citra digital dapat diproses secara on-line.
52
53
PEMBUATAN APIKASI RESTORASI CITRA DIGITAL
MENGGUNAKAN MATLAB
DR.Wendi Zarman,M.Si1, John Adler,M.Si2, Nuraeni Ratnawati3
1,2,3
Jurusan Teknik Komputer Unikom, Bandung
3
nuraeniratnawati@gmail.com
ABSTRAK
Masalah yang umum terjadi pada citra digital adanya derau, muncul bintik-bintik, pengambilan gambar yang
tidak fokus atau objek yang bergerak, sehingga menyebabkan hasil citra yang kabur. Pada citra yang kabur, akan
direstorasi melalui proses deblurring menggunakan metode algoritma Lucy-Richardson. Algoritma LucyRichardson bergantung dari jumlah iterasi yang digunakan. Proses akhir dari restorasi citra akan dibersihkan dari
derau melalui proses denoising menggunakan metode Median Filter. Proses restorasi citra dibuat menggunakan
perangkat lunak Matlab. Algoritma Lucy-Richardson mampu memperbaiki kualitas citra yang terdegradasi
motion blur, dengan iterasi ke-5 hingga ke-10. Untuk restorasi citra digital yang optimal dibutuhkan penelitian
lebih lanjut mengenai hubungan antara jumlah iterasi dengan proses perbaikan citra.
Kata kunci : restorasi citra, deblurring, Lucy-Richardson, denoising, Median Filter
PENDAHULUAN
Citra dapat berupa analog maupun digital, agar
memudahkan pengiriman ataupun penerimaan
informasi, citra yang digunakan biasanya bersifat
digital. Namun tampaknya tidak semua citra digital
dapat langsung digunakan oleh pengguna karena
hasil pada citra yang kurang baik kualitasnya dan
perlu diolah terlebih dahulu sehingga siap untuk
digunakan. Masalah yang umum terjadi adalah
karena adanya derau (noise) yang mengakibatkan
citra terlihat kotor, muncul bintik-bintik, dan
hilangnya informasi. Masalah lainnya terjadi karena
pengambilan gambar yang tidak fokus atau objek
yang bergerak, sehingga menyebabkan hasil citra
yang kabur (blur).
Untuk menjawab permasalahan-permasalahan
pada citra digital diperlukan pemrosesan citra (Image
Processing). Diantara bentuk pemrosesan citra
digital adalah Image Restoration, yang bertujuan
memperbaiki kualitas citra dengan menghilangkan
cacat pada citra agar mudah diinterpretasi oleh
manusia atau mesin (komputer). Masukan dan
keluarannya berupa citra. Bentuk restorasi citra ada
dua yaitu, proses deblurring atau penghilangan
kesamaran citra yang kabur dan proses denoising
atau penghilangan derau.
PERANCANGAN
Pertama akan ditampilkan diagram aktivitas untuk
menggambarkan alur dari langkah-langkah yang
akan dipakai dalam menjalankan program.
Kemudian, rancangan untuk tampilan layar program
aplikasi dan rancangan untuk modul-modul dalam
program.
Aplikasi yang akan dibuat secara garis besar
memiliki alur penggunaan. Pengguna program akan
langsung memasuki layar utama saat membuka
program.
Dilayar
utama,
pengguna
akan
memasukkan file citra digital yang mengalami blur
atau kabur dan berderau dengan menekan tombol
Open File. Citra yang dipilih kemudian akan
ditampilkan
1. Diagram Blok Aplikasi
Aplikasi yang akan dibuat secara garis besar akan
memiliki alur sebagai berikut.
Proses Deblurring
menggunakan algoritma
Lucy-Richardson
Proses Denoising
menggunakan metode
Median Filter
Citra restorasi
Citra asli
Gambar 1 Diagram Blok
Berikut ini masing-masing peran atau fungsi
yang dicitrakan dalam perancang diatas:
1. Citra asli, merupakan masukan citra asli
yang bersifat kabur (blur) dan berderau.
