6fb8f sessi 9 pengolahan citra berwarna
Pengolahan
Citra Berwarna
STMIK PPKIA Pradnya Paramita
Sigit Setyowibowo, ST., MMSI
Dasar-dasar Warna
• Warna sinar yang direspon oleh mata adalah sinar tampak
(visible spectrum) dengan panjang gelombang berkisar dari
400nm (biru) sampai 700 nm (merah)
Atribut Warna
• Selain RGB, warna juga dapat dimodelkan berdasarkan atribut warnanya. Setiap
warna memiliki 3 buah atribut, yaitu intensity (I), hue (H), dan saturation (S).
• a. Intensity/brightness/luminance
Atribtu yang menyatakan banyaknya cahaya yang diterima oleh mata tanpa
memperdulikan warna. Kisaran nilainya adalah antara gelap (hitam) dan terang
(putih).
• b. Hue
Menyatakan warna sebenarnya, seperti merah, violet,dan kuning. Hue digunakan
untuk membedakan warna-warna dan menentukan kemerahan (redness),
kehijauan (greenness), dsb, dari cahaya. Hue berasosiasi dengan panjang
gelombang cahaya, dan bila kita menyebut warna merah, violet, atau kuning, kita
sebenarnya menspesifikasikan hue-nya.
• c. Saturation
Menyatakan tingkat kemurnian warna cahaya cahaya, yaitu mengindikasi
seberapa banyak warna putih diberikan pada warna. Sebagai contoh, warna
merah adalah 100 % warna jenuh (saturated color), sedangkan warna pink adalah
warna merah dengan tingkat kejenuhan sangat rendah (karena ada warna putih
didalamnya). Jadi, jika hue menyatakan warna sebenarnya, maka saturation
menyatakan seberapa dalam warna tersebut
Model IHS
Ruang Warna
• Gonzalez & Woods (2002) mendefinisikan ruang warna (atau
kadang disebut sistem warna atau model warna) sebagai suatu
spesifikasi sistem koordinat dan suatu subruang dalam sistem
tersebut dengan setiap warna dinyatakan dengan satu titik di
dalamnya.
• Tujuan dibentuknya ruang warna adalah untuk memfasilitasi
spesifikasi warna dalam bentuk suatu standar. Ruang warna
yang paling dikenal pada perangkat komputer adalah RGB,
yang sesuai dengan watak manusia dalam menangkap warna.
• Namun, kemudian dibuat banyak ruang warna, antara lain HSI,
CMY, LUV, dan YIQ
Color Model
• Beberapa color model yang populer:
•
•
•
•
RGB (warna primer pada CRT)
CMYK (populer bagi percetakan)
YIQ / YUV (standar bagi TV NTSC / PAL)
HSI / HSV (sesuai dengan persepsi mata manusia)
Ruang Warna RGB
Skema ruang warna RGB dalam bentuk kubus
Kubus warna dengan 24 bit
Jika masing-masing RGB memiliki graylevel 8-bit,
maka dikatakan memiliki kedalaman 24-bit
Total jumlah warna yang dihasilkan adalah
8 3
(2 ) =
16.777.216 warna
Ruang Warna RGB
Ruang Warna RGB
%program redgreenblue.m
clear all;
RGB_solid(1:425,1:425,1:3)=128;
% inisialisasi matriks
tampilan ruang warna RGB
RGB_Edge(1:425,1:425,1:3)=128;
Imax =255;
% inisialisasi Imax,
sudut = -5*pi/6;
% set sudut tampilan
koordinat ke-3
for b=0: Imax
% Variasin intensitas
B dari 0 s/d Imax,
for g=0: Imax
% Variasin intensitas
G dari 0 s/d Imax,
for r=0: Imax
% Variasin
intensitas R dari 0 s/d Imax,
j = 150 + floor(g +(b*sin(sudut))); % Konversi
koordinat 3-D ke visualisasi 2-D
i = 280 - floor(b*sin(sudut) + r);
%
RGB_solid(i,j,1)=r;
% Simpan warna R,
G, B dalam matriks
RGB_solid(i,j,2)=g;
% ruang 3-D solid
RGB_solid(i,j,3)=b;
% Simpan warna R, G, B dalam matriks ruang 3-D edge
if ((r==b&&g== Imax) || (r==g&&b== Imax) ||
...
