PERBANDINGAN PEMILIHAN TAPIS PENGHAPUS DERAU PADA CITRA BERDASAR SIFAT STATISTIS, PSNR, DAN INDEKS KUALITAS

Transkripsi

1 PERBADIGA PEMILIHA TAPIS PEGHAPUS DERAU PADA CITRA BERDASAR SIFAT STATISTIS, PSR, DA IDEKS KUALITAS Bernadetta Dyah Susant Wdoretno ), Achmad Hdayatno ), R. Rzal Isnanto ) Jurusan Teknk Elektro Fakultas Teknk Unverstas Dponegoro Jl. Prof. Sudarto S.H., Tembalang, Semarang e-mal: pretty_dexta@yahoo.com Abstrak Pada kebanyakan pengolahan ctra, penapsan ctra berderau basanya dterapkan pada pemrosesan awal. Jens taps yang dpaka dplh berdasarkan jens deraunya. Basanya pemlhan n dlakukan secara manual. Mata manusa dapat membedakan jens derau, sehngga dapat memlh taps yang sesua. amun, automatsas pengolahan pada komputer memerlukan berbaga macam teknk pengolahan ctra. Jens derau yang dsmulaskan dalam peneltan n ada tga, yatu salt-and-pepper, Gaussan, dan speckle. Jens tapsnya juga ada tga, yatu medan, Wener, dan homomorfk. penapsan adaptf yang dgunakan ada tga, yatu metode berdasar sfat statsts, PSR, dan ndeks kualtas. Pemlhan taps berdasar sfat statsts dlakukan dengan mencar karakterstk suatu ctra berderau. Jka karakterstk tersebut memenuh salah satu jens derau, secara automats program akan menerapkan taps yang sesua. berdasar PSR dan ndeks kualtas ddasarkan pada nla PSR ataupun ndeks kualtas tertngg. Ctra berderau dtaps dengan ketga jens taps yang dsmulaskan. Ctra tertaps dengan nla PSR ataupun ndeks kualtas tertngg danggap sebaga ctra terbak yang dtaps dengan taps yang sesua. Berdasarkan perbandngan dengan penlaan berdasar sstem penglhatan manusa oleh 0 orang responden, hasl dar peneltan n menunjukkan bahwa metode berdasar ndeks kualtas berhasl menaps derau pada ctra secara adaptf dan palng mendekat penlaan berdasar sstem penglhatan manusa. Kata-kunc: derau, taps, sfat statsts, PSR, ndeks kualtas I. PEDAHULUA A. Latar Belakang Ctra mudah mengalam dstors oleh derau. Ada bermacam-macam derau yang bsa mengurang kualtas ctra. Oleh sebab tu perlu adanya penapsan derau. Taps penghapus derau juga bermacam-macam. Yang menjad masalah adalah taps jens apa yang palng sesua untuk menghapus jens derau tertentu sehngga memberkan hasl yang bak sesua dengan sstem penglhatan manusa. Mata manusa dapat membedakan jens derau, sehngga dapat memlh taps yang sesua. amun kemampuan n tdak dmlk oleh komputer, sehngga dperlukan suatu perangkat lunak yang dapat memlh taps penghapus derau pada ctra sesua dengan jens deraunya. Tugas Akhr n memberkan alternatf pemecahan masalah tersebut, dengan merancang perangkat lunak penghapus derau pada ctra secara adaptf. B. Batasan Masalah Agar tdak menympang jauh dar permasalahan, maka peneltan n mempunya batasan masalah sebaga berkut.. Ctra yang dgunakan adalah ctra aras keabuan dengan format JPEG dan TIFF.. Derau pada ctra dberkan secara smulatf.. Derau pada ctra yang dsmulaskan adalah derau Gaussan, speckle, dan salt-and-pepper. 4. Taps penghapus derau yang dgunakan dalam smulas adalah taps Wener, homomorfk, dan medan. 5. Pemlhan taps berdasar sfat statsts, PSR, dan ndeks kualtas. 