Implementasi dan Perbandingan Metode Frei-Chen, Morphologi dan Sobel untuk Deteksi Tepi pada Citra Foto Rontgen Kista Rongga Mulut

1

2

3

4

5

PENGHARGAAN

Alhamdulillah. Puji dan syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberi rahmat
dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini sebagai syarat
untuk memperoleh gelar Sarjana Komputer pada Program Studi S1 Ilmu Komputer
Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara.
Pada pengerjaan skripsi dengan judul Implementasi dan Perbandingan Metode
Frei-Chen, Morphologi dan Sobel untuk Deteksi Tepi pada Citra Foto Rontgen Kista
Rongga Mulut, penulis menyadari bahwa banyak pihak yang turut membantu, baik
dari pihak keluarga, sahabat dan orang-orang terkasih yang memotivasi dalam
pengerjaannya. Dalam kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada:


1.

Bapak Prof. Drs. Subhilhar, M.A., Ph.D.selaku Plt. Rektor Universitas Sumatera
Utara.

2.

Bapak Prof. Dr. Muhammad Zarlis selaku Dekan Fakultas Ilmu Komputer dan
Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara.

3.

Bapak Dr. Poltak Sihombing, M.Kom. selaku Ketua Program Studi S-1 Ilmu
Komputer Universitas Sumatera Utara.

4.

Ibu Maya Silvi Lydia, B.Sc, M.Sc. selaku Sekretaris Program Studi S-1 Ilmu
Komputer Universitas Sumatera Utara.


5.

Bapak Dr. Syahril Efendi, S.Si, M.IT selaku Dosen Pembimbing I yang telah
memberikan bimbingan, saran, dan masukan kepada penulis dalam pengerjaan
skripsi ini.

6.

Bapak Syahriol Sitorus, S.Si, M.IT selaku Dosen Pembimbing II yang telah
memberikan bimbingan, saran, dan masukan kepada penulis dalam pengerjaan
skripsi ini.

7.

Drs. Agus Salim Harahap, M.Si selaku Dosen Pembanding I yang telah
memberikan bimbingan, saran, masukan dan dukungan kepada penulis dalam
pengerjaan skripsi ini.

6


8.

M. Andri Budiman, ST, M.Comp.Sc, MEM selaku Dosen Pembanding II yang
telah banyak meluangkan waktunya dalam memberikan masukan-masukan
kepada penulis.

9.

Ayahanda dan Ibunda tercinta Bapak Suriadi dan mamak Rani yang selalu
memberikan dukungan, semangat, motivasi perhatian dan doa tanpa henti
kepada penulis.

10. Adinda Devi Yulita dan Nabila Adelia yang selalu memberikan dukungan dan
semangat dan menjadi motivasi bagi penulis untuk menyelesaikan skripsi ini.
11. Sahabat-sahabat seperjuangan Lestari Juwita Ningrum, Nurul Putri Yanti, Kh.
Nisa Dewi, Geubrina Rizky, Siti Aisya, Retri Witra Nastiti, Nurkholiza
Harahap, Nurdiana Tambunan, yang telah memberikan semangat dan
dukungannya kepada penulis.
12. Opung T. Br. Sihombing, Tiopanna Dame Pangaribuan Beserta keluarga opung

Pangaribuan yang telah banyak memotivasi memberi dukungan serta menasehati
penulis selama menulis skripsi ini.
13. Teman-teman sekaligus keluarga besar Program Studi S1 Ilmu Komputer
Fasilkom-TI USU.
14. Seluruh tenaga pengajar dan pegawai Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi
Informasi USU, terkhususnya di Program Studi S-1 Ilmu Komputer.
15. Adik-adik junior dan Abang, Kakak

senior yang memberikan bantuan,

dukungan dan semangat buat penulis dalam menulis skripsi.
16. Semua pihak yang terlibat langsung atau tidak langsung yang penulis tidak dapat
tuliskan satu per satu.
Semoga Allah SWT melimpahkan berkah kepada semua pihak yang telah
memberikan bantuan, perhatian, serta dukungan kepada penulis dalam menyelesaikan
skripsi ini. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih terdapat kekurangan. Oleh
karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun demi
kesempurnaan skripsi ini. Sehingga dapat bermanfaat bagi kita semuanya.
Medan, 23 Desember 2015
Penulis