(b==g&&r== Imax) || (r== Imax &&g== Imax) ||...
(g== Imax &&b== Imax) || (b== Imax &&r== Imax) ||...
(b==0&&g==0)|| (r==0&&g==0)|| ...
(b==0&&r==0) || (b==r&&g==0) || (r==g&&b==0)||...
(b==g&&r==0) || (b== Imax &&r==0) ||...
(b==Imax &&g==0) || (g==Imax &&r==0) || ...
(g==Imax &&b==0) || ...
(r==Imax &&b==0) || (r== Imax &&g==0) || ...
(r==g&&g==b))
RGB_Edge(i,j,1)=r;
& simpan warna R, G, B dalam
matriks
RGB_Edge(i,j,2)=g;
% ruang 3-D Edge
RGB_Edge(i,j,3)=b;
end
end;
end;
end;
figure(1), imshow(uint8(RGB_solid));
warna RGB 3-D solid
figure(2), imshow(uint8(RGB_Edge));
warna RGB 3-D Edge
% Tampilkan ruang
% Tampilkan ruang
Ruang Warna CMY/CMYK
Cyan, Magenta, dan Yellow
merupakan warna skunder
atau alternatif dari warna
primer, yaitu RGB
Konversi RGB ke CMY
Ruang Warna CMY/CMYK
Untuk menghasilkan nilai
warna yang lebih baik, CMY
diperbaiki dengan CMYK
CMYK ditujukan untuk
menambahkan warna yang
keempat, yaitu black.
Disebut juga dengan “fourcolor printing” yang
didapatkan dari CMY dan
Black
%Program cmy.m
clear all;
CMY_solid(1:425,1:425,1:3)=128;
% Inisialisasi
matriks tampilan
CMY_Edge(1:425,1:425,1:3)=128;
Imax =255;
sudut = -5*pi/6;
% inisialisasi Imax,
dan sudut tampilan
for b=0: Imax
% Variasi intensitas
B dari 0 s/d Imax, = 255
for g=0: Imax
% Variasi intensitas
G dari 0 s/d Imax, = 255
for r=0: Imax
% Variasi intensitas
R dari 0 s/d Imax, = 255
j = 150 + floor(g + (b*sin(-5*pi/6)));
%
Koordinat 3-D ke tampilan koordinat 2-D
i = 280 - floor(b*sin(-5*pi/6) + r);
CMY_solid(i,j,1)= Imax - r;
%
Konversi dari RGB ke CMY, 3-D solid
CMY_solid(i,j,2)= Imax - g;
CMY_solid(i,j,3)= Imax
- b;
% Konversi dari RGB ke CMY, 3-G edge
if ((r==b&&g== Imax) || (r==g&&b== Imax) || ...
(b==g&&r== Imax) || (r== Imax &&g== Imax) ||...
(g== Imax &&b== Imax) || (b== Imax &&r== Imax) ||...
(b==0&&g==0)|| (r==0&&g==0)|| (b==0&&r==0) ||...
(b==r&&g==0) || (r==g&&b==0)|| (b==g&&r==0) || ...
(b== Imax &&r==0) || (b==Imax &&g==0) || ...
(g==Imax &&r==0) || (g==Imax &&b==0) || ...
(r==Imax &&b==0)|| (r== Imax &&g==0) || (r==g&&g==b))
CMY_Edge(i,j,1)= Imax - r;
CMY_Edge(i,j,2)= Imax - g;
CMY_Edge(i,j,3)= Imax
- b;
end
end;
end;
end;
figure(1), imshow(uint8(CMY_solid));
figure(2), imshow(uint8(CMY_Edge));
Model Warna HSI, HSV, HSL
HSV dan HSL merupakan contoh ruang warna yang merepresentasikan
warna seperti yang dilihat oleh mata manusia. H berasal dari kata “hue”, S
berasal dari “saturation”, L berasal dari kata “luminance”, I berasal dari
kata “intensity”, dan V berasal dari “value”.
