ANALISIS DAN IMPLEMENTASI ALGORITMA GAUSSIAN DAN HIGH PASS FILTER UNTUK MENGHASILKAN CITRA HIGH DYNAMIC RANGE SKRIPSI RIRI INDRIATI PURBA 111421013

  

ANALISIS DAN IMPLEMENTASI ALGORITMA GAUSSIAN

DAN HIGH PASS FILTER UNTUK MENGHASILKAN

CITRA HIGH DYNAMIC RANGE

SKRIPSI

RIRI INDRIATI PURBA

111421013

  

PROGRAM STUDI EKSTENSI S1 ILMU KOMPUTER

FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2014

  

ANALISIS DAN IMPLEMENTASI ALGORITMA GAUSSIAN

DAN HIGH PASS FILTER UNTUK MENGHASILKAN

CITRA HIGH DYNAMIC RANGE

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar

Sarjana Komputer

  

SKRIPSI

RIRI INDRIATI PURBA

111421013

  

PROGRAM STUDI EKSTENSI S1 ILMU KOMPUTER

FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2014

  

PERSETUJUAN

  Judul : ANALISIS DAN IMPLEMENTASI ALGORITMA

  GAUSSIAN DAN HIGH PASS FILTER UNTUK

  MENGHASILKAN CITRA HIGH DYNAMIC RANGE Kategori : SKRIPSI Nama : RIRI INDRIATI PURBA Nomor Induk Mahasiswa : 111421013 Program Studi : EKSTENSI S1 ILMU KOMPUTER Departemen : ILMU KOMPUTER Fakultas : FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI

  INFORMASI (Fasilkom-TI) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

  Komisi Pembimbing: Dosen Pembimbing II Dosen Pembimbing I Handrizal, S.Si, M.Comp.Sc Herriyance, ST, M. Kom

  NIP. 19801024201012 1 002 Diketahui/Disetujui oleh Program Studi S1 Ilmu Komputer Ketua, Dr. Poltak Sihombing, M.Kom NIP. 196203171991021001

  

PERNYATAAN

ANALISIS DAN IMPLEMENTASI ALGORITMA GAUSSIAN

DAN HIGH PASS FILTER UNTUK MENGHASILKAN

CITRA HIGH DYNAMIC RANGE

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa kutipan

dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

  Medan, 2014 Riri Indriati Purba 111421013

  

PENGHARGAAN

  Alhamdulillah penulis ucapkan kepada Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-NYA serta salawat dan salam kepada junjungan atas Nabi Muhammad SAW karena skripsi ini telah berhasil diselesaikan dalam waktu yang telah ditentukan.

  Dalam penulisan skripsi ini penulis banyak mendapatkan bantuan serta dorongan dari pihak lain. Sehingga dengan segala kerendahan hati penulis mengucapkan terimakasih kepada : 1.

  Bapak Prof. 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 Ilmu Komputer Universitas Sumatera Utara 4.

  Ibu Maya Silvi Lydia, B.Sc, M.Sc selaku Sekretaris Program Studi Ilmu Komputer Universitas Sumatera Utara 5.

  Bapak Herriyance, ST, M.Kom selaku Dosen Pembimbing Pertama yang telah banyak membantu dan membimbing penulis dalam membangun skripsi penulis

  6. Bapak Handrizal, S.Si, M.Comp.Sc selaku Dosen Pembimbing Kedua yang telah banyak membantu dan membimbing penulis dalam membangun skripsi penulis

  7. Bapak Drs. Agus Salim Harahap, M.Si selaku Dosen Pembanding Pertama penulis yang telah bersedia meluangkan waktunya dalam memberi saran dan kritik yang membangun skripsi penulis 8. Bapak Syahriol Sitorus S.Si, MIT selaku Dosen Pembanding Kedua penulis yang telah bersedia meluangkan waktunya dalam memberi saran dan kritik yang membangun skripsi penulis 9. Untuk ibunda tercinta Hj.Norma Pakpahan dan Ayahanda Ir.H.Djadiaman Purba selaku orangtua kandung penulis, Rina Elfita Purba, SKM dan Andika Novian

  Purba,S.Sos selaku saudara kandung penulis yang telah memberikan semangat, dorongan, serta doanya dalam menyelesaikan skripsi ini

10. Dan tak lupa juga penulis sampaikan ucapan terima kasih ini kepada Adam

  Kurniawan Mrg Amd, Fitri Yutari Hidayah Amd, Fitri Alia Amd, Suci Ikhwani Lestari Amd, Ade Marfuah Lubis Amd, Liza Alfira Ali Amd, yang sudah membantu dan memberi semangat kepada penulis selama ini.

