02 PCD Pembentuk Citra [PDF]

Citation preview

PEMBENTUK CITRA Imroatul Khuluqi Izzah, S.Kom. M.TI. [email protected]



2 MACAM CITRA Citra Kontinu



Dihasilkan dari sistem optik yang menerima sinyal analog.



Contoh : - mata manusia, - kamera analog



Citra Diskrit/ Citra Digital



Dihasilkan melalui proses digitalisasi terhadap citra kontinu.



Contoh : - kamera digital, - scanner



MODEL CITRA



Secara matematis citra adalah fungsi intensitas cahaya pada bidang dua dimensi disimbolkan dengan 𝑓(x,y) yang dalam hal



ini: (x,y) : Koordinat pada bidang dua dimensi



𝑓(x,y) : Intensitas cahaya (brightness) pada titik (x,y)



➢



Nilai atau amplitude dari fungsi 𝑓pada koordinat spasial(x,y) : - Besaran scalar positif - Physical meaning : ditentukan oleh sumber gambar



➢



Fungsi 𝑓 dapat dicirikan oleh 2 komponen : - Jumlah sumber yang menerangi objek di scene tempat objek yang sedang dilihat. - Jumlah iluminasi yang dipantulkan oleh objek dalam scene tersebut. - Dua Komponen ini disebut dengan : the illumination and reflectance components 𝑖(x,y) dan 𝑟(x,y)



Karena cahaya merupakan bentuk energi, maka intensitas cahaya bernilai antara 0 sampai tidak berhingga, 0 ≤ 𝑓(x,y) ≤∞ 𝑓(x,y) = 𝑖(x,y) . 𝑟(x,y) Dimana : – i(x,y) : jumlah cahaya yang berasal dari sumbernya (illumination) yang nilainya 0 ≤i(x,y) ≤∞ Nilai i(x,y)ditentukan oleh sumber cahaya –r(x,y) : derajat 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



Sinyal 𝑓(x,y) yang akan ditangkap oleh mata atau kamera



➢



Reflectance : Dibatasi dengan nilai 0 (total absorption) dan 1 (total reflectance)



➢



𝑖(x,y) ditentukan oleh sumber iluminasi



➢



𝑟(x,y) ditentukan oleh karakteristik objek yang dicitrakan



➢



Note : - Model ini juga berlaku untuk citra yang terbentuk melalui transmisi iluminasi melalui media, seperti rontgen dada. - Dalam hal ini : fungsi transmissivity menggantikan fungsi reflectivity



AKUISISI CITRA MENJADI CITRA DIGITAL



CONTOH TINGKAT ILUMINATION DAN REFLECTANCE ➢



Illuminance : ● Matahari : - Hari cerah : 90.000 lm/m2 di permukaan bumi - Hari berawan : 10.000 lm/m2 ● Saat malam cerah : bulan purnama : 0,1 lm/m2



➢



Reflectance : ● Black velvet : 0,01 ● Stainless steel: 0,65 ● Flat-white wall paint: 0,80 ● Silver-plated metal: 0,90 ● Snow : 0,93



ELEMEN CITRA DIGITAL



ELEMEN CITRA DIGITAL 1. Brightness (kecerahan) Nama lain dari intensitas cahaya, dimana tiap pixel dalam citra bukan intensitas riil, namun merupakan intensitas rata-rata dari suatu area yang melingkupinya. 2. Contrast (kontras) Sebaran lightness (terang) & darkness (gelap) dalam suatu citra. Jika sebagian besar komposisi citra terang atau sebagian besar gelap maka dikatakan citra tersebut kontrasnya rendah. Jika komposisi gelap & terang tersebar merata maka dikatakan kontras citra baik. 3. Contour (kontur) Kontur : keadaan yg ditimbulkan oleh perubahan intensitas pada pixelpixel yang bertetangga. Dengan adanya perubahan intensitas, secara mata kita mampu mendeteksi edge (tepi) objek dalam citra.



