SKRIPSI Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Sains Program Studi Ilmu Komputer

  

PENGGUNAAN MATRIK KONVOLUSI

UNTUK EFEK EMBOSS PADA SUATU CITRA

SKRIPSI

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Sains

  

Program Studi Ilmu Komputer

Oleh:

LENY SUSILAWATI ANGGRAINI

  

NIM 023124040

PROGRAM STUDI ILMU KOMPUTER

JURUSAN MATEMATIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2007

  Mereka yang memulai aktivitas dengan penuh keyakinan boleh jadi ditengah jalan akan gagal tersandung keraguan. Sebaliknya, mereka yang memulai dengan keraguan bukan tidak mungkin di tengah jalan bakal mendapat pencerahan.( Sir Francis )

  Kupersembahkan Skripsiku ini untuk: Allah Bapa di Surga Kedua Orang Tuaku dan Pakde Parman

  

Saudara-saudaraku ( Mbak Gesti, Mas Win, Mas Indra,

Mas Joko, Novan, Wine,Wikri, Wildan, Winata, Lina).

  “Aku mencintai kalian semua”

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

  Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi yang saya tulis ini tidak memuat karya atau bagian dari orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah.

  Yogyakarta, 27 Maret 2007 Penulis

  Leny Susilawati Anggraini

  

ABSTRAK

PENGGUNAAN MATRIK KONVOLUSI

UNTUK EFEK EMBOSS PADA SUATU CITRA

Oleh :

  Leny Susilawati Anggraini

  Pengolahan citra dapat dilakukan untuk memperbaiki kualitas citra agar lebih indah atau mudah dikenali. Kadangkala citra yang kita temukan tampak terlihat biasa, oleh sebab itu perlu adanya penambahan atau pemberian efek pada citra tersebut. Salah satu efek yang dapat diberikan yaitu efek emboss. Efek emboss mampu memberikan ilusi efek optik dari sebuah citra dimana beberapa pixel dari sebuah objek dibuat agak lebih dekat atau lebih jauh dari background, sehingga akan sangat bermanfaat bagi para pelukis atau pemahat untuk membuat detail dari karya seninya. Sedangkan bagi orang awam, dengan memberikan efek emboss pada sebuah citra, akan didapat nilai estetika yang lebih dari citra itu, kerena pemberian efek emboss dapat menampilkan gambar lain dari citra awal. Efek emboss ini diperoleh dengan cara melakukan proses konvolusi, yaitu mengalikan matrik citra masukan dengan matrik filter.

  ABSTRACT

  

THE USE OF CONVOLUTION MATRIK

TO MAKE AN EMBOSS EFFECT ON AN IMAGE

By :

  Leny Susilawati Anggraini

  The image processing can be done to improve the image quality, which is become more striking and easy to recognized. Sometime the image we observed seem ordinary, consequently it need and effects adding in the image. One of the effects is emboss effect. This effect is able to provide the optical effect illusion of an image where some pixel from an object made closer or farther from the background. As a result, it is very useful for painters or craftsmen to make details of their work. While for the ordinary people, the emboss effects provide more aesthetical values from the image, since it can presenting different image from the initial image. This emboss effect is obtained by performing the convolution process, which is multiplying the input image matrix with the filter matrix.

KATA PENGANTAR

  Puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan dan Bunda Maria atas segala kasih dan berkat yang telah dilimpahkan kepada kami sehingga kami dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Penggunaan Matrik Konvolusi Untuk Efek Emboss Pada Suatu Citra”. Skripsi ini kami susun untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar sarjana sains dari Universitas Sanata Dharma.

  Pada kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada :

  1. Bpk. Ir. Ign. Aris Dwiatmoko, M.Sc. selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.

  2. Ibu. Paulina Heruningsih Prima Rosa, S.Si., M.Sc. selaku Kepala Program Studi Ilmu Komputer.

  Bpk. Iwan Binanto S.Kom. selaku dosen pembimbing akademik yang 3. telah memberikan bimbingan dan pengarahan sejak awal kuliah sampai terselesaikannya Tugas Akhir ini.

  4. Bpk. Joko Nugroho, S.Si., selaku dosen pembimbing skripsi yang telah membantu, memberi semangat dan pengarahan kepada kami sehingga skripsi ini dapat selesai.

  5. Ibu. A. Rita Widiarti, S.Si., M.Kom. selaku dosen pembimbing akademik dan dosen penguji.

  6. Bpk. Eko Hari Parmadi, S.Si., M.Kom. selaku dosen penguji

  7. Staf pengajar, Staf sekretariat (Mas Tukijo dan Mbak Linda) dan staf LAB (Mas Widodo dan Mas Susilo) Fakultas MIPA yang telah banyak membantu kami selama perkuliahan sampai selesai.

  8. Kedua Orang tuaku, Pakde Parman, saudara-saudaraku (Mbak Gesti, Mas Win, Mas Indra, Mas Joko, Novan, Lina, Wine, Wikri, Wildan, Winata dan Mugex) teimakasih atas dukungan dan doanya.

  9. Mas Heru, thanks atas doa, dukungan, perhatian dan waktunya untuk menemaniku dalam mengerjakan Skripsi ini.

  10. Sahabatku Ari, Risma, Mayonx, Agnes, Nita, Hastin, Shinta, T2k dan Paul terimakasih atas kebersamaannya selama ini.

  11. Teman-teman kuliahku Rini, Tiwix, Eksi, Ika, Fenny, Bon2, Marto, Koming dan semuanya, terimakasih atas doa, dan dukungannya.

