Perbandingan Algoritma Wiener Dan Lucy-Richardson Untuk Memperbaiki Kualitas Citra

PERBANDINGAN ALGORITMA WIENER DAN LUCY-RICHARDSON UNTUK
MEMPERBAIKI KUALITAS CITRA

SKRIPSI

MUHAMMAD HUZAIFA
091401070

PROGRAM STUDI S1 ILMU KOMPUTER
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014

Universitas Sumatera Utara

PERBANDINGAN ALGORITMA WIENER DAN LUCY-RICHARDSON UNTUK
MEMPERBAIKI KUALITAS CITRA

DRAFT SKRIPSI


Diajukan untuk melengkapi tugas akhir dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Ilmu
Komputer

MUHAMMAD HUZAIFA
091401070

PROGRAM STUDI S1 ILMU KOMPUTER
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014

Universitas Sumatera Utara

ii

PERSETUJUAN

Judul


Kategori
Nama
Nomor Induk Mahasiswa
Program Studi
Fakultas

Komisi Pembimbing

: PERBANDINGAN ALGORITMA WIENER DAN
LUCY-RICHARDSON UNTUK MEMPERBAIKI
KUALITAS CITRA
: SKRIPSI
: MUHAMMAD HUZAIFA
: 091401070
: SARJANA (S1) ILMU KOMPUTER
: ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI
INFORMASI

:


Pembimbing 1

Pembimbing 2

Herriyance, S.T, M.Kom

Dian Wirdasari, S.Si, M.Kom

NIP. 198010242010121002

NIP. 198209232010121002

Diketahui/Disetujui oleh
Program Studi S1 Ilmu Komputer
Ketua,

Dr. Poltak Sihombing, M.Kom
NIP.196203171991031001

Universitas Sumatera Utara


iii

PERNYATAAN

PERBANDINGAN ALGORITMA WIENER DAN LUCY-RICHARDSON UNTUK
MEMPERAIKI KUALITAS CITRA

SKRIPSI

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

Medan, 3 April 2014

MUHAMMAD HUZAIFA
091401070

Universitas Sumatera Utara


iv

PENGHARGAAN

Puji dan syukur kehadirat Allah SWT, yang telah memberikan rahmat dan izin-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.
Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada semua pihak yang telah membantu
penulis dalam menyelesaikan penyusunan skripsi ini baik secara langsung maupun
tidak langsung. Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih yang
sebesar-besarnya kepada :

1.

Bapak Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM&H, MSc(CTM). Sp.A(K) selaku
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 S1 Ilmu
Komputer Universitas Sumatera Utara.

4.

Ibu Maya Silvi Lydia, B.Sc, M.Sc selaku Sekretaris Program Studi S1 Ilmu
Komputer Universitas Sumatera Utara.

5.

Bapak Herriyance, S.T, M.Kom selaku pembimbing I yang telah banyak
meluangkan waktunya dalam memberikan masukan kepada penulis.

6.


Ibu Dian Wirdasari, S.Si, M.Kom selaku pembimbing II yang telah meluangkan
waktunya dalam memberikan masukan kepada penulis.

7.

Semua dosen pada Departemen Ilmu Komputer FASILKOM-TIUSU, dan
pegawai di Ilmu Komputer FASILKOM-TI USU.

8.

Ayahanda Rusdianto dan ibunda Suriati Br Pulungan, serta abangda Muhammad
Fadli, kakanda Sri Wahyuni, Khoirurrohmah dan Nurmala Sari, Spd yang selalu
memberikan kasih sayang, dukungannya dan do’a kepada penulis.

9.

Teman-teman sepermainan Rizky Ramadhansyah Harahap, S.Kom, Wella
Reynanda, S.Kom, Eka Yuslida, S.Kom, Nurainun, S.Kom, Aulia Fiztha, dan
Ajeng Devira Lubis.


10. Rekan kuliah pembimbing Mahadi Z, S.Kom yang selalu memberikan semangat
dan dorongan, dan motivasi kepada penulis selama menyelesaikan skripsi ini.

Universitas Sumatera Utara

v

11. Teman-teman kom A dan kom B stambuk 2009 sekaligus keluarga besar
Program Studi S1 Ilmu Komputer Fasilkom-TI USU.

12. Semua pihak yang terlibat langsung maupun tidak langsung yang tidak dapat
penulis ucapkan satu demi satu yang telah membantu penyelesaian 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.

