Pengenalan Citra Perancangan Perangkat Lunak Untuk Perbaikan Citra Digital Dengan Menggunakan Lima (5) Teknik Penyaringan (Filtering)

Muhammad Arifin Siregar : Perancangan Perangkat Lunak Untuk Perbaikan Citra Digital Dengan Menggunakan Lima 5 Teknik Penyaringan Filtering, 2009. USU Repository © 2009 BAB 2 LANDASAN TEORI

2.1 Pengenalan Citra

Secara harfiah citra image adalah gambar pada bidang dwimatra atau dua dimensi. Citra juga dapat diartikan sebagai kumpulan titik-titik dengan intesitas warna tertentu yang membentuk suatu kesatuan dan mempunyai pengertian artistik. Citra sebagai salah satu komponen multimedia yang memegang peranan sangat penting sebagai salah satu bentuk informasi visual Munir, R, 2004, hal: 2. Sebuah citra mempunyai karakteristik yang tidak dimiliki oleh data teks yaitu, citra kaya dengan informasi karena dapat menyampaikan informasi yang imajinatif dapat dihayalkan. Citra yang baik adalah citra yang dapat menampilkan gambar secara utuh, seperti keindahan gambar dan kejelasan gambar tanpa mengurangi dan tanpa mengubah informasi yang terkandung pada sebuah gambar atau citra. Meskipun sebuah citra kaya akan informasi, namun seringkali citra yang diperoleh mengalami penurunan mutu degradasi, misalnya mengandung cacat atau derau noise, warnanya terlalu kontras, kurang tajam, kabur blurring dan sebagainya. Tentu saja citra semacam ini menjadi lebih sulit diinterpretasikan karena informasi yang disampaikan oleh citra tersebut menjadi berkurang. Agar citra yang mengalami gangguan mudah diinterpretasikan baik oleh manusia maupun mesin maka citra perlu diolah atau dimanipulasi sehingga kualitasnya lebih baik. Penampilan citra dapat dibagi jadi dua kelompok yaitu citra diam still images dan citra bergerak moving images. Citra diam adalah citra tunggal yang tidak bergerak. Citra bergerak adalah rangkaian citra diam yang ditampilkan secara berurutan sequential hingga memberikan kesan pada mata seolah-olah gambar tersebut bergerak Munir, R, 2004, hal: 2 Citra merupakan suatu keluaran dari suatu sistem perekaman data yang bersifat optik, analog ataupun digital. Perekaman data citra dapat dibagi menjadi dua yaitu: 1. Citra Analog Citra analog yaitu terdiri dari sinyal-sinyal elektromagnetik yang tidak dapat dibedakan sehingga pada umumnya tidak dapat ditentukan ukurannya. Citra analog mempunyai fungsi yang kontinu. Hasil perekaman citra analog dapat Muhammad Arifin Siregar : Perancangan Perangkat Lunak Untuk Perbaikan Citra Digital Dengan Menggunakan Lima 5 Teknik Penyaringan Filtering, 2009. USU Repository © 2009 bersifat optik yakni berupa foto film foto konvensional dan bersifat sinyal video seperti gambar pada monitor televisi 2. Citra Digital Citra digital terdiri dari sinyal-sinyal yang dapat dibedakan dan mempunyai fungsi yang tidak kontinu yakni berupa titik-titik warna pembentuk citra. Hasil perekaman citra digital dapat disimpan pada suatu media mngnetik. Dalam tugas akhir ini, pembahasan lebih diorientasikan pada citra digital.