  12. Almamaterku Ikom 2002. Terima kasih atas kebersamaan kita selama menempuh kuliah.

  Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih memiliki banyak kekurangan. Oleh karena itu, penulis menerima masukan dan saran agar bisa berkembang dan semakin baik lagi. Semoga Skripsi ini berguna bagi para pembaca.

  Penulis

  DAFTAR ISI

  ...................................................................................... i

  HALAMAN JUDUL HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING .......................................... ii

  ........................................................................ iii

  HALAMAN PENGESAHAN HALAMAN PERSEMBAHAN .................................................................... iv PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ........................................................ v

  ...................................................................................................... vi

  ABSTRAK ABSTRACT .................................................................................................... vii

  .................................................................................... viii

  KATA PENGANTAR DAFTAR ISI ................................................................................................... x DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xii

  ............................................................................ 1

  BAB I PENDAHULUAN

  1.1 Latar Belakang Masalah.............................................................. 1

  1.2 Rumusan Masalah ....................................................................... 2

  1.3 Batasan Masalah ......................................................................... 2

  1.4 Tujuan Penelitian ........................................................................ 3

  1.5 Manfaat Penelitian ...................................................................... 3

  1.6 Sistematika Penulisan ................................................................. 3

  1.7 Metodologi Penelitian ................................................................ 4

  BAB II DASAR TEORI ................................................................................ 6

  2.1 Citra............................................................................................. 6

  2.2 Format Citra ................................................................................ 7

  a. Citra Biner ............................................................................... 7

  2.8 Macromedia Flash Mx ................................................................ 28

  

BAB IV IMPLEMENTASI .......................................................................... 41

  3.4 Perancangan Interface................................................................. 37

  3.3 Perancangan Menu...................................................................... 36

  3.2 Perancangan Proses..................................................................... 31

  3.1.2 Analisis Kebutuhan ............................................................ 29

  3.1.1 Gambaran Umum Sistem ................................................... 29

  3.1 Analisis Sistem............................................................................ 29

  

BAB III ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM .............................. 29

  2.7 Adope Photoshop ........................................................................ 27

  b. Warna ...................................................................................... 8

  2.6 Pemrograman Delphi .................................................................. 26

  2.5 Efek Emboss ............................................................................... 24

  2.4 Operasi Konvolusi ...................................................................... 17

  4. Aras Objek .............................................................................. 17

  3. Aras Global ............................................................................. 17

  2. Aras Lokal............................................................................... 16

  1. Aras Titik ................................................................................ 14

  2.3 Pengolahan Citra Digital............................................................. 11

  c. Greyscale................................................................................. 9

  4.1 Implementasi Hasil Program....................................................... 41

  4.1.1 Halaman Pembuka ............................................................. 41

  4.1.2 Form Emboss ..................................................................... 42

  4.1.3 Form Matrik Warna ........................................................... 45

  4.1.4 Form About ........................................................................ 46

  4.1.5 Form Help .......................................................................... 46

  4.2 Pembahasan................................................................................. 47

  4.2.1 Mengubah Citra Berwarna Menjadi Greyscale ................. 47

  4.2.2 Hasil Emboss Greyscale .................................................... 48

  4.2.3 Hasil Emboss Warna.......................................................... 56 ........................................................ 66

  BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

  5.1. Kesimpulan .......................................................................... 66

  5.2 Saran .................................................................................... 67

  

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 68

LAMPIRAN .................................................................................................... 69

  

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Vektor warna dalam ruang tiga dimensi ........................................ 9Gambar 2.2 Kubus warna RGB ......................................................................... 9Gambar 2.3 Blok diagram pengolahan citra ...................................................... 11Gambar 2.4 Operasi aras titik pada citra digital................................................. 15Gambar 2.5 Operasi aras lokal pada citra digital ............................................... 16Gambar 2.6 Operasi aras global pada citra digital ............................................. 17Gambar 2.7 Ilustrasi Konvolusi ......................................................................... 19

  Gambar2.8 Pixel-pixel pinggir (yang tidak terarsir) tidak dikonvolusikan ...... 23

Gambar 2.9 Matrik bertetangga dengan pixel (i,j) dengan matrik filter 3 x 3 .. 23Gambar 2.10 Matrik bertetangga dengan pixel (i,j) dengan matrik filter 3 x 3 23Gambar 2.11 Matrik bertetangga dengan pixel (i,j) dengan matrik filter 7 x 7 24Gambar 2.12 hasil konvolusi setelah ditambah 128 .......................................... 26Gambar 3.1 flowchart program keseluruhan .................................................... 32Gambar 3.2 flowchart pilih emboss .................................................................. 33Gambar 3.3 Flowchart Greyscale...................................................................... 34Gambar 3.4 Flowchart Proses Emboss .............................................................. 35Gambar 4.1 Halaman pembuka......................................................................... 41Gambar 4.2 Form Emboss ................................................................................. 42Gambar 4.3 Open Picture Dialog....................................................................... 43Gambar 4.4 menampilkan gambar pada TImage foto awal ............................... 43Gambar 4.5 menampilkan hasil emboss pada TImage foto hasil ...................... 44Gambar 4.6 Save Picture Dialog........................................................................ 45Gambar 4.7 Form Matrik Warna ....................................................................... 45Gambar 4.8 Form About .................................................................................... 46Gambar 4.9 Form Help ...................................................................................... 46Gambar 4.10 Citra asli dan Citra Greyscale ..................................................... 48Gambar 4.11 Hasil emboss Grey dengan jumlah elemen matrik filter < 0........ 49Gambar 4.12 Hasil emboss Grey dengan jumlah elemen matrik filter > 0........ 50Gambar 4.13 Hasil emboss Grey dengan jumlah elemen matrik filter = 0........ 51Gambar 4.14 perbandingan gambar dengan letak elemen yang berbeda........... 53Gambar 4.15 perbandingan gambar dengan nilai absolute yang berbeda ......... 55Gambar 4.16 Hasil emboss greycale.................................................................. 56Gambar 4.17 Hasil emboss warna dengan jumlah elemen matrik filter < 0...... 58Gambar 4.18 Hasil emboss warna dengan jumlah elemen matrik filter = 0...... 59Gambar 4.19 Hasil emboss warna dengan jumlah elemen matrik filter > 0...... 60Gambar 4.20 Perbandingan gambar dengan letak elemen yang berbeda .......... 61Gambar 4.21 Perbandingan gambar dengan nilai absolute yang berbeda ......... 64Gambar 4.22 Hasil emboss warna...................................................................... 65

