ANALISIS DETEKSI TEPI PADA CITRA BERDASARKAN PERBAIKAN KUALITAS CITRA

Transkripsi

1 AALISIS DETEKSI TEPI PADA CITRA BERDASARKA PERBAIKA KUALITAS CITRA Achmad Hdayatno R. Rzal Isnanto Bahrun am Edge detecton and mage enhancement a part of mage processng. The purpose ths fnal project to research result a mage edge wth of mage enhancement, so that edge detecton s repared a mage qualty better than mage whch not yet repared wth the mage enhancement. Program used to fnal project a programng Matlab. Methods used wth detect the orgnal mage edge, then a orgnal mage get nose such as salt and pepper, gaussan and blur, then detected by the edge detecton, so that wll be resulted edge detecton the dfferent wth edge detecton from orgnal mage. Image whch get a nose then repared mage enhancement by usng medan, wener, and deblurrng, so that wll be got the mage whch same wth the orgnal mage. So also edge detecton s resulted much the same edge detecton from orgnal mage. Repearng mage enhancment use ndex qualty Q. Image enhance success f second ndex qualty better than ndex qualty frst. In the research mage are used Jupter, Lena, Kds, Pear, and Tape mages. Result are fnal project a mage Jupter, mage Lena, mage, mage Kds, mage Pear, and mage Tape, ndex qualty s better 0,8118 at Jupter mage wth salt and pepper nose, use medan flter and prewtt edge detecton. Index qualty s lower 0,3665 at Pear mage wth gaussan nose, use wenner flter, and canny edge detecton. Keywords: edge, nose, enhancement, mage qualty ndex Pengolahan ctra serng kal menggunakan deteks tep untuk tujuan tertentu. Karena deteks tep merupakan langkah pertama untuk melngkup nformas d dalam ctra. Untuk mendapatkan ctra yang bak sesua yang dngnkan basanya ctra dproses terlebh dahulu dengan perbakan kualtas ctra. Perbakan kualtas ctra dlakukan karena ctra yang menjad objek memlk kualtas yang buruk, msalnya ctra mengalam derau gaussan, salt and pepper, dan blurrng. Sedangkan untuk proses perbakan kualtas ctranya menggunakan metode penaps ctra medan, wenner dan deblurrng. Batasan Masalah Pada tugas akhr n pembahasan akan dbatasa pada permasalahan-permasalahan sebaga berkut. 1. Smulas pada tugas akhr n menggunakan program Matlab.. Pembahasan pada deteks tep pada ctra 3. Pembahasan perbakan kualtas pada ctra 4. Tugas akhr n tdak merancang perangkat kerasnya. 5. Smulas n merupakan alat bantu untuk mengambl keputusan komputer, dengan cara merepresentaskan ctra secara numerk dengan nla-nla dskret. Pada umumnya ctra dgtal berbentuk empat perseg panjang, dan dmens ukurannya dnyatakan dalam tngg kal lebar atau panjang kal lebar. Ctra dgtal yang tnggnya, lebarnya M, dan memlk nla derajat keabuan L dapat danggap sebaga fungs: 0 x M f ( x, 0 y... (.1) 0 f L Ctra dgtal yang berukuran x M basanya dnyatakan dalam bentuk matrk yang berukuran bars dan M kolom sebaga berkut: f (0,0) f (1,0) f ( x, f ( 1,0) f ( 1,1) f (1, M ) f ( 1, M 1) Ctra Dgtal Ctra dgtal merupakan ctra yang dhaslkan dar pengolahan dengan menggunakan Achmad Hdayatno adalah dosen