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