ANALISIS DAN IMPLEMENTASI LOW PASS FILTER UNTUK MEREDUKSI NOISE PADA CITRA DIGITAL SKRIPSI TUTI ADI PRIHATINI

Transkripsi

1 ANALISIS DAN IMPLEMENTASI LOW PASS FILTER UNTUK MEREDUKSI NOISE PADA CITRA DIGITAL SKRIPSI TUTI ADI PRIHATINI PROGRAM STUDI S1 ILMU KOMPUTER DEPARTEMEN ILMU KOMPUTER FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010

2 ANALISIS DAN IMPLEMENTASI LOW PASS FILTER UNTUK MEREDUKSI NOISE PADA CITRA DIGITAL SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Komputer TUTI ADI PRIHATINI PROGRAM STUDI S1 ILMU KOMPUTER DEPARTEMEN ILMU KOMPUTER FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010

3 PERSETUJUAN Judul : ANALISIS DAN IMPLEMENTASI LOW PASS FILTER UNTUK MEREDUKSI NOISE PADA CITRA DIGITAL Kategori : SKRIPSI Nama : TUTI ADI PRIHATINI Nomor Induk Mahasiswa : Program Studi : SARJANA (S1) ILMU KOMPUTER Departemen : ILMU KOMPUTER Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Komisi Pembimbing : Diluluskan di Medan, 13 Desember 2010 Pembimbing 2 Pembimbing 1 Dian Rachmawati, S.Si, M.Kom Drs. James P. Marbun,M.Kom NIP NIP Diketahui/Disetujui oleh Program Studi S1 Ilmu Komputer Ketua, Prof. Dr. Muhammad Zarlis NIP

4 PERNYATAAN ANALISIS DAN IMPLEMENTASI LOW PASS FILTER UNTUK MEREDUKSI NOISE PADA CITRA DIGITAL SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, 13 Desember 2010 Tuti Adi Prihatini

5 PENGHARGAAN Alhamdulillah. Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT atas rahmat dan karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Shalawat dan salam juga ditujukan kepada Rasulullah Muhammad SAW. Penulis menyampaikan terima kasih kepada orangtua tercinta serta keluarga yang telah memberikan dukungan selama ini baik berupa dukungan moril maupun materil. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Bapak Drs. James P. Marbun, M.Kom dan Ibu Dian Rachmawati, S.Si, M.Kom selaku dosen pembimbing yang telah banyak memberikan bimbingan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Bapak Prof. Dr. Tulus, MSi dan Ibu Maya Silvi Lydia, B.Sc, M.Sc selaku dosen penguji. Ucapan terima kasih juga ditujukan kepada Ketua dan Sekretaris Departemen Ilmu Komputer, Prof. Dr. Muhammad Zarlis dan Syahriol Sitorus, S.Si, MIT, Dekan dan Pembantu Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, semua dosen pada Departemen Ilmu Komputer FMIPA USU, dan pegawai di Ilmu Komputer FMIPA USU. Teman-teman stambuk 2006 S1 Ilmu Komputer atas doa dan dukungan yang diberikan. Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan ataupun kesalahan dalam penulisan skripsi ini, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari pembaca sekalian. Akhir kata penulis berharap agar skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua dan semoga Tuhan Yang Maha Esa dapat membalas jasa Bapak, Ibu dan teman-teman sekalian.

6 ABSTRAK Penggunaan citra digital pada saat ini semakin meningkat karena kelebihan-kelebihan dari citra digital itu sendiri. Akan tetapi, citra digital tersebut juga dapat mengalami gangguan seperti timbulnya noise yang disebabkan oleh proses penangkapan gambar yang tidak sempurna. Metode yang digunakan untuk mereduksi noise pada penelitian ini adalah Low Pass Filter (LPF) dengan fungsi filter rata-rata. LPF menghasilkan citra blur (lembut/halus). Pengujian penggunaan LPF untuk mereduksi Gaussian Noise, Speckle Noise, dan Salt and Pepper Noise dilakukan dengan membangkitkan ketiga jenis noise tersebut dengan menggunakan beberapa probabilitas noise. Probabilitas noise yang digunakan untuk membangkitkan tiga jenis noise tersebut, yaitu 0,01, 0,05, 0,1, dan 0,3. Dari pengujian yang dilakukan, Low Pass Filter lebih baik untuk mereduksi Gaussian Noise daripada Speckle Noise dan Salt and Pepper Noise. Sistem ini diimplementasikan menggunakan bahasa pemrograman Visual Basic 6.0.