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

  Pada akhir abad ke 20 ilmu dan teknologi berkembang semakin pesat, termasuk di dalamnya teknik komputer. Komputer pada awalnya digunakan sebagai alat bantu untuk mempercepat proses menghitung. Dalam perkembangan selanjutnya, komputer dapat digunakan sebagai pengolah informasi yang datanya tidak hanya berupa angka saja, tapi dapat berupa teks, gambar, audio (bunyi, suara, musik), dan video. Salah satu perangkat lunak yang berkembang saat ini adalah perangkat lunak untuk pengolahan citra, yang juga didukung dengan kemajuan teknologi optik dan digital. Aplikasi yang tersedia untuk membantu proses pengolahan citra antara lain seperti : paint, photoshop, coreldraw, dan masih banyak lagi.

  Pengolahan citra dapat dilakukan untuk memperbaiki kualitas citra sedemikian rupa agar lebih indah atau mudah dikenali. Teknik-teknik pengolahan citra biasanya digunakan untuk melakukan transformasi dari satu citra menjadi citra yang lain, sementara tugas perbaikan informasi terletak pada manusia melalui penyusunan algoritmanya. Bidang ini meliputi penajaman citra, penajaman fitur tertentu dari suatu citra, kompresi citra dan koreksi citra yang tidak fokus atau kabur.

  Salah satu efek penajaman fitur yang dapat diberikan pada suatu citra adalah dengan memberikan efek emboss. Pemberian efek emboss pada sebuah citra ini akan mengakibatkan sebagian obyek citra terlihat lebih dekat atau jauh dari citra latarnya, sehingga dapat bermanfat bagi pemahat atau pelukis. Selain itu emboss yang dihasilkan juga dapat mempunyai nilai estetika, yaitu dengan menampilkan sisi lain dari citra awal.

  1.2. Rumusan Masalah

  Berangkat dari pemikiran tersebut di atas maka rumusan masalah yang diangkat dalam tugas akhir ini adalah “Bagaimana memberikan atau menambahkan efek emboss pada sebuah citra“.

  1.3 Batasan Masalah

  Untuk menghindari pembahasan yang terlalu luas maka perlu batasan-batasan masalah antara lain :

• Program ini menerima input berupa file citra berwarna dengan format

  BMP

• Ukuran gambar yang digunakan sebagai input dan output :
• Matrik konvolusi berukuran 3 x 3, 5 x 5 dan 7 x 7
• Hasil disimpan dalam format BMP
• Program dibuat dengan menggunakan bahasa pemrograman Borland Delphi 7

  1.4 Tujuan Penelitian

  Adapun tujuan penelitian antara lain: 1. Dapat memahami konsep matrik konvolusi pada suatu citra.

  2. Memperluas pengetahuan bahwa sebuah citra (image) digital dapat diolah menjadi beragam bentuk dengan berbagai metode salah satunya metode emboss.

  1.5 Manfaat Penelitian

  1. Citra yang dihasilkan dari pemberian efek emboss dapat menghasilkan nilai estetika.

  2. Dapat memudahkan para pemahat dalam membuat seketsa ukiran yang ingin dihasilkan.

  1.6 Sistematika Penulisan

  Bahasan secara keseluruhan dari tugas akhir ini dibagi menjadi lima bab, yaitu :

  BAB I PENDAHULUAN Bab ini merupakan pendahuluan yang berisi latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, manfaat dan tujuan dan sistematika penulisan, serta metodologi penelitian.

  BAB II DASAR TEORI Bab ini merupakan landasan teori yang berisi antara lain : pengertian dari efek emboss, hubungan antara matrik konvolusi dalam proses emboss. BAB III ANALISA DAN PERANCANGAN Bab ini berisi analisa pembahasan dan perancangan mengenai penggunaan matrik konvolusi yang dapat digunakan untuk efek emboss.

  BAB IV IMLEMENTASI PROGRAM Bab ini berisi implementasi dan hasil yang didapat dari penulisan dan juga pembahasan penulisan tersebut. BAB V PENUTUP Bab ini berisi kesimpulan dan saran yang berguna dari hasil pembahasan.

1.7 Metodologi Penelitian

  Dalam membangun sistem ini penulis menggunakan metode SDLC (Software Development Life Cycle) yang meliputi tahap-tahap anatara lain:

  1. Analisis (Analysis) Tahap ini mengidentifikasikan suatu kebutuhan dan mengumpulkan data yang diperlukan sesuai dengan kebutuhan sistem yang akan dibangun. Menganalisa data dengan menggunakan metode yaitu : • Mengidentifikasikan masalah yang ada.

• Gambaran dari sistem yang akan dibangun.
• Menganalisa teknologi.

