NOISE PADA CITRA BMP DAN PNG

  NOISE PADA CITRA BMP DAN PNG SKRIPSI Gamal Nasir 091401056 PROGRAM STUDI S1 ILMU KOMPUTER FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2014 IMPLEMENTASI HARMONIC MEAN FILTER UNTUK MEREDUKSI NOISE PADA CITRA BMP DAN PNG SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas akhir dan memenuhi syarat memperoleh ijazah

  Sarjana Ilmu Komputer GAMAL NASIR

  091401056 PROGRAM STUDI S1 ILMU KOMPUTER FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

  2014

  PERSETUJUAN

  Judul : IMPLEMENTASI HARMONIC MEAN FILTER UNTUK MEREDUKSI NOISE PADA CITRA BMP DAN PNG

  Kategori : SKRIPSI Nama : GAMAL NASIR Nomor Induk Mahasiswa : 091401056 Program Studi : SARJANA (S1) ILMU KOMPUTER Departemen : ILMU KOMPUTER Fakultas : ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI

  INFORMASI Diluluskan di Medan, April 2014

  Komisi Pembimbing : Pembimbing 2 Pembimbing 1 Syahriol Sitorus, S.Si., M.IT Dr. Syahril Efendi, S.Si, M.IT NIP. 19710310 199703 1 004 NIP. 19671110 199602 1 001 Diketahui/Disetujui oleh Program Studi S1 Ilmu Komputer Ketua, Dr. Poltak Sihombing, M.Kom NIP. 196203171991031001

  PERNYATAAN

  IMPLEMENTASI HARMONIC MEAN FILTER UNTUK MEREDUKSI NOISE PADA CITRA BMP DAN PNG SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing telah disebutkan sumbernya.

  Medan, April 2014 Gamal Nasir 091401056

  PENGHARGAAN

  Puji dan syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga Penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini, sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Komputer pada Program Studi S1 Ilmu Komputer Universitas Sumatera Utara.

  Penulis ingin menyampaikan rasa hormat dan terima kasih yang sebesar– besarnya kepada :

  1. Bapak Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM&H, M.Sc(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 dan Dosen Pembanding I yang telah memberikan kritik dan saran dalam penyempurnaan skripsi ini.

  4. Ibu Maya Silvi Lydia, B.Sc, M.Sc selaku Sekretaris Program Studi S1 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. Bapak Herriyance, S.T, M.Kom selaku Dosen Pembanding II yang telah memberikan kritik dan saran dalam penyempurnaan skripsi ini.

  8. Pembantu Dekan Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara, seluruh tenaga pengajar serta pegawai di Program Studi S1 Ilmu Komputer Fasilkom-TI USU.

  9. Almarhum ayahanda Drs. Indera Afkhar M. Hum dan Ibunda Syahriza yang selalu memberikan doa dan dukungan serta kasih sayang kepada penulis, serta abangda dan adik tersayang Iksan Saumil Akhir, S.Pd dan

  Bram Adha yang terus memberikan dukungan dan dorongan bagi penulis untuk menyelesaikan skripsi ini.

  10. Dewi Ayu Pratami, S.Kom atas semangat, dukungan, perhatian, kasih sayang, pengertian, dan kesabaran terhadap penulis selama proses penyelesaian skripsi ini.

  11. Teman-teman terdekat, terutama Muhammad Ican, Azhar Indra Rifangi, M. Febri Rahmansyah, Mustika Agung Maulana, S.Kom, Rima Mustika, Rudi Afriansyah, Ismail Fata Lubis, Fithri Rizqi Khairani Nst, S.Kom, serta teman-teman yang sedang menyelesaikan skripsi terutama stambuk 2009 dan teman-teman Pengurus IMILKOM tahun 2012-2013 atas semangat dan dorongannya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.

  12. Dan semua pihak yang telah banyak membantu yang tidak bisa disebutkan satu-persatu.

  Semoga semua kebaikan, bantuan, perhatian, serta dukungan yang telah diberikan kepada penulis mendapatkan pahala yang melimpah dari Allah SWT.