Medan, April 2014
Penulis,

Muhammad Huzaifa


Universitas Sumatera Utara

vi

ABSTRAK

Blur dan noise pada citra adalah salah satu masalah yang sering ditemui pada suatu
citra digital . Citra yang blur dan bernoise tersebut dapat diakibatkan oleh berbagai
sebab, diantaranya kurangnya focus saat pengambilan citra, kurangnya pencahayaan,
dll. Salah satu cara untuk mengembalikan citra tersebut yaitu dengan proses restorasi.
Restorasi citra yaitu berkaitan dengan penghilangan atau pengurangan degradasi pada
citra. Hal yang dilakukan disini yaitu proses restorasi terhadap citra yang blur dan
bernoise (salt and pepper, speckle, dan gaussian) sedangkan algoritma yang digunakan
untuk merestorasi citra tersebut yaitu filter Wiener dan Lucy-Richardson. Parameter
yang digunakan untuk mengukur nilai perbandingan antara kedua algoritma restorasi
yaitu MSE dan PSNR. Pengujian sistem ini menggunakan citra berformat *.jpeg dan
*.bmp. Berdasarkan beberapa hasil pengujian diperoleh hasil bahwa, walaupun
dibedakannya kadar blur dan noisenya sama ataupun kebalikannya mempengaruhi
keadaan citra tersebut untuk direstorasi. Filter Wiener lebih baik dalam merestorasi

blur dan noise citra dibandingkan Lucy-Richardson.
Kata Kunci: Restorasi citra, Wiener Filter, Lucy-Richardson, Salt and Pepper,
Speckle, Gaussian.

Universitas Sumatera Utara

vii

ABSTRACT
Blur and noise in the image is one of the problems often encountered in a digital
image. Image blur and noise can be caused by various reason, including a lack of focus
when shooting images, the lack of lighting, etc. One way to restore the image that the
restoration process. Image restoration is related to the removal or reduction in image
degradation. Things to do here is the restoration of the image blur and noise (salt and
pepper, Speckle, and gaussian) while the algorithm used for the image restoration
filters that Wiener and Lucy-Richardson. The parameters used to measure the value of
the comparison between the two restoration algorithms is MSE and PSNR. The test of
this system using image format *.jpeg dan *.bmp. Based of the some results obtained
that, although with different blur and the same noise or opposite affect the shape of the
image to be restored. Wiener filter better in restoring blur and noise image compared

Lucy-Richardson.
Keyword: Image restoration, Wiener Filter, Lucy-Richardson, Salt and Pepper,
Speckle, Gaussian.

Universitas Sumatera Utara

viii

DAFTAR ISI

Halaman
Persetujuan
Pernyataan
Penghargaan
Abstrak
Abstract
Daftar Isi
Daftar Tabel
Daftar Gambar
Daftar Lampiran

ii
iii
iv
vi
vii
viii
x
xi
xiii

Bab I Pendahuluan
1.1 Latar Belakang
1.2 Perumusan Masalah
1.3 Batasan Masalah
1.4 Tujuan Penelitian
1.5 Manfaat Penelitian
1.6 Sistematika Penulisan

1
2
2
3
3
3

BabII Landasan Teori
2.1 Citra
2.1.1 Definisi Citra Analog
2.1.2 Definisi Citra Digital
2.2 Pengolahan Citra
2.3 Restorasi Citra
2.3.1 Model Degradasi Citra
2.3.2 Noise
2.3.2.1 Jenis-jenis Noise
2.4 Filter Wiener
2.5 Fast Fourier Transform
2.6 Lucy-Richardson
2.7 Bitmap
2.8 Joint Photographic Expert Group(JPEG/JPG)
2.9 Mean Square Error
2.10 Peak Signal to Noise Ratio

5
5
5
6
8
9
9
10
12
13
14
15
15
15
16

Bab III Analisis dan Perancangan Sistem
3.1 Analisis Sistem
3.1.1 Analisis Masalah
3.1.2 Analisis Kebutuhan Sistem

17
17
18

Universitas Sumatera Utara

ix

3.1.2.1 Kebutuhan Fungsional Sistem
3.1.2.2 Kebutuhan Non fungsional Sistem
3.1.3 Analisis Proses
3.2 Pemodelan
3.2.1 Use Case Diagram
3.2.2 Sequence Diagram
3.2.3 Activity Diagram
3.3 Pseudo Code Program
3.3.1 Pseudo Code Filter Wiener
3.3.2 Pseudo Code Filter Wiener dengan autocorrelation
3.3.3 Pseudo Code Salt and Pepper
3.4 Perancangan Sistem
3.4.1 Perancangan Flowchart Sistem
3.4.2 Perancangan Antarmuka (Interface)
3.4.2.1 Form Home
3.4.2.2 Form Filter Wiener
3.4.2.3 Form Lucy-Richardson
3.4.2.4 Form Bantuan
Bab IV Implementasi dan Pengujian
4.1 Implementasi Sistem
4.1.1 Form Awal
4.1.2 Form Filter Wiener
4.1.3 Form Lucy-Richardson
4.1.4 Form Bantuan
4.2 Pengujian
4.2.1 Pengujian Filter Wiener
4.2.2 Pengujian Lucy-Richardson