  2. Perancangan sistem Perancangan sistem ini dibuat berdasarkan analisa yang telah dibuat yaitu,meliputi:

• Perancangan proses

  Menentukan matrik yang akan digunakan dalam proses emboss, menghitung matrik suatu citra dengan cara menentukan matrik konvolusinya.

• Perancangan antar muka pemakai (user interface).

  Perancangan struktur menu –

• – Perancangan halaman utama
• – Perancangan tampilan menu setiap data masing-masing

  3. Coding Hasil dari rancangan diterjemahkan dalam bahasa pemrograman yang bisa dibaca oleh mesin dan hasil pemrograman tersebut dapat memperoleh output dan digunakan oleh pengguna.

  4. Testing Dalam tahap ini fokus pada pengujian program. Uji coba ini dilakukan untuk mencari kesalahan dengan jalan mengeksekusi program, selain itu juga untuk menjamin kualitas dari sistem tersebut.

  5. Perbaikan/Revisi Setelah dilakukan testing, apabila ditemukan kesalahan pada program maka dalam tahap ini dilakukan perbaikan atau revisi.

BAB II DASAR TEORI

2.1 CITRA

  Secara harafiah, citra (image) adalah gambar pada bidang dwimatra (dua dimensi). Ditinjau dari sudut pandang matematis, citra merupakan fungsi menerus (continue) dari intensitas cahaya pada bidang dwimatra (Munir,R. 2004). Sumber cahaya menerangi objek, objek memantulkan kembali sebagian dari berkas cahaya tersebut. Pantulan cahaya ini ditangkap oleh alat-alat optik, misalnya mata pada manusia, kamera, pemindai (scanner), dan sebagainya, sehingga bayangan objek yang disebut citra tersebut terekam. Citra sebagai keluaran dari suatu sistem perekaman data dapat bersifat: 1. Optik berupa foto.

  Analog berupa sinyal video seperti gambar pada monitor televisi.

  2.

  3. Digital yang dapat langsung disimpan pada suatu pita magnetik. Citra dibagi menjadi dua jenis yaitu:

  1. Citra diam (still images) Adalah citra tunggal yang tidak bergerak. Untuk selanjutnya, citra diam kita sebut citra saja.

  2. Citra bergerak (moving images) Adalah rangkaian citra diam yang ditampilkan secara beruntun (sekuensial) sehngga memberi kesan pada mata kita sebagi gambar yang bergerak. Setiap citra di dalam rangkaian itu disebut frame.

  Gambar-gambar yang tampak pada film layar lebar atau televisi pada hakikatnya terdiri atas ratusan sampai ribuan frame.

  Citra yang dimaksud penulis dalam tulisan skripsi ini adalah “citra diam” (still images).

  Meskipun sebuah citra kaya informasi, namun seringkali citra yang kita miliki mengalami penurunan mutu (degradasi), misalnya mengandung cacat atau derau (noise), warnanya terlalu kontras, kurang tajam, kabur (blurring), dan sebagainya. Tentu saja semacam ini menjadi lebih sulit diintepretasikan karena informasi yang disampaikan oleh citra tersebut menjadi berkurang.

  Agar citra yang mengalami gangguan mudah diinterpretasikan (baik oleh manusia maupun mesin), maka citra tersebut perlu dimanipulasi menjadi citra lain yang kualitasnya lebih baik. Bidang studi yang menyangkut hal ini adalah pengolahan citra (image processing).

2.2 Format Citra

  Format citra terdiri dari 3 yaitu citra biner, warna dan greyscale:

a. Citra Biner

  Citra biner (binary image) adalah citra yang hanya mempunyai dua nilai derajat keabuan: hitam dan putih. Meskipun saat ini citra berwarna lebih disukai karena memberi kesan yang lebih kaya dari pada citra biner, namun tidak membuat citra biner mati. Pada beberapa aplikasi, citra biner masih tetap dibutuhkan, misalnya citra logo instansi (yang terdiri dari warna hitam dan putih), citra kode batang (bar code) yang tertera pada label barang, citra hasil pemindaian dokumen teks, dan sebagainya. Karena hanya mempunyai dua nilai derajat keabuan: hitam dan putih, objek bernilai 1 dan pixel-pixel latar belakang bernilai 0. Pada

  pixel-pixel

  waktu menampilkan gambar, 0 adalah putih dan 1 adalah hitam. Jadi, pada citra biner, latar belakang berwarna putih sedangkan objek berwarna hitam.

b. Warna

  Persepsi visual citra berwarna (color image) umumnya lebih kaya dibandingkan dengan citra hitam putih, karena itu citra berwarna lebih disenangi daripada citra hitam putih. Warna-warna yang diterima oleh mata manusia merupakan hasil kombinasi cahaya dengan panjang gelombang berbeda. Penelitian memperlihatkan bahwa kombinasi warna yang memberikan rentang warna paling lebar adalah red (R), green (G), dan blue (B). Ketiga warna tersebut dinamakan warna pokok (primaries), dan sering disingkat sebagai warna dasar RGB. Warna-warna lain dapat diperoleh dengan mencampurkan ketiga warna pokok tersebut dengan perbandingan tertentu (meskipun tidak sepenuhnya benar, karena tidak semua kemungkinan warna dapat dihasilkan dengan kombinasi RGB saja).

  Dekompresi warnanya pada gambar 2.1 di bawah ditunjukkan dengan angka dari 0 – 255. Sebagai contoh putih akan dikodekan sebagai (RGB) = (255, 255, 255); hitam akan diketahui sebagai (RGB) = (0, 0, 0). Dengan kata lain, sebuah citra merupakan array dua dimensi dari nilai warna pixel yang masing – masing besarnya 3 byte pada penyajian tiga warna dasar yaitu Red, Green, dan Blue (RGB) ini memungkinkan sebuah citra mempunyai total 256 * 256 * 256 = 16,8 juta warna berbeda.