  Medan, April 2014 Penulis

  ABSTRAK

  Reduksi noise merupakan suatu proses untuk mengurangi noise pada sebuah citra digital untuk meningkatkan kualitas citra yang merupakan langkah awal dalam citra digital. Dalam mengurangi noise tersebut diperlukan suatu metode untuk mereduksi noise yaitu dengan metode Harmonic Mean Filter. Dalam Harmonic

  Mean Filter nilai warna setiap piksel diganti dengan nilai warna pada setiap piksel

  diwilayah terdekat. Pada proses reduksi noise ini objek yang digunakan adalah citra berwarna yang berformat .bmp dan .png, dimana sistem akan menambahkan

  noise yang terdapat pada sistem tersebut, yaitu Gaussian Noise atau Salt and Pepper Noise dengan nilai persentase noise yang berkisar antara 1-100%. Dalam

  mengukur nilai perbandingan kualitas citra hasil reduksi noise tersebut digunakan perhitungan nilai MSE, PSNR, dan Running Time. Berdasarkan dari hasil pengujian pada citra hasil reduksi noise dengan Harmonic Mean Filter berformat .bmp dan .png, nilai Running Time terkecil dimiliki oleh citra hasil reduksi noise

  Salt and Pepper . Harmonic Mean Filter juga sangat baik digunakan pada citra

  dengan Gaussian Noise karena menghasilkan nilai MSE dan PSNR lebih baik dibandingkan dengan citra dengan Salt and Pepper Noise.

  Kata kunci : Harmonic Mean Filter, Reduksi Noise, Gaussian Noise, Salt and Pepper Noise

  IMPLEMENTATION OF HARMONIC MEAN FILTER TO REDUCE NOISE ON BMP AND PNG IMAGE ABSTRACT

  Noise reduction is a process to reducing noise in a digital image to enhance the image quality that is the first step in the digital image. In reducing the noise we need a method for reducing noise named by Harmonic Mean Filter method. In Harmonic Mean Filter color values of each pixel is replaced by the value of the color at each pixel in the region nearby. In this noise reduction process the object that is used is the .bmp and. png format of true color image, which will add noise to the system contained in the system, namely Gaussian Noise or Salt and Pepper Noise with noise percentage values ranging from 1-100%. In measuring the value of image quality comparison of the image results of noise reduction used the calculation of MSE, PSNR, and Running Time. Based on the test results in image results of noise reduction with Harmonic Mean Filter to the image with .bmp and. png format, the smallest value of running time owned by the image of the Salt and Pepper noise reduction. Harmonic Mean Filter is also very good to use for the image with Gaussian noise because producing the value of MSE and PSNR better than the image with Salt and Pepper Noise.

  Keywords: Harmonic Mean Filter, Noise Reduction, Gaussian Noise, Salt and Pepper Noise

  

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 1 Pendahuluan

  1.1

  1 Latar Belakang

  1.2

  2 Perumusan Masalah

  1.3

  2 Batasan Masalah

  1.4

  2 Tujuan Penelitian

  1.5

  3 Manfaat Penelitian

  1.6

  3 Metode Penelitian

  1.7

  4 Sistematika Penulisan

  Bab 2 Landasan Teori

  2.1 Citra

  5

  2.2 Citra Digital

   5

  2.3 Representasi Citra Digital

  6

  2.4 Pengolahan Citra Digital

   7

  2.4.1 Kategori Pengolahan Citra

  8

  2.4.2 Penerapan Pengolahan Citra

  9

  2.5 Jenis-jenis Citra Digital

  9

  2.5.1 Citra Biner

  10

  2.5.2 Citra Grayscale

  10

  2.5.3 Citra Warna

  11

  2.6 Format File Citra

  12

  2.6.1 BMP (Bitmap)

  12

  2.6.2 PNG

  13

  2.7 Noise

  14

  2.7.1 Salt and Pepper Noise (Impulse Noise)

  15

  2.7.2 Gaussian Noise

  16

  2.8 Harmonic Mean Filter

  17

  2.9 MSE, PSNR, dan Running Time

  17

  2.9.1 Mean Square Error (MSE)

  17

  2.9.2 Peak Signal to Noise Ratio (PSNR)

  18

  2.9.3 Running Time

  18

  2.10 Penelitian yang Relevan

  18 Bab 3 Analisis dan Perancangan Sistem

  3.1 Analisis Sistem

  20

  3.1.1 Analisis Masalah

  20

  3.1.2 Analisis Persyaratan

  21

  3.1.2.1 Persyaratan Fungsional

  21

  3.1.2.2 Persyaratan Non-Fungsional

  22

  3.1.3 Analisis Proses

  22

  3.1.3.1 Use Case Diagram

  23

  3.1.3.1.1 Use Case Tambah Noise

  24

  3.1.3.1.2 Use Case Buka Citra Awal

  25

  3.1.3.1.3 Use Case Input Persentase Noise

  26

  3.1.3.1.4 Use Case Pilih Noise

  26

  3.1.3.1.5 Use Case Gaussian Noise

  27

  3.1.3.1.6 Use Case Salt and Pepper Noise

  28

  3.1.3.1.7 Use Case Simpan Citra Bernoise

  29

  3.1.3.1.8 Use Case Reduksi Noise

  29

  3.1.3.1.9 Use Case Buka Citra Bernoise

  30

  3.1.3.1.10 Use Case Harmonic Mean Filter

  31

  3.1.3.1.11 Use Case Hitung MSE, PSNR, dan

  