6. Program bantu yang dgunakan adalah MATLAB 6.5 II. LADASA TEORI A. Pengertan Ctra Dgtal Secara umum, setap fungs dmensonal yang memuat nformas dapat danggap sebaga ctra. Ctra merupakan keluaran sstem perekaman data. Ctra adalah representas objek yang terlumnas olah energ radas atau objek tersebut yang merupakan sumber energ radas. Ctra dapat bersfat optk, analog, atau bersfat dgtal. Ctra dgtal dapat dperoleh secara automats dar sstem penangkap ctra dgtal yang melakukan proses pencuplkan terhadap suatu objek tga dmens dan membentuk suatu matrks yang elemen-elemennya menyatakan nla ntenstas cahaya. B. Derau pada Ctra Derau merupakan snyal acak yang tdak dngnkan. Setap ctra yang dperoleh sangat dpengaruh oleh alat pengnderaan. Ctra cenderung mudah mengalam dstors oleh derau dengan bermacam-macam tpe. Ada beberapa penyebab tmbulnya derau pada ctra, yatu : a. Jka ctra dpayar dar foto yang dbuat dar flm, maka flm tersebut yang menjad sumber derau. Derau bsa dsebabkan dar flm yang rusak atau karena pemayar tu sendr. b. Jka ctra ddapat langsung dengan format dgtal, mekansme untuk pengumpulan data (msalnya detektor charge-coupled devce) yang menyebabkan tmbulnya derau. c. Transms elektronk data ctra bsa menghaslkan derau. d. Kekurangfokusan kamera dan pergerakan relatf objek terhadap kamera.

2 Jens derau yang dsmulaskan dalam Tugas Akhr n ada tga, yatu derau salt-and-pepper, Gaussan, dan speckle.. Derau salt-and-pepper Derau salt-and-pepper, atau yang buasa dsebut derau shot, merupakan derau yang dsebabkan oleh adanya pksel-pksel yang secara ndvdual rusak atau hlang dar ctra. Derau n menyebabkan adanya bntkbntk htam dan puth yang tdak teratur dan mengganggu ctra.. Derau Gaussan Derau Gaussan adalah derau yang bersfat adtf. Ctra asl yang dtambah dengan derau puth Gaussan membentuk ctra berderau Gaussan.. Derau speckle Derau speckle adalah derau yang bersfat multplkatf. Ctra asl yang dtambah dengan derau yang dkalkan dengan ctra asl membentuk ctra berderau speckle. C. Taps Penghapus Derau pada Ctra. Taps Medan Taps medan bak dgunakan untuk menghapus derau salt-and-pepper, dengan cara menggant nla pksel ctra dengan medan atau nla tengah nla pkselpksel ketetanggaannya.. Taps Wener Taps Wener merupakan metode untuk perbakan ctra dengan menganggap kekaburan sebaga derau.. Taps Homomorfk Taps homomorfk basanya dgunakan untuk menghapus derau speckle. Langkah pertama yang dlakukan dalam penapsan homomorfk adalah melogartma ctra berderau. Kemudan ctra tersebut dtaps dengan taps Wener. Hasl penapsan Wener n deksponenkan dan menghaslkan ctra tertaps homomorfk. D. Penapsan Derau pada Ctra Pada peneltan n jens derau pada ctra danggap tdak dketahu jensnya. Ada tga metode pemlhan taps penghapus derau yang dgunakan, yatu metode berdasar sfat statsts, PSR, dan ndeks kualtas.. Berdasar Sfat Statsts Untuk menaps derau pada ctra dengan metode pemlhan taps berdasar sfat statsts n ddahulu dengan peneltan pendahuluan. Peneltan pendahuluan n dgunakan untuk mendapatkan karakterstk ctra berderau. In dlakukan dengan menghtung