Implementasi Contra Harmonic Mean Filter Untuk Mereduksi Noise Pada Citra Digital

IMPLEMENTASI CONTRA HARMONIC MEAN FILTER UNTUK
MEREDUKSI NOISE PADA CITRA DIGITAL

SKRIPSI

NITIKA
101421045

PROGRAM STUDI ESKTENSI S-1 ILMU KOMPUTER
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015

Universitas Sumatera Utara

PERSETUJUAN

Judul

: IMPLEMENTASI CONTRA HARMONIC MEAN FILTER

UNTUK MEREDUKSI NOISE PADA CITRA DIGITAL

Kategori

: SKRIPSI

Nama

: NITIKA

NIM

: 101421045

Program Studi

: EKSTENSI S-1 ILMU KOMPUTER

Fakultas


: ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Komisi Pembimbing :

Pembimbing II

Pembimbing I

Drs. Agus Salim Harahap, M.Si

Prof. Dr, Opim Salim Sitompul, M.Sc

NIP : 195408281981031004

NIP. 196108171987011001

Diketahui/disetujui oleh :
Program Studi S1 Ilmu Komputer
Ketua


Dr. Poltak Sihombing, M.Kom
NIP. 196203171991031001
ii

Universitas Sumatera Utara

PERNYATAAN

IMPLEMENTASI CONTRA HARMONIC MEAN FILTER UNTUK
MEREDUKSI NOISE PADA CITRA DIGITAL

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri, kecuali beberapa kutipan
dan ringkasan yang masing-masing telah disebutkan sumbernya.

Medan, Desember 2015

Nitika
NIM. 101421045


iii
Universitas Sumatera Utara

PENGHARGAAN

Puji dan syukur kehadirat Tuhan YME karena atas segala rahmat dan karunia-Nya
penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dalam waktu yang telah ditetapkan sebagai
salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Komputer, Program Studi Ilmu
Komputer Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi Universitas Sumatera
Utara, serta terimakasih yang sebesarnya kepada pihak yang telah mendukung
penyelesaian skripsi ini terutama orang tua.

Pada kesempatan ini, penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada :
1. Bapak Prof. Drs. Subhilhar, MA., Ph.D selaku Plt. Rektor Universitas
Sumatera Utara.
2. Bapak Prof. Dr. Muhammad Zarlis, M.Kom selaku Dekan Fakultas Ilmu
Komputer dan Teknologi Informasi Sumatera Utara.
3. Bapak Dr. Poltak Sihombing, M.Kom selaku Ketua Program Studi S1 Ilmu
Komputer dan sebagai dosen penguji I yang telah memberikan kritik dan
saran yang berguna bagi penulis

4. Ibu Maya Silvi Lydia, B.Sc, M.Sc selaku Sekretaris Program Studi S1 Ilmu
Komputer.
5. Bapak Prof. Dr. Opim Salim Sitompul, M.Sc selaku dosen pembimbing I yang
telah

meluangkan

waktu,

tenaga,

dan

pikiran

dalam

membimbing,

mengarahkan, menasehati, memotivasi, dan menyemangati penulis agar dapat

menyelesaikan skripsi ini.
6. Bapak Drs. Agus Salim Harahap, M.Si, selaku pembimbing II yang telah
meluangkan waktu, tenaga, dan pikiran dalam membimbing, mengarahkan,
menasehati, memotivasi, dan menyemangati penulis agar dapat menyelesaikan
skripsi ini.
7. Ibu Dian Rachmawati, S.Si., M.Kom sebagai dosen penguji II yang telah
memberikan kritik dan saran yang berguna bagi penulis.
8. Seluruh staf pengajar dan pegawai Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi
Informasi.
v
Universitas Sumatera Utara

9. Teristimewa orang tua yang penulis sayangi, ibunda Veena Joshi dan ayahanda
Alm. Ashok Kumar yang telah memberikan doa, motivasi, perhatian ,
mendukung penulis dengan penuh kasih sayang dan kesabaran yang tak
terhingga.
10. Adik tersayang Priyanka yang telah memberikan doa, dukungan, dan perhatian
kepada saya.
11. Teman – teman seperjuangan mahasiswa S1 Ekstensi Ilmu Komputer stambuk
2010 yang selalu memberi dukungan.