2. Proses deblurring, merupakan proses
memperbaiki citra yang kabur dengan
menggunakan metode Blind Deconvolution
Lucy-Richardson(L-R).
3. Proses denoising, merupakan proses
penghilangan derau pada citra hasil proses
deblurring.. Metode yang digunakan adalah
metode Median Filter.
4. Citra restorasi, merupakan keluaran atau
ouput dari proses restorasi citra.
2.
Flowchart
Keterangan antarmuka program:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Gambar 2 Flowchart
Keterangan flowchart:
1. Mulai
2. Mengambil citra pada media penyimpanan,
yaitu pengambilan citra digital dari
penyimpanan hardisk yang akan diproses
dan berupa citra terdegradasi.
3. Proses
deblurring,
yaitu
proses
menghilangkan kesamaran menggunakan
metode blind dekonvolusi L-R yang
bergantung pada nilai iterasi. Nilai iterasi
yang digunakan merupakan inputan. Untuk
melanjutkan pada proses selanjutnya, maka
disimpan terlebih dahulu.
4. Decision, merupakan pilihan apakah akan
melalui proses restorasi lain yaitu proses
denoising atau tidak.
5. Proses denoising, merupakan proses
menghilangkan derau dengan menggunakan
metoda median filter dan citra masukan
diambil dari hasil proses deblurring.
6. Citra hasil restorasi, keluaran citra dengan
hasil akhir.
7. Selesai
3.
Antarmuka
Gambar 3. Antarmuka program
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
Panel judul aplikasi.
Panel untuk menampilkan citra.
Tombol Open File, untuk mengambil
citra asli dari tempat penyimpanan.
Tombol informasi piksel, untuk
menampilkan informasi piksel citra
asli.
Tombol histogram untuk menampilkan
histogram citra asli
Tombol deblurring untuk memproses
dekonvolusi dari citra asli yang
sebelumnya telah ada masukkan nilai
iterasi.
Tombol save untuk menyimpan citra
hasil deblurring.
Tombol info untuk menampilkan
informasi citra berupa ukuran file,
tinggi dan lebar citra, serta nilai bit.
Tombol informasi piksel, untuk
menampilkan informasi piksel pada
citra yang telah terrestorasi deblurring.
Menampilkan histogram.
Tombol grayscale, untuk mengubah
citra hasil deblurring menjadi citra
grayscale sebelum kemudian diproses
denoising.
Tombol denoising, untuk memproses
pengurangan derau.
Tombol save untuk menyimpan citra
hasil denoising
Tombol info untuk menampilkan
informasi citra berupa ukuran file,
warna, dan nilai bit.
Tombol informasi piksel, untuk
menampilkan informasi piksel pada
citra yang telah terrestorasi denoising.
Menampilkan histogram.
4. Analisis Perhitungan Kualitas Citra
Analisa yang akan dilakukan terhadap restorasi citra,
adalah sebagai berikut:
a. Analisis visual, yaitu menganalisa hasil
citra dengan berbagai nilai iterasi, dalam
Tugas Akhir iterasi dibatasi 5, 10, 15, 20,
dan 25
b. Analisis statistika, yaitu menghitung nilai
kedalaman
kapasitas
citra
(Depth
Resolution) dan menghitung Euclidean
distance
1. Menghitung DR (Depth Resolution)
Depth Resolution bertujuan untuk
menguji perhitungan besar kapasitas
citra. Namun, sebelum masuk dalam
perhitungan agar mengubah terlebih
dahulu citra dari *jpg menjadi *bmp
untuk menguji perhitungan yang telah
dibuat benar atau masih belum benar.
