Implementasi dan Perbandingan Metode Frei-Chen, Morphologi dan Sobel untuk Deteksi Tepi pada Citra Foto Rontgen Kista Rongga Mulut
17
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LatarBelakang
Saat ini
teknologi informasi berkembang dengan sangat pesat. Seiring dengan
perkembangan teknologi tersebut citra digital banyak digunakan dalam berbagai
bidang salah satunya dibidang kesehatan. Dalam hal ini, citra banyak digunakan para
tenaga medis untuk menentukan diagnosis yang lebih
akurat yakni dengan
menggunakan hasil citra radiografi atau foto rontgen dari anatomi tubuh pasien.
Seperti halnya dibidang kedokteran gigi pemeriksaan radiografis merupakan bagian
pemeriksaan yang menunjang hasil pemeriksaan fisik dan mempertegas diagnosa
sementara yang sudah ditentukan sebelumnya, seperti untuk mengetahui kelainan
ataupun penyakit pada rongga mulut yang tidak dapat diamati secara langsung.
Penyakit rongga mulut yang memerlukan foto rontgen gigi diantaranya, gangguan
kista pada rongga mulut.
Kista adalah suatu benjolan yang tumbuh pada jaringan normal yang dibatasi
oleh jaringan ikat. Kista yang sering terjadi pada rongga mulut diantaranya Kista
Dentigerous, Ameloblastoma, dan Odontogenik Keratocyst. Kista pada rongga mulut
banyak ditemukan pada pasien dari berbagai usia dan sekitar 60% kasusnya
ditemukan pada pasien antara usia 10-40 tahun. Sekitar 60 % kasus kista terjadi pada
rahang bawah (Surya, 2009).
Format citra yang banyak digunakan dan telah diterima secara umum adalah
citra dengan format JPG. Meskipun bersifat lossy citra dengan format JPG memiliki
beberapa keunggulan diantaranya cocok digunakan untuk gambar atau citra yang
memiliki banyak warna dan size yang kecil (Putra, 2010).
18
Seperti diketahui citra radiografi (rontgen) berbentuk bayangan, yaitu citra
yang diperoleh sebagai akibat dari sinar x melalui tubuh, namun pada prakteknya hasil
dari citra radiografi itu sendiri sering diikuti oleh pengaburan dimana bentuk gambar
dari gradasi warna objek tidak terlihat jelas, hal ini disebabkan oleh beberapa factor
seperti jarak pengambilan foto, gerakan objek, atau factor instrinsik yang berhubungan
dengan bahan perekam citra itu sendiri. Untuk itu diperlukan suatu metode
pengolahan citra yang dapat mendeskripsikan bentuk atau batas tepian citra sehingga
citra dapat diamati dengan jelas.
Pada pengolahan citra digital, tepian citra dapat diperjelas dengan
menggunakan teknik deteksi tepi, teknik deteksi tepi merupakan teknik yang
digunakan untuk memperoleh tepian objek. Deteksi tepi memanaatkan perubahan nilai
intensitas yang derastis pada batas dua area. Teknik deteksi tepi telah banyak
digunakan dalam pengolahan citra seperti metode Robert, Prewitt, Frei-Chen dan
Sobel yang termasuk deteksi tepi orde pertama dimana kedua teknik ini menggunakan
dua macam detector yaitu detector baris dan detector kolom (x,y). Metode Sobel
merupakan pengembangan metode Robert. Kelebihan metode Sobel ini adalah mampu
untuk mengurangi noise sebelum melakukan pendeteksian sisi (Wijaya,2013).
Sedangkan metode Frei-Chen mampu menghasilkan deteksi tepi lebih jelas jika
dibandingkan dengan metode deteksi tepi berbasis gradient lainnya (Isnanto, 2003).
Metode Morphologi biasanya digunakan untuk menyempurnakan hasil
pemrosesan citra baik sesudah maupun sebelum pemrosesan citra. Morphologi
memiliki dua operasi dasar yaitu Dilasi dan Erosi . Metode dilasi digunakan untuk
mendapatkan efek pelebaran citra. Sedangkan metode erosi mempunyai efek
memperkecil struktur citra (Kadir,2013).
Dari pemaparan diatas, penulis tertarik untuk mengimplementasikan dan
membandingkan metode Frei-Chen, Morphologi dan Sobel, mengkombinasikan
metode Sobel dan Morphologi serta Frei-Chen dan Morphologi untuk deteksi tepi
19
pada citra foto rontgen gigi untuk memudahkan dalam mengamati kista pada rongga
mulut dengan format citra JPG.