d jurusan Teknk Elektro Fakultas Teknk Unverstas Dponegoro Jl. Prof. Sudharto S.H Tembalang Semarang 5075 R. Rzal Isnanto (rzal_snanto@yahoo.com) adalah dosen d jurusan Teknk Elektro Fakultas Teknk Unverstas Dponegoro Jl. Prof. Sudharto S.H Tembalang Semarang 5075 Bahrun am (baauuh@yahoo.com) adalah mahasswa d jurusan Teknk Elektro Fakultas Teknk Unverstas Dponegoro Jl. Prof. Sudharto S.H Tembalang Semarang 5075 f (0,1) f (0,0) f (0, M )... (.) Deteks Tep Tep adalah perubahan nla ntenstas derajat keabuan yang mendadak (besar) dalam jarak yang sngkat. Terdapat tga macam tep d dalam ctra dgtal, yatu:

2 a. Tep Curam Tep curam adalah tep dengan perubahan ntenstas yang tajam. Arah tep berksar Gambar.1 menunjukan deteks tep tpe tep curam. Arah tep dhtung denga persamaan 1 A x, y tan S x / S y...(.4) Operator Prewtt Persamaan graden pada operator Prewtt sama sepert operator Sobel, tetap menggunakan nla konstanta c = 1 Gambar.1Tep curam b. Tep Landa Tep landa yatu tep dengan sudut arah yang kecl. Tep landa dapat danggap terdr dar sejumlah tep-tep lokal yang lokasnya berdekatan. Gambar. menunjukan deteks tep tpe tep landa. Operator Roberts Operator Roberts serng dsebut juga operator slang. Graden Roberts dalam arah-x dan arah-y dhtung dengan rumus: R x, y f x 1, y 1 f x, y... (.5) R x, y f x, y 1 f x 1, y... (.6) Gambar. Tep landa c. Tep yang mengandung derau Umumnya tep yang terdapat pada aplkas vs komputer mengandung derau. Operas penngkatan kualtas ctra dapat dlakukan terlebh dahulu sebelum pendektesan tep. Gambar.3 menunjukan deteks tep tpe tep curam dengan derau. Gambar.4. Operator slang Gambar.4 menunjukan bahwa operator R + adalah hampran turunan berarah dalam arah 45 0, sedangkan operator R - adalah hampran turunan berarah dalah arah Dalam bentuk maks konvolus, operator Roberts adalah: Gambar.3 Tep curam dengan derau Deteks tep memlk berbaga macam operator dalam mendeteks tep suatu ctra, yatu: Operator Sobel Pengaturan pksel d sektar pksel (x,: Operator sobel adalah magntude dar graden yang dhtung dengan M s x s y... (.3) Turunan parsal dhtung dengan S x = (a + ca 3 + a 4 ) (a 0 + ca 7 + a 6 ) S y = (a 0 + ca 1 + a ) (a 6 + ca 5 + a 4 ) Dengan konstanta c adalah, dalam bentuk mask, s x dan s y dapat dnyatakan sebaga: Operator Canny Pendekatan algortma canny dlakukan dengan konvolus fungs gambar dengan operator gaussan dan turunan-turunannya. Turunan pertama dar fungs ctra yang dkonvoluskan dengan fungs gaussan, g(x, = D[gauss(x, * f(x,]... (.7) ekvalen dengan fungs ctra yang dkonvoluskan dengan turunan pertama dar fungs gaussan, g(x, = D[gauss(x,] * f(x,... (.8) Oleh karena tu, memungknkan untuk mengkombnaskan tngkat kehalusan dan pendektesan tep ke dalam suatu konvolus dalam satu dmens dengan dua arah yang berbeda (vertkal dan horzontal). Penaps Ctra Penapsan ctra bertujuan untuk menekan gangguan pada ctra. Gangguan tersebut basanya muncul sebaga akbat dar hasl pemrosesan yang tdak bagus (sensor, photographc gran nose) atau akbat saluran transms (pada pengrman data).