Berikut rumus
��
ℎ
ℎ
� =
(1)
1000+�
Menghitung Euclidean Distance
Euclidean distance adalah perhitungan
jarak dari 2 buah titik dalam Euclidean
space. Euclidean space diperkenalkan
oleh seorang matematikawan dari
Yunani sekitar tahun 300 B.C.E. untuk
mempelajari hubungan antara sudut
dan jarak. Euclidean ini biasanya
diterapkan pada 2 dimensi dan 3
dimensi citra.
2.
untuk mengurangi tingkat kekaburan menggunakan
algoritma Lucy-Richardson (L-R). Namun, sesuai
teori bahwa algoritma L-R menggunakan estimasi
PSF (Point Spread Function) melalui nilai iterasi,
maka sebelum diproses pengguna memasukkan nilai
iterasi terlebih dahulu.
Informasi citra
,
=
1
−
1
2
+
2
−
2
2
(2)
HASIL PENGUJIAN
Pengujian dilakukan untuk mengetahui apakah
sistem dapat berjalan sebagaimana mestinya dengan
nilai iterasi yang telah ditentukan serta dilakukan
sesuai dengan skenario uji coba yang dimulai dengan
pengambilan citra, proses deblurring, proses
denoising
hingga
proses
unsharp.
Untuk
memudahkan dalam pengujian, maka menampilkan
terlebih dahulu matriks piksel.
Gambar 4 menampilkan nilai piksel
1. Proses Deblurring
Pada tahap ini, citra asli yang telah ditampilkan
beserta informasi data citra akan diproses deblurring
Gambar 5 Proses deblurring
Untuk mendapatkan informasi perubahan nilai
citra dan menampilkan histogram, maka ada proses
save yang berfungsi menyimpan citra hasil
deblurring
sementara.
Kemudian
untuk
menampilkan informasi perubahan nilai citra dengan
menekan tombol info dan citra diambil dari media
penyimpanan hasil proses deblurring. Untuk
menampilkan nilai piksel RGB, tekan tombol
informasi piksel, dan tampilan sama dengan proses
pengambilan citra.
2. Proses Denoising
Sesuai teori, bahwa semakin besar nilai iterasi, maka
akan semakin tebal derau yang ada pada citra. Oleh
karena itu, citra yang telah dideblurkan akan
dikurangi
derau
dengan
proses
denoising
mengunakan metode Median Filter. Namun, untuk
proses ini citra terlebih dahulu diubah menjadi citra
grayscale agar mempermudah pengurangan derau.
Tabel 2. Citra hasil restorasi deblurring dan citra
melalui proses unsharp untuk iterasi 5 sampai 25
.
Ite
Citra rusak
ras
Citra Deblurring
i
Gambar 6 Pengubahan citra true color menjadi
citra grayscale
Proses perubahan citra true color menjadi
citra grayscale dengan menekan tombol Grayscale.
Proses grayscale yang digunakan adalah mengubah
nilai piksel dengan cara memberi konstanta
pengali. Berikut merupakan persamaan yang
digunakan untuk mengubah derajat keabuan.
= 0.3 ∗ + 0.59 ∗ + 0.11 ∗ � (3)
Gambar 7 Proses denoising
3. Analisa Visual
Analisa visual, merupakan bentuk analisa hasil
percobaan dengan menampilkan citra-citra. Berikut
hasil analisa proses deblurring dan denoising
dengan berbagai tingkatan iterasi. Berikut infrmasi
mengenai data citra yang digunakan sebagai bahan
uji
Tabel 1 Spesifikasi citra uji
Citra
Nama
Bunga
Kriteria Uji
1. Bersolusi
259x194
2. Terdegrad
asi motion
blur dan
gaussian
noise
3. True color
4. 32 bit
5
10
15
20
Keterangan
Dapat diproses
a. Citra Hasil Deblurring
Citra dengan nama file bunga, resolusi 259x194
piksel, dan pengolahan deblurring dengan jumlah
matriks motion sebesar 5x5
25
Pada tabel di atas menampilkan hasil
restorasi deblurring. Secara visual terlihat bahwa
algoritma Lucy-Richardson dapat memperbaiki
efek kabur yang dibangkitkan. Namun, jika
diperhatikan citra asli mengalami perbaikan yang
signifikan hanya sampai iterasi ke-10, karena pada
iterasi ke-20 dan iterasi ke-25 derau semakin tebal
(Artifact), sehingga citra terlihat rusak kembali
dengan degradasi yang lain. Dilihat dari ketajaman
warna ungu pada kelopak bunga, semakin tinggi
nilai iterasi, maka warna semakin tajam dan jelas,
begitu pula dengan batang daun pada sisi kanan
citra tampak semakin tegas garis citranya.
