MATLAB

Pengolahan Citra Digital

Teori Dasar

Pengolahan citra merupakan proses pengolahan dan analisis citra yang banyak melibatkan persepsi visual. Proses ini mempunyai ciri data masukan dan informasi keluaran yang berbentuk citra. Istilah pengolahan citra digital secara umum didefinisikan sebagai pemrosesan citra dua dimensi dengan komputer. Dalam definisi yang lebih luas, pengolahan citra digital juga mencakup semua data dua dimensi. Citra digital adalah barisan bilangan nyata maupun kompleks yang diwakili oleh bit-bit tertentu.Umumnya citra digital berbentuk persegi panjang atau bujur sangkar (pada beberapa sistem pencitraan ada pula yang berbentuk segienam) yang memiliki lebar dan tinggi tertentu. Ukuran ini biasanya dinyatakan dalam banyaknya titik atau piksel sehingga ukuran citra selalu bernilai bulat. Setiap titik memiliki koordinat sesuai posisinya dalam citra. Koordinat ini biasanya dinyatakan dalam bilangan bulat positif, yang dapat dimulai dari 0 atau 1 tergantung pada sistem yang digunakan. Setiap titik juga memiliki nilai berupa angka digital yang merepresentasikan informasi yang diwakili oleh titik tersebut.Format data citra digital berhubungan erat dengan warna. Pada kebanyakan kasus, terutama untuk keperluan penampilan secara visual, nilai data digital merepresentasikan warna dari citra yang diolah. Format citra digital yang banyak dipakai adalah Citra Biner (monokrom), Citra Skala Keabuan ( gray scale ), Citra Warna ( true color ), dan Citra Warna Berindeks. 

A. Warna

     Warna adalah spektrum tertentu yang terdapat di dalam suatu cahaya sempurna (berwarna putih). Nilai warna ditentukan oleh tingkat kecerahan maupun kesuraman warna. Nilai ini dipengaruhi oleh penambahan putih ataupun hitam.Penelitian memperlihatkan bahwa kombinasi warna yang memberikan rentang paling lebar adalah red (R), green (G) dan blue (B). Ketiga warna tersebut merupakan warna pokok yang biasa disebut RGB. Warna lain dapat diperoleh dengan mencampurkan ketiga warna pokok tersebut dengan perbandingan tertentu. Setiap warna pokok mempunyai intensitas sendiri dengan nilai maksimum 255 (8-bit). Misal warna kuning merupakan kombinasi warna merah dan hijau sehingga nilai RGB: 255 255 0.RGB disebut juga ruang warna yang dapat divisualisasikan sebagai sebuah kubus seperti gambar 2.4, dengan tiga sumbunya yang mewakili komponen warna merah (red) R, hijau (green) G, biru (blue) B. Salah satu pojok alasnya yang Sistem Klasifikasi Jenis dan Kematangan Buah Tomat Berdasarkan Bentuk dan Ukuran serta Warna Permukaan Kulit Buah Berbasis Pengolahan Citra Digital berlawanan menyatakan warna hitam ketika R = G = B = 0, sedangkan pojok atasnya yang berlawanan menyatakan warna putih ketika R = G = B = 255 (sistem warna 8 bit bagi setiap komponennya ).

B. Citra Biner (Binary Image)

     Citra biner (binary image) adalah citra yang hanya mempunyai dua nilai derajat keabuan yaitu hitam dan putih. Alasan masih digunakannya citra biner dalam pengolahan citra digital hingga saat ini adalah algoritma untuk citra biner telah berkembang dengan baik dan waktu pemrosesan lebih cepat karena jumlah bit untuk tiap pikselnya lebih sedikit.