RGB dan CMY ideal untuk implementasi hardware, tidak
untuk persepsi manusia
Ketika manusia memandang object, deskripsi yang
diterima adalah hue, saturation, dan brightness
Hue: atribut warna yang mendeskripsikan pure color
(pure yellow, orange, atau red)
Saturation: ukuran derajat dimana pure color
dicerahkan
Brightness: subjective deskriptor intensitas
I : Intensity
V : Value
L : Lightness
Ruang warna HIS atau HSV
Ruang Warna HIS atau HSV
Model Warna
HSI
Konversi RGB ke
HSI
dengan
Ruang Warna YUV
Model YUV terdiri dari komponen
luminance/brightness (Y) dan dua
komponen konten warna / chrominance (U
dan V).
Konversi dari RGB ke model YUV :
Gonzales (2002)
V. Santhi dan Dr. Arunkumar (2009)
Model Warna YUV
RGB
V
Y
U
Ruang Warna YCbCr
YCbCr merupakan model warna hasil
encoding non-linier sinyal RGB, biasanya
digunakan studio TV Eropa dan kompresi
citra.
Komponen Y : luma (luminance), Komponen Cb
dan Cr masing-masing merupakan bentuk
subtractive dari B dan R pada model RGB.
Konversi dari RGB ke model YUV :
Tarek M (2008)
Model Warna YCbCr
RGB
Y
Cb
Cr
Latihan:
1. Jelaskan istilah-istilah berikut:
• hue
• saturation
• brightness
2. Apa perbedaan CMY dan CMYK?
3. Kapan ruang warna seperti HSV bermanfaat?
4. Apakah ruang warna HIS, HSV, dan HSL itu sama? Kalau berbeda, di mana
perbedaannya?
5. Apa yang terjadi, jika suatu citra RGB pada setiap pikselnya mempunyai
nilai R=G=B. Jelaskan
6. Berikan contoh kegunaan transformasi warna pada aplikasi-aplikasi nyata.
Citra Berwarna
STMIK PPKIA Pradnya Paramita
Sigit Setyowibowo, ST., MMSI
Dasar-dasar Warna
• Warna sinar yang direspon oleh mata adalah sinar tampak
(visible spectrum) dengan panjang gelombang berkisar dari
400nm (biru) sampai 700 nm (merah)
Atribut Warna
• Selain RGB, warna juga dapat dimodelkan berdasarkan atribut warnanya. Setiap
warna memiliki 3 buah atribut, yaitu intensity (I), hue (H), dan saturation (S).
• a. Intensity/brightness/luminance
Atribtu yang menyatakan banyaknya cahaya yang diterima oleh mata tanpa
memperdulikan warna. Kisaran nilainya adalah antara gelap (hitam) dan terang
(putih).
• b. Hue
Menyatakan warna sebenarnya, seperti merah, violet,dan kuning. Hue digunakan
untuk membedakan warna-warna dan menentukan kemerahan (redness),
kehijauan (greenness), dsb, dari cahaya. Hue berasosiasi dengan panjang
gelombang cahaya, dan bila kita menyebut warna merah, violet, atau kuning, kita
sebenarnya menspesifikasikan hue-nya.
• c. Saturation
Menyatakan tingkat kemurnian warna cahaya cahaya, yaitu mengindikasi
seberapa banyak warna putih diberikan pada warna. Sebagai contoh, warna
merah adalah 100 % warna jenuh (saturated color), sedangkan warna pink adalah
warna merah dengan tingkat kejenuhan sangat rendah (karena ada warna putih
didalamnya). Jadi, jika hue menyatakan warna sebenarnya, maka saturation
menyatakan seberapa dalam warna tersebut
Model IHS
Ruang Warna
• Gonzalez & Woods (2002) mendefinisikan ruang warna (atau
kadang disebut sistem warna atau model warna) sebagai suatu
spesifikasi sistem koordinat dan suatu subruang dalam sistem
tersebut dengan setiap warna dinyatakan dengan satu titik di
dalamnya.