Gambar 2.1 Vektor warna dalam ruang tiga dimensi

c. Greyscale

  Citra greyscale dengan mudah dapat dihasilkan dari citra warna RGB dengan mengambil nilai rata-rata dari ketiga komponen warna pokok merah, hijau, dan biru, seperti terlihat pada gambar 2.2 berikut:

Gambar 2.2 Kubus warna RGB Pada gambar tersebut terlihat bahwa warna hitam diwakili oleh koordinat ruang (0,0,0) yang berarti intensitas semua warna pokok adalah nol persen dan warna putih oleh koordinat (1,1,1) yang berarti semua warna pokok berintensitas 100% karena nilai satu adalah maksimum untuk skala yang dinormalkan pada kubus tersebut. Bila semua warna pokok mempunyai intensitas yang sama dan berada diantara 0 dan 1, maka yang tampak adalah warna abu-abu.

  Karena ketiga warna pokok tersebut dianggap tidak seragam dalam hal kemampuan kontribusi pada kecerahan, ada yang berpendapat bahwa cara konversi yang lebih tepat adalah menggunakan persamaan berikut (Ahmad, 2005).:

  

Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B ………..persamaan 2.1

dimana Y = Nilai kecerahan pada citra abu-abu.

  R = Nilai merah dari sebuah gambar berwarna (satuan = pixel) G = Nilai hijau dari sebuah gambar berwarna (satuan = pixel) B = Nilai biru dari sebuah gambar berwarna (satuan = pixel)

2.3 Pengolahan Citra Digital

   Image processing atau sering disebut pengolahan citra digital

  merupakan suatu proses filter gambar asli menjadi gambar lain sesuai dengan keinginan kita. Misalnya, kita mendapatkan suatu gambar yang terlalu gelap. Dengan image processing, kita dapat memprosesnya agar mendapatkan gambar yang jelas. Secara garis besar, kita bisa menggambarkannya seperti blok diagram pada gambar berikut (Rianto Sigit, dkk. 2005) :

  Gambar Proses Gambar Asli Filter Hasil

Gambar 2.3 Blok diagram pengolahan citra

  Teknik-teknik pengolahan citra mentransformasikan citra menjadi citra lain. Jadi, masukannya adalah citra dan keluarannya juga citra, namun citra keluaran mempunyai kualitas yang lebih baik daripada citra masukan.

  Umumnya, operasi-operasi pada pengolahan citra diterapkan pada citra bila: Perbaikan atau modifikasi citra perlu dilakukan untuk meningkatkan 1. kualitas penampakan atau untuk menonjolkan beberapa aspek informasi yang terkandung di dalam citra.

  2. Elemen di dalam citra perlu dikelompokkan, dicocokkan atau diukur.

  3. Sebagian citra perlu digabung dengan bagian citra yang lain.

  Operasi-operasi yang dilakukan di dalam pengolahan citra banyak ragamnya. Namun secara umum, operasi pengolahan citra dapat diklasifikasikan dalam beberapa jenis sebagai berikut; 1. Perbaikan kualitas citra (image enchancement).

  Jenis operasi ini bertujuan untuk memperbaiki kualitas citra dengan cara memanipulasi parameter-parameter citra. Dengan operasi ini, ciri- ciri khusus yang terdapat di dalam citra lebih ditonjolkan.

  Contoh-contoh operasi perbaikan citra:

  a. Perbaikan kontras gelap/terang

  b. Perbaikan tepian objek (edge enhancement)

  c. Penajaman (sharpening) Pemberian warna semu (pseudocoloring) d.

  e. Penapisan derau (noise filtering) 2. Pemugaran citra (image restoration).

  Operasi ini bertujuan menghilangkan/meminimalkan cacat pada citra. Tujuan pemugaran citra hampir sama dengan operasi perbaikan citra. Bedanya, pada pemugaran citra penyebab degradasi gambar diketahui.

  Contoh-contoh operasi pemugaran citra:

  a. Penghilangan kesamaran (debluring)

  b. Penghilangan derau (noise) Pemampatan citra (image compression) 3.

  Jenis operasi ini dilakukan agar citra dapat direpresentasikan dalam bentuk yang lebih kompak sehingga memerlukan memori yang lebih sedikit. Hal penting yang harus diperhatikan dalam pemampatan citra adalah citra yang telah dimampatkan harus tetap mempunyai kualitas gambar yang bagus.

  4. Segmentasi citra (image segmentation) Jenis operasi ini bertujuan untuk memecah suatu citra ke dalam beberapa segmen dengan suatu kriteria tertentu. Jenis operasi ini berkaitan erat dengan pengenalan pola.

  5. Pengorakan citra (image analysis) Jenis operasi ini bertujuan menghitung besaran kuantitatif dari citra untuk menghasilkan deskripsinya. Teknik pengorakan citra mengekstraksi ciri-ciri tertentu yang membantu dalam identifikasi objek. Proses segmentasi kadangkala diperlukan untuk melokalisasi objek yang diinginkan dari sekelilingnya. Contoh-contoh operasi pengorakan citra:

  a. Pendeteksian tepi (edge detection) Ekstraksi batas (boundary) b.

  c. Representasi daerah (region)

  d. Pemberian efek emboss

  6. Rekonstruksi citra (image reconstruction) Jenis operasi ini bertujuan untuk membentuk ulang objek dari beberapa citra hasil proyeksi. Operasi rekonstruksi citra banyak digunakan dalam bidang medis. Misalnya beberapa foto rontgen dengan sinar X digunakan untuk membentuk ulang gambar organ tubuh.