7

ABSTRAK

Penggunaan citra sebagai bentuk informasi semakin meningkat. Salah satu
diantaranya dibidang kesehatan. Citra digunakan para tenaga medis untuk mendukung
diagnosa penyakit pada pasien yaitu seperti melalui citra rontgen. Salah satu proses
pengolahan citra untuk memperjelas tepian citra adalah proses deteksi tepi. Pada
penelitianini menggunakan deteksi tepi dengan metode Feri-Chen,Sobel, kombinasi
Frei-Chen dan Morphologi serta kombinasi Sobel danMorphologi. Sampel citra yang
digunakan adalah citra foto rontgen pada penyakit kista rongga mulut dengan
formatJPG, yang kemudian diubah dalam bentuk grayscale. Hasil dari penelitian ini
diperoleh bahwa kombinasi metode Sobel dan Morphologi lebih baik digunakan untuk
deteksi tepi citra foto rontgen kista rongga mulut yaitu dengan rata-rata nilai MSE
=18265,51 dan PSNR= 0,60 dB. Untuk kecepatanproses, metode Morphologi
memiliki rata-rata nilai Ranning Time terkecil yaitu 2,18 detik.
Kata kunci: Deteksi Tepi,Sobel, Frei-Chen, Morphologi, Kombinasi Sobel
danMorphologi, Kombinasi Frei-Chen dan Morphologi, Citra
FotoRontgen Kista Rongga Mulut.


8

IMPLEMENTATION AND COMBINATION FREI-CHEN,MORPHOLOGY
AND SOBEL METHOD FOR EDGE DETECTION ON ROENTGEN
PHOTO IMAGE OF CYST THE ORAL CAVITY

ABSTRACT

The use of images as a form of information is increasing. One of them in the field of
health. Image is used by medical personnel to support the diagnosis of a disease in a
patient, that is like through the roentgen photo image. One of the image processing
to clarify the edges of the image is edge detection process. In this research, using edge
detections methods, they are Feri-Chen, Morphology, combination Frei-Chen and
Morphology, and combination Sobel and Morphology. Sample image that used is the
Roentgen photo image of cysts the oral cavity diseases in JPG format, which is then
converted in the form of grayscale. Results from this research showed that a
combination of Sobel and Morphology methods is better used for edge detection
roentgen photo image of cyst the oral cavity, with the average value ofMSE =
18265,51 and PSNR = 0,60dB. For the speed of the process, Morphology method has

the smallest average value of Running Time, that is 2,18 second.
Keywords:Edge Detection, Sobel, Frei-Chen, Morphology, Combination Sobel

andMorphology, Combination Frei-Chen and Morphology,Roentgen
Photo Image of Cysts the Oral Cavity.

9

DAFTAR ISI

Halaman.
Persetujuan

ii

Pernyataan

iii

Penghargaan


iv

Abstrak

vi

Abstract

vii

Daftar Isi

viii

Daftar Tabel

xi

Daftar Gambar


xii

Daftar Lampiran

xiv

Bab I Pendahuluan

1

1.1 Latar Belakang

1

1.2 Rumusan Masalah

3

1.3 Batasan Masalah


3

1.4 Tujuan Penelitian

3

1.5 Manfaat Penelitian

4

1.6 Metode Penelitian

4

1.7 Sistematika Penelitian

5

Bab II Tinjauan Pustaka


7

2.1 Citra

7

2.2 Citra Analog

7

2.3 Citra Radiografi

8

2.4 Citra Digital

8

2.5 Jenis Citra Digital

9

2.5.1 Citra Berwarna
2.5.2 Citra Biner(Monokrom)

9
10

10

2.5.3 Citra Grayscale (Skala Keabuan)

11

2.6 Representasi Citra Digital

12

2.7 Pengolahan Citra Digital

14

2.8 Kista Rongga Mulut

15

2.8.1 Gambaran Radiografi Kista Rongga Mulut

15

2.9 Deteksi Tepi (Edge Detection)

17

2.10 Operator Sobel

17

2.11 Operator Frei-Chen
2.12 Morphologi
2.13 Matematika yang Melatarbelakangi
2.13.1 Teori Himpunan
2.13.2 Operasi Logika
2.14 Element Penstruktur
2.15 Operasi Dilasi
2.16 Operasi Erosi
2.17 Deteksi Tepi Morphologi
2.18 MSE dan PSNR
2.18.1 Mean Square Error (MSE)
2.18.2 Peak Signal to Noise Ratio (PSNR)
2.19 Penelitian yang Relevan