jumlah pksel htam dan puth derau pada ctra, serta menerapkan regres lnear terhadap ctra berderau. Penghtungan jumlah pksel htam dan puth derau n dgunakan untuk menentukan jens derau saltand-pepper pada ctra. Sedangkan untuk menentukan jens derau pada ctra adalah Gaussan ataupun speckle dengan regres lnear. dengan persamaan lnear Ctra berderau dmodelkan yˆ a bx, dengan x adalah ctra asl dan ŷ adalah perkraan ctra berderau. Dengan regres lnear metode kuadrat terkecl, dperoleh parameter regres a dan b berdasarkan persaman berkut. a b Y n n XY n X X X X ( X ) X Y ( X ) dengan n adalah jumlah pksel pada ctra ( M ), Y adalah ctra berderau, dan X adalah ctra asl. kuadrat terkecl n berpangkal pada la a dan b yang dperoleh dgunakan untuk membedakan jens derau pada ctra adtf atau multplkatf.. Berdasar PSR berdasar PSR ddasarkan pada nla PSR tertngg. la PSR n dhtung dengan persamaan sebaga berkut. 55 PSR 0log MSE MSE P j Qj j dengan P adalah ctra asl dan Q adalah ctra j tertaps. Ctra berderau dtaps dengan ketga jens taps yang dsmulaskan. la PSR tertngg dar ctra tertaps akan dplh sebaga ctra tertaps.. Berdasar Indeks Kualtas yang sama juga dterapkan untuk pemlhan taps berdasar ndeks kualtas. Msalkan ctra x x,,,...,, ctra XY asl dnyatakan dengan tertaps dnyatakan dengan y y,,,..., j, nla ndeks kualtas dhtung dengan persamaan sebaga berkut. 4 xy x y q x y dengan x x x y y x y xy y ( x x) ( y y) ( x x) ( y y)

3 Indeks kualtas mempunya ksaran [-,]. la terbak dcapa jka dan hanya jka y x untuk semua,,,...,. III. PERACAGA PROGRAM Secara umum pembuatan program smulas n berdasarkan dagram alr sepert Gambar. mula pembacaan ctra yang akan dolah penambahan derau pada ctra penapsan derau pada ctra selesa Gambar. Dagram alr program utama A. Pembacaan Ctra yang Akan Dolah Langkah pertama yang dlakukan adalah membaca berkas ctra yang akan dolah. Pembacaan dlakukan dengan perntah sebaga berkut. A=mread( nama fle ctra.jpg ); atau A=mread( nama fle ctra.tf ); Perntah tersebut akan melaksanakan pembacaan berkas ctra dengan format JPEG atau TIFF. Hasl pembacaan adalah ctra dkenal sebaga matrks ctra_asl, yang kemudan dsebut ctra asl. B. Penambahan Derau pada Ctra Derau yang akan dtambahkan dapat dplh melalu menu popup dengan label Plh Derau. Jka jens derau yang dplh adalah salt-and-pepper, selanjutnya adalah memasukkan nla kerapatan derauu. Jka jens deraunya Gaussan atau speckle, nla yang perlu dmasukkan adalah varans. Setelah memlh jens derau dan memasukkan parameter derau (kerapatan ataupun varans), dlanjutkan dengan menekan tombol Tambah Derau untuk menamplkan ctra berderau. C. Penapsan Derau pada Ctra Untuk memlh metode pemlhan taps penghapus derau dengan menekan tombol Sfat Statsts, PSR, ataupun Indeks Kualtas.. Berdasar Sfat Statsts Berdasarkan peneltan pendahuluan terhadap data ctra yang dber derau salt-and-pepper, Gaussan, dan speckle dengan parameter derau sebesar 0,00, 0,00, 0,005, 0,0, 0,0, 0,05, dan 0,, dperoleh karakterstk sebaga berkut. a. Jka nla nsbah jumlah pksel htam terhadap puth derau berksar antara 0,08 sampa