ELEMEN CITRA DIGITAL 4. Colour (warna) Persepsi yg dirasakan oleh sistem visual manusia terhadap panjang Gelombang cahaya yg dipantulkan oleh objek. Setiap warna mempunyai panjang gelombang (λ) yang berbeda Merah memiliki λ paling panjang Ungu (violet) memiliki λ paling pendek Warna yang diterima oleh mata: hasil kombinasi cahaya dgn λ yang berbeda. Kombinasi warna yg memberikan rentang (spektrum) warna paling lebar adalah red, green, dan blue (RGB)



5. Shape (bentuk) Properti intrinsik dari objek 3 dimensi yang merupakan properti intrinsic utama untuk sistem visual manusia. Manusia lebih sering mengasosiasikan objek dengan bentuknya daripada properti lainnya.



ELEMEN CITRA DIGITAL 6. Texture (tekstur)



Didefinisikan sebagai distribusi spasial dari derajat keabuan di dalam sekumpulan pixel-pixel yg bertetangga. Sebuah pixel saja tidak dapat didefinisikan sebagai tekstur. Tekstur merupakan karakteristik untuk menganalisa permukaan berbagai jenis citra objek.



ELEMEN SISTEM PEMROSESAN CITRA DIGITAL



ELEMEN SISTEM PEMROSESAN CITRA DIGITAL



1. Digitizer 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. Contoh: scanner, kamera digital 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.



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



3. Piranti Tampilan Peraga berfungsi mengkonversi matriks intensitas tinggi merepresentasikan citra ke tampilan yang dapat diinterpretasi oleh manusia. Contoh : Monitor, printer



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



DIGITALISASI CITRA



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 - Citra digital yang tingginya N, lebarnya M dan memiliki L derajat keabuan dapat dianggap sebagai fungsi :



● Digitalisasi sinyal analog melibatkan 2 operasi: 1. Digitalisasi spasial (x,y) disebut penerokan (sampling) 2. Digitalisasi intensitas f(x,y) disebut kuantisasi



SAMPLING (Penerokan) ● Sampling : Proses untuk mendigitalisasi suatu fungsi kontinu menjadi fungsi diskrit. ● Citra kontinu disampling menjadi grid-grid yang berbentuk bujursangkar. ● Sampling bertujuan untuk menentukan seberapa banyak pixel yang diperlukan untuk merepresentasikan citra kontinu dan bagaimana pengaturannya.



SAMPLING ● Resolusi (derajat rincian yang dapat dilihat) citra ditentukan oleh pembagian gambar menjadi jumlah piksel tertentu. Semakin banyak jumlah pixel, semakin tinggi resolusi gambar (gambar semakin halus secara visual), karena informasi yang hilang akibat pengelompokan intensitas saat sampling, semakin kecil.



SAMPLING ● Jumlah terokan biasanya diasumsikan perpangkatan dari dua,



N = 2n yang dalam hal ini, N = jumlah penerokan pada suatu baris/kolom n = bilangan bulat positif. ● Contoh ukuran penerokan (sampling): 256 X 256 pixel 128 X 256 pixel 512 X 1024 pixel



CONTOH SAMPLING Suatu gambar yg ukurannya 5 x 5 inci akan dinyatakan dalam matriks ukuran 4 x 5 (4 baris dan 5 kolom) sebagai sebuah citra biner yang hanya mempunyai dua derajat keabuan saja: ● 0 (black) ● 1 (white)



Tiap elemen gambar lebarnya 1 inchi & tingginya 1,25 inchi akan direpresentasikan dengan suatu nilai yang mewakili rata-rata intensitas cahaya pada area tersebut Area 1 x 1,25 inci pd sudut kiri atas gambar direpresentasikan oleh (0,0) Area 1 x 1,25 inci pd sudut kanan bawah gambar direpresentasikan oleh (3,4)



KUANTISASI ● Kuantisasi berkaitan dengan diskritisasi nilai intensitas cahaya pada koordinat (x, y). ● Tujuan kuantisasi adalah memetakan nilai dari sinyal kontinu menjadi K buah nilai



diskrit (K buah level) ● Kuantisasi : pembagian skala keabuan (0,L) menjadi G level yang dinyatakan dengan suatu harga bilangan bulat (integer), biasanya G diambil perpangkatan dari 2. G = 2m dimana G : derajat keabuan



m



: bilangan bulat positif



KUANTISASI G = 2m



Pixel depth : Jumlah bit untuk merepresentasikan nilai keabuan pixel. Citra biasanya diasosiasikan dengan pixel depth-nya. Contoh : Citra dengan pixel depth 8 bit disebut citra 8-bit atau citra 256 warna