18
18
19
19
19
23
24
25
26
27
29

Bab III Analisis Dan Perancangan Sistem
3.1 AnalisisSistem

30
30

3.1.1 Analisis Masalah

30

3.1.2 Analisis Persyaratan

31

3.1.2.1 Persyaratan Fungsional

31

3.1.2.2 Persyaratan Non-FungsionalSistem

32

3.1.3 Analisis Proses
3.1.3.1 Use Case Diagram

33
33

3.1.3.1.1 Use Case Input Citra

34

3.1.3.1.2 Use Case Deteksi Tepi Sobel

34

3.1.3.1.3 Use Case Deteksi Tepi Frei-Chen

35

11

3.1.3.1.4 Use Case Deteksi Tepi Morphologi

36

3.1.3.1.5 Use Case Deteksi Tepi Sobel dan Morphologi

36

3.1.3.1.6 Use Case Deteksi Tepi Frei-Chen dan Morphologi

37

3.1.3.1.7 Use Case Simpan Citra

38

3.1.3.2 Activity Diagram

39

3.1.3.3 Sequence Diagram

40

3.1.3.4 Analisis Proses deteksi tepi dengan Metode Sobel

41

3.1.3.5 Analisis Proses deteksi tepi dengan Metode Frei-Chen

45

3.1.3.6 Analisis Proses deteksi tepi dengan Metode Morphologi

49

3.2 Pseudocode

43

3.2.1 Pseudocode Proses Deteksi Tepi

54

3.2.2 Pseudocode Proses Perhitungan MSE

55

3.2.3 Pseudocode Proses Perhitungan Presentase MSE

56

3.2.4 Pseudocode proses Perhitungan PSNR

56

3.3 Perancangan Sistem

57

3.3.1 Flowchart Perancangan Sistem

57

3.3.2 Perancangan Antarmuka Siatem (Interface)

58

3.3.2.1 Halaman Menu Home

58

3.3.2.2 Halaman Menu Deteksi Tepi

59

3.3.2.3 Halaman Menu Bantuan

63

3.3.2.4 Halaman Menu Tentang

63

Bab IV Implementasi dan Pengujian

64

4.1 Implementasi Sistem

64

4.1.1 Form home (MainForm)

65

4.1.2.Form Deteksi Tepi

66

4.1.3 Form Bantuan

67

4.1.4 Form Tentang

67

4.2 Pengujian Sistem
4.2.1 Proses Pengujian Form Deteksi Tepi

67
69

12

4.2.2 Proses Pengujian Proses Deteksi tepi
4.3 Hasil Pengujian

Bab V Kesimpulandan Saran

69
70

85

5.1 Kesimpulan

85

5.2 Saran

86

Daftar Pustaka

87

Lampiran Listing Program

A1

Lampiran Curriculum Vitae

B1

13

DAFTAR TABEL

Nomor
Tabel
2.1
2.2
2.3
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6

4.7

4.8

4.9

NamaTabel

Halaman

Warna dan Nilai Penyusun Warna
Tabel Kebenaran AND, OR, XOR dan NAND
Tabel Kebenaran NOT
Spesifikasi Use Case Input Citra
Spesifikasi Use Case Deteksi Tepi Sobel
Spesifikasi Use Case Deteksi Tepi Frei-Chen
Spesifikasi Use Case Deteksi Tepi Morphologi
Spesifikasi Use Case Deteksi Tepi Sobel dan
Morphologi
Spesifikasi Use Case Deteksi Tepi Frei-Chen dan
Morphologi
Spesifikasi Use Case Simpan Citra
Hasil Pengujian Metode Sobel
Hasil Pengujian Metode Frei-Chen
Hasil Pengujian Metode Morphologi
Hasil Pengujian Metode Sobel dan Morphologi
Hasil Pengujian Metode Frei-Chen dan Morphologi
Perbandingan Nilai MSE, Hasil Deteksi Tepi
Metode Sobel , Frei-Chen, Morphologi,Kombinasi
Sobel dan Morphologi serta Kombinasi Frei-Chen
dan Morphologi
Perbandingan Nilai MSE, Hasil Deteksi Tepi
Metode Sobel , Frei-Chen, Morphologi,Kombinasi
Sobel dan Morphologi serta Kombinasi Frei-Chen
dan Morphologi dalam persen (%)
Perbandingan Nilai PSNR, Hasil Deteksi Tepi
Metode Sobel , Frei-Chen, Morphologi,Kombinasi
Sobel dan Morphologi serta Kombinasi Frei-Chen
dan Morphologi
Perbandingan Nilai Running Time, Hasil Deteksi
Tepi Metode Sobel , Frei-Chen, Morphologi,
Kombinasi Sobel dan Morphologi serta Kombinasi
Frei-Chen dan Morphologi

