PEMBENTUKAN CITRA DIGITAL

BAB I

PENDAHULUAN

Kemudahan penyebaran citra digital melalui internet memiliki sisi positif dan negatif terutamabagi pemilik asli citra digital tersebut. Sisi positif dari kemudahan penyebaran tersebut adalah dengan cepatnya pemilik citra tersebut menyebarkan file citra digital tersebut ke berbagai alamat di dunia. Sedangkan sisi negatifnya adalah jika tidak ada hak cipta pelindung citra yang disebarkan tersebut, maka citra digital ini, yang misalakan adalah hasil foto komersil, atau hasil karya lukisan digital, akan sangat mudah diakui kepemelikannya oleh pihak lain.

Citra adalah gambar pada bidang-bidang 2 dimensi yang dihasilkan dari gambar analog dua dimensi yang continue menjadi gambar diskrit melalui proses digitalis. Digital merupakan penggambaran dari suatu keadaan bilangan dari angka 0 dan 1 atau off dan on (bilangan biner).semua system computer menggunakan system digital sebagai basis datanya . Dapat disebut juga dengan istilah Bit(Binary Digit).

Definisi dan Tujuan Pembentukan Citra Pengolahan Citra / Image Processing :

·         Proses memperbaiki kualitas citra agar mudah diinterpretasi oleh manusia atau komputer

·         Teknik pengolahan citra dengan mentrasformasikan citra menjadi citra lain, contoh :

Pemampatan citra (image compression) dan Pengolahan citra merupakan proses awal (preprocessing) dari komputer visi.

Pengenalan pola (Pattern Recognition) :

·         Pengelompokkan data numerik dan simbolik (termasuk citra) secara otomatis oleh komputer agar suatu objek dalam citra dapat dikenali dan diinterpreasi.

·         Pengenalan pola adalah tahapan selanjutnya atau analisis dari pengolahan citra

BAB II

ISI

A. Pengertian Citra Digital

Citra digital sebenarnya bukanlah sebuah data digital yang normal, melainkan sebuah representasi dari citra asal yang bersifat analog. Citra digital ditampilkan pada layar computer dengan berbagai macam susunan warna dan tingkat kecerahan. Susunan warna inilah yang menyebabkan sebuah citra bersifat analog. Hal ini disebabkan karena susunan warna yang dimiliki dalam sebuah citra mengandung jumlah warna dan tingkat kecerahan yang tidak terbatas.

            Citra yang ditampilkan pada layar komputer ini, yang sebenarnya merupakan sebuah representasi analog, juga tersu sun dari sebuah rentang tak terbatas dari nilai cahaya yang dipantulkan atau cahaya yang ditransmisikan. Jadi secara umum citra memiliki sifat kontinu dalam tampilan warna dan tingkat kecerahannya.

Citra digital merupakan fungsi intensitas cahaya f(x,y), dimana harga x dan y merupakan koordinat spasial dan harga fungsi tersebut pada setiap titik (x,y) merupakan tingkat kecemerlangan atau intensitas cahaya citra pada titik tersebut.

Citra digital adalah citra f(x,y) dimana dilakukan diskritisasi koordinat spasial (sampling) dan diskritisasi tingkat kecemerlangannya/keabuan (kwantisasi).

Citra digital merupakan suatu matriks dimana indeks baris dan kolomnya menyatakan suatu titik pada citra tersebut dan elemen matriksnya (yang  disebut sebagai elemen gambar / piksel / pixel / picture element / pels) menyatakan tingkat keabuan pada titik tersebut.

Ada 2 citra, yakni : citra kontinu dan citra diskrit (citra digital)

·         Citra kontinu diperoleh dari sistem optik yg menerima sinyal analog, seperti mata manusia dan kamera analog.

·         Citra diskrit (citra digital) dihasilkan melalui proses digitalisasi terhadap citra kontinu.

B. Elemen Dasar & Sistem Pemrosesan Citra Digital

1.     Elemen Dasar Citra Digital

1.1.Kecerahan (Brightness)

Kecerahan : intensitas cahaya rata-rata dari suatu area yang melingkupinya.

1.2.Kontras (Contrast)

Kontras : sebaran terang (lightness) dan gelap (darkness) di dalam sebuah citra.

·           Citra dengan kontras rendah komposisi citranya sebagian besar terang atau sebagian besar gelap.

·           Citra dengan kontras yang baik, komposisi gelap dan terangnya tersebar merata.

1.3.Kontur (Contour)

Kontur : keadaan yang ditimbulkan oleh perubahan intensitas pada pixel-pixel tetangga, sehingga kita dapat mendeteksi tepi objek di dalam citra.

1.4.Warna (Color)

·           Warna : persepsi yang dirasakan oleh sistem visual manusia terhadap panjang gelombang cahaya yang dipantulkan oleh objek.