  Dalam penyusunan skripsi ini, penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan, untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun dari semua pihak demi kesempurnaan skripsi ini. Akhir kata penulis mengharapkan semoga skripsi ini dapat bermanfaat dan membantu semua pihak yang memerlukannya.

  Penulis

  ABSTRAK

  Sensor kamera yang tidak dapat menghasilkan citra yang baik mengakibatkan berkembangnya perangkat-perangkat untuk perbaikan kualitas citra. Citra yang dihasilkan juga tergantung pada tinggi rendahnya intensitas cahaya yang diterima sensor kamera, apabila intensitasnya terbatas, maka citra yang dihasilkan juga tidak baik. Intensitas cahaya yang terlalu tinggi atau terlalu rendah mengakibatkan objek citra menjadi tidak tampak oleh mata, oleh karena itu perkembangan zaman telah menghasilkan sebuah inovasi citra baru yang dapat mengatasi permasalahan tersebut yang dinamakan citra

  

High Dynamic Range(HDR) . Citra HDR dapat membuat suatu objek yang tidak terlihat

  akibat intensitas menjadi terlihat. Salah satu cara menghasilkan citra HDR adalah menggabungkan beberapa citra yang berbeda pengaturan exposure kameranya menjadi 1 citra yang dinamakan citra HDR. Citra yang menjadi inputan adalah citra yang berbeda

  

exposure yakni exposure +3, exposure -3 dan exposure 0. Algoritma untuk

  menggabungkan beberapa foto yang berbeda exposure tersebut adalah Algoritma Gaussian yakni mencari titik tengah dari tiap blok citra. Untuk menghasilkan citra HDR yang bernilai lebih maka dilakukan penajaman citra HDR dengan Algoritma High Pass

  

Filter dengan teori konvolusi. Hasil dari penelitian ini adalah didapatkan citra hasil yang

  memiliki kualitas lebih baik dari citra yang menjadi permasalahan sebelumnya. Dari pengujian yang telah dilakukan dapat diambil kesimpulan bahwa blok yang memiliki waktu paling lama adalah pada proses 3 blok dan yang paling cepat adalah 15 blok, kemudian untuk penajaman waktu yang paling lama adalah pada proses 1 blok dan yang paling cepat adalah 15 blok, untuk ukuran yang dihasilkan yang paling besar adalah pada proses 1 blok dan yang paling kecil adalah pada proses 9 blok.

  Kata Kunci : High Dynamic Range(HDR), Exposure, Gaussian, High Pass Filter

  

ANALYSIS AND IMPLEMENTATION OF GAUSSIAN AND

HIGH PASS FILTER ALGORITHM TO PRODUCE

HIGH DYNAMIC RANGE IMAGE

ABSTRACT

Camera Sensor could not produce a good image involves devices for image

enchancement is growing . The result is also depend on the level of light intensity

which received by the camera sensor , if its intensity is limited , then the result is

also not good . Light intensity is too high or too low caused the object of image to

be visible for our eyes, therefore the times have produced a new image innovation

which can solve the problems, its called High Dynamic Range ( HDR ) images.

HDR images can make an object that is not visible due to the intensity becomes

visible . One way of generating HDR images is to combine several images of

different exposure settings into one image. The inputs are exposure +3 , exposure

• -3 and exposure0. Algorithm to combine several different images such exposure is

  Gaussian algorithm that is looking for the midpoint of each block image. To

  generate the HDR image which has high value then performed with the HDR

  image enhancement algorithm with the High Pass Filter convolution theory. The

  Results from this research is that the results obtained image has a better quality

  of image which is the case previously. From testing that has been done can be

  concluded that the block that has the longest time is 3 blocks on the process and

  the fastest is 15 blocks, then for the longest time sharpening is on the first block

  and the fastest is 15 blocks, for size that produced which the biggest is in the

  process of 1 block and the smallest is in the process of 9 block.