2.1.1 Pengertian Citra Digital

Citra sebagai keluaran dari suatu sistem perekam data dapat bersifat analog, berupa sinyal-sinyal video seperti gambar pada monitor televisi atau bersifat digital yang dapat langsung disimpan pada suatu media magnetik. Citra ada dua macam yaitu citra kontinu dan citra diskrit. Citra Kontinu dihasilkan dari sistem optik yang menerima sinyal analog, contohnya mata manusia, kamera analog. Citra diskrit dihasilkan dari proses digitalisasi terhadap citra kontinu contohnya kamera digital, scanner Munir, R, 2004, hal 15. Komputer digital bekerja dengan angka-angka presisi terhingga, dengan demikian hanya citra dari kelas diskrit yang dapat diolah dengan komputer. Citra dari kelas tersebut lebih dikenal sebagai citra digital. Citra digital dinyatakan dalam suatu array dua dimensi atau suatu matriks yang elemen-elemennya menyatakan tingkat keabuan grayscale dari warna masing-masing pixel. Pixel merupakan elemen terkecil dari suatu citra, yakni berupa titik-titik warna yang membentuk citra. Citra digital tidak selalu harus merupakan hasil langsung dari rekaman suatu sistem digital, namun ada juga rekaman data bersifat kontinu seperti pada gambar monitor televisi, foto sinar-X, dapat juga berasal dari yang telah mengalami suatu konversi, sehingga citra tersebut selanjutnya dapat diproses melalui komputer.

2.1.2 Citra Warna

Citra warna adalah citra dengan sistem grafik yang memiliki satu set nilai tersusun a set of ordered values yang menyatakan berbagai tingkat warna. Citra warna bukanlah seperti citra grayscale. Dimana setiap set nilai tersusun mewakili satu ‘scale’ warna atau ‘hue’. Muhammad Arifin Siregar : Perancangan Perangkat Lunak Untuk Perbaikan Citra Digital Dengan Menggunakan Lima 5 Teknik Penyaringan Filtering, 2009. USU Repository © 2009 Sistem yang dipakai untuk mewakili warna yaitu sistem RGB Red, Green, Blue. Sistem RGB adalah sistem penggabungan antara warna-warna primer additive primary colours yaitu merah Red, hijau Green dan biru Blue untuk memperoleh warna tertentu. Misalnya warna putih diperoleh dari hasil gabungan warna merah = 255, hijau = 255, dan biru = 255. Dalam sistem RGB, warna putih cerah dinyatakan dengan RGB 255, 255, 255. Range nilai dari setiap warna primer adalah 0 sampai 255. Sehingga kemungkinan warna yang dapat terbentuk dengan sistem RGB adalah 256 x 256 x 256 yakni kurang lebih 16.7 juta warna. Pada tabel 2.1 berikut diperlihatkan beberapa kode warna hasil gabungan warna RGB. Tabel 2.1 Kode Warna Colour Red Green Blue Black Blue 255 Green 255 Cyan Blue+Green 255 255 Red 255 Magenta Red+Blue 255 255 Yellow Red+Green 255 255 White Red+Green+Blue 255 255 255 Gray 128 128 128

2.1.2.1 Citra Monokrom

Citra monokrom adalah citra dengan suatu sistem grafik yang tidak memiliki kemampuan warna selain warna hitam atau warna putih. Perbedaan hanya diperoleh dengan menentukan tingkat intensitas grayscale. Nilai numerik yang digunakan biasanya adalah range 0 – 1. Citra monokrom yang diwakili dengan beberapa nilai kekuatan cahaya bernilai dari hitam sampai putih sebagai grayscale image. Pada tabel Muhammad Arifin Siregar : Perancangan Perangkat Lunak Untuk Perbaikan Citra Digital Dengan Menggunakan Lima 5 Teknik Penyaringan Filtering, 2009. USU Repository © 2009 2.2 terdapat empat tingkat intensitas yang dapat ditampilkan seperti yang terlihat di bawah ini. Tabel 2.2 Intensitas Grayscale Kode Intensitas Nilai Intensitas Biner Tingkat Intensitas yang ditampilkan 0 0 Black 0.33 1 0 1 Darkgray 0.67 2 1 0 Lightgray 1 3 1 1 White Munir, R, 2004, hal; 42 Menyimpan tingkat intensitas dalam memori layar sama dengan menyimpan kode warna. Titik dengan ukuran 3 bit bisa menampilkan 8 tingkat intensitas sedangkan titik berukuran 1 bit hanya bisa menampilkan warna hitam black dan dan putih white saja. Pada Tabel 2.2 terdapat empat tingkat intensitas yang dapat ditampilkan. Nilai intensitas mendekati 0.33 akan disimpan dengan nilai biner 0 1 dalam memori layer dan menghasilkan titik dengan tingkat intensitas darkgray atau abu-abu kehitam- hitaman. Sedangkan tingkat intensitas itu sendiri ditentukan oleh program aplikasi kemudian diubah menjadi nilai biner yang sesuai.