1.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan uraian pada latar belakang diatas rumusan masalah yang akan dibahas
adalah Bagaimana penerapan dan hasil deteksi tepi menggunakan metode FreiChen, Morphologi, Sobel, kombinasi Frei-Chen dan Morphologi serta kombinasi
Sobel dan Morphologi untuk memperjelas tepian citra foto rontgen kista rongga
mulut.
1.3 Ruang Lingkup Penelitian
Ruang lingkup penelitian yang dapat diambil dari latar belakang di atas adalah:
1. Jenis file citra yang digunakan adalah dengan format JPG dengan ukuran
masksimum 700 x 700, yang diubah menjadi citra grayscale.
2. Menggunakan Element penstruktur berbentuk square matriks dengan ukuran 3x3.
3. Pembahasan deteksi tepi citra foto rontgen gigi pada kista rongga mulut meliputi,
Kista Dentigerous, Ameloblastoma, dan Odontogenik Keratocyst.
4. Tidak membahas penyebab dan gejala penyakit.
5. Parameter yang digunakan untuk analisis adalah Mean Squared Error (MSE),
Peak Signal to Noise Rasio(PSNR) dan Running Time pada saat deteksi tepi.
6. Aplikasi yang digunakan adalah SharpDevelop.
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengimplementasikan Deteksi Tepi, dengan
metode Frei-Chen, Morphologi, Sobel kombinasi Frei-Chen dan Morphologi dan
kombinasi Sobel dan Morphologi, serta untuk mengetahui metode manakah yang
20
lebih baik digunakan untuk deteksi tepi pada citra foto rontgen kista rongga mulut
untuk memudahkan mengamati penyakit kista pada rongga mulut.
1.5 Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat membantu memperjelas tepian pada citra digital untuk
membantu pekerjaan medis dalam mengamati hasil citra medik (rontgen) pada
penyakit kista rongga mulut. Dan juga diharapkan kedepannya penelitian ini dapat
menjadi referensi untuk pengembangan lebih lanjut.
1.6 Metode Penelitian
Metode penelitian yang digunakan dalam penilitian ini adalah sebagai berikut:
1. Studi Literatur
Pada tahap ini dilakukan pengumpulan referensi yang diperlukan dalam penelitian
untuk memperoleh informasi dan data yang diperlukan untuk penulisan skripsi ini.
Referensi yang digunakan dapat berupa buku, jurnal, artikel, situs internet yang
berkaitan dengan penelitian ini.
2. Analisis dan Perancangan
Dengan adanya rumusan dan batasan masalah, kebutuhan perancangan dianalisis
disertai pembuatan flowchart, Unified Modeling Language (UML), Design
Interface.
3. Implementasi
Sistem di implementasikan dengan membandingkan metode deteksi tepi dengan
operator Frei-Chen, Morphologi,Sobel, kombinasi Frei-Chen dan Morphologi,
serta kombinasi Sobel dan Morphologi.
4. Pengujian
Pengujian dilakukan dengan melakukan deteksi tepi citra dengan operator FreiChen, Morphologi,Sobel serta melakukan deteksi dengan menggunakan kombinasi
operasi Frei-Chen dan Morphologi serta kombinasi Sobel dan Morphologi yaitu
21
dilasi dan erosi dengan menggunakan elemen penstruktur berupa matriks dengan
ukuran kernel 3x3. Kemudian dihitung nilai MSE, PSNR dan Running Time.
5. Dokumentasi dan Laporan Akhir
Setelah implementasi, maka penulis akan membuat dokumentasi atau laporan tiap
tahap dari program yang penulis rancang.
1.7 Sistematika Penulisan
Dalam penulisan skripsi ini penulis membagi membuat sistematika penulisan terbagi
menjadi lima bab dengan susunan sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini membahas tentang latar belakang pemilihan judul, perumusan
masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, metode
penelitian, dan sistematika penulisan.
BAB II LANDASAN TEORI
Bab ini membahas tentang teori-teori yang berhubungan dengan citra,
representasi citra digital, pengolahan citra digital, kategori pengolahan citra
digital, penerapan citra digital, jenis-jenis citra, Deteksi Tepi Sobel, Frei-Chen,
Morphologi, MSE, PSNR, RunningTime dan sebagainya.
BAB III ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM
Bab ini membahas mengenai analisis proses deteksi tepi pada citra rontgen
dengan format JPG dengan metode Sobel, Frei-Chen, dan Morphologi,
flowchart sistem, UML, serta perancangan antarmuka pengguna.
BAB IV IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN SISTEM
Bab ini membahas tentang hasil implementasi dan pengujian system serta
pembahasan dari hasil yang diperoleh.