• Tujuan dibentuknya ruang warna adalah untuk memfasilitasi
spesifikasi warna dalam bentuk suatu standar. Ruang warna
yang paling dikenal pada perangkat komputer adalah RGB,
yang sesuai dengan watak manusia dalam menangkap warna.
• Namun, kemudian dibuat banyak ruang warna, antara lain HSI,
CMY, LUV, dan YIQ
Color Model
• Beberapa color model yang populer:
•
•
•
•
RGB (warna primer pada CRT)
CMYK (populer bagi percetakan)
YIQ / YUV (standar bagi TV NTSC / PAL)
HSI / HSV (sesuai dengan persepsi mata manusia)
Ruang Warna RGB
Skema ruang warna RGB dalam bentuk kubus
Kubus warna dengan 24 bit
Jika masing-masing RGB memiliki graylevel 8-bit,
maka dikatakan memiliki kedalaman 24-bit
Total jumlah warna yang dihasilkan adalah
8 3
(2 ) =
16.777.216 warna
Ruang Warna RGB
Ruang Warna RGB
%program redgreenblue.m
clear all;
RGB_solid(1:425,1:425,1:3)=128;
% inisialisasi matriks
tampilan ruang warna RGB
RGB_Edge(1:425,1:425,1:3)=128;
Imax =255;
% inisialisasi Imax,
sudut = -5*pi/6;
% set sudut tampilan
koordinat ke-3
for b=0: Imax
% Variasin intensitas
B dari 0 s/d Imax,
for g=0: Imax
% Variasin intensitas
G dari 0 s/d Imax,
for r=0: Imax
% Variasin
intensitas R dari 0 s/d Imax,
j = 150 + floor(g +(b*sin(sudut))); % Konversi
koordinat 3-D ke visualisasi 2-D
i = 280 - floor(b*sin(sudut) + r);
%
RGB_solid(i,j,1)=r;
% Simpan warna R,
G, B dalam matriks
RGB_solid(i,j,2)=g;
% ruang 3-D solid
RGB_solid(i,j,3)=b;
% Simpan warna R, G, B dalam matriks ruang 3-D edge
if ((r==b&&g== Imax) || (r==g&&b== Imax) ||
...
(b==g&&r== Imax) || (r== Imax &&g== Imax) ||...
(g== Imax &&b== Imax) || (b== Imax &&r== Imax) ||...
(b==0&&g==0)|| (r==0&&g==0)|| ...
(b==0&&r==0) || (b==r&&g==0) || (r==g&&b==0)||...
(b==g&&r==0) || (b== Imax &&r==0) ||...
(b==Imax &&g==0) || (g==Imax &&r==0) || ...
(g==Imax &&b==0) || ...
(r==Imax &&b==0) || (r== Imax &&g==0) || ...
(r==g&&g==b))
RGB_Edge(i,j,1)=r;
& simpan warna R, G, B dalam
matriks
RGB_Edge(i,j,2)=g;
% ruang 3-D Edge
RGB_Edge(i,j,3)=b;
end
end;
end;
end;
figure(1), imshow(uint8(RGB_solid));
warna RGB 3-D solid
figure(2), imshow(uint8(RGB_Edge));
warna RGB 3-D Edge
% Tampilkan ruang
% Tampilkan ruang
Ruang Warna CMY/CMYK
Cyan, Magenta, dan Yellow
merupakan warna skunder
atau alternatif dari warna
primer, yaitu RGB
Konversi RGB ke CMY
Ruang Warna CMY/CMYK
Untuk menghasilkan nilai
warna yang lebih baik, CMY
diperbaiki dengan CMYK
CMYK ditujukan untuk
menambahkan warna yang
keempat, yaitu black.