Running Time

  32

  3.1.3.1.12 Use Case Simpan Citra Hasil Reduksi

  32

  3.1.3.2 Activity Diagram

  33

  3.1.3.3 Sequence Diagram

  35

  3.1.3.4 Analisis Proses Reduksi Noise dengan Harmonic Mean

   Filter

  35

  3.2 Pseudocode

  37

  3.2.1 Pseudocode Proses Tambah Noise Gaussian

  37

  3.2.2 Pseudocode Proses Tambah Noise Salt and Pepper

  38

  3.2.3 Pseudocode Proses Reduksi Noise

  38

  3.3 Perancangan Sistem

  40

  3.3.1 Flowchart Perancangan Sistem

  40

  3.3.2 Perancangan Antarmuka Sistem (Interface)

  41

  3.3.2.1 Halaman Menu Utama

  41

  3.3.2.2 Halaman Menu Tambah Noise

  42

  3.3.2.3 Halaman Menu Reduksi Noise

  44

  3.3.2.4 Halaman Menu Tentang

  46

  3.3.2.5 Halaman Menu Bantuan

  47 Bab 4 Implementasi dan Pengujian

  4.1

  49 Implementasi

  4.1.1 Tampilan Halaman Menu Utama

  49

  4.1.2 Tampilan Halaman Menu Tambah Noise

  50

  4.1.3 Tampilan Halaman Menu Reduksi Noise

  51

  4.1.4 Tampilan Halaman Menu Tentang

  52

  4.1.5 Tampilan Halaman Menu Bantuan

  53

  4.2 Pengujian

  54

  4.2.1 Pengujian Proses Tambah Noise

  4.2.6 Perbandingan Rata-rata Nilai MSE, PSNR, dan Running Time pada Citra Hasil Reduksi Noise dengan Salt and Pepper Noise 68

  74 Daftar Pustaka

  5.2 Saran

  73

  5.1 Kesimpulan

  70 Bab 5 Kesimpulan dan Saran

  Noise

  4.2.7 Grafik Nilai MSE, PSNR, dan Running Time pada Citra Hasil Reduksi Noise dengan Gaussian Noise dan Salt and Pepper

  67

  54

  4.2.5 Perbandingan Rata-rata Nilai MSE, PSNR, dan Running Time pada Citra Hasil Reduksi Noise dengan Gaussian Noise

  65

  4.2.4 Pengujian Proses Reduksi Noise dengan Harmonic Mean Filter dengan Salt and Pepper Noise pada Citra Berformat BMP dan PNG

  63

  4.2.3 Pengujian Proses Reduksi Noise dengan Harmonic Mean Filter dengan Gaussian Noise pada Citra Berformat BMP dan PNG

  59

  4.2.2 Pengujian Proses Reduksi Noise

  75

  

DAFTAR TABEL

Nomor Tabel Nama Tabel Halaman

  30

  Pepper Noise pada Citra Berformat BMP

  Nilai Rata-rata MSE, PSNR, dan Running Time pada Citra Hasil Reduksi Noise dengan Gaussian Noise dan Salt and

  Pepper Noise pada Citra Berformat PNG

  24

  25

  26

  27

  27

  28

  29

  30

  31

  Harmonic Mean Filter

  32

  32

  63

  64

  65

  66

  67

  67

  68

  69

  69

  dengan Format PNG Nilai Rata-rata MSE, PSNR, dan Running Time pada Citra Hasil Reduksi Noise dengan Gaussian Noise Berformat BMP Nilai Rata-rata MSE, PSNR, dan Running Time pada Citra Hasil Reduksi Noise dengan Gaussian Noise Berformat PNG Nilai Rata-rata MSE, PSNR, dan Running Time pada Citra Hasil Reduksi Noise dengan Salt and Pepper Noise Berformat BMP Nilai Rata-rata MSE, PSNR, dan Running Time pada Citra Hasil Reduksi Noise dengan Salt and Pepper Noise Berformat PNG Nilai Rata-rata MSE, PSNR, dan Running Time pada Citra Hasil Reduksi Noise dengan Gaussian Noise dan Salt and

  Perbandingan Nilai MSE, PSNR, dan Running Time pada Citra dengan Salt and Pepper Noise dan Citra Hasil Reduksi dengan