  Keywords : High Dynamic Range (HDR) , Exposure , Gaussian , High Pass Filter

DAFTAR ISI

  Persetujuan iii

  Pernyataan iv

  Penghargaan v

  Abstrak vii

  Abstract

  viii Daftar Isi ix

  Daftar Tabel xi

  Daftar Gambar xii

  Bab 1 Pendahuluan

  1

  1.1

  1 Latar Belakang

  1.2

  2 Rumusan Masalah

  1.3

  2 Batasan Masalah

  1.4

  3 Tujuan Penelitian

  1.5

  3 Manfaat Penelitian

  1.6

  3 Metodologi Penelitian

  1.7

  4 Sistematika Penulisan

  Bab 2 Tinjauan Pustaka

  6

  2.1

  6 Pengertian Citra

  2.1.1

  6 Pengertian Citra Analog

  2.1.2

  6 Pengertian Citra Digital

  2.2

  7 Pengolahan Citra Digital

  2.2.1

  7 Tahap-tahap dalam Pengolahan Citra Digital

  2.2.2

  9 Representasi Citra Digital

  2.2.3

  10 Jenis-jenis Citra Digital

  2.2.3.1

  10 Citra Biner (Monokrom)

  2.2.3.2

  11 Citra Greyscale (Skala Keabuan)

  2.2.3.3

  12 Citra RGB

  2.3

  13 Perbaikan Kualitas Citra

  2.4

  14 Operasi Berbasis Bingkai

  2.4.1

  14 Operasi Penjumlahan Citra (Image Blending)

  2.4.2

  17 Operasi Pengurangan Citra

  2.4.3

  18 Operasi Boolean

  2.5

  20 Operasi Spasial (Filtering)

  2.5.1

  21 Kernel

  2.5.2

  21 Mekanisme Pemfilteran Spasial

  2.5.3

  26 Korelasi dan Konvolusi

  2.6

  27 High Dynamic Range

  2.6.1

  28 Exposure

  2.6.2

  29 Menghasilkan Citra HDR

  2.7

  32 Perubahan Kualitas Citra dalam Domain Spasial

  2.7.1

  32 Linear Spatial Filtering

  2.7.1.1

  32 High Pass Filtering (Tapis Lolos Tinggi)

  2.8

  36 Algoritma Gaussian

  2.9 Penelitian Sebelumnya

  38 Bab 3 Analisis dan Perancangan

  40

  3.1

  40 Analisis

  3.2

  41 Flowchart Umum Program

  3.3

  42 Analisis Kinerja Algoritma Gaussian

  3.3.1

  43 Pseudocode Algoritma Gaussian

  3.3.2

  45 Flowchart Algoritma Gaussian

  3.3.3

  49 Perhitungan Algoritma Gaussian pada Citra

  3.4

  70 Analisis Kinerja Algoritma High Pass Filter

  3.4.1

  70 Pseudocode Algoritma High Pass Filter

  3.4.2

  71 Flowchart Algoritma High Pass Filter

  3.4.3

  71 Perhitungan Algoritma High Pass Filter pada Citra

  3.5

  76 Perancangan Antarmuka

  3.5.1

  76 Rancangan Menu Utama

  Bab 4 Implementasi dan Pengujian

  80

  4.1

  80 Implementasi Sistem

4.1.1 Spesifikasi Perangkat Keras dan Perangkat Lunak yang

  Digunakan

  80

  4.1.2

  81 Tampilan Menu Utama

  4.1.3

  81 Tampilan Sub Menu

  4.2

  91 Pengujian

  4.2.1

  92 Analisis Data Hasil Pengujian

  Bab 5 Kesimpulan dan Saran 103

  5.1 103

  Kesimpulan

  5.2 104

  Saran Daftar Pustaka

  105 Lampiran

  107

  

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Nilai Entropy Blok 1,1 Red Citra 2

  52 Tabel 4.1 Keterangan Citra Ruang

  90 Tabel 4.2 Keterangan Citra Menara

  91 Tabel 4.3 Keterangan Citra Buku

  92 Tabel 4.4 Keterangan Citra Jendela

  93 Tabel 4.5 Data Hasil Citra Ruang

  95 Tabel 4.6 Data Hasil Citra Menara

  96 Tabel 4.7 Data Hasil Citra Buku

  97 Tabel 4.8 Data Hasil Citra Jendela

  98 Tabel 4.9 Data Hasil Penggabungan

  99 Tabel 4.10 Data Hasil Penajaman 100

Tabel 4.11 Data Ukuran Citra Hasil

  101

  

