STMIK AMIKOM PURWOKERTO PENGOLAHAN CITRA. Akuisisi dan Model ABDUL AZIS, M.KOM

Transkripsi

1 PENGOLAHAN CITRA Akuisisi dan Model Dasar Image 1

2 2

3 Apakah itu image / citra? Gambar atau foto atau data visual lainnya, umumnya dalam bentuk 2D atau 3D. Apakah itu digital image? Sebuah image yang berbentuk diskrit Kumpulan nilai intensitas 2D (gray value) Fungsi matrik dua dimensi Apakah itu digital image processing? Proses manipulasi dan analisis picture dengan bantuan komputer. Interpretasi manusia : informasi untuk penampakan yang lebih baik Interpretasi mesin : otomasi pemrosesan mesin 3

4 Langkah Fundamental dalam DIP 4

5 Image Acquisition Digitization / Quantization Image Enhancement and Restoration Capturing Visual data by an imaging sensor Convert data in to discrete form Improving image quality Imaging Image Processing 5

6 6

7 Problem Utama Bagaimana objek 3D yang ada pada dunia nyata dapat ditangkap dan ditampilkan p a d a b i d a n g 2 D x y z y x 7

8 Konsep Awal : Pinhole cameras Model kamera awal : sebuah kubus dengan satu titik lubang kecil (hole). 8

9 Produk awal Pinhole cameras Fotografer pertama adalah Niepce Foto pertama yang terekam adalah pada tahun Pinhole camera digunakan untuk mengatur agar image tidak terlalu gelap atau terang

10 Hasil dari Pinhole Cameras B e b e r a p a dihas ilkan e f e k y a n g d ari Pinhole 10

11 Sample Produk awal Photografi 11

12 12

13 Image Acquisition Penangkapan oleh sensor dan kemampuan untuk melakukan digitasi terhadap sinyal yang ditangkap oleh sensor. Alat yang digunakan Video camera Digital camera Conventional camera converter : & analog-to-digital 13

14 Image di kenakan proses capturedoleh suatu sensor (misal monochrome atau color TV camera) kemudian d i k e n a k a n p r o s e s d i g i t a s i. Bila output dari camera atau sendor tidak langsung dalam bentuk digital maka digitasi dilakukan dengan cara proses konversi analog to digital. 14

15 Camera Camera umumnya terdiri d a r i 2 b a g i a n u t a m a : S e b u a h l e n s a y a n g mengumpulkan radiasi yang memancar dari objek yang menjadi fokus sehingga objek ter s e bu t da p at d it a n gka p sebagaimana objek yang real dalam dunia sesungguhnya. Sebuah semi konduktor yang dikenal sebagai CCD (Charged Coupled Device) yang akan melakukan konversi pancaran image menjadi sinyal elektrik. 15

16 Frame Grabber F r a m e g r a b b e r h a n ya memb u tu hka n s eb u ah circuit untuk melakukan digitasi sinyal elektrik d a r i s e n s o r i m a g i n g untuk menyimpan image dalam memori (RAM) p a d a k o m p u t e r. 16

17 Creating a Digital Image Image Digitization= sampling+quantization 17

18 18

19 Sebuah image di captured- oleh sensor dan diekspresikan sebagai sebuah fungsi kontinyu f(x,y) dari koordinat pada bidang datar. Yang dimaksud dengan proses digitasi adalah bagaimana agar fungsi f(x,y) tersebut kemudian dilakukan proses sampling kedalam matrik dengan ukuran M baris dan N kolom. Kuantitasi image (image quantitation) adalah melakukan assignment terhadap setiap sampling kontinyu menjadi nilai integer. Fungsi image f(x,y) kemudian di-split menjadi K interval. Semakin baik proses sampling (semakin besar nilai M dan N) dan kuantitasi (nilai K yang besar) maka akan semakin baik nilai pendekatan terhadap fungsi konituny image f(x,y). 19

20 20

21 Sinyal Adalah sebuaf fungsi yang memuat informasi. Sebuah image dapat dipandang sebagai fungsi dari ruang spasial 2D : f(x,y).nilai tersebut dapat diartikan sebagai jumlah intensitas cahaya pada suatu titik. Sensor tertentu (CAT dan MRI) dapat berupa sinyal dalam bentuk 3D : f(x,y,z). 21

22 Sinyal pada umumnya adalah sebuah fungsi dengan domain yang kontinyu. Dalam lingkup komputer, sinyal dipandang sebagai nilai diskrit dari domain kontinyu. Dengan demikian sinyal komputer berada dalam dalam lingkup domain diskrit. 22

23 Dalam dunia nyata sinyal juga berupa sebuah nilai real dengan nilai dalam besaran yang tak terbatas. Untuk menyimpan dan memanipulasi sinyal dengan komputer maka nilai tersebut harus dalam bentuk diskrit dengan batasan tertentu. Analog : sinyal dalam bentuk kontinyu secara domain dan range. Digital : sinyal dalam bentuk diskrit secara domain dan range. 23

24 Sampling sampling = pemberian ruang untuk nilai diskret dari domain sinyal kontinyu. sampling-rate = banyaknya sample yang diambil untuk setiap unit dari setiap dimensi, mis : samples per second, frames per second, etc. 24

25 Quantization Quantization = pemberian nilai diskret dari range sinyal. Umumnya dipandang sebagai jumlah bits per sample dari sinyal.mis : 1 bit per pixel (b/w images), 16-bit audio, 24-bit color images, etc. 8 levels = 2^3, uses 3 bits to represent the value of function 25

26 Gray Level Nilai intensitas dari image monochrome f pada koordinat f(x,y) dinyatakan dengan nilai keabuan /gray level (l). Maka l berada pada batasan nilai : adalah positif dan adalah finite Gray Scale adalah : Secara praktis umumnya dikonversi kedalam interval Dimana 0 = Black dan L = White 26

27 Jumlah Bit Banyaknya nilai gray level umumnya dinyatakan dengan pangkat 2 dari integer L = 2 k Jumlah bit yang diperlukan untuk menyimpan image digitasi