·           Warna-warna yang dapat ditangkap oleh mata manusia merupakan kombinasi cahaya dengan panjang berbeda. Kombinasi yang memberikan rentang warna paling lebar adalah red (R), green(G) dan blue (B).

1.5.Bentuk (Shape)

·           Bentuk : properti intrinsik dari objek tiga dimensi, dengan pengertian bahwa bentuk merupakan properti intrinsik utama untuk visual manusia.

·           Umumnya citra yang dibentuk oleh manusia merupakan 2D, sedangkan objek yang dilihat adalah 3D.

1.6.Tekstur (Texture)

·         Tekstur : distribusi spasial dari derajat keabuan di dalam sekumpulan pixel-pixel yang bertetangga.

Sistem pemprosesan Citra Digital

Digitizer (Digital Acqusition System) : sistem penangkap citra digital yang melakukan penjelajahan citra dan mengkonversinya ke representasi numerik sebagai masukan bagi komputer digital. Hasil dari digitizer adalah matriks yang elemen-elemennya menyatakan nilai intensitas cahaya pada suatu titik.

Digitizer terdiri dari 3 komponen dasar :

·         Sensor citra yang bekerja sebagai pengukur intensitas cahaya

·         Perangkat penjelajah yang berfungsi merekam hasil pengukuran intensitas  pada seluruh bagian citra

·         Pengubah analog ke digital yang berfungsi melakukan sampling dan kuantisasi.

1.1.Komputer digital

Komputer digital ialah digunakan pada sistem pemroses citra, mampu melakukan berbagai fungsi pada citra digital resolusi tinggi.

1.2.Piranti Tampilan

Piranti Tampilan ialah peraga berfungsi mengkonversi matriks intensitas tinggi merepresentasikan citra ke tampilan yang dapat diinterpretasi oleh manusia.

1.3.Media penyimpanan

Media penyimpanan piranti yang mempunyai kapasitas memori besar sehingga gambar dapat disimpan secara permanen agar dapat diproses lagi pada waktu yang lain.

A.  Model Citra

Citra merupakan fungsi kontinu dari intensitas cahaya pada bidang 2D secara matematis fungsi intensitas cahaya pada bidang 2D disimbolkan dengan f(x,y), dimana :

·         (x,y) : koordinat pada bidang 2D.

·         f(x,y) : intensitas cahaya (brightness) pada titik (x,y).

Karena cahaya merupakan bentuk energi, maka intensitas cahaya bernilai antara 0 sampai tidak berhingga,  0 = f(x,y) =8

f(x,y)  =  i(x,y) . r(x,y)

Dimana :

·         i(x,y) : jumlah cahaya berasal dari sumbernya (illumination) yang nilainya 0 ≤ i(x,y) < 8

Nilai i(x,y) ditentukan oleh sumber cahaya.

·         r(x,y): kemampuan obyek memantulkan cahaya (reflection) yang nilainya 0 ≤ r(x,y) ≤ 1 Nilai r(x,y) ditentukan oleh karakteristik obyek di dalam citra. r(x,y)=0 mengindikasikan penyerapan total. r(x,y)=1 mengindikasikan pemantulan total.

Derajat Keabuan (grey level) ialah intensitas f citra hitam-putih pada titik (x,y) dan citra hitam-putih : citra monokrom (monochrome image) atau citra satu kanal (satu fungsi intensitas).

·         Derajat keabuan bergerak dari hitam ke putih.

·         Skala keabuan memiliki rentang :  l min < f < l max atau [0,L] , dimana intensitas 0 menyatakan hitam dan L menyatakan putih.

Contoh : citra hitam-putih dengan 256 level, artinya mempunyai skala abu-abu dari 0 sampai 255 atau [0,255], dalam hal ini nilai 0 menyatakan hitam dan 255 menyatakan putih, nilai antara 0 sampai 255 menyatakan warna keabuan yang terletak antara hitam dan putih.

A.  Pembentukan citra digital

Komputer merupakan alat yang beroperasi dalam sistem digital yang menggunakan bit atau byte dalam pengukuran datanya, dan yang terpenting dalam sistem digital adalah sifatnya yang diskrit, bukan kontinu. Hal ini berlawanan dengan citra digital yang sebenarnya merupakan representasi citra asal yang bersifat kontinu. Untuk mengubah citra yang bersifat kontinu diperlukan sebuah cara untuk mengubahnya dalam bentuk data digital. Komputer menggunakan sistem bilangan biner dalam pemecahan masalah ini. Dengan penggunaan sistem bila ngan biner ini, citra dapat diproses dalam komputer dengan sebelumnya mengekstrak informasi citra analog asli dan mengirimkannya ke komputer dalam bentuk biner. Proses ini disebut dengan digitisasi. Digitisasi dapat dilakukan oleh alat seperti kamera digital atau scanner. Kedua alat ini selain dapat mengambil atau menangkap sebuah citra, juga dapat bertindak sebagai alat input (masukan) bagi komputer. Alat penangkap citra digital ini dapat menyediakan aliran data biner bagi komputer yang didapatkan dari pembacaan tingkat kecerahan pada sebuah citra asli dalam interval sumbu x dan sumbu y.