7 ANALYSIS AND IMPLEMENTATION OF LOW PASS FILTER TO REDUCE NOISE IN DIGITAL IMAGES ABSTRACT The use of digital image is increased nowadays because the advantages of the digital images it self. However, digital image may also experience problems like the appearance of noise because the captured image is not perfect. The method used to reduce noise in this study is Low Pass Filter with an average filter function. LPF produces blur (soft/smooth) image. Testing the use of LPF to reduce Gaussian Noise, Speckle Noise, and Salt and Pepper Noise performed by generating three types of noise by using probability of noise. The probability of noise that is used to generate three types of noise are 0,01, 0,05, 0,01, dan 0,3. The result of the testing shows that Low Pass Filter is better to reduce Gaussian Noise than Speckle and Salt and Pepper Noise. This system is implemented using Visual Basic 6.0 programming language.

8 DAFTAR ISI Halaman Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak Abstract Daftar Isi Daftar Tabel Daftar Gambar ii iii iv v vi vii ix x Bab 1 Pendahuluan 1.1 Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Metode Penelitian Sistematika Penulisan 4 Bab 2 Tinjauan Pustaka 2.1 Citra Citra Digital Pengolahan Citra Digital Noise Membangkitkan Gaussian Noise Membangkitkan Salt and Pepper Noise Membangkitkan Speckle Noise Pemfilteran Domain Spasial Low Pass Filter Filter Rata-Rata 17 Bab 3 Analisis dan Perancangan 3.1 Analisis Kebutuhan Perangkat Lunak Metode Analisis Hasil Analisis Analisis Kebutuhan Masukan Analisis Kebutuhan Keluaran Analisis Untuk Kebutuhan Perangkat Lunak Analisis Untuk Kebutuhan Perangkat Keras Perancangan Perangkat Lunak Metode Perancangan Hasil Perancangan Perancangan Flowchart (Diagram Alir) Flowchart secara garis besar Flowchart implementasi reduksi Noise dengan LPF 28

9 Flowchart Proses Reduksi Noise Flowchart Analisis Tiga Jenis Noise dengan LPF Flowchart Konversi RGB ke Grayscale Flowchart Gaussian Noise Flowchart Speckle Noise Flowchart Salt and Pepper Noise Perancangan Filter Rata-Rata Perancangan Antarmuka (Interface) 41 Bab 4 Implementasi dan Penggunaan 4.1 Penggunaan Program Halaman Utama Halaman Implementasi Reduksi Noise dengan LPF Pilih Jenis Noise Halaman Penggunaan LPF untuk Tiga Jenis Noise Pengujian Program Pengujian Implementasi Reduksi Noise dengan LPF Pengujian Penggunaan LPF untuk Tiga Jenis Noise Pengujian LPF Pada Gaussian Noise Pengujian LPF Pada Speckle Noise Pengujian LPF Pada Salt and Paper Noise 65 Bab 5 Kesimpulan dan Saran 5.1 Kesimpulan Saran 70 Daftar Pustaka 71 LAMPIRAN A. LISTING PROGRAM FORM UTAMA 73 LAMPIRAN B. LISTING PROGRAM IMPLEMENTASI REDUKSI NOISE 73 LAMPIRAN C. LISTING PROGRAM GAUSSIAN NOISE 75 LAMPIRAN D. LISTING PROGRAM SPECKLE NOISE 77 LAMPIRAN E. LISTING PROGRAM SALT AND PEPPER NOISE 78 LAMPIRAN F. LISTING PROGRAM FORM PILIH TIGA JENIS NOISE 80