2.1.3 Sistem Penangkap Citra Digital

Komputer digital hanya dapat memproses citra dalam bentuk digital. Pada cara yang konvensional, pemasukan data citra digital dilakukan melalui papan ketik keyboard atau terminal biasa. Data-data yang dimasukkan berupa harga-harga integer yang menunjukkan nilai intesitas cahaya atau tingkat keabuan setiap elemen gambar. Citra digital juga dapat diperoleh secara otomatis dari sistem penangkap citra digital digital image acquisition system atau digitizer yang melakukan penjelajahan citra dan membentuk suatu matriks dimana elemen-elemen menyatakan nilai intensitas cahaya pada suatu himpunan disktrit dari titik-titik. Pada Gambar 2.1 adalah pemrosesan citra ke dalam komputer serta penyimpanannya, seperti terlihat pada Gambar 2.1 di bawah ini: Muhammad Arifin Siregar : Perancangan Perangkat Lunak Untuk Perbaikan Citra Digital Dengan Menggunakan Lima 5 Teknik Penyaringan Filtering, 2009. USU Repository © 2009 Gambar 2.1 Elemen Sistem Pengolah Citra Sistem penangkap citra digital terdiri dari tiga komponen dasar yaitu: 1. Sensor citra yaitu ruang bekerja sebagai pengukur intensitas cahaya 2. Perangkat penjelajah yang bertugas merekam hasil pengukur intensitas pada seluruh bagian citra 3. Pengubah analog ke digital yang mengubah harga kontinu menjadi harga diskrit sehingga dapat diproses dengan komputer Diagram sistem penangkap citra itu sendiri dapat dilihat pada Gambar 2.2 berikut ini: Sensor Analog to Digital Komputer Digital Penyimpan Bingkai Citra Monitor Peraga Citra Masukan Citra Digital Citra Kontinu Subsistem Perekam Subsistem Sampling Subsistem Kuantisasi Citra Digital Muhammad Arifin Siregar : Perancangan Perangkat Lunak Untuk Perbaikan Citra Digital Dengan Menggunakan Lima 5 Teknik Penyaringan Filtering, 2009. USU Repository © 2009 Gambar 2.2 Diagram Sistem Penangkap Citra Digital

2.1.4 Konversi Citra Analog ke Citra Digital

Citra digital tidak selalu merupakah hasil langsung dari data rekaman suatu sistem digital. Adakalanya hasil rekaman data tersebut bersifat kontinu, oleh karena itu untuk mendapatkan suatu citra digital diperlukan suatu proses konversi, sehingga citra tersebut dapat diproses dengan komputer. Citra yang bersifat kontinu dapat diubah menjadi citra digital dengan cara membuat kisi-kisi arah horizontal dan vertikal, sehingga diperoleh gambar dalam bentuk array dua dimensi. Proses tersebut dikenal sebagai proses digitasi atau sampling. Digitasi atau sampling adalah proses membagi gambar secara horizontal dan vertikal menjadi bagian-bagian yang kecil Munir, R, 2004, hal 19-21, seperti diperlihatkan pada Gambar 2.3. Bagian-bagian yang kecil atau elemen array ini disebut dengan pixel. Pembagian suatu citra menjadi sejumlah pixel dengan ukuran tertentu akan menentukan resolusi spasial yang diperoleh. Semakin kecil ukuran pixel makin banyak jumlah pixel gambar maka resolusi gambar tersebut semakin tinggi dan gambar tersebut pun semakin halus atau terang, karena informasi yang hilang akibat pengelompokan tingkat keabuan atau warna ketika proses pembuatan kisi-kisi akan semakin kecil. Citra dengan tingkat keabuan kontinu Sampling Citra Digital Pixel Muhammad Arifin Siregar : Perancangan Perangkat Lunak Untuk Perbaikan Citra Digital Dengan Menggunakan Lima 5 Teknik Penyaringan Filtering, 2009. USU Repository © 2009 Gambar 2.3 Proses digitasi atau sampling. Proses yang diperlukan selanjutnya yaitu proses kuantisasi. Dalam proses itu tingkat keabuan setiap pixel dinyatakan dengan suatu bilangan bulat integer. Batas- batas harga integer atau besarnya daerah tingkat keabuan yang digunakan untuk menyatakan suatu tingkat keabuan pixel akan menentukan resolusi kecerahan dari gambar yang akan diperoleh. Jika digunakan 3 bit untuk menyimpan harga integer tersebut, maka diperoleh 8 tingkat keabuan. Makin besar tingkat keabuan yang digunakan maka makin baik pula gambar yang akan dihasilkan, karena kontinuitas dari tingkat keabuan akan semakin tinggi sehingga mendekati citra aslinya.