  Agar dapat diolah dengan komputer digital, maka suatu citra harus direpresentasikan secara numerik dengan nilai-nilai diskrit. Representasi citra dari fungsi malar (continue) menjadi nilai-nilai diskrit disebut digitalisasi. Citra yang dihasilkan inilah yang disebut citra digital (digital

  ). Pada umumnya citra digital berbentuk empat persegi panjang, dan

  image dimensi ukurannya dinyatakan sebagai tinggi x lebar (atau lebar x panjang). Citra digital yang tingginya N, lebarnya M, dan memiliki L derajat keabuan dapat dianggap sebagai fungsi:

  ≤ χ ≤ M ƒ(

  χ,y) 0 ≤ χ ≤ N ≤ χ ≤ L

  Citra digital yang berukuran N x M lazim dinyatakan dengan matrik yang berukuran N baris dan M kolom sebagai berikut: ƒ(0,0) ƒ(0,1) ... ƒ(0,M) ƒ(x,y) ƒ(1,0) ƒ(1,1) ... ƒ(1,M)

  ≈ : : : : ƒ(N – 1,0) ƒ(N – 1,1) ... ƒ(N – 1,M -1)

  Indeks baris (x) dan indeks kolom (y) menyatakan suatu koordinat titik pada citra, sedangkan ƒ(x, y) merupakan intensitas (derajat keabuan) pada titik (x, y).

  Operasi pada citra digital pada dasarnya adalah memanipulasi elemen-elemen matrik. Elemen matrik yang dimanipulasi dapat berupa elemen tunggal (sebuah pixel), sekumpulan elemen yang berdekatan, atau keseluruhan elemen matrik. Operasi-operasi yang dilakukan pada pengolahan citra dapat dikelompokkan kedalam empat aras (level) komputasi yaitu:

1. Aras Titik

  Operasi pada aras titik hanya dilakukan pada pixel tunggal dalam citra. Operasi titik dikenal juga dengan nama operasi pointwise. Operasi ini terdiri dari pengaksesean pixel pada lokasi yang diberikan, memodifikasinya dengan operasi-operasi lanjar (linear) atau nirlanjar (nonlinear), dan menempatkan nilai pixel baru pada lokasi yang bersesuaian di dalam citra yang baru. Operasi ini diulang untuk keseluruhan pixel di dalam citra. Secara matematis, operasi pada aras titik dinyatakan sebagai:

  ƒ B (x, y) = O titik {ƒ A (x, y)} yang dalam hal ini ƒ dan ƒ masing-masing adalah citra masukan dan

  A B

  citra keluaran. O titik dapat berupa operasi lanjar (linear) atau nirlanjar (nonlinear). Yang dimaksud dengan operasi lanjar adalah operasi yang dapat dinyatakan secara matematis sebagai persamaan lanjar, kebalikannya adalah persamaan nirlanjar.

  {f(x,y)}

  O titik

Gambar 2.4 Operasi aras titik pada citra digital

  Operasi pada aras titik dapat dibagi menjadi tiga macam: berdasarkan intensitas, berdasarkan geometri, atau gabungan keduanya.

a. Berdasarkan intensitas.

  Nilai intensitas u suatu pixel diubah dengan transformasi h menjadi nilai intensitas baru v: v = h(u), u, v

  Є [0, L]

  b. Beradasarkan geometri.

  Posisi pixel diubah ke posisi yang baru, sedangkan intensitasnya tidak berubah. Contoh operasi titik berdasarkan geometri misalnya pemutaran (rotasi), pergeseran (translasi), penskalaan (dilatasi).

  c. Gabungan intensitas dan geometri.

  Operasi ini tidak hanya mengubah nilai intensitas pixel, tapi juga mengubah posisinya. Misalnya image morphing, yaitu perubahan bentuk objek beserta nilai intensitasnya.

2. Aras Lokal

  Operasi pada aras lokal menghasilkan citra keluaran dimana intensitas suatu pixel bergantung pada intensitas pixel-pixel tetangganya.

  ƒ (x, y)’ = O {ƒ (x , y ); (x , y )

  B lokal A i j i j

  Є N (x, y) } (keterangan: N = neighborhood, yaitu pixel-pixel yang berada di sekitar (x , y) ).

  {f(x,y),(x di

  O lokal i , y i ) pixel

  sekitar (x,y)}

Gambar 2.5 Operasi aras lokal pada citra digital

  3. Aras Global

  Operasi pada aras global menghasilkan citra keluaran yang intensitas suatu pixel bergabung pada intensitas keseluruhan pixel.

  ƒ B (x, y)’ = O global {ƒ A (x, y)}

  O global {f(x,y)}

Gambar 2.6 Operasi aras global pada citra digital

  4. Aras Objek Operasi jenis ini hanya dilakukan pada objek tertentu di dalam citra.

  Tujuan dari operasi pada aras objek adalah untuk mengenali objek tersebut, misalnya dengan menghitung rata-rata intensitas, ukuran, bentuk, dan karakteristik lain dari objek.

2.4 Operasi Konvolusi

  Operasi konvolusi merupakan operasi matematika yang mengalikan secara bersama-sama dua array yang berbeda ukuran namun memiliki dimensi yang sama. Untuk mendapatkan efek emboss ktia dapat mengunakan operasi konvolusi. Konvolusi digunakan untuk mencari nilai

  pixel dengan cara menghitung nilai pixel tetangganya. Dalam proses konvolusi dikenal juga nantinya istilah matrik filter, misalnya seperti matrik filter yang berukuran 3x3 dibawah ini : a b c h ( i , j ) e f g h i j

  Operasi konvolusi dinyatakan dengan rumus sebagai berikut

  2

  (erence/programing/features/imagepror/page asp).