10 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 4.1 Nilai RGB piksel dari Gambar Tabel 4.2 Nilai RGB piksel dari Gambar Tabel 4.3 Pengujian Penggunaan Low Pass Filter untuk Gaussian Noise 59 Tabel 4.4 Pengujian Penggunaan Low Pass Filter untuk Speckle Noise 64 Tabel 4.5 Pengujian Penggunaan Low Pass Filter untuk Salt and Pepper Noise 69

11 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Gambar posisi letak piksel 7 Gambar 2.2 Contoh Citra Biner 8 Gambar 2.3 Contoh Citra Grayscale 9 Gambar 2.4 Contoh palet warna kuning pada photoshop 9 Gambar 2.5 Contoh Citra True Color 10 Gambar 2.6 Contoh Noise Filtering 11 Gambar 2.7 Contoh Image Compression 11 Gambar 2.8 Contoh Image Segmentation 12 Gambar 2.9 Contoh Image Edge Detection 13 Gambar 2.10 Hubungan pengolahan citra 13 Gambar 2.11 Macam-macam Noise (a) Noise Gaussian, (b) Noise Speckle, dan (c) Noise Salt and Pepper 14 Gambar 2.12 Contoh Matriks 3x3 untuk konvolusi 18 Gambar 3.1 Flowchart secara garis besar 27 Gambar 3.2 Flowchart Implementasi Reduksi Noise dengan LPF 28 Gambar 3.3 Flowchart Proses Reduksi Noise 29 Gambar 3.4 Flowchart Analisis Tiga Jenis Noise dengan LPF 30 Gambar 3.5 Flowchart Konversi Gambar dari RGB ke Grayscale 31 Gambar 3.6 Flowchart Gaussian Noise 32 Gambar 3.7 Flowchart Pembangkitan Gaussian Noise 33 Gambar 3.8 Flowchart Speckle Noise 35 Gambar 3.9 Flowchart Pembangkitan Speckle Noise 36 Gambar 3.10 Flowchart Salt and Paper Noise 37 Gambar 3.11 Flowchart Pembangkitan Salt and Paper Noise 38 Gambar 3.12 Form Halaman Utama 41 Gambar 3.13 Form Halaman Implementasi Reduksi Noise dengan LPF 42 Gambar 3.14 Form Halaman Pilih Jenis Noise 43 Gambar 3.15 Form Analisis Penggunaan LPF untuk Tiga Jenis Noise 44 Gambar 4.1 Halaman Utama 46 Gambar 4.2 Halaman Implementasi Low Pass Filter 47 Gambar 4.3 Halaman Pilih Jenis Noise 48 Gambar 4.4 Halaman untuk Gaussian Noise 49 Gambar 4.5 Halaman untuk Salt and Pepper Noise 49 Gambar 4.6 Halaman untuk Speckle Noise 50 Gambar 4.7 Gambar untuk pengujian (JBEANS.BMP) 51 Gambar 4.8 Gambar pengujian implementasi reduksi Noise dengan LPF 52 Gambar 4.9 Sampel acak dari gambar JBEANS.BMP sebelum filtering 53 Gambar 4.10 Sampel acak dari gambar JBEANS.BMP sebelum filtering 54 Gambar 4.11 Gambar untuk pengujian (Island2.bmp) 55 Gambar 4.12 Gaussian Noise dengan probabilitas Noise 0,01 56 Gambar 4.13 Gaussian Noise dengan probabilitas Noise 0,05 56 Gambar 4.14 Gaussian Noise dengan probabilitas Noise 0,1 57 Gambar 4.15 Gaussian Noise dengan probabilitas Noise 0,3 58

12 Gambar 4.16 Speckle Noise dengan probabilitas Noise 0,01 60 Gambar 4.17 Speckle Noise dengan probabilitas Noise 0,05 61 Gambar 4.18 Speckle Noise dengan probabilitas Noise 0,1 62 Gambar 4.19 Speckle Noise dengan probabilitas Noise 0,3 63 Gambar 4.20 Salt and Pepper Noise dengan probabilitas Noise 0,01 65 Gambar 4.21 Salt and Pepper Noise dengan probabilitas Noise 0,05 66 Gambar 4.22 Salt and Pepper Noise dengan probabilitas Noise 0,1 67 Gambar 4.23 Salt and Pepper Noise dengan probabilitas Noise 0,3 68