22
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini membahas tentang kesimpulan yang diperoleh dari hasil penelitian
serta saran-saran yang ditujukan bagi para pembaca dan pengembang sistem
selanjutnya.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LatarBelakang
Saat ini
teknologi informasi berkembang dengan sangat pesat. Seiring dengan
perkembangan teknologi tersebut citra digital banyak digunakan dalam berbagai
bidang salah satunya dibidang kesehatan. Dalam hal ini, citra banyak digunakan para
tenaga medis untuk menentukan diagnosis yang lebih
akurat yakni dengan
menggunakan hasil citra radiografi atau foto rontgen dari anatomi tubuh pasien.
Seperti halnya dibidang kedokteran gigi pemeriksaan radiografis merupakan bagian
pemeriksaan yang menunjang hasil pemeriksaan fisik dan mempertegas diagnosa
sementara yang sudah ditentukan sebelumnya, seperti untuk mengetahui kelainan
ataupun penyakit pada rongga mulut yang tidak dapat diamati secara langsung.
Penyakit rongga mulut yang memerlukan foto rontgen gigi diantaranya, gangguan
kista pada rongga mulut.
Kista adalah suatu benjolan yang tumbuh pada jaringan normal yang dibatasi
oleh jaringan ikat. Kista yang sering terjadi pada rongga mulut diantaranya Kista
Dentigerous, Ameloblastoma, dan Odontogenik Keratocyst. Kista pada rongga mulut
banyak ditemukan pada pasien dari berbagai usia dan sekitar 60% kasusnya
ditemukan pada pasien antara usia 10-40 tahun. Sekitar 60 % kasus kista terjadi pada
rahang bawah (Surya, 2009).
Format citra yang banyak digunakan dan telah diterima secara umum adalah
citra dengan format JPG. Meskipun bersifat lossy citra dengan format JPG memiliki
beberapa keunggulan diantaranya cocok digunakan untuk gambar atau citra yang
memiliki banyak warna dan size yang kecil (Putra, 2010).
18
Seperti diketahui citra radiografi (rontgen) berbentuk bayangan, yaitu citra
yang diperoleh sebagai akibat dari sinar x melalui tubuh, namun pada prakteknya hasil
dari citra radiografi itu sendiri sering diikuti oleh pengaburan dimana bentuk gambar
dari gradasi warna objek tidak terlihat jelas, hal ini disebabkan oleh beberapa factor
seperti jarak pengambilan foto, gerakan objek, atau factor instrinsik yang berhubungan
dengan bahan perekam citra itu sendiri. Untuk itu diperlukan suatu metode
pengolahan citra yang dapat mendeskripsikan bentuk atau batas tepian citra sehingga
citra dapat diamati dengan jelas.
Pada pengolahan citra digital, tepian citra dapat diperjelas dengan
menggunakan teknik deteksi tepi, teknik deteksi tepi merupakan teknik yang
digunakan untuk memperoleh tepian objek. Deteksi tepi memanaatkan perubahan nilai
intensitas yang derastis pada batas dua area. Teknik deteksi tepi telah banyak
digunakan dalam pengolahan citra seperti metode Robert, Prewitt, Frei-Chen dan
Sobel yang termasuk deteksi tepi orde pertama dimana kedua teknik ini menggunakan
dua macam detector yaitu detector baris dan detector kolom (x,y). Metode Sobel
merupakan pengembangan metode Robert. Kelebihan metode Sobel ini adalah mampu
untuk mengurangi noise sebelum melakukan pendeteksian sisi (Wijaya,2013).
Sedangkan metode Frei-Chen mampu menghasilkan deteksi tepi lebih jelas jika
dibandingkan dengan metode deteksi tepi berbasis gradient lainnya (Isnanto, 2003).
Metode Morphologi biasanya digunakan untuk menyempurnakan hasil
pemrosesan citra baik sesudah maupun sebelum pemrosesan citra. Morphologi
memiliki dua operasi dasar yaitu Dilasi dan Erosi . Metode dilasi digunakan untuk
mendapatkan efek pelebaran citra. Sedangkan metode erosi mempunyai efek
memperkecil struktur citra (Kadir,2013).
Dari pemaparan diatas, penulis tertarik untuk mengimplementasikan dan
membandingkan metode Frei-Chen, Morphologi dan Sobel, mengkombinasikan
metode Sobel dan Morphologi serta Frei-Chen dan Morphologi untuk deteksi tepi
19
pada citra foto rontgen gigi untuk memudahkan dalam mengamati kista pada rongga
mulut dengan format citra JPG.
1.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan uraian pada latar belakang diatas rumusan masalah yang akan dibahas
adalah Bagaimana penerapan dan hasil deteksi tepi menggunakan metode FreiChen, Morphologi, Sobel, kombinasi Frei-Chen dan Morphologi serta kombinasi
Sobel dan Morphologi untuk memperjelas tepian citra foto rontgen kista rongga
mulut.