  Persamaan 2.2

  Y [ r,c] = nilai pixel setelah dilakukan proses konvolusi i = posisi di elemen-elemen matrik filter pada sumbu x (baris) j = posisi dari elemen-elemen matrik filter pada sumbu y (kolom) h (i,j) = matrik filter M = lebar atau panjang matrik filter r = row (baris) c = colom (kolom) gx = variabel yang menunjukkan letak suatu posisi pixel suatu citra.

  Operasi konvolusi dapat diilustrasikan sebagai berikut: A B C

P1 P2 P3

  Y (r,c)

P4 P5 P6

  D E F

P7 P8 P9

  G H I Filter

  Citra

Gambar 2.7 Ilustrasi Konvolusi

  Dari hasil ilustrasi konvolusi tersebut maka didapatkan :

   A p 1 + B p 2 + C p 3 + D p 4 + E p 5 + F p 6 + G p 7 + H p 8 + I p

  9

  y(r,c) = A + B + C + D + E + F + G + H + I

  Contoh penggunaan operasi konvolusi Misalkan citra f (x,y) yang berukuran 5 x 5 dan sebuah filter yang berukuran 3 x 3 masing- masing adalah sebagai berikut:

  40 45 30 15 45 60 20 25 15 20 0 0 1 F(x,y) = 35 45 30 25 20 filter = 0 -2 0 25 15 50 45 30 0 0 2

  35 25 20 55 60 Dapat diilustrasikan sebagai berikut:

  1. Tempatkan filter pada sudut kiri atas, kemudian hitung nilai pixel pada posisi (0,0) dari filter.

  40 45 30 15 45 60 20 25 15 20 50 35 45 30 25 20

  25 15 50 45 30 35 25 20 55 60 Hasil konvolusi = 20. nilai ini dihitung dengan cara sebagai berikut: (40.0+45.0+30.1+60.0+20.(-2)+25.0+35.0+45.0+30.2) ((0+0+30+0+(-40)+0+0+0+60)/1) = 50

  2. Geser filter satu pixel ke kanan, kemudian hitung nilai pixel pada posisi (0,0) dari filter.

  40 45 30 15 45 50 15 60 20 25 15 20 35 45 30 25 20 25 15 50 45 30 35 25 20 55 60

  Hasil konvolusi = 0. nilai ini dihitung dengan cara sebagai berikut: ((0+0+15+0+(-50)+0+0+0+50)/1) =15

  3. Geser filter satu pixel ke kanan, kemudian hitung nilai pixel pada posisi (0,0) dari filter.

  40 45 30 15 45 60 20 25 15 20 50 15 55 35 45 30 25 20

  25 15 50 45 30 35 25 20 55 60 Hasil konvolusi = 10. nilai ini dihitung dengan cara sebagai berikut: ((0+0+45+0+(-30)+0+0+0+40)/1) = 55

  4. Selanjutnya, geser filter satu pixel ke bawah, lalu mulai lagi melakukan konvolusi dari sisi kiri citra. Setiap konvolusi, geser filter satu pixel kekanan. 40 45 30 15 45 60 20 25 15 20 50 15 55 35 45 30 25 20

  35 25 15 50 45 30 35 25 20 55 60

  Hasil konvolusi = 10. nilai ini dihitung dengan cara sebagai berikut: ((0+0+25+0+(-90)+0+0+0+100)/1) =35

  5. Geser filter satu pixel ke kanan, kemudian hitung nilai pixel pada posisi (0,0) dari filter.

  40 45 30 15 45 60 20 25 15 20 50 15 55 35 45 30 25 20 35 45 25 15 50 45 30 35 25 20 55 60

  Hasil konvolusi =30 nilai ini dihitung dengan cara sebagai berikut: ((0+0+15+0+(-60)+0+0+0+90)/1) =45

  6. Geser filter satu pixel ke kanan, kemudian hitung nilai pixel pada posisi (0,0) dari filter.

  40 45 30 15 45 60 20 25 15 20 50 15 55 35 45 30 25 20 35 45 30 25 15 50 45 30 35 25 20 55 60

  Hasil konvolusi = 138.nilai ini dihitung dengan cara sebagai berikut: ((0+0+20+0+(-50)+0+0+0+60)/1) =30

  Dengan cara yang sama seperti di atas, maka pixel-pixel pada baris ketiga dikonvolusikan sehingga menghasilkan: 50 15 55 35 45 30 40 35 50

  Masalah timbul ketika bila pixel yang dikonvolusikan adalah pixel pinggir (border), karena beberapa koefisien konvolusi tidak dapat diposisikan pada pixel-pixel citra, seperti contoh:

  Masalah seperti ini selalu terjadi pada pixel-pixel pinggir kiri, kanan, atas dan bawah. Penyelesaian untuk masalah ini adalah :

  1. Pixel-pixel pinggir diabaikan, tidak di-konvolusi

  2. Duplikasi elemen citra. Diisikan sesuai dengan nilai yang ada pada elemen tersebut.

  3. Elemen yang ditandai dengan “?” diasumsikan bernilai 0 atau konstanta lain, sehingga konvolusi pixel-pixel pinggir dapat dilakukan.