Penebalan derau dan timbulnya garis-garis
baru yang merupakan efek dari algoritma LucyRichardson mengakibatkan derau terlihat jelas.
Oleh karena itu, pada program Tugas Akhir ini,
membutuhkan proses denoising.
Jika diperhatikan dan dibandingkan dengan
citra asli, maka proses deblurring dengan iterasi
ke-10 lebih baik, sehingga dapat dikatakan nilai
iterasi sebesar 10 merupakan iterasi yang cocok
untuk citra diatas.
b. Citra Hasil Denoising
Citra dengan nama file bunga dan resolusi 259x194
piksel serta pengolahan denoising menggunakan
metode median filter dengan jumlah matriks
gaussian sebesar 3x3.
Sebelum melakukan proses denoising,
citra hasil deblurring terlebih dahulu dirubah
menjadi
grayscale,
untuk
mempermudah
pengurangan derau.
Tabel 2. Citra deblurring yang telah dirubah
menjadi grayscale dan citra hasil restorasi
denoising
Citra Grayscale
Iterasi
Citra Denoising
5
10
menghilangkan derau pada citra hasil deblurring.
Hasil citra denoising terlihat berubah, sesuai
dengan prinsip kerja metode median filter yaitu
melembutkan atau menyamarkan derau. Sama
halnya dengan proses deblurring, hasil citra yang
mendekati baik terlihat ada pada iterasi ke-10.
4.
Analisa Statistik
a. Menghitung DR (Depth Resolution)
DR (Depth Resolution), bertujuan untuk
menghitung kapasitas citra (ukuran file) pada
media penyimpanan (Hardisk) sebelum dan
sesudah direstorasi. Jika perhitungan manual ini
ukuran file sama dengan informasi yang
ditampilkan komputer, maka proses restorasi dapat
dikatakan berhasil. Ukuran file bersifat tetap jika
nilai bit-nya tidak berubah.
DR pada proses deblurring
Ukuran file yang diketahui dari citra bunga asli
yang terdegradasi (rusak) dengan resolusi 259x194
adalah 201038 dengan kedalaman bit sebesar 32
bit, maka nilai DR adalah:
� =
201038
1032
= 194,80
194 KB
Setelah direstorasi, ukuran file berubah
menjadi 151374 dengan kedalaman bit 24, maka
ukuran DR adalah:
� =
151374
= 147,826
1024
147��
Dalam hal ini untuk menguji perhitungan
besar kapasitas citra pada hasil proses deblurring
berhasil dilakukan. Kapasitas dapat dibuktikan
dengan melihat informasi ukuran pada citra.
DR pada proses denoising
Ukuran file yang diketahui dari citra deblurring
yang diubah menjadi citra grayscale adalah 119798
dengan kedalaman bit sebesar 8 bit.
� =
119798
= 118,847
1008
118��
Setelah direstorasi, ukuran file menjadi 51518.
15
20
25
Pada tabel diatas merupakan proses restorasi
denoising yaitu mengurangi atau bahkan
� =
51518
= 51,10
1008
51��
Dalam hal ini untuk menguji perhitungan besar
kapasitas citra pada hasil proses denoising sama
dengan informasi ukuran file yang ditampilkan
oleh komputer.
b. Menghitung Euclidean Distance
Diketahui rumus Menghitung Euclidean Distance
adalah menghitung jarak antara titik-titik piksel
pada citra asli dengan citra hasil restorasi. Rumus
2 +
Euclidean Distance yaitu
, =
1− 1
2+ …
, yang dalam hal ini Xi
2− 2
mewakili citra restorasi dan Xj mewakili citra asli.