Citra digital merupakan citra yang tersusun dari pixel diskrit dari tingkat kecerahan dan warna yang telah terkuantisasi. Jadi, pada dasarnya adalah sebuah citra yang memiliki warna dan tingkat kecerahan yang kontinu perlu diubah dalam bentuk informasi warna, tingkat kecerahan, dsb yang bersifat diskrit untuk dapat menjadi sebuah citra digital. Pada Gambar 1 diperlihatkan kurva tingkat kecerahan yang kontinu dengan nilai hitam dan putih yang tidak terbatas .

(a)  dan kurva tingkat kecerahan setelah mengalami kuantisasi dalam 16 tingkatan diskrit

(b) Tingkat kecerahan pada Gambar 1

(a)  yang bersifat kontinu dapat diubah menjadi tingkat kecerahan seperti Gambar 1

(b)  dengan  pembacaan tingkat kecerahan menggunakan interval tertentu pada sumbu x dan y seperti yang telah disebutkan  di atas. Pembagian seperti pada pembagian tingkat kecerahan ini juga berlaku untuk warna agar nilai warna dapat menjadi diskrit.

A. Digitalisasi Citra

Digitalisasi citra : representasi citra dari fungsi kontinu menjadi nilai-nilai diskrit, sehingga disebut Citra Digital. Citra digital berbentuk empat persegi panjang dan dimensi ukurannya dinyatakan sebagai tinggi x lebar (lebar x panjang). Citra digital yang tingginya N, lebarnya M dan memiliki L derajat keabuan dapat dianggapa sebagai fungsi :

Citra digital yang berukuran N x M lazimnya dinyatakan dengan matriks berukuran N baris dan M kolom, dan masingmasing elemen pada citra digital disebut pixel (picture element).

Contoh : suatu citra berukuran 256 x 256 pixel denganintensitas beragam pada tiap pixelnya, direpresentasikan secara numerik dengan matriks terdiri dari 256 baris dan 256

kolom.

Citra digital diperoleh dari proses digitalisasi ada 2 proses digitalisasi yakni :

·         sampling merupakan proses pengambilan nilai diskrit koordinat (x,y) dengan melewatkan citra melalui grid (celah).

·         kuantisasi merupakan proses pengelompokkan nilai tingkat keabuan kontinu ke dalam beberapa level atau merupakan proses membagi  keabuan (0,L) menjadi G buah level yg dinyatakan dengan suatu bilangan bulat (integer), dinyatakan sebagai:

G = 2^m

G : derajat keabuan, m : bil bulat positif

Citra digital berukuran N x M dinyatakan dg matriks yg berukuran N baris M kolom.

Berarti penyimpanan untuk citra digital yg disampling dg N x M piksel dan dikuantisasi menjadi 2 level derajat keabuannya membutuhkan memori N x M x m.

Contoh, citra Lena yg berukuran 512 x 512 dg 256 derajat keabuan membutuhkan memori sebesar 512 x 512 x 8 bit = 2048.000 bit.

Resolusi gambar ditentukan oleh N dan m. Makin tinggi nilainya maka citra yang

dihasilkan makin bagus kualitasnya (mendekati citra kontinu).

1.     Sampling

Sampling : digitalisasi spasial (x,y), citra kontinu disampling pada grid-grid yang berbentuk  bujursangkar (kisi-kisi arah horizontal dan vertikal).

Contoh : Sebuah citra berukuran 10x10 inchi dinyatakan dalam matriks yang berukuran 5 x 4 (5 baris 4 kolom). Tiap elemen citra lebarnya 2,5 inchi dan tingginya 2 inchi akan diisi dengan sebuah nilai bergantung pada rata-rata intensitas cahaya pada area tersebut.

Pembagian gambar menjadi ukuran tertentu menentukan RESOLUSI (derajat rincian yang dapat dilihat) spasial yang diperoleh. Semakin tinggi resolusinya semakin kecil ukuran pixel atau semakin halus gambar yang diperoleh karena informasi yang hilang semakin kecil.

1.     Kuantisasi

Kuantisasi : pembagian skala keabuan (0,L) menjadi G level yang dinyatakan dengan suatu harga bilangan bulat (integer), biasanya G diambil perpangkatan dari 2.