PEMILIHAN K



Original Image



K = 2 gray level



K = 16 gray level



K = 4 gray level



K = 32 gray level



CONTOH HASIL KUANTISASI



JENIS CITRA



JENIS CITRA 1. Citra biner(1 pixel = 1 bit) Gray level hanya 0 dan 1 (hitam dan putih) 2. Citra grayscale (1 pixel umumnya 8 bit) Gray level dari 0 sampai 255 (hitam ke putih) 3. Citra berwarna (24-bit RGB) Terdiri dari tiga kanal warna: red(R), green(G), dan blue(B) Gray level pada setiap kanal warna panjangnya 8 bit Color image.



Color image (24-bit RGB)



Grayscale image (8-bit)



Binary image (1-bit)



KANAL CITRA



KANAL CITRA ➢ Pada citra berwarna, maka citra memiliki kanal sesuai



dengan ruang warna yang digunakan. ➢ Jika kita menggunakan citra dengan ruang warna CMYK,



maka kanal pada citra tersebut memiliki 4 buah kanal, yakni cyan (C), magenta (M), yellow (Y), dan black (K) ➢ Ruang warna yang sering digunakan adalah RGB, CMYK,



HSV, YCbCr dan Lab



1. GrayScale ➢ Pada citra grayscale hanya memiliki 1 kanal warna (monochrome). ➢ Masing-masing piksel memerlukan 8-bit data dengan rentang 0255



2. RGB (Red, green, Blue) ➢ Ruang warna RGB memiliki 3 buah kanal : red, green, blue ➢ Masing-masing kanal memiliki rentang nilai dari 0 – 255.



3. CMYK (Cyan, Magenta, Yellow, Black) ➢ Ruang warna CMYK memiliki 4 buah kanal : cyan, magenta, yellow, black ➢ Masing-masing kanal memiliki rentang nilai dari 0 – 100 %



4. HSV (Hue, Saturation, Value) ➢ Ruang warna CMYK memiliki 3 buah kanal : hue, saturation, value ➢ Rentang kanal hue dari 0-360o, rentang kanal saturation & value 0-100%



KANVAS & MATRIKS ➢



Setelah itu kita dapat menggambar menggunakan warnawarna dalam palet tersebut di atas sebuah kanvas



➢



Sebuah kanvas dapat kita anggap sebagai sebuah matriks dimana setiap elemen dari matriks tersebut bisa kita isikan dengan salah satu warna dari palet



➢



Sebuah citra direpresentasikan dalam sebuah matriks yang berisi angka-angka



CONTOH



UKURAN FILE CITRA



UKURAN FILE CITRA ➢



Citra grayscale memiliki ukuran file lebih kecil bila



dibandingkan dengan citra berwarna. ➢



8 bit = 1 byte



CONTOH ➢



Sebuah citra grayscale dengan resolusi 320 X 240 piksel akan memiliki ukuran file sebesar 320 X 240 X 1 kanal X 8 bit = 614.400 bit = 76.800 byte



➢



Sebuah citra berwarna RGB dengan resolusi 320 X 240 piksel akan memiliki



ukuran file sebesar 320 X 240 X 3 kanal X 1 byte = 230.400 byte. ➢



Sebuah citra berwarna dengan transparansi dengan resolusi 320 X 240 piksel akan memiliki ukuran file sebesar 320 X 240 X 4 kanal X 1 byte = 307.200 byte.



TERIMA KASIH



TUGAS INDIVIDU 1.



Jelaskan proses akuisisi citra dari cahaya sampai menjadi citra digital di komputer!



2.



Terdapat sebuah citra berwarna RGB dengan resolusi 1024 X 768.



●



Berapa bit ukuran file citra tersebut?



●



Jika citra tersebut dikonversi menjadi citra grayscale. Berapa bit ukuran file citra hasil konversi?



3.



Sebutkan 3 format file citra/image yang umum digunakan, dan jelaskan karakteristiknya!



Tugas dikumpulkan ke email : [email protected] Subject email: kelas-nim-nama (3A-123-Budi)