C. Citra YCBRC

    YCbCr merupakan standar internasional bagi pengkodean digital gambar televisi yang didefinisikan di CCIR Recommendation. Y merupakan komponen luminance, Cb dan Cr adalah komponen chrominance. Pada monitor monokrom nilai luminance digunakan untuk merepresentasikan warna RGB, secara psikologis ia mewakili intensitas sebuah warna RGB yang diterima oleh mata. Chrominance merepresentasikan corak warna dan saturasi (saturation). Nilai komponen ini juga mengindikasikan banyaknya komponen warna biru dan merah pada warna. YCbCr (256 level) dapat diperoleh dari RGB 8 bit dengan menggunakan rumus berikut:
Y = 0.299 R + 0.587 G + 0.114 BCb = -0.1687 R – 0.3313 G + 0.5 B + 128Cr = 0.5 R – 0.4187 G – 0.0813 B + 128Sedangkan untuk konversi YCbCr ke RGB dapat dilakukan dengan rumus:R = Y + 1.402 (Cr-128)G = Y – 0.34414 (Cb-128) – 0.71414 ( Cr – 128)B = Y + 1.772 (Cb – 128)Berikut ini adalah gambar yang menunjukkan dekomposisi citra RGB ke dalam komponen luminance dan chrominance-nya

Definisi Pengolahan Citra

           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 citra semacam  ini menjadi lebih sulit diinterpretasi  karena informasi yang disampaikan oleh citra tersebut menjadi berkurang.

Agar citra  yang mengalami  gangguan  mudah  diinterpretasi  (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).

Pengolahan citra adalah pemrosesan citra, khususnya dengan menggunakan komputer, menjadi citra yang kualitasnya lebih baik. Sebagai contoh, citra burung nuri pada Gambar  1.2 (a)   tampak agak gelap, lalu dengan operasi pengolahan citra kontrasnya diperbaiki sehingga menjadi lebih terang dan tajam (b).

Umumnya,  operasi-operasi   pada  pengolahan  citra  diterapkan  pada  citra  bila :

1.    Membaca/Memanggil Citra (Image)

Pada program matlab fungsi untuk melakukan pembacaan image standar adalah:

𝑖𝑚𝑟𝑒𝑎𝑑 (′𝑓𝑖𝑙𝑒𝑛𝑎𝑚𝑒’)

 Contoh penggunaan Imread: >>𝑃 = 𝑖𝑚𝑟𝑒𝑎𝑑 (‘motor. 𝑗𝑝𝑔’)

Hasil :

 

 

 

 

 

  
2. Menampilkan Gambar
Untuk menampilkan gambar dengan nama file buah.jpg di
gunakan source code sebagai berikut:

>> 𝑃 = 𝑖𝑚𝑟𝑒𝑎𝑑 ('motor.𝑗𝑝𝑔');

>> 𝑖𝑚𝑠ℎ𝑜𝑤(𝑃);

Hasil:





3.Ekstraksi Nilai Piksel Red, Green dan Blue (RGB)

MATLAB menyediakan fasilitas yang cukup baik dalam memisahkan RGB (Red, Green, Blue). Berikut contoh Ekstraksi Nilai Pikse(RGB):

>>  clear;

>>  p = imread ('motor.jpg');

>>  red = p(: , : ,1);

>>  green = p(: , : ,2)

>>  blue = p(: , : ,3);

>>  subplot(2,2,1);

>>  imshow(p);

>>  title('Ini Citra Asli');

>>  subplot(2,2,2);

>>  imshow(red);

>>  title('Ini Citra Merah');

>>  subplot(2,2,3);

>>  imshow(green);

>>  title('Ini Citra Hijau');

>>  subplot(2,2,4);

>>  imshow(blue);

>>  title('Ini Citra Biru'); 
Hasil

 

4.Konversi Gambar RGB ke Grayscale

Grayscaling adalah teknik yang digunakan untuk mengubah citra berwarna(RGB) menjadi bentuk grayscale atau tingkat keabuan(dari hitam ke putih).