  3.1

  4.1

  3.2

  3.3

  3.4

  3.5

  3.6

  3.7

  3.8

  3.9

  3.10

  3.11

  3.12

  4.2

  Harmonic Mean Filter dengan Format BMP

  4.3

  4.4

  4.5

  4.6

  4.7

  4.8

  4.9

  4.10 Spesifikasi Use Case Tambah Noise Spesifikasi Use Case Buka Citra Awal Spesifikasi Use Case Input Persentase Noise Spesifikasi Use Case Pilih Noise Spesifikasi Use Case Gaussian Noise Spesifikasi Use Case Salt and Pepper Noise Spesifikasi Use Case Simpan Citra Bernoise Spesifikasi Use Case Reduksi Noise Spesifikasi Use Case Buka Citra Bernoise Spesifikasi Use Case Harmonic Mean Filter Spesifikasi Use Case Hitung MSE, PSNR, dan Running Time Spesifikasi Use Case Simpan Hasil Reduksi Perbandingan Nilai MSE, PSNR, dan Running Time pada Citra dengan Gaussian Noise dan Citra Hasil Reduksi dengan

  Harmonic Mean Filter dengan Format BMP

  Perbandingan Nilai MSE, PSNR, dan Running Time pada Citra dengan Gaussian Noise dan Citra Hasil Reduksi dengan

  Harmonic Mean Filter dengan Format PNG

  Perbandingan Nilai MSE, PSNR, dan Running Time pada Citra dengan Salt and Pepper Noise dan Citra Hasil Reduksi dengan

  70

  

DAFTAR GAMBAR

Nomor Gambar Nama Gambar Halaman

  16

  40

  35

  34

  24

  21

  17

  16

  15

  43

  14

  13

  12

  11

  10

  7

  Tampilan Buka File Citra Bernoise Tampilan Hasil Reduksi Noise dengan Gaussian Noise Berformat BMP Tampilan Hasil Reduksi Noise dengan Gaussian Noise Berformat PNG Tampilan Hasil Reduksi Noise dengan Salt and Pepper Noise Berformat BMP Tampilan Hasil Reduksi Noise dengan Salt and Pepper Noise Berformat PNG

  Noise

  41

  45

  Noise

  57

  62

  61

  61

  60

  59

  58

  58

  56

  47

  56

  55

  54

  53

  52

  51

  50

  48

  Tampilan File Citra Berformat PNG dengan Salt and Pepper

  Rancangan Antarmuka Halaman Menu Utama Rancangan Antarmuka Halaman Menu Tambah Noise Rancangan Antarmuka Halaman Menu Reduksi Noise Rancangan Antarmuka Halaman Menu Tentang Rancangan Antarmuka Halaman Menu Bantuan Tampilan Menu Utama Tampilan Halaman Menu Tambah Noise Tampilan Halaman Menu Reduksi Noise Tampilan Halaman Menu Tentang Tampilan Halaman Menu Bantuan Tampilan Pemilihan Citra Tampilan File Citra Berformat BMP yang Telah Dipilih Tampilan File Citra Berformat PNG yang Telah Dipilih Tampilan File Citra Berformat BMP dengan Gaussian Noise Tampilan File Citra Berformat PNG dengan Gaussian Noise Tampilan File Citra Berformat BMP dengan Salt and Pepper

  2.1

  3.1

  3.8

  3.7

  3.6

  3.5

  3.4

  3.3

  3.2

  2.10

  3.10

  2.9

  2.8

  2.7

  2.6

  2.5

  2.4

  2.3

  2.2

  3.9

  4.1

  Flowchart Rancangan Sistem

  4.12

  Diagram

  Ishikawa Diagram Use Case Diagram Activity Diagram Sequence

  4.17 Koordinat Kartesius 2D dari Sebuah Citra Digital MxN Contoh Citra Biner Contoh Citra Grayscale Contoh Citra Warna Citra Dalam Format BMP Citra Dalam Format PNG Citra Tanpa Noise Citra dengan Salt and Pepper Noise Citra Tanpa Noise Citra dengan Gaussian Noise

  4.16

  4.15

  4.14

  4.13

  4.11

  4.2

  4.10

  4.9

  4.8

  4.7

  4.6

  4.5

  4.4

  4.3

  62

  4.18 Grafik nilai MSE, PSNR, dan Running Time pada Citra Hasil

  71 Reduksi noise dengan Gaussian Noise pada Format BMP

  4.19 Grafik nilai MSE, PSNR, dan Running Time pada Citra Hasil

  71 Reduksi noise dengan Gaussian Noise pada Format PNG

  4.20 Grafik nilai MSE, PSNR, dan Running Time pada Citra Hasil

  72 Reduksi noise dengan Salt and Pepper Noise pada Format BMP

  4.21 Grafik nilai MSE, PSNR, dan Running Time pada Citra Hasil

  72 Reduksi noise dengan Salt and Pepper Noise pada Format PNG