Kategori dan Tujuan Operasi Pengolahan Citra Digital

Halo sobat Sidat.ID semua, bagaimana kabar kalian ? semoga selalu dalam keadaan baik ya. Kali ini kita akan melanjutkan seri Dasar dari Pengolahan Citra Digital. Yang sebelumnya kita telah membahas mengenai : 

1. Pengertian Piksel dan Resolusi di Citra Digital
2. Dasar, Pemanfaatan, dan Kategori Pengolahan Citra Digital

(Masing-masing materi bisa di klik langsung pada judul list diatas ya sobat)

Dan kali ini kita akan melanjutkan membahas mengenai Kategori dan Tujuan Operasi Pengolahan Citra Digital.

Citra digital direpresentasikan dengan matriks. Operasi pada citra digital pada dasarnya adalah manipulasi elemen-elemen matriks. Elemen matriks yang dimanipulasi dapat berupa elemen tunggal (sebuah pixel) atau sekumpulan elemen yang berdekatan, atau keseluruhan elemen matriks.

Operasi yang dilakukan untuk mentransformasikan suatu citra menjadi citra lain dapat dikategorikan berdasarkan tujuan transformasi maupun cakupan operasi yang dilakukan terhadap citra.

Kategori Operasi Pengolahan Citra Digital

Berdasarkan cakupan operasi yang dilakukan terhadap citra, Operasi pengolahan citra dikategorikan sebagai berikut. Operasi-operasi yang dilakukan pada pengolahan citra dapat dikelompokkan ke dalam empat aras (level) komputasi, yaitu aras titik, aras lokal, aras global, dan aras objek.

1. Aras Titik / Operasi titik 

Yaitu operasi yang dilakukan terhadap setiap piksel pada citra yang keluarannya hanya ditentukan oleh nilai piksel itu sendiri.

Operasi pada aras titik hanya dilakukan pada pixel tunggal di dalam citra. Operasi titik dikenal juga dengan nama operasi pointwise. Operasi ini terdiri dari pengaksesan 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 diulangi untuk keseluruhan pixel di dalam citra.

Secara matematis, operasi pada aras titik dinyatakan sebagai :

dengan :  

fA adalah citra masukan

fB adalah 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.

ilustrasi operasi aras titik pada citra digital

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

2. Aras Lokal / Operasi Area

Yaitu operasi yang dilakukan terhadap setiap piksel pada citra yang keluarannya dipengaruhi oleh piksel tersebut dan piksel lainnya / piksel tetangganya dalam suatu daerah tertentu. 

dengan :

N = neighborhood , yaitu piksel tetangga / piksel sekeliling (x,y)

contoh piksel tetangga pada operasi aras lokal

Pada gambar diatas, yang dimaksudkan dengan piksel tetangga adalah piksel yang diberi warna abu-abu yang mengelilingi piksel berwarna hitam. Contoh operasi beraras lokal adalah operasi konvolusi untuk mendeteksi tepi (edge detection) dan pelembutan citra (image smoothing). 

3. Aras Global

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

Contoh operasi beraras global adalah operasi penyetaraan histogram untuk meningkatkan kualitas citra (akan dibahas pada kuliah selanjutnya). 

contoh piksel tetangga pada operasi aras global

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. 

Tujuan Operasi Pengolahan Citra Digital

Berdasarkan tujuan transformasi operasi pengolahan citra dikategorikan sebagai berikut :

1. Perbaikan kualitas citra ( image enhancement ) 

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 : 

• Perbaikan kontras gelap/terang 
• Perbaikan tepian objek (edge enhancement) 
• Penajaman (sharpening) 
• Pemberian warna semu (pseudocoloring) 
• Penapisan derau (noise filtering). 

bagian kiri adalah citra asli dan bagian kanan adalah citra setelah penajaman

Gambar diatas adalah contoh operasi penajaman citra. Operasi Penajaman Citra (sharpening) menerima masukan sebuah citra yang gambarnya hendak dibuat tampak lebih tajam. Bagian citra yang ditajamkan adalah tepi-tepi objek.

2. Pemugaran Citra ( image restoration )

Operasi ini bertujuan menghilangkan/meminimumkan 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:

• Penghilangan kesamaran (deblurring)
• Penghilangan derau (noise)

bagian kiri adalah citra yang tampak kabur, dan bagian kanan adalah citra hasil dari deblurring

Gambar diatas adalah contoh penghilagan kesamaran (deblurring) . Citra masukan adalah citra yang tampak kabur (blur). Kekaburan gambar mungkin disebabkan pengaturan fokus lensa yang tidak tepat atau kamera bergoyang pada pengambilan gambar. Melalui operasi deblurring, kualitas citra masukan dapat diperbaiki sehingga tampak lebih baik. 

3. Pemampatan citra (image compression)

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 adalah citra yang telah dimampatkan harus tetap mempunyai kualitas gambar yang bagus. 

Contoh metode pemampatan citra adalah metode JPEG. Misalnya sebuah gambar asli memiliki ukuran 200 KB. Hasil dari pemampatan citra dengan metode JPEG dapat mengurangi ukuran citra asli menjadi 50 KB saja. Dengan hasil dari pemampatan citra tetap memiliki kualitas yang bagus.

bagian kiri adalah citra asli 200 KB, da bagian kanan hasil dari pemampatan citra menjadi 50 KB

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 kuantitif 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 objek (edge detection)

b. Ekstraksi batas (boundary)

c. Representasi daerah (region)

bagian kiri adalah citra asli, dan bagian kanan adalah hasil edge detection

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.

Demikian pembahasan kali ini mengenai Kategori dan Tujuan Operasi Pengolahan Citra Digital. Sampai jumpa di pembahasan kita selanjutnya ya sobat. Salam, Sidat.ID.