Implementasi Dan Perbandingan Optimum Notch Filter Dan Band Reject Filter Untuk Mereduksi Periodic Noise Pada Citra Digital

(1)

IMPLEMENTASI DAN PERBANDINGAN OPTIMUM NOTCH

FILTER DAN BAND REJECT FILTER UNTUK MEREDUKSI

PERIODIC NOISE PADA CITRA DIGITAL

SKRIPSI

ISMAN SANTOSO 091401022

PROGRAM STUDI S1 ILMU KOMPUTER

FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2013

(2)

IMPLEMENTASI DAN PERBANDINGAN OPTIMUM NOTCH FILTER DAN BAND REJECT FILTER UNTUK MEREDUKSI PERIODIC NOISE PADA CITRA

DIGITAL

SKRIPSI

DiajukanuntukmelengkapitugasakhirdanmemenuhisyaratmencapaigelarSarjanaKompu ter

ISMAN SANTOSO 091401022

PROGRAM STUDI S1 ILMU KOMPUTER

FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2013

(3)

PERSETUJUAN

Judul : IMPLEMENTASI DAN PERBANDINGAN

OPTIMUM NOTCH FILTER DAN BAND REJECT FILTER UNTUK MEREDUKSI PERIODIC NOISE PADA CITRA DIGITAL

Kategori : SKRIPSI

Nama : ISMAN SANTOSO

Nomor Induk Mahasiswa : 091401022

Program Studi : SARJANA (S1) ILMU KOMPUTER

Fakultas : ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI

INFORMASI Diluluskan di

Medan, 27 Juni 2013

Komisi Pembimbing :

Pembimbing 2 Pembimbing 1

Dian Wirdasari, S.Si, M.Kom Dian Rachmawati, S.Si, M.Kom NIP 1982 0923 2010 1220 02 NIP1983 0723 2009 1220 04

Diketahui/Disetujui oleh

Program Studi S1 Ilmu Komputer Ketua,

Dr. Poltak Sihombing, M.Kom NIP. 1962 0317 1991 0310 01

(4)

PERNYATAAN

IMPLEMENTASI DAN PERBANDINGAN OPTIMUM NOTCH FILTER DAN BAND REJECT FILTER UNTUK MEREDUKSI PERIODIC NOISE PADA CITRA

DIGITAL

SKRIPSI

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

Medan, 27 Juni2013

Isman Santoso 091401022

(5)

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas segala berkat dan kasih karunia-Nya sehingga 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 :

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 Departemen Ilmu Komputer Universitas Sumatera Utara.

4. Ibu Maya Silvi Lydia, B.Sc, M.Sc, selaku Sekretaris Departemen Ilmu Komputer Universitas Sumatera Utara.

5. Ibu Dian Rachmawati, S.Si, M.Kom dan Ibu Dian Wirdasari, S.Si, M.Kom, selaku Dosen Pembimbing.

6. Bapak Syahriol Sitorus,S.Si, MIT, dan Bapak Ade Candra, ST, M.Kom, selaku Dosen Penguji.

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

8. Bapak saya Tommy Wahab Nainggolan, ibu saya Marlise Simanjuntak, kakak saya Debora Nainggolan, dan abang saya Beynon Roy yang memberikan dorongan kepada penulis selama menyelesaikan skripsi ini. 9. Rekan-rekan kuliah, khususnya Efrienni Tampubolon, Ales Sanro

Sotardodo, dan rekan-rekan asisten di IKLC yang telah memberikan semangat dan dorongan kepada penulis.

Semoga Tuhan Yang Maha Kuasa memberikan berkat yang berlimpah kepada semua pihak yang telah memberikan bantuan, perhatian, serta dukungan kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.

Medan, 27 Juni 2013

(6)

ABSTRAK

Noise pada citra digital dapat berupa periodic noise yang secara visual tampak

terdapat garis-garis pada citra yang penyebarannya merata.Salah satu mekanisme yang digunakan untuk mengurangi noise adalah filter. Periodic Noise dapat dikurangi dengan menggunakan Selective Filter. Adapun metode filter yang digunakan penulis untuk proses pengurangan noise adalah dengan menggunakan Optimum Notch Filter

dan Band Reject Filter yang keduanya merupakan jenis dari selective filter.

Penggunaan filter dilakukan di dalam domain frekuensi. Untuk itu penulis juga menggunakan metode Fast Fourier Transform untuk menghasil citra transformasi di dalam domain frekuensi. Implementasi sistem menggunakan bahasa pemrograman Visual C#.NET 2012. Hasil dari penelitan ini diperoleh bahwa citra hasil filter dengan menggunakan Band Reject Filter lebih baik kualitasnya dibandingkan dengan citra hasil filter dengan Optimum Nocth Filter. Ukuran citra digital yang di-filter

merupakan citra dengan ukuran simetris 2n, n= 7, 8 dan 9.

Kata kunci : Selective Filter, Citra, Optimum Notch Filter, Band Reject Filter, Fast Fourier Transform

(7)

IMPLEMENTATION AND COMPARISON OF OPTIMUM NOTCH FILTER AND BAND REJECT FILTER TO REDUCE PERIODIC NOISE ON DIGITAL

IMAGE

ABSTRACT

Noiseondigital imagecan be periodicnoisewhich visuallyappearsthere arelines on theimagearespreadevenly. Filtering is one of the mechanism to reduce noise. Periodic noise can be reduced by using Selective Filter. The filter method used by the author to reduce the noise is Optimum Notch Filter and Band Reject Filter which are both a type of selective filter. The use of the filter are processed in the frequency domain, because of that author also use the Fast Fourier Transform method to produce the image transformation in frequency domain. System is implemented by using Visual C#.NET 2012. The results ofthis researchshows that theimage hasfilteredby using BandRejectFilteris better thanusing Optimum NotchFilter.The size of digital image that will be filtered is symmetrical with large size 2n, n=7, 8, and 9.