18
19
19
19
20
24
25
27
27
28
28
29
29
31
32
33
35
37

38
38
39
40
42
42
42
50

Bab V Kesimpulan dan Saran
5.1 Kesimpulan
5.2. Saran

57
57

Daftar Pustaka

59

Lampiran Listing Program
Lampiran Curriculum Vitae

A-1
B-1

Universitas Sumatera Utara

x

DAFTAR TABEL

Nomor
Tabel
3.1
3.2
3.3
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8

Nama Tabel

Halaman

Dokumentasi Naratif Use case Wiener Filtering
Dokumentasi Naratif Use case Lucy-Richardson
Dokumentasi Naratif Use case Bantuan
Pengujian Salt and Pepper dengan tingkat blurring berbeda dan
kadar noise yang sama 20%
Pengujian Salt and Pepper dengan tingkat blurring sama tetapi
kadar noise yang berbeda
Pengujian Salt and pepper dengan blurring yang berbeda tetapi
kadar noise yang sama
Pengujian Salt and pepper dengan blurring yang sama namun
dengan kadar noise yang berbeda
Pengujian Speckle dengan tingkat blurring berbeda dan kadar
noise yang sama 20%
Pengujian Speckle dengan tingkat blurring sama tetapi kadar
noise yang berbeda
Pengujian Speckle dengan blurring yang berbeda tetapi dengan
noise yang sama
Pengujian Speckle dengan blurring yang sama namun dengan
kadar noise yang berbeda

21
22
23
44
44
47
47
51
51
54
54

Universitas Sumatera Utara

xi

DAFTAR GAMBAR

Nomor
Nama Gambar
Gambar
2.1
a. Citra burung nuri yang agak gelap
b. Citra burung yang telah diperbaiki kontrasnya sehingga
terlihat jelas dan tajam
2.2
Tiga bidang studi yang berkaitan dengan citra
2.3
a. Gambar asli
b. Gambar setelah pemberian noise salt dan pepper
2.4
a. Gambar asli
b. Gambar setelah pemberian noise Gaussian
2.5
a. Gambar asli
b. Gambar setelah pemberian noise speckle
2.6
a. Gambar asli
b. Gambar setelah pemberian noise periodic

Halaman
7
7
8
10
10
11
11
11
11
12
12
18
20

3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
3.10
3.11
3.12
3.13
3.14
3.15

Diagram Ishikawa
Use Case Diagram Sistem Perbandingan Algoritma Wiener dan
Lucy-Richardson untuk Memperbaiki Kualitas Citra
Sequence Diagram Proses Restorasi Citra
Actifity Diagram Filter Wiener
Activity Diagram Filter Lucy-Richardson
Pseudocode Filter wiener
Pseudocode Filter Wiener dengan autocorrelation
Pseudocode Salt and pepper
Flowchart Sistem Secara Umum
Proses Filter Wiener
Proses Lucy-Richardson
Rancangan Form Home
Rancangan Form Filter Wiener
Rancangan Form Lucy-Richardson
Rancangan Form Bantuan

4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
4.9
4.10
4.11

Form Awal
Form Filter Wiener
Form Simulasi Filter Wiener
Form Lucy-Richardson
Form Simulasi Lucy-Richardson
Form Bantuan
Proses uji coba sistem perbandingan restorasi citra
Perubahan blur pada noise salt and pepper terhadap nilai MSE
Perubahan noise terhadap nilai MSE
Perubahan blur pada noise salt and pepper terhadap nilai MSE
Perubahan noise terhadap nilai MSE

39
40
40
41
41
42
43
45
46
48
49

3.1
3.2

24
26
26
27
28
28
29
30
31
32
33
35
37

Universitas Sumatera Utara

xii

4.12
4.13
4.14
4.15
4.16

Proses uji coba system perbandingan restorasi citra
Perubahan blur pada noise speckle terhadap nilai MSE
Perubahan noise terhadap nilai MSE
Perubahan blur pada noise speckle terhadap nilai MSE
Perubahan noise terhadap nilai MSE

50
52
53
55
56

Universitas Sumatera Utara

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman
A. Listing Program

A-1

B. Daftar Riwayat Hidup

B-1

Universitas Sumatera Utara