3 (a) Degradas (Blurrng) Gambar.7 memperlhatkan model degradas yang dalam hal n jka f(x, adalah ctra asl dan g(x, adalah ctra terdegradas, maka g(x, adalah perkalan f(x, dengan operator dstors H dtambah dengan derau adtf n ( x, : g(x, = Hf(x, + n(x,...(.11) (b) Gambar.5. Penghlangan derau dengan penaps medan Angka yang d contohkan pada gambar.5 adalah yang mempunya nla 35. Urutan angka tersebut adalah: dar kelompok tesebut adalah 10 (dcetak tebal). Ttk tengah dar jendela (35) sekarang dgant dengan nla medan (10). Hasl dar penapsnya adalah dperlhatkan pada gambar.5(b). Jad, penaps medan menghlangkan nla yang sangat berbeda dengan nla tetangganya. ose pada Ctra Berdasarkan bentuk dan karakterstknya, ada beberapa macam jens derau yatu: (1) Gaussan () Salt and Macam-macam derau dapat dlhat pada Gambar.6: (a) (b) Gambar.6. Macam-macam nose (a) gaussan (b) salt & pepper Efek dar gaussan derau n, pada gambar muncul ttk-ttk berwarna yang jumlahnya sama dengan prosentase derau. Ctra berderau adtf dapat dnyatakan sebaga: g(,j) = f(,j)+n(,j)... (.9) Derau adtf Gaussan menambahkan derau puth Gaussan n(,j) dengan rerata m dan varans v pada ctra asl f(,j) Sedangkan derau salt and pepper sepert halnya taburan garam, akan memberkan warna puth pada ttk yang terkena derau. Derau salt-andpepper dapat dmodelkan sebaga: z, j dengan peluang p g(, j)... (.10) f (, J) dengan peluang 1p Dengan g(,j) merupakan ctra terobservas atas ctra asl f(,j), dan z(,j) merupakan derau mpulsfnya. Gambar.7. Ctra Asl Gambar.8. Ctra Blur Derau n( x, adalah snyal adtf yang tmbul selama akuss ctra sehngga menyebabkan ctra.7 menjad rusak (mengalam degradas). (Catatan: Ctra f(x, sebenarnya tdak ada; ctra f(x, adalah ctra yang dperoleh dar akuss ctra pada konds sempurna). Perhatkan bahwa model n mengasumskan bahwa degradas nvaran secara spasal sehngga dapat dpandang sebaga penaps lnear dan snyal adtf. Secara rngkas, dapat dtuls sebaga bentuk matrks vektor G = H*f + n...(.1) Jka H adalah fungs dwmatra, maka persamaan (.11) dapat dpandang sebaga konvolus fungs n dengan ctra f(x, menghaslkan dstors. Dengan demkan, persamaan (.11) dapat dtuls sebaga g(x, = H(x, * f(x, + n(x,...(.13) Deblurrng Operator dstors pada persamaan (.13) dsebut juga pont spread spectrum (PSF). Ctra terdegradas dapat kta tuls sebaga: Ctra terdegradas = ctra asl * PSF + derau adtf...(.14) Jad, berdasarkan model degradas pada persamaan (.11), pekerjaan mendasar pada deblurrng adalah dekonvolus ctra kabur (blur) dengan PSF. (Catatan: dekonvolus adalah proses yang membalkkan efek konvolus). Dengan kata lan, kualtas ctra hasl deblurrng terutama dtentukan oleh pengetahuan PSF. Gambar.9. Ctra Asl Gambar.10. Ctra Blurrng Gambar.11. Ctra Deblurrng

4 Gambar.9 merupakan gambar asl sebelum mengalam proses pengaburan (blurrng). Gambar.10 merupakan gambar setelah mengalam proses pengaburan (blurrng), dan gambar.11 merupakan gambar yang mengalam proses deblurrng. Indeks Kualtas Alasan dgunakannya ndeks kualtas n adalah karena mudah dalam perhtungannya, dapat dpergunakan untuk berbaga operas pengolahan ctra, dan lebh memberkan perbandngan yang berart dar berbaga macam jens dstors ctra. Msalkan x = (x = 1,,...,) dan y =(y = 1,,...,) berturut-turut adalah ctra yang asl dan ctra yang duj. Indeks kualtas ddefnskan sebaga: 4 xy x y... (.15) Q x y x y dengan 1 x x, 1 y y x x x, y y y xy x x y y 1 1 Cakupan yang dnamk dar Q adalah [-1, 1]. Harga terbak 1 dcapa jka dan hanya jka y = x untuk semua 1,,...,. Harga terendah adalah -1 terjad ketka 1,,...,. y x x untuk semua PERACAGA PROGRAM Perangkat lunak yang dgunakan yatu menggunakan Matlab vars 7.0, sedangkan untuk membuat tamplan antarmukanya menggunakan GUI (Graphcal User Interface). Gambar 3.1 n merupakan dagram alr dar perancangan program yang dbuat. 