1.3 Ruang Lingkup Penelitian
Ruang lingkup penelitian yang dapat diambil dari latar belakang di atas adalah:
1. Jenis file citra yang digunakan adalah dengan format JPG dengan ukuran
masksimum 700 x 700, yang diubah menjadi citra grayscale.
2. Menggunakan Element penstruktur berbentuk square matriks dengan ukuran 3x3.
3. Pembahasan deteksi tepi citra foto rontgen gigi pada kista rongga mulut meliputi,
Kista Dentigerous, Ameloblastoma, dan Odontogenik Keratocyst.
4. Tidak membahas penyebab dan gejala penyakit.
5. Parameter yang digunakan untuk analisis adalah Mean Squared Error (MSE),
Peak Signal to Noise Rasio(PSNR) dan Running Time pada saat deteksi tepi.
6. Aplikasi yang digunakan adalah SharpDevelop.
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengimplementasikan Deteksi Tepi, dengan
metode Frei-Chen, Morphologi, Sobel kombinasi Frei-Chen dan Morphologi dan
kombinasi Sobel dan Morphologi, serta untuk mengetahui metode manakah yang
20
lebih baik digunakan untuk deteksi tepi pada citra foto rontgen kista rongga mulut
untuk memudahkan mengamati penyakit kista pada rongga mulut.
1.5 Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat membantu memperjelas tepian pada citra digital untuk
membantu pekerjaan medis dalam mengamati hasil citra medik (rontgen) pada
penyakit kista rongga mulut. Dan juga diharapkan kedepannya penelitian ini dapat
menjadi referensi untuk pengembangan lebih lanjut.
1.6 Metode Penelitian
Metode penelitian yang digunakan dalam penilitian ini adalah sebagai berikut:
1. Studi Literatur
Pada tahap ini dilakukan pengumpulan referensi yang diperlukan dalam penelitian
untuk memperoleh informasi dan data yang diperlukan untuk penulisan skripsi ini.
Referensi yang digunakan dapat berupa buku, jurnal, artikel, situs internet yang
berkaitan dengan penelitian ini.
2. Analisis dan Perancangan
Dengan adanya rumusan dan batasan masalah, kebutuhan perancangan dianalisis
disertai pembuatan flowchart, Unified Modeling Language (UML), Design
Interface.
3. Implementasi
Sistem di implementasikan dengan membandingkan metode deteksi tepi dengan
operator Frei-Chen, Morphologi,Sobel, kombinasi Frei-Chen dan Morphologi,
serta kombinasi Sobel dan Morphologi.
4. Pengujian
Pengujian dilakukan dengan melakukan deteksi tepi citra dengan operator FreiChen, Morphologi,Sobel serta melakukan deteksi dengan menggunakan kombinasi
operasi Frei-Chen dan Morphologi serta kombinasi Sobel dan Morphologi yaitu
21
dilasi dan erosi dengan menggunakan elemen penstruktur berupa matriks dengan
ukuran kernel 3x3. Kemudian dihitung nilai MSE, PSNR dan Running Time.
5. Dokumentasi dan Laporan Akhir
Setelah implementasi, maka penulis akan membuat dokumentasi atau laporan tiap
tahap dari program yang penulis rancang.
1.7 Sistematika Penulisan
Dalam penulisan skripsi ini penulis membagi membuat sistematika penulisan terbagi
menjadi lima bab dengan susunan sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini membahas tentang latar belakang pemilihan judul, perumusan
masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, metode
penelitian, dan sistematika penulisan.
BAB II LANDASAN TEORI
Bab ini membahas tentang teori-teori yang berhubungan dengan citra,
representasi citra digital, pengolahan citra digital, kategori pengolahan citra
digital, penerapan citra digital, jenis-jenis citra, Deteksi Tepi Sobel, Frei-Chen,
Morphologi, MSE, PSNR, RunningTime dan sebagainya.
BAB III ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM
Bab ini membahas mengenai analisis proses deteksi tepi pada citra rontgen
dengan format JPG dengan metode Sobel, Frei-Chen, dan Morphologi,
flowchart sistem, UML, serta perancangan antarmuka pengguna.
BAB IV IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN SISTEM
Bab ini membahas tentang hasil implementasi dan pengujian system serta
pembahasan dari hasil yang diperoleh.
22
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini membahas tentang kesimpulan yang diperoleh dari hasil penelitian
serta saran-saran yang ditujukan bagi para pembaca dan pengembang sistem
selanjutnya.