PRAKTIKUM PENGOLAHAN CITRA DIGITAL MODUL 1 – PERBAIKAN KUALITAS CITRA
Citra direpresentasikan dalam bentuk matrik. Berbagai macam citra disimpan menggunakan format berbeda seperti bmp, png, gif, jpg atau format lainnya. Tidak semua citra yang diperoleh menggunakan kamera atau device lain menghasilkan citra berkuatlitas yang disebabkan oleh factor pencahayaan, kondisi objek maupun kamera yang digunakan, sehingga perlu perbaikan kualitas citra menggunakan beberapa metode, diantaranya adalah 1. Operasi titik, perbaikan dilakukan menggunakan operasi piksel a. Penambahan dan pengurangan intensitas citra b. Histogram 2. Operasi ruang, perbaikan dilakukan menggunakan mask matrik a. Low Pass Filter b. High Pass Filter c. Median Filter
1.1.Operasi titik penambahan dan pengurangan intensitas Operasi ini dilakukan dengan melakukan manipulasi nilai gray citra pada setiap titik, misalkan suatu citra ‘cameraman.tif’ akan ditambah kecarahannya atau dikurangi kecerahannya (misalkan untuk setiap piksel akan ditambah 100 untuk menambah kecerahan dan mengurangi 50 untuk mengurangi kecerahan citra), maka code dalam matlab dapat dilihat pada berikut ini a=imread('cameraman.tif'); b=a+100; c=a-50; imshow([a b c]);
Hasil dari operasi titik dapat dilihat pada Gambar 1.1 berikut ini
Gambar 1.1 Hasil Perbaikan Citra Menggunakan Operasi Titik 1.2.Operasi titik melalui ekualisasi histogram Perbaikan citra menggunakan histogram merupakan cara yang paling banyak digunakan oleh pada peneliti. Pada prinsipnya ekualisasi histogram melakukan pemerataan distribusi gray yang ada pada citra sebagaimana terlihat pada code berikut ini a=imread('cameraman.tif'); b=histeq(a); imshow([a b]);
hasil dari code tersebut dapat dilihat pada Gambar 1.2 berikut ini
Gambar 1.2 Hasil Perbaikan Citra Menggunakan Ekualisasi Histogram
2.1.Operasi ruang, perbaikan dilakukan menggunakan mask matrik LPF Model perbaikan citra tersebut dengan memanfaatkan mask matrik yang didefinisikan terlebih dahulu sebelum operasi konvolusi dilakukan.
1 / 9 1 / 9 1 / 9 LPF 1 / 9 1 / 9 1 / 9 1 / 9 1 / 9 1 / 9 Mask LPF berfungsi untuk meratakan/menghilangkan noise. Model operasi ruang tersebut adalah menggunakan model konvolusi. Berikut merupakan code nya a=imread('cameraman.tif'); LPF=ones(3)/9; J=conv2(double(a),LPF,'same'); imshow(uint8(J))
hasil dari code tersebut dapat dilihat pada Gambar 1.3
Gambar 1.3. Hasil Operasi LPF berukuran 3x3
Perbedaan yang sangat signifikan dapat dilihat dengan mengubah ukuran matrik mask yang digunakan, misalkan menggunakan matrik mask ukuran 9x9 sebagaimana pada code program berikut
a=imread('cameraman.tif'); LPF=ones(9)/81; J=conv2(double(a),LPF,'same'); imshow(uint8(J))
Citra yang diproses dari code program tersebut akan terlihat lebih blur, sehingga model mask LPF akan lebih tepat jika digunakan untuk menghilangkan noise citra. Hasil code program tersebut dapat dilihat pada Gambar 1.4
Gambar 1.4. Hasil Operasi LPF berukuran 9x9
2.2.Operasi ruang, perbaikan dilakukan menggunakan mask matrik HPF Mask High Pass Filter mempunyai fungsi yang berbeda dengan Low Pass Filter LPF. Untuk mask HPF berfungsi menajamkan tepi objek, adapun mask matrik yang digunakan mempunyai nilai negative pada tepi-tepinya
1 1 1 HPF 1 4 1 1 1 1
a=imread('cameraman.tif'); HPF=ones(3)*-1; HPF(2,2)=9; J=conv2(double(a),HPF,'same'); imshow([a uint8(J)]);
Hasil ekskusi code tersebut menghasilkan citra yang lebih tajam pada tepi-tepi objek sebagaimana terlihat pada Gambar 1.5.
Gambar 1.5. Hasil Operasi HPF berukuran 3x3
Mask matrik lain untuk HPF dapat dicoba menggunakan mask berikut ini
0 1 0 HPF 1 5 1 0 1 0
2.3.Operasi ruang, perbaikan dilakukan menggunakan median filter Median filter adalah dengan meletakkan nilai tengah setelah nilai piksel diurutkan secara increasing. Metode ini biasanya digunakan untuk menghilangkan noise pada citra. Contoh program dapat dilihat pada code berikut ini
a=imread('cameraman.tif'); MED = medfilt2(a,[3 3]); imshow([a MED]);
Hasil dari code program dapat dilihat pada Gambar 1.6 berikut
Gambar 1.6. Hasil Operasi Median Filter berukuran 3x3
Untuk melihat efek dari median filter, coba gunakan citra yang ada noisenya atau membuat citra sendiri dan diberi noise. Kemudian operasikan menggunakan median filter. Tugas 1. Tunjukkan bahwa hasil equalisasi histogram mempunyai distruibusi warna yang lebih baik dibandingkan dengan citra aslinya, buatlah program untuk menunjukkan contoh menggunakan citra yang anda miliki 2. Buatlah program untuk memperbaiki kualitas citra menggunakan mask HPF selain yang sudah dijelaskan pada modul-1