DAFTAR GAMBAR

  53 Gambar 3.8 Ilustrasi Koordinat Pusat

  35 Gambar 2.25 Segmentasi Citra yang Berbeda Exposure

  36 Gambar 3.1 Flowchart Umum Program

  41 Gambar 3.2 Flowchart Perhitungan Gaussian Citra 1

  45 Gambar 3.3 Flowchart Perhitungan Gaussian Citra 2

  46 Gambar 3.4 Flowchart Perhitungan Gaussian Citra 3

  47 Gambar 3.5 Flowchart Perhitungan Bobot Citra dan Penggabungan Citra

  48 Gambar 3.6 Citra 2

  49 Gambar 3.7 Letak Entropy Tertinggi Pada Citra 2

  54 Gambar 3.9 Koordinat Citra 2

  31 Gambar 2.23 Hasil Citra HDR

  56 Gambar 3.10 Citra 1

  58 Gambar 3.11 Citra 2

  60 Gambar 3.12 Citra HDR

  69 Gambar 3.13 Flowchart Algoritma High Pass Filter

  71 Gambar 3.14 Citra HDR yang Lebih Tajam

  75 Gambar 3.15 Rancangan Menu Utama

  76 Gambar 3.16 Rancangan Sub Menu Blok

  77 Gambar 3.17 Rancangan Menu Petunjuk

  78 Gambar 3.18 Rancangan Menu Tentang Penulis

  31 Gambar 2.24 Citra Blurring yang Dipertajam dengan High Pass Filter

  30 Gambar 2.22 Citra Exposure -1

Gambar 2.1 Representasi Citra Digital

  18 Gambar 2.11 Citra Elips

  10 Gambar 2.2 Citra Biner

  11 Gambar 2.3 Citra Greyscale

  12 Gambar 2.4 Citra RGB

  13 Gambar 2.5 Citra A

  16 Gambar 2.6 Citra B

  16 Gambar 2.7 Citra C (Penggabungan Citra A dan B)

  16 Gambar 2.8 Citra A(x,y)

  17 Gambar 2.9 Citra B(x,y)

  17 Gambar 2.10 Citra C (x,y)

  18 Gambar 2.12 Citra Persegi

  30 Gambar 2.21 Citra Exposure 0

  19 Gambar 2.13 Not Elips

  19 Gambar 2.14 Not Persegi

  19 Gambar 2.15 Elips And Persegi

  19 Gambar 2.16 Elips Or Persegi

  19 Gambar 2.17 Elips XOR Persegi

  20 Gambar 2.18 (a) Citra Ukuran MxN

  22 Gambar 2.18 (b) Filter Ukuran 3x3

  22 Gambar 2.19 Citra yang Berbeda Exposure

  29 Gambar 2.20 Citra Exposure +1

  79

Gambar 4.2 Sub Menu File

  85 Gambar 4.11 Sub Menu HDR 9 Blok Hasil High Pass Filtering

  99 Gambar 4.17 Diagram Hasil Penajaman 100

  90 Gambar 4.16 Diagram Hasil Penggabungan

  89 Gambar 4.15 Sub Menu Tentang Penulis

  88 Gambar 4.14 Sub Menu Analisis

  87 Gambar 4.13 Sub Menu Petunjuk

  86 Gambar 4.12 Citra Hasil Gaussian dan High Pass Filtering

  85 Gambar 4.10 Sub Menu HDR 9 Blok Hasil Gaussian

  81 Gambar 4.3 Sub Menu HDR 9 Blok

  84 Gambar 4.9 Sub Menu HDR 9 Blok Citra Exposure +3

  84 Gambar 4.8 Browse Citra Exposure +3

  83 Gambar 4.7 Sub Menu HDR 9 Blok Citra Exposure 0

  83 Gambar 4.6 Browse Citra Exposure 0

  82 Gambar 4.5 Sub Menu HDR 9 Blok Citra Exposure -3

  81 Gambar 4.4 Browse Citra Exposure -3