12. Semua pihak yang terlibat langsung ataupun tidak langsung yang tidak dapat
penulis ucapkan satu per satu yang telah membantu menyelesaikan skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih banyak kekurangan. Oleh karena
itu penulis menerima kritik dan saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan
skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi penulis dan pembaca, khususnya
rekan-rekan mahasiswa lainnya yang mengikuti perkuliahan di Universitas Sumatera
Utara.

Medan, Desember 2015
Penulis

Nitika

vi
Universitas Sumatera Utara

IMPLEMENTASI CONTRA HARMONIC MEAN FILTER UNTUK
MEREDUKSI NOISE PADA CITRA DIGITAL


ABSTRAK

Banyak gangguan yang dapat terjadi pada citra hasil rekaman kamera digital, seperti
lensa tidak fokus, muncul bintik-bintik yang disebabkan oleh proses capture yang
tidak sempurna, pencahayaan yang tidak merata mengakibatkan intensitas tidak
seragam, kontras citra terlalu rendah sehingga objek sulit dipisahkan dari latar
belakangnya atau gangguan yang disebabkan oleh kotoran yang menempel pada citra
dan lain sebagainya. Salah satu gangguan pada citra adalah noise berupa bintik-bintik
yang dapat mengurangi keindahan sebuah citra. Efek noise terhadap sebuah citra
berbeda-beda tergantung jenis noise-nya, karena ada yang mempengaruhi tampilan
citra dan ada juga yang tidak begitu mempengaruhi. Salah satu teknik yang digunakan
untuk mereduksi noise adalah filter yang melakukan pemisahan noise dari objek-objek
pada citra. Algoritma yang digunakan pada penelitian ini adalah Contra Harmonic
Mean Filter yang melakukan reduksi pada noise dengan cara mengganti nilai piksel
dengan nilai tengah (rata-rata) intensitas piksel citra yang mengandung noise. Hasil
pengujian diperoleh dengan menampilkan tiga citra hasil reduksi noise dan nilai
PSNR yang bervariasi rata-rata adalah 8.528.
Keyword: Citra, Noise Remove, Filter Contra Harmonic

vii

Universitas Sumatera Utara

IMPLEMENTATION OF CONTRA HARMONIC MEAN FILTER TO REDUCE
NOISE ON DIGITAL IMAGES

ABSTRACT
Many disorders that can occur digital camera image recordings.Such as the lens does
not focus, appear spots caused by the capture process is not perfect, uneven lighting
intensity which not uniform, and the image contrast is too low so it is difficult to
separate objects from the background or disruption that caused by dirt on the image.
One of image disturbance is in the form of spots that can reduce the beauty of image.
The effects of noise to an image varies depending on the type of the noise, because
some affects the image display and some are not so affecting. One of technique that
used to reduce noise is a noise filter that performs the separation of objects in image.
The algorithm that used in this experiment is Contra Harmonic Mean Filter that
performs noise reduction by replacing the pixel value with the median value (average)
intensity pixel image containing noise. The test results obtained with the three images
show the results of noise reduction and PSNR values varying average is 8,528.
Keyword: Image, Remove Noise, Contra Harmonic Filters


viii
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI

Persetujuan

ii

Pernyataan

iii

Penghargaan

v

Abstrak

vii


Abstract

viii

Daftar isi

ix

Daftar tabel

xii

Daftar gambar

xiii

BAB 1 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

3

1.6 Metodologi Penelitian

3

1.7 Sistematika Penulisan

4

BAB 2 LANDASAN TEORI

6

2.1 Definisi Pengolahan Citra

6

2.1.1

Klasifikasi Pengolahan Citra

7

2.2 Citra Digital

8

2.2.1

Definisi Citra Digital

9

2.2.2

Jenis – jenis Citra Digital

13

2.3 Format File Citra Bitmap

14

2.4 Noise

15

2.5 Membangkitkan Noise Gaussian

16

2.6 Filter Domain Spasial

17

2.6.1

Mean Filter (Filter Rata-rata)

18

2.6.2

Contra Harmonic Mean Filter

22

ix
Universitas Sumatera Utara

2.7 MATLAB

22

2.7.1

Pengertian Matlab

22

2.7.2

Perbedaan Matlab Dengan Software Pemograman Lain

23

2.7.3

Aplikasi Matlab

23

2.7.4

Perkembangan Matlab

24

BAB 3 ANALISIS DAN PERANCANGAN

25

3.1 Analisis

25

3.1.1

Membaca Nilai Piksel

26

3.1.2

Menghitung Nilai RGB

27

3.1.3

Menghitung Nilai Grayscale

32

3.1.4

Penambahan Noise

33

3.1.5

Contra Harmonic Mean Filter

34

3.1.6

Perhitungan Nilai Mean Squared Error (MSE)