Keyword : Selective Filter, Digital Image,Optimum Notch Filter, Band Reject Filter, Fast Fourier Transform

(8)

DAFTAR ISI

Halaman

Persetujuan ii

Pernyataan iii

Penghargaan iv

Abstrak v

Abstract vi

Daftar Isi vii

Daftar Tabel ix

Daftar Gambar x

Daftar Lampiran xi

Bab I Pendahuluan

1.1Latar Belakang 1

1.2Perumusan Masalah 2

1.3Batasan Masalah 2

1.4Tujuan Penelitian 2

1.5Manfaat Penelitian 3

1.6Sistematika Penulisan 3

Bab II Landasan Teori

2.1 Citra Digital 4

2.1.1 Jenis-Jenis Citra Digital 5

2.1.2 Warna 5

2.1.2.1 RGB 6

2.1.2.2 CYMK 6

2.1.2.3 HSV 7

2.1.2.4 YUV 7

2.1.3 Format Citra Digital 8

2.1.3.1 Joint Photographic Experts Group (JPEG) 8 2.1.3.2 Graphics Interchange Format (GIF) 8 2.1.3.3 Portable Network Graphics (PNG) 9

2.2 Noise 9

2.2.1 Periodic Noise 9

2.3 Pengolahan Citra 10

2.3.1 Pengolahan Citra dalam Domain Frekuensi 10 2.3.1.1 Transformasi Fourier Diskrit 2D dan Domain Frekuensi 10

2.3.1.2 DFT Terpusat 11

2.3.1.3 Fast Fourier Transform (FFT) 13

2.3.2 Konsep Filter dalam Domain Frekuensi 14

2.3.3Selective Filter 15

2.3.3.1 Band Reject Filter (BRF) 16

(9)

2.4 Penilaian Kualitas Citra 22 2.4.1 Mean Square Error (MSE) dan Peak Signal to Noise

Ratio (PSNR) 23

Bab III Analisis dan Perancangan Sistem

3.1 Analisis Sistem 24

3.1.1 Analisis Masalah 24

3.1.2 Analisis Persyaratan 25

3.1.2.1 Persyaratan Fungsional 25

3.1.2.2 Persyaratan Nonfungsional 25

3.1.2.3 Pemodelan Persyaratan Sistem dengan Use Case 26

3.1.3 Analisis Proses Sistem 40

3.2 Perancangan Sistem 46

3.2.1 Class Diagram 46

3.2.2 Perancangan Antarmuka 49

3.2.2.1Rancangan Interface Splash Screen 49 3.2.2.2 Rancangan Interface Form Uji Filter ONF dan BRF 49 3.2.2.3 Rancangan Interface Form Implementasi ONF dan BRF 53 3.2.2.4 Rancangna Interface Form Petunjuk Aplikasi 55 3.2.2.5 Rancangan Interface Form Tentang Aplikasi 56 Bab IV Implementasi dan Pengujian

4.1Implementasi 57

4.1.1 FormSplash Screen 57

4.1.2 FormPengujian ONF dan BRF 58

4.1.3 FormImplementasi ONF dan BRF 58

4.1.4 FormPetunjuk Penggunaan Aplikasi 59

4.1.5 FormTentang Aplikasi 60

4.2. Pengujian 60

4.2.1 Pengujian Black Box 61

4.2.1.1 Rencana Pengujian 61

4.2.1.2 Kasus dan Hasil Pengujian Alpha 61 4.2.1.3 Kesimpulan Hasil Pengujian Alpha 62 4.2.1.4 Kasus dan Hasil Pengujian Betha 62 4.2.1.5 Kesimpulan Hasil Pengujian Betha 65 4.2.2Proses Pengubahan Citra RGB Menjadi Citra Grayscale

Ber-noise 66

4.2.3 Proses Pemfilteran Menggunakan ONF dan BRF 67

4.2.3.1 Proses Filter BRF 67

4.2.3.2 Proses Filter ONF 68

4.2.4 Proses Pengujian ONF Dan BRF Untuk Mem-filter

Citra Grayscale Dengan Periodic Noise 69 Bab V Kesimpulan dan Saran

5.1 Kesimpulan 91

5.2. Saran 92

(10)

DAFTAR TABEL

Nomor

Tabel Nama Tabel Halaman

3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10 4.11 4.12 4.13 4.14 4.15

Dokumentasi Naratif Use Case Kontrol Proses Filter Citra Digital

Dokumentasi Naratif Use CaseInput Citra Digital

Dokumen Naratif untuk use case periodic noise generate

Dokumen Naratif untuk use case Transformasi Fourier

Dokumentasi Naratif untuk use

caseGenerateMaskFilterDokumentasi Naratif untuk use case

Konvolusi

Dokumen Naratif untuk use case InversFourier

Dokumen naratif use case MSE, PSNR, Runtime. Dokumentasi naratif use case Simpan Citra Kelas dan Atributnya

Rencana Pengujian

Pengujian hasil input citra digital oleh user Pengujian hasil filter oleh sistem