10
24
24
35
35
36
37
38
38
39
71
73
75
77
79
81

82

83

83

14

DAFTAR GAMBAR

Nomor
Gambar
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6

2.7

2.8

2.9
2.10
2.11
2.12
2.13
2.14

2.15
2.16
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
4.1
4.2
4.3

NamaGambar

Halaman

Gambar Citra Rontgen
Contoh Citra RGB
Contoh Citra Biner
Contoh Citra Grayscale
Sistem Koordinat Citra
Gambar Radiografi Kista Ameloblastoma
(a)Unicystic luminal Ameloblastoma (b)
Multicystic Ameloblastoma, (c) Malignant
Ameloblastoma
Gambar Radiografi Kista Odontogenik Keratocyst
(a) Glandular Odontogenic Cyst, (b) Mandibular
Swelling Odontogenic, (c) Maxillary Keratocyst
Odontogenic Tumour
Gambar Radiografi Kista Dentigerous Unilacular
Dentigerous, (b) Maxilary Dentigerous, (c)
Dentigerous in Left Maxillary Antrum
Penggunaan Operasi Uniaon pada Citra Biner
Penggunaan Operasi Interseksi pada Citra Biner
Penggunaan Operasi Komplemen pada Citra Biner
Penggunaan Operasi Translasi pada Citra Biner
Hasil Operasi Logika atas Dua Citra A dan B
(a) Element Penstruktur Squre (b) Element
Penstruktur Rectangel (c) Element Penstruktur
Line (d) Element Penstruktur Disk (e) Element
penstruktur Diamond
Penggunaan Operasi Dilasi Pada Citra
Penggunaan Operasi Erosi Pada Citra
Ishikawa Diagram
Use Case Diagram
Activity Diagram
Sequence Diagram
Flowchart Rancangan Sistem
Rancangan Antarmuka Halaman Menu Utama
Rancangan Antarmuka Halaman Menu Deteksi
Tepi
Rancangan Antarmuka Halaman Menu Bantuan
Rancangan Antarmuka Halaman Menu Tentang
Tampilan Form Menu Home
Tampilan Form Deteksi Tepi
Tampilan Form Bantuan

8
10
11
12
12
16

16

16

21
22
23
23
24
25

27
27
32
34
40
41
57
58
59
62
63
65
66
66

15

4.4
4.5

4.6

4.7

4.8
4.9

Tampilan Form Tentang
Gambar Radiografi Kista Ameloblastoma
(a)Unicystic luminal Ameloblastoma (b)
MulticysticAmeloblastoma, (c) Malignant
Ameloblastoma
Gambar Radiografi Kista Odontogenik Keratocyst
(a) Glandular Odontogenic Cyst, (b) Mandibular
Swelling Odontogenic, (c) Maxillary Keratocyst
Odontogenic Tumour
Gambar Radiografi Kista Dentigerous Unilacular
Dentigerous, (b) Maxilary Dentigerous, (c)
Dentigerous in Left Maxillary Antrum
Proses Input Citra pada Form Deteksi Tepi
Proses Pengujian Deteksi Tepi dengan Metode
Sobel, Frei-Chen, Morphologi, Kombinasi Sobel
dan Morphologi serta Kombinasi Frei-Chen dan
Morphologi

67
68

68

68

69
70

16

DAFTAR LAMPIRAN

A.Listing Program

A-1

B.CurriculumVitae

B-1