Citra yang baik adalah citra yang nilai Euclidean
Distance mendekati atau paling kecil. Untuk
menjadi bahan pembanding, maka nilai piksel citra
asli diambil dari citra yang belum terdistorsi.
1.
Ecludean Distance (ED) pada proses
deblurring
20
171
216
161
160
191
177
213
162
173
165
198
187
25
162
220
152
157
197
176
215
161
175
168
206
189
Tabel 3 Nilai piksel citra asli dengan matriks 5x4
pada koordinat [128 96] hingga koordinat [132
99]
Matriks Citra Asli
(RGB)
Matriks Citra Asli
[X]
18
7
15
8
16
0
16
3
19
1
18
9
18
3
17
7
19
2
18
7
18
4
17
9
18
3
18
5
18
1
17
7
17
2
17
9
17
7
17
5
Berikut adalah nilai matriks citra asli yang
rusak dan citra hasil deblurring dengan iterasi 5,
10, 15, 20 dan 25, sekaligus nilai Ecludean
Distance (ED). Pengambilan matriks di koordinat
yang sama yaitu mulai koordinat [128 96] hingga
koordinat [132 99] dengan jumlah matriks 5x4.
144
167
121
156
135
166
109
158
110.4
168
182
193
171
126.8
173
176
200
168
Sesuai teori bahwa prinsip dari Ecludean
Distance, adalah mencari nilai jarak terkecil dari
citra restorasi ke citra rusak atau lebih kecil
jaraknya dibandingkan dengan jarak citra rusak dan
citra asli sebagai analisis.
Melihat data pada tabel 4 bahwa citra rusak
memiliki nilai ED sebesar 65, maka nilai ED pada
citra restorasi harus lebih kecil dari nilai ED pada
citra rusak. Pada tabel diatas, bahwa jarak yang
lebih kecil dari jarak citra rusak adalah citra dengan
iterasi ke-5. Pada iterasi ke-20 dan iterasi ke-25
nilai jarak ED terlampau lebih besar dari jarak ED
citra rusak.
.
Tabel 4 Nilai Ecludean Distance pada citra rusak
dengan matriks 5x4 pada koordinat [128 96]
hingga koordinat [132 99]
Matriks Citra Rusak
[X’]
′
[
181
179
169
167
162
-6
-12
180
172
181
167
167
22
181
174
180
176
165
19
182
171
182
168
177
19
− ]=[ ]
ED
65
-23
-16
-10
-12
-6
-22
-26
-9
-4
-15
-13
-6
3
-9
2
Tabel 5 Nilai Ecludean Distance pada citra
deblurring dengan matriks 5x4 pada koordinat
[128 96] hingga koordinat [132 99]
Itera
si
5
10
184
188
182
181
Matriks Deblurring
[X’]
181
168 164
174
177 169
183
182 168
170
170 162
185
184
167
159
162
200
177
170
169
180
177
198
184
153
177
174
167
175
156
177
161
173
169
177
2.
Ecludean Distance (ED) pada proses
denoising
Untuk menjadi bahan pembanding, maka nilai
piksel citra asli diambil dari citra yang belum
terdistorsi.
Citra asli diubah menjadi citra grayscale
terlebih dahulu, berikut adalah perhitungan ED
proses denoising dari citra rusak dan citra asli
sebagai pembanding.