G = 2 ^m

dimana G : derajat keabuan . m : bilangan bulat positif

Hitam dinyatakan dengan nilai derajat keabuan terendah, sedangkan putih dinyatakan dengan nilai derajat keabuan tertinggi, misalnya 15 untuk 16 level. Jumlah bit yang dibutuhkan untuk merepresentasikan nilai keabuan pixel disebut pixel depth. Sehingga citra dengan kedalaman 8 bit sering disebut citra-8 bit.

Besarnya derajat keabuan yang digunakan untuk menentukan resolusi kecerahan dari citra yang diperoleh. Semakin banyak jumlah derajat keabuan (jumlah bit kuantisasinya makin banyak), semakin bagus gambar yang diperoleh karena kemenerusan derajat keabuan akan semakin tinggi sehingga mendekati citra aslinya.

A. Perbedaan Antara Format File dan Kompresi

Citra digital adalah sebuah file yang tersimpan sebagai nilai numerik dalam media magnetic atau media optikal. Ditinjau dari bentuknya yang merupakan sebuah file, citra digital memiliki berbagai jenis format, antara lain JPEG, GIF, PNG, BMP, dsb. Format-format file untuk citra digital ini memiliki keunggulan, kelemahan, dan tingkat komersialitasnya maing masing.

Format file merupakan rangkaian data yang teratur dan digunakan untuk mengkodekan informasi dalam penyimpanan atau pertukaran data. Format file dapat digambarkan sebagai sebuah bahasa tulis yang memiliki aturan-aturan sendiri dalam penulisannya. Jika digambarkan, setiap format file citra memiliki cara pembentukan struktur yang berbeda dimana setiap struktur ini memiliki header dan body. Umumnya header diikuti dengan body yang mengandung sebagian besar data.

Kompresi merupakan cara pengkodean data file agar lebih ringkas dan efisien . Seperti yang diketahui, kompresi terhadap sebuah file memerlukan algoritma juga. Algoritma ini berguna dalam mendefinisikan langkah –langkah yang diperlukan untuk mengurangi ukuran file, yang dalam hal ini merupakan tujuan dari kompresi. Kesalahan yang sering muncul adalah pembedaan antara format file dengan kompresi.

BAB III

KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan :

Komputer merupakan alat yang beroperasi dalam sistem digital yang menggunakan bit atau byte dalam pengukuran datanya, dan yang terpenting dalam sistem digital adalah sifatnya yang diskrit, bukan kontinu. Hal ini berlawanan dengan citra digital yang sebenarnya merupakan representasi citra asal yang bersifat kontinu. Untuk mengubah citra yang bersifat kontinu diperlukan sebuah cara untuk mengubahnya dalam bentuk data digital.

Citra digital merupakan fungsi intensitas cahaya f(x,y), dimana harga x dan y merupakan koordinat spasial dan harga fungsi tersebut pada setiap titik (x,y) merupakan tingkat kecemerlangan atau intensitas cahaya citra pada titik tersebut yang dimana suatu matriks pada  indeks baris dan kolomnya menyatakan suatu titik pada citra tersebut dan elemen matriksnya menyatakan tingkat keabuan pada titik tersebut.

Digitalisasi citra : representasi citra dari fungsi kontinu menjadi nilai-nilai diskrit, sehingga disebut Citra Digital Citra digital berbentuk empat persegipanjang dan dimensi ukurannya dinyatakan sebagai tinggi x lebar (lebar x panjang) Citra digital yang tingginya N, lebarnya M dan memiliki L derajat keabuan dapat dianggapa sebagai fungsi.

Citra digital adalah sebuah file yang tersimpan sebagai nilai numerik dalam media magnetic atau media optikal. Ditinjau dari bentuknya yang merupakan sebuah file, citra

digital memiliki berbagai jenis format, antara lain JPEG, GIF, PNG, BMP, dsb. Format-format file untuk citra digital ini memiliki keunggulan, kelemahan, dan tingkat komersialitasnya maing masing.

B. Saran :

        Mempelajari makalah ini sangatlah bermanfaat bagi anda karena setelah membaca ini anda akan mengetahui banyak mengenai file, direktori, bagaimana mengimplentasikan sistem file, serta bagaimana melakukan proteksi pada sistem file.

DAFTAR PUSTAKA

Ø  http://202.91.15.14/upload/files/2209_Pertemuan_2_dan_3.pdf

Ø  bertalya.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/.../Representasi+Citra.pdf

Ø  www.lontar.ui.ac.id/file?file=digital/127023-6646...HA.pdf

Ø  puslit.petra.ac.id/journals/pdf.php?PublishedID=INF01020101

Ø  http://eprints.undip.ac.id/1676/1/Peningkatan_Kualitas_Citra_Medik_pd_Foto_Rontgen_Menggunakan_Filter_Frekuensi_Tinggi.pdf