35

3.2 Perancangan

36

3.2.1

Flow Chart Reduksi Noise Contra Harmonic Mean Filter

37

3.2.2

Data Flow Diagram (DFD)

38

3.2.2.1 Data Flow Diagram Level 0 Reduksi Noise

38

3.2.2.2 Data Flow Diagram Level 1 Reduksi Noise Contra
Harmonic Mean Filter
3.2.3

38

Perancangan Antar Muka Program

41

3.2.3.1 Perancangan Menu Utama

41

3.2.3.2 Rancangan Reduksi Noise

42

3.2.3.3 Perancangan Pengujian

42

3.2.3.4 Rancangan About

43

3.2.3.5 Rancangan Help

43

BAB 4 IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN

45

4.1 Implementasi

45

4.1.1

Tampilan Menu Utama

45

4.1.2

Tampilan Reduksi Contra Harmonic Mean Filter

46

4.1.3

Tampilan Help

47
x
Universitas Sumatera Utara

4.1.4

Tampilan About

47

4.2 Hasil Pengujian

48

4.2.1

Probabilitas Noise 0.01 %

48

4.2.2

Probabilitas Noise 0.1 %

48

4.2.3

Probabilitas Noise 0.2 %

49

4.2.4

Daftar Hasil Pengujian Reduksi Noise

50

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

52

5.1 Kesimpulan

52

5.2 Saran

52

xi
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Bitmap Info Header
Tabel 2.2 Bitmap Core Header
Tabel 2.3 Simbol Data Flow Diagram
Tabel 2.4 Simbol-simbol Flowchart Program
Tabel 3.1 Spesifikasi Proses DFD Level 1 Reduksi Noise e Contra
Harmonic Mean Filter
Tabel 3.2 Kamus Data Pada DFD Level 1 Reduksi Noise Contra
Harmonic Mean Filter
Tabel 4.1 Tampilan Daftar Hasil Pengujian Reduksi Noise

Halaman
10
10
25
26
42
43
52

xii
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Alur Proses pengolahan citra
Gambar 2.2 Citra Digital (Citra Bunga)
Gambar 2.3 Contoh citra warna
Gambar 2.4 Jenis-jenis Noise: (a) Gaussian, (b) Salt (c) Pepper
Gambar 2.5 Beberapa Contoh Noise Gaussian Dengan Prosentase
10%, 20%, 30%, 50%, 75% dan 90%.
Gambar 2.6 Contoh matriks 3x3 untuk konvolusi
Gambar 2.7 Hasil Filter Rata-rata
Gambar 3.1 Data Bitmap pada Citra
Gambar 3.2 Representasi Piksel pada Citra
Gambar 3.3 Citra Noise Blok 1
Gambar 3.4 Matriks Nilai RGB Citra Noise Blok 1
Gambar 3.5 Matriks Nilai Grayscale Citra Noise Blok 1
Gambar 3.6 Matriks Citra Hasil Penambahan Noise
Gambar 3.7 Matriks Citra Hasil Penambahan Noise
Gambar 3.8 Matriks Citra Sebelum Reduksi Noise
Gambar 3.9 Matriks Citra Sesudah Reduksi Noise
Gambar 3.10 Flowchart Proses Reduksi Noise Contra Harmonic Mean Filter
Gambar 3.11 Flowchart Proses Reduksi Noise Contra Harmonic Mean Filter
(Lanjutan)
Gambar 3.12 DFD Level 0 Reduksi Noise
Gambar 3.13 DFD Level 1 Reduksi Noise Arithmetic Mean Filter
Gambar 3.14 Menu Utama
Gambar 3.15 Rancangan Reduksi Noise
Gambar 3.16 Rancangan Pengujian
Gambar 3.18 Rancangan Help
Gambar 3.17 Rancangan About
Gambar 4.1 Tampilan Menu Utama
Gambar 4.2 Tampilan Reduksi Noise Contra Harmonic Mean Filter
Gambar 4.3 Tampilan Help
Gambar 4.4 Tampilan About

5
8
13
15
16
18
21
29
29
30
34
35
35
36
37
37
38
39
40
41
43
44
45
45
46
47
48
49
49

xiii
Universitas Sumatera Utara