>>  𝑐𝑙𝑒𝑎𝑟;

>>  𝑅𝐺𝐵 = 𝑖𝑚𝑟𝑒𝑎𝑑(′motor.𝑗𝑝𝑔′);

>>  𝑃 = 𝑟𝑔𝑏2𝑔𝑟𝑎𝑦(𝑅𝐺𝐵);

>>  𝑠𝑢𝑏𝑝𝑙𝑜𝑡(1,2,1);

>>  𝑖𝑚𝑠ℎ𝑜𝑤(𝑅𝐺𝐵);

>>  𝑡𝑖𝑡𝑙𝑒(′𝐶𝑖𝑡𝑟𝑎 𝐴𝑠𝑙𝑖′);

>>  𝑠𝑢𝑏𝑝𝑙𝑜𝑡(1,2,2);

>>  𝑖𝑚𝑠ℎ𝑜𝑤(𝑃)

>>  𝑡𝑖𝑡𝑙𝑒(′𝐶𝑖𝑡𝑟𝑎 𝐺𝑟𝑎𝑦𝑠𝑐𝑎𝑙𝑒′);

Hasil : 

5.     Menampilkan Informasi Gambar

Untuk mengetahui nformasi header dari file gambar yang akan dibaca di Matlab menggunakan 

>> imfinfo(‘filename’). Contoh penggunaannya

>> imfinfo(‘mtr.jpg‘)

Hasil

6.     Menulis Gambar

Imwrite digunakan untuk membuat duplikat gambar dengan mengubah ekstensi yang diinginkan seperti yang terlihat diatas pada kolom sebelah kiri terdapat 2 gambar yang sama tapi berekstensi berbeda, yang satu jpg dan yang satu tif.

imwrite (f, 'filename')

>> imwrite (f, buah1.png')

>> imwrite (f, buah1.tif')

Hasil

7.     Konversi Gambar ke Biner

Binerisasi citra adalah salah satu proses penting yang biasanya dilakukan dalam pengolahan citra.

>>  𝑃 = 𝑖𝑚𝑟𝑒𝑎𝑑 (′motor.𝑗𝑝𝑔′);

>>  𝑔𝑟𝑎𝑦 = 𝑟𝑔𝑏2𝑔𝑟𝑎𝑦(𝑃);

>>  𝑡ℎ𝑟𝑒𝑠ℎ = 𝑔𝑟𝑎𝑦𝑡ℎ𝑟𝑒𝑠ℎ(𝑔𝑟𝑎y);

>>  𝑖𝑚𝑏𝑤 = 𝑖𝑚2𝑏𝑤(𝑔𝑟𝑎𝑦, 𝑡ℎ𝑟𝑒𝑠ℎ);

>>  𝑠𝑢𝑏𝑝𝑙𝑜𝑡(1,2,1);

>>  𝑖𝑚𝑠ℎ𝑜𝑤(𝑃)

>>  𝑡𝑖𝑡𝑙𝑒(′𝐶𝑖𝑡𝑟𝑎 𝐴𝑠𝑙𝑖′);

>>  𝑠𝑢𝑏𝑝𝑙𝑜𝑡(1,2,2);

>>  𝑖𝑚𝑠ℎ𝑜𝑤(𝑖𝑚𝑏𝑤 )

>>  𝑡𝑖𝑡𝑙𝑒(′𝐶𝑖𝑡𝑟𝑎 𝐵𝑖𝑛𝑒𝑟′)

>> 

Hasil

 

 

  Kesimpulan

• Citra atau image adalah kemiripan atau representasi suatu objek tertentu.
• Perintah dasar yang digunakan untuk membaca file gambar pada MATLAB yaitu imread (‘filename’)
• Menampilkan gambar pada MATLAB yang telah dibaca dapat dilakukan dengan perintah imshow(f)
• Untuk menulis file gambar pada MATLAB perintah dasarnya yaitu imwrite(f, ‘filename’)

    Daftar pustaka

http://rhigalguci.blogspot.co.id/2013/04/teori-sejarah-dasar-dasar-pengolahan.html