Disebut juga dengan “fourcolor printing” yang
didapatkan dari CMY dan
Black
%Program cmy.m
clear all;
CMY_solid(1:425,1:425,1:3)=128;
% Inisialisasi
matriks tampilan
CMY_Edge(1:425,1:425,1:3)=128;
Imax =255;
sudut = -5*pi/6;
% inisialisasi Imax,
dan sudut tampilan
for b=0: Imax
% Variasi intensitas
B dari 0 s/d Imax, = 255
for g=0: Imax
% Variasi intensitas
G dari 0 s/d Imax, = 255
for r=0: Imax
% Variasi intensitas
R dari 0 s/d Imax, = 255
j = 150 + floor(g + (b*sin(-5*pi/6)));
%
Koordinat 3-D ke tampilan koordinat 2-D
i = 280 - floor(b*sin(-5*pi/6) + r);
CMY_solid(i,j,1)= Imax - r;
%
Konversi dari RGB ke CMY, 3-D solid
CMY_solid(i,j,2)= Imax - g;
CMY_solid(i,j,3)= Imax
- b;
% Konversi dari RGB ke CMY, 3-G edge
if ((r==b&&g== Imax) || (r==g&&b== Imax) || ...
(b==g&&r== Imax) || (r== Imax &&g== Imax) ||...
(g== Imax &&b== Imax) || (b== Imax &&r== Imax) ||...
(b==0&&g==0)|| (r==0&&g==0)|| (b==0&&r==0) ||...
(b==r&&g==0) || (r==g&&b==0)|| (b==g&&r==0) || ...
(b== Imax &&r==0) || (b==Imax &&g==0) || ...
(g==Imax &&r==0) || (g==Imax &&b==0) || ...
(r==Imax &&b==0)|| (r== Imax &&g==0) || (r==g&&g==b))
CMY_Edge(i,j,1)= Imax - r;
CMY_Edge(i,j,2)= Imax - g;
CMY_Edge(i,j,3)= Imax
- b;
end
end;
end;
end;
figure(1), imshow(uint8(CMY_solid));
figure(2), imshow(uint8(CMY_Edge));
Model Warna HSI, HSV, HSL
HSV dan HSL merupakan contoh ruang warna yang merepresentasikan
warna seperti yang dilihat oleh mata manusia. H berasal dari kata “hue”, S
berasal dari “saturation”, L berasal dari kata “luminance”, I berasal dari
kata “intensity”, dan V berasal dari “value”.
RGB dan CMY ideal untuk implementasi hardware, tidak
untuk persepsi manusia
Ketika manusia memandang object, deskripsi yang
diterima adalah hue, saturation, dan brightness
Hue: atribut warna yang mendeskripsikan pure color
(pure yellow, orange, atau red)
Saturation: ukuran derajat dimana pure color
dicerahkan
Brightness: subjective deskriptor intensitas
I : Intensity
V : Value
L : Lightness
Ruang warna HIS atau HSV
Ruang Warna HIS atau HSV
Model Warna
HSI
Konversi RGB ke
HSI
dengan
Ruang Warna YUV
Model YUV terdiri dari komponen
luminance/brightness (Y) dan dua
komponen konten warna / chrominance (U
dan V).
Konversi dari RGB ke model YUV :
Gonzales (2002)
V. Santhi dan Dr. Arunkumar (2009)
Model Warna YUV
RGB
V
Y
U
Ruang Warna YCbCr
YCbCr merupakan model warna hasil
encoding non-linier sinyal RGB, biasanya
digunakan studio TV Eropa dan kompresi
citra.
Komponen Y : luma (luminance), Komponen Cb
dan Cr masing-masing merupakan bentuk
subtractive dari B dan R pada model RGB.
Konversi dari RGB ke model YUV :
Tarek M (2008)
Model Warna YCbCr
RGB
Y
Cb
Cr
Latihan:
1. Jelaskan istilah-istilah berikut:
• hue
• saturation
• brightness
2. Apa perbedaan CMY dan CMYK?
3. Kapan ruang warna seperti HSV bermanfaat?
4. Apakah ruang warna HIS, HSV, dan HSL itu sama? Kalau berbeda, di mana
perbedaannya?
5. Apa yang terjadi, jika suatu citra RGB pada setiap pikselnya mempunyai
nilai R=G=B. Jelaskan
6. Berikan contoh kegunaan transformasi warna pada aplikasi-aplikasi nyata.