Gambar 2.8 Pixel-pixel pinggir (yang tidak terarsir) tidak dikonvolusikan

  Algoritma konvolusi citra N x M dengan filter yang berukuran 3x3, 5x 5 dan 7x7. Pixel yang dikonvolusikan adalah elemen (i,j). delapan buah

  pixel yang bertetangga dengan pixel (i,j) adalah sbb:

  i-1,j-1 i-1,j i-1,j+1 i,j-1 i,j i,j+1 i+1,j+1 i+1,j i+1,j+1

Gambar 2.9 Matrik bertetangga dengan pixel (i,j) dengan matrik filter 3 x 3

  

i-2,j-2 i-2,j-1 i-2,j i-2,j+1 i-2,j+2

i-1,j-2 i-1,j-1 i-1,j i-1,j+1 i-1,j+2

i,j-2 i,j-1 i,j i,j+1 i,j+2

i+1,j-2 i+1,j-1 i+1,j i+1,j+1 i+1,j+2 i+2,j-2 i+2,j-1 i+2,j i+2,j+1 i+2,j+2

Gambar 2.10 Matrik bertetangga dengan pixel (i,j) dengan matrik filter 5 x 5

  

i-3,j-3 i-3,j-2 i-3,j-1 i-3,j i-3,j+1 i-3,j+2 i-3,j+3

i-2,j-3 i-2,j-2 i-2,j-1 i-2,j i-2,j+1 i-2,j+2 i-2,j+3

i-1,j-3 i-1,j-2 i-1,j-1 i-1,j i-1,j+1 i-1,j+2 i-1,j+3

i,j-3 i,j-2 i,j-1 i,j i,j+1 i,j+2 i,j+3

i+1,j-3 i+1,j-2 i+1,j-1 i+1,j i+1,j+1 i+1,j+2 i+1,j+3

i+2,j-3 i+2,j-2 i+2,j-1 i+2,j i+2,j+1 i+2,j+2 i+2,j+3

i+3,j-3 i+3,j-2 i+3,j-1 i+3,j i+3,j+1 i+3,j+2 i+3,j+3

Gambar 2.11 Matrik bertetangga dengan pixel (i,j) dengan matrik filter 7 x 7

2.5 Efek Emboss

  Efek emboss mampu memberikan ilusi efek optik dari sebuah citra dimana beberapa pixel dari sebuah objek dibuat agak lebih dekat atau lebih jauh dari background, membuat sebuah 3 dimensi atau efek emboss. Untuk mendapatkan sebuah citra baru yang merupakan pengolahan citra asli menjadi citra atau gambar yang seolah – olah timbul pada objek, dapat kita dapatkan dengan menkonvolusi nilai warna dari sebuah citra dengan matrik yang bernilai ganjil misal 3x3, 5x5, 7x7 dst. Matrik tersebut dimaksudkan karena teori dari konvolusi mewajibkan pixel–pixel yang bisa dikonvolusi hanya pixel–pixel yang memiliki tetangga itu artinya matrik yang digunakan untuk proses konvolusi adalah matrik–matrik yang berukuran ganjil [http://www.catenary.com/howto/emboss.html].

  Sedangkan pixel yang berada di sekitar pixel yang diemboss tersebut akan dikalikan juga dengan matrik yang mengelilingi nilai tengah dari matrik pengkonvolusi (filter) tersebut. Setelah proses konvolusi selesai maka hasil dari konvolusi tersebut akan dijumlah sehingga menghasilkan angka citra warna yang baru. Untuk tepi citra tidak dimungkinkan adanya proses emboss, hal ini dikarenakan tidak adanya atau tidak lengkapnya nilai warna yang mengelilingi warna dari tepi citra tersebut. Walaupun nantinya akan didapat juga hasil yang baru pada tepi citra, namun secara teori konvolusi/ emboss hal tersebut tidaklah dimungkinkan, hal ini disebabkan warna-warna yang berada ditepi citra akan digunakan sebagai border saja karena ukurannya yang kecil.

  Aturan-aturan untuk mendapatkan hasil emboss yaitu:

• Apabila elemen-elemen matrik filter dijumlahkan dan hasilnya adalah 0 (nol), maka nilai 0 tersebut akan diubah menjadi 1 _{M M M M}

  − 1 − 1 − 1 −

  

1

h ( i , j ) = maka h ( i , j ) =

  1

  ∑ ∑ ∑ ∑ _{i i i i} = = = =

  Penggambaran rumus tersebut didapat dengan alasan apabila jumlah _{M −}

1 M −

  1

  ( , ) atau hasil penjumlahan seluruh elemen matrik filter

  h i j ∑ ∑ _{i i}

  = =

  sama dengan 0 tidak diganti maka nilai warna yang dicari tidak akan ditemukan (1/0 = not define)

• Setelah nilai baru diperoleh maka nilai tersebut nantinya akan ditambah dengan 128, ini dimaksudkan untuk mencegah warna hasil tidak terlalu gelap (hitam), karena banyaknya nilai yang berada dibawah 0.
• Setelah nilai tersebut ditambah dengan 128, maka apabila diperoleh nilai baru yang kurang dari 0 maka dianggap sebagai 0, sedangkan nilai yang melebihi 255 akan dibulatkan menjadi 255. X&lt;0 maka X=0, X&gt;= 255 maka X=255.

  178 143 183 113 173 158 168 163 178

Gambar 2.12 hasil konvolusi setelah ditambah 128

2.6 Pemrograman Delphi

  Borland Delphi atau yang biasa disebut Delphi saja, merupakan sarana pemrograman aplikasi visual. Delphi merupakan generasi penerus dari Turbo Pascal. Turbo Pascal yang diluncurkan pada tahun 1983 dirancang untuk dijalankan pada sistem operasi DOS (yang merupakan sistem operasi yang paling banyak digunakan pada saat itu). Sedangkan Delphi yang diluncurkan pertama kali tahun 1995 dirancang untuk beroperasi di bawah sistem operasi Windows.