dengan,, jens derau pada ctra adalah salt-andpepper. b. Jka parameter regres a berksar antara 0,0978 sampa dengan 0,6, jens derau pada ctra adalah Gaussan c. Jka parameter regres a berksar antara -0,008 sampa dengan 0,0756, jens derau pada ctra adalah speckle. Berdasar PSR berdasar PSR dawal dengan menerapkan ketga jens taps penghapus derau terhadap ctra berderau. Masng-masng ctra tertaps dhtung nla PSR-nya. Ctra tertaps dengan nla PSR tertngg yang akan dplh dan dtamplkan sebaga ctra tertaps.. Berdasar Indeks Kualtas Sepert metode berdasar PSR, metode berdasar ndeks kualtas n dawal dengan menerapkan ketga jens taps penghapus derau pada ctra berderau. Masng-masng ctra tertaps dhtung ndeks kualtasnya. Ctra tertaps dengan nla ndeks kualtas tertngg yang akan dplh dan dtamplkan sebaga ctra tertaps. IV. HASIL PEGUJIA. Sfat Statsts Hasl yang dperoleh dalam pengujan dtunjukkan pada Tabel. Tabel. Hasl pengujan metode berdasar sfat statsts Keberhaslan o Jens derau Parameter derau (%) Salt-and-pepper kerapatan = 0,05 75,76 Gaussan rerata = 0,, varans = 0,05 9,94 speckle varans = 0,05 00 Penghtungan prosentase keberhaslan dlakukan menurut persamaan berkut. tertaps medan Keberhaslan = 00% data ctra. PSR Hasl yang dperoleh dalam pengujan dtunjukkan pada Tabel. Tabel. Hasl pengujan metode berdasar PSR Keberhaslan o Jens derau Parameter derau (%) Salt-and-pepper kerapatan = 0,05 00 Gaussan rerata = 0,, varans = 0,05 6,64 speckle varans = 0,05 57,58 Penghtungan prosentase keberhaslan dlakukan menurut persamaan berkut. Keberhaslan = tertaps Wener 00% data ctra

4 4. Indeks Kualtas Hasl yang dperoleh dalam pengujan dtunjukkan pada Tabel. Tabel. Hasl pengujan metode berdasar PSR Keberhaslan o Jens derau Parameter derau (%) Salt-and-pepper kerapatan = 0,05 00 Gaussan rerata = 0,, varans = 0,05 7,7 speckle varans = 0,05 66,67 Penghtungan prosentase keberhaslan dlakukan menurut persamaan berkut. tertaps homomorfk Keberhaslan = 00% data ctra 4. Knerja pemlhan Taps dalam Menghapus Derau Berkut n akan dtamplkan hasl pengujan ketga metode pemlhan taps dalam menghapus derau pada ctra. a. Derau salt-and-pepper Tabel 4. Kemampuan menghapus derau salt-andpepper o Pemlhan Taps Jumlah Ctra dengan Taps Terplh med Wen hom kerapatan Sfat Statsts 0, , , , , , , Jumlah PSR 0, , , , , , , 0 0 Jumlah Indeks Kualtas 0,00 0 0, , , , , , 0 0 Jumlah b. Derau Gaussan Tabel 5. Kemampuan menghapus derau Gaussan Jumlah Ctra dengan Taps Terplh o Pemlhan Taps kerapatan med Wen hom Sfat Statsts 0, , , ,0 0 0,0 0 0,05 0 0, Jumlah 9 0 PSR 0, ,00 9 0, , ,0 8 0, , 7 Jumlah Indeks Kualtas 0,00 0 0, , ,0 0 0, , , 6 5 Jumlah c. Derau speckle Tabel 6. Kemampuan menghapus derau speckle Jumlah Ctra dengan Taps Pemlhan Terplh o Taps kerapatan med Wen hom Sfat Statsts 0, , , ,0 0 0, , , 0 0 Jumlah 0 0 PSR 0, ,00 9 0, , , ,05 9 0, 0 0 Jumlah