Tabel 6 Perhitungan ED pada citra rusak yang
diubah menjadi citra grayscale dengan matriks 5x4
pada koordinat [128 96] hingga koordinat [132
99]
[
Akar
∑(X’-X)2
61.22
76
-11
20
17
15
-15
-6
0
4
180
209
170
166
187
178
197
165
169
165
190
182
153
168
136
155
164
183
186
175
90.3
− ]=[ ]
-19
-13
-9
-3
2
50
-12
-15
-8
2
-3
-9
-5
4
Tabel 7 Nilai Ecludean Distance pada citra
denoising dengan matriks 5x4 pada koordinat [128
96] hingga koordinat [132 99]
Iterasi
15
′
5
[
-9
26
23
19
-14
-3
1
6
′
− ]=[ ]
-18
-3
-10
-5
-11
-13
-7
-3
2
-2
-7
-4
-1
52.58
10
15
20
25
-6
27
20
18
-6
23
14
16
-6
23
3
4
-14
-3
-2
-2
-11
-7
-1
3
-15
-7
-1
-1
-18
-6
-10
-8
-19
-18
-12
-11
-11
-14
-14
-13
-10
-7
-4
0
-11
-14
-1
3
-13
-16
-4
0
-8
-15
-5
-2
-6
-13
-6
0
-3
-14
-8
-2
-7
22
5
7
-13
-8
-2
-6
-18
-12
-11
-14
-8
-11
-7
-3
-4
-15
-9
-1
52.04
f)
52.10
53
53,27
Informasi yang didapat dari tabel diatas,
seharusnya hasil ED proses denoising kurang dari
nilai ED citra rusak. Namun, pada pengujian nilai
ED proses denoising lebih besar dari nilai ED pada
citra rusak. Begitu pula halnya dengan citra hasil
deblurring, bahwa iterasi ke-20 dan ke-25 nilai
jarak ED terlampau lebih besar dari jarak ED citra
rusak, sehingga tidak cocok digunakan untuk
proses restorasi citra bunga.
KESIMPULAN
Dari data yang diperoleh dalam pengujian
tugas akhir ini dapat ditarik suatu kesimpulan
bahwa :
a) Algoritma
Lucy-Richardson
mampu
memperbaiki
kualitas
citra
yang
terdegradasi motion blur dengan iterasi 5
hingga 15.
b) Berdasarkan pengujian, proses deblurring
menggunakan algoritma Lucy-Richardson
dan proses denoising menggunakan
metode
Median
Filter
mampu
memperlihatkan perbedaan secara visual
dan statistik.
c) Matlab mampu mensimulasikan efek
memperbaiki atau merestorasi citra
tersebut
dengan
algoritma
LucyRichardson secara sederhana, dengan
mempergunakan
image
processing
toolbox yang dimilikinya.
d) Jumlah iterasi yang digunakan pada
algoritma Lucy Richardson dimulai
dengan iterasi ke-5 hingga iterasi ke-25.
Untuk perbaikan kualitas citra yang
optimal dibutuhkan penelitian lebih lanjut
mengenai hubungan antara jumlah iterasi
dengan perbaikan kualitas citra tersebut.
e) Diharapkan kedepan, dapat menggunakan
algoritma lain pada proses deblurring,
misalnya dengan algoritma Wiener.
Begitu pula dengan metode pada proses
denoising dapat menggunakan metode
lain, seperti metode wavelet.
Proses restorasi citra digital dapat diproses
secara on-line.
DAFTAR PUSTAKA
1) Ahmad, U. (2005). Pengolahan Citra
Digital. Bogor: Graha Ilmu
2) Gonzales, R. C., Woods, R. E., & Eddin,
S. L. (2002). Digital Image Processing
Using Matlab. New Jersey: Pearson
Education.
3) Sigit, R., Basuki, A., & Ramadijanti, N.
(2005). Step by Step Pengolahan Citra
Digital. Surabaya: Penerbit Andi
4) Hendriyani, Y. (2012). Restorasi Citra
Kabur Menggunakan Lucy-Richardson ,
05 No 2, 14.
5) Ramayanti, D.(2010). Pengolaahan Citra.
In Tutorial Matlab.