4 HASIL PEELITIA DA PEMBAHASA Gambar Jupter Gambar 4.1 merupakan deteks tep Sobel Jupter asl. Terdapat juga keterangan yatu Derau 1 adalah derau salt and pepper. Derau adalah derau Gaussan. Derau 3 adalah blurrng Perbakan 1 adalah perbakan dengan menggunakan jens medan. Perbakan adalah perbakan dengan menggunakan jens wener. Perbakan 3 adalah perbakan dengan menggunakan jens deblurrng. Gambar 4.1 Jupter dengan dengan deteks tep Sobel Derau yang dgunakan pada Gambar 4. adalah derau salt and pepper sedangkan perbakannya menggunakan perbakan jens medan. Hasl yang dperoleh dar deteks tep perbakan menunjukan bahwa deteks tep perbakan hampr sama dengan deteks tep dar ctra aras keabuan. Gambar 4. Gambar Jupter dengan derau salt and pepper, perbakan dengan medan, dan deteks tep Sobel Tabel 4.1 merupakan nla ndeks kualtas gambar deteks tep dar gambar Jupter Tabel 4.1 la ndeka kulaltas gambar Jupter o Derau Perbakan Deteks Tep Gaussan Wener Indeks 1 Indeks Sobel 0,48 0,61997 Perwtt 0, ,8118 Roberts 0,134 0,66305 Canny 0, ,74809 Sobel 0, ,5536 Perwtt 0,5109 0,55409 Roberts 0, ,51677 Canny 0, ,4414 Sobel 0, ,70051 Perwtt 0,1908 0,71035 Roberts 0,00 0,70737 Canny 0,0798 0,58809 Gambar Lena Gambar 4.3 merupakan deteks tep Sobel Lena asl. Gambar 3.1 Dagram alr

5 5 memperbak kualtas ctra adalah dengan menggunakan wener. Gambar hasl dar perbakan kualtas ctra tampak terlhat lebh jelas. Operator deteks tep yang dgunakan adalah detekes tep Roberts. Gambar 4.3 Lena dengan dengan tep Sobel Derau yang dgunakan pada gambar 4.4 adalah derau gaussan sedangkan perbakannya menggunakan perbakan jens wener. Terlhat bahwa gambar, setelah mengalam perbakan gambar telhat lebh jelas. Operator deteks tep yang dgunakan adalah deteks tep sobel Sobel. Gambar 4.4 Gambar Lena dengan derau gaussan, perbakan dengan wener, dan deteks tep Prewtt Tabel 4. merupakan nla ndeks kualtas gambar deteks tep dar gambar Lena Tabel 4. la ndeks kualtas gambar Lena o Derau Perbakan Deteks Tep Indeks 1 Indeks Gaussan Wener Sobel 0,9156 0,70904 Perwtt 0,438 0,71018 Roberts 0,1073 0,744 Canny 0,4755 0,80763 Sobel 0,4606 0,50538 Perwtt 0,4657 0,5031 Roberts 0, ,49551 Canny 0,1614 0,4131 Sobel 0, ,6407 Perwtt 0, ,6718 Roberts 0, ,61935 Canny 0, ,4666 Gambar Pears Gambar 4.5 merupakan deteks tep Sobel Pear asl. Gambar 4.6 Gambar Pears dengan derau gaussan, perbakan dengan wener, dan deteks tep Roberts Tabel 4.3 merupakan nla ndeks kualtas gambar deteks tep dar gambar Pears. Tabel 4.3 la ndeks kualtas gambar Pears o Derau Perbakan Deteks Tep Indeks 1 Indeks Gaussan Wener Sobel 0, ,6834 Perwtt 0, ,67943 Roberts 0, ,7917 Canny 0, ,6596 Sobel 0,656 0,35741 Perwtt 0,767 0,360 Roberts 0, ,37351 Canny 0, ,3665 Sobel 0, ,630 Perwtt 0, ,63717 Roberts 0, ,6341 Canny 0, ,4674 Gambar Tape Gambar 4.7 merupakan deteks tep Sobel Tape asl. Gambar 4.7 Gambar Tape dengan deteks tep Canny Derau yang dgunakan pada Gambar 4.8 adalah dearu salt and pepper. Proses perbakan kualtas ctra yang dgunakan adala jens medan, sehngga tarlhat gambar lebh jelas. Pada deteks tep menggunakan operator deteks tep Canny. Gambar 4.5 Pear dengan deteks tep Roberts Derau yang dgunakan pada gambar 4.6 adalah derau gaussan sedangkan untuk

6 Gambar 4.8 Gambar Tape dengan derau salt and pepper, perbakan dengan medan, dan deteks tep Canny Tabel 4.4 merupakan nla ndeks kualtas gambar deteks tep dar gambar Tape Tabel 4.4 la ndeks kualtas gambar Tape o Derau Perbakan Deteks Tep Indeks 1 Indeks Gaussan Wener Sobel 0, ,6939 Perwtt 0, ,69649 Robert 0,1678 0,70986 Canny 0,4159 0,68801 Sobel 0, ,5000 Perwtt 0,4743 0,49586 Robert 0,4677 0,494 Canny 0, ,3104 Sobel 0, ,76891 Perwtt 0, ,77776 Robert 0,1560 0,65841 Canny 0, ,54734 Gambar Kds Gambar 4.9 merupakan deteks tep Sobel Jupter asl. 6 Kesmpulan Dar hasl peneltan dan pembahasan, maka dapat dambl kesmpulan sebaga berkut. 1. Telah dapat dkembangkan sebuah program aplkas untuk menganalss deteks tep Sobel, deteks tep Prewtt, deteks tep Roberts, dan deteks tep Canny pada ctra menggunakan bahasa pemrograman Matlab vers la ndeks kualtas tertngg yang dperoleh ctra Jupter adalah sebesar , dan terendah sebesar la ndeks kualtas tertngg yang dperoleh ctra Lena adalah sebesar , dan terendah sebesar la ndeks kualtas tertngg yang dperoleh ctra Pear adalah , dan terendah sebesar la ndeks kualtas tertngg yang dperoleh pada ctra Tape adalah , dan sebesar la ndeks kualtas tertngg yang dperoleh ctra Kds adalah , dan terendah sebesar la ndeks kualtas kedua memlk nla yang lebh tngg dar pada nla ndeks kualtas pertama, karena ctra mengalam perbakan. 8. Hasl deteks tep suatu ctra dengan jens derau tertentu, taps tertentu, dan deteks tep tertentu memlk ndeks kualtas yang berbeda dbandngkan dengan hasl deteks tep ctra yang lan karena pada elemen matrk antara ctra yang satu dengan ctra yang lan berbeda. DAFTAR PUSTAKA Gambar 4.9 Gambar Kds dengan deteks tep Sobel Tabel 4.5 merupakan nla ndeks kualtas gambar deteks tep dar gambar Kds Tabel 4.5 la ndeks kualtas gambar Kds o Derau Perbakan Deteks Tep Indeks 1 Indeks Gaussan Wener Sobel 0,366 0,6701 Perwtt 0,1735 0,650 Robert 0, ,63456 Canny 0, ,70873 Sobel 0,3559 0,4460 Perwtt 0, ,45466 Robert 0, ,44439 Canny 0, ,41604 Sobel 0,177 0,674 Perwtt 0,1105 0,67983 Robert 0, ,56875 Canny 0,1457 0,60889 Achmad, B. dan K. Frdausy, Teknk Pengolahan Ctra Dgtal menggunakan DELPHI, Ardh Publshng, 005. Ahmad, U., Pengolahan Ctra Dgtal & Teknk Pemrogramannya, Graha Ilmu, 005. Marvn, W. dan A. Prjono, Pengolahan Ctra Dgtal Menggunakan Matlab, Informatka, Bandung, 007 Ptas, I., Dgtal Image Processng Algorthms, Prentce Hall, Sngapore, Jan, A.K., Fundamental of Dgtal Image Processng, Prentce Hall, Inc., Sngapore,1989. Murn, A. dan S. Setawan, Pengantar Pengolahan Ctra, Elex Meda Komputndo, Jakarta,199. Munr, R., Pengolahan Ctra Dgtal dengan Pendekatan Algortmk, Informatka Bandung, 004.

7 7 Bodata Mahasswa ama : Bahrun am IM : LF Tempat/Tgl. Lahr : Brebes / 9 September 1983 Alamat : Tegalglagah Rt 3 /, Kecamatan Bulakamba, Kabupaten Brebes Alamat e-mal : bahrun08@gaml.com Konsentras : Elektronka dan Telekomunkas Menyetuju dan Mengesahkan, Pembmbng I Achmad Hdayatno, S.T., M.T. IP Pembmbng II R. Rzal Isnanto, S.T., M.M., M.T. IP