5 5 Lanjutan Tabel 6 o Pemlhan Taps Jumlah Ctra dengan Taps Terplh med Wen hom kerapatan Indeks Kualtas 0, , , , ,0 0 0,05 0 0, 0 Jumlah Perbandngan Pemlhan Taps dengan Sstem Penglhatan Manusa Untuk menentukan metode pemlhan taps yang sesua dengan penlaan berdasar sstem penglhatan manusa, dlakukan penlaan hasl penapsan ctra berderau oleh 0 orang responden. Penlaan dlakukan terhadap ctra Barbara.jpg, Lena.jpg, dan tru.tf, yang masng-masng dber derau salt-and-pepper dengan kerapatan 0,05, derau Gaussan dengan rerata 0, dan varans 0,05, serta derau speckle dengan varans 0,05. a. Ctra Berderau salt-and-pepper Tabel 7. Penlaan terhadap penapsan ctra berderau Salt-and-pepper Jumlah Responden yang Memlh Ctra Tertaps dengan Perngkat o ama Ctra medan Wener homomorfk I II III I II III I II III Barbara.jpg Lena.jpg Tru.tf b. Ctra Berderau Gaussan Tabel 8. Penlaan terhadap penapsan ctra berderau Gaussan Jumlah Responden yang Memlh Ctra Tertaps o ama Ctra medan Wener homomorfk I II III I II III I II III Barbara.jpg Lena.jpg Tru.tf c. Ctra Berderau speckle Tabel 9. Penlaan terhadap penapsan ctra berderau speckle o ama Ctra Jumlah Responden yang Memlh Ctra Tertaps medan Wener homomorfk I II III I II III I II III Barbara.jpg Lena.jpg Tru.tf V. PEUTUP A. KESIMPULA Berdasarkan penlaan hasl penapsan berdasar sstem penglhatan manusa, yang dwakl oleh 0 responden, terhadap ctra Barbara.jpg, Lena.jpg, dan tru.tf, yang masng-masng dber derau salt-andpepper, Gaussan, dan speckle, metode pemlhan taps yang memberkan hasl palng mendekat penlaan sstem penglhatan manusa adalah metode berdasar ndeks kualtas. B. SARA. Perlu dlakukan peneltan lanjutan tentang pemlhan taps penghapus derau menggunakan jarngan saraf truan (JST), kemudan dbandngkan dengan metode yang sudah dtelt untuk dcar metode terbak.. Peneltan dapat dlanjutkan terhadap jens-jens derau yang lan, msalnya derau Posson, ataupun derau konvolusonal, dengan taps-taps yang lebh bervaras, msalnya dengan menggunakan alhragam ctra, taps pelewat rendah, dan sebaganya. DAFTAR PUSTAKA [] Andrews, H.C. dan B.R. Hunt, Dgtal Image Restoraton, Prentce-Hall, Inc., ew Jersey, 997 [] Darmn, Knerja dan Evaluas Taps-Taps Penghapus Derau pada Ctra, Teknk Elektro Unverstas Dponegoro, Semarang, 00 [] Boedono dan W. Koster, Teor dan Aplkas Statstka dan Probabltas, P.T. Remaja Rosdakarya, Bandung, 00. [4] Galbat, L.J., Machne Vson and Dgtal Image Processng Fundamentals, Prentce-Hall, Inc, ew Jersey, 990. [5] Jan, A.K., Fundamentals of Dgtal Image Processng, Prentce-Hall Internatonal, ew Jersey, 989 [6] Murn, A., Pengantar Pengolahan Ctra, PT Elex Medo Komputndo, Jakarta, 99. [7] Ptas, I., Dgtal Image Processng Algorthms, Prentce-Hall, Cambrdge, 99. [8] Shalkoff, R.J., Dgtal Image Processng and Computer Vson, John Wley and Sons, Inc., Sngapore, 989 [9] Sd-Ahmed, M.A., Image Processng : Theory, Algorthms and Archtecture, McGraw-Hll, Inc., Sngapore, 995 [0] Sudjana, Metoda Statstka, Tarsto, Bandung, 996 [] Wang, Z., A.C. Bovk dan L.Lu, Why s Image Qualty Assessment so Dffcult, research. [] 5

6 6 Bernadetta Dyah Susant Wdoretno LF09958 Mahasswa Teknk Elektro Unverstas Dponegoro angkatan 999, dengan konsentras Elektronka Telekomunkas. Saat n sedang menyelesakan stud Strata- (S). Pembmbng II R. Rzal Isnanto, S.T., M.M., M.T. IP