2.1.5 Representasi Citra Digital

Data-data dalam sistem komputer perlu dikodekan dengan menggunakan suatu sistem simbol diskrit. Sebuah citra digital dapat dianggap suatu matriks dimana baris dan kolomnya menunjukkan sebuah titik pada citra dan nilai elemen matriks menunjukkan tingkat keabuan graylevel pada titik tersebut. Elemen dari array digital tersebut disebut picture elements pixel. Pada umumnya, citra digital yang direpresentasikan dengan ax,y merupakan sebuah fungsi dari banyak variabel yang mencakup kedalamandepth z, warnacolour λ, dan waktutimet. Resolusi gambar dikatakan sebagai jumlah pixel yang terkandung di dalam suatu citra. Pada resolusi rendah keterperincian dan kedalaman citra akan hilang sama sekali dimana pixel-pixel individu jelas kelihatan, pada resolusi tinggi keterperincian data lebih nyata dan tajam. Aspect Ratio adalah suatu bilangan yang dapat diperoleh bila bilangan pixel mendatar dibagi dengan bilangan pixel tegak. Aspect Ratio perlu sama agar citra tidak kelihatan distorted menyimpang dan alami. Resolusi citra, Aspect Ratio dan jenis kualitas resolusinya dapat dilihat pada Tabel 2.3 berikut ini: Tabel 2.3 Resolusi Citra dan Aspect Ratio Resolusi Citra Aspect Ratio Kwalitas Resolusi 320 x 200 1,6 : 1 Low 640 x 480 1,33 : 1 Medium Muhammad Arifin Siregar : Perancangan Perangkat Lunak Untuk Perbaikan Citra Digital Dengan Menggunakan Lima 5 Teknik Penyaringan Filtering, 2009. USU Repository © 2009 1024 x 768 1,33 : 1 High Munir, R, 2004, hal: 40.

2.1.5.1 Tabel Warna

Tingkatan warna dapat dikatakan sebagai sebuah unsur terpenting dari suatu objek. Tanpa tingkatan warna, objek-objek yang dibuat akan memiliki warna putih atau warna hitam saja, tetapi dengan adanya tingkatan warna maka objek yang dibuat tentunya terlihat lebih bagus dan menarik.

2.1.5.2 Warna dan Intensitas Gambar

Terdapat banyak macam warna dan tingkat intensitas gambar yang dapat dipakai, namun tergantung pada kemampuan dari sistem grafik yang digunakan. Warna dapat dikodekan dengan menggunakan sistem bilangan integer dengan rentang 0 hingga 255. Warna yang sudah dikodekan tersebut disebut dengan kode warna. Kode warna tersebut dapat dirubah tingkat intensitasnya. Sistem Raster Scan memiliki banyak pilihan warna, sedangkan sistem Random Scan biasanya hanya memberikan beberapa pilihan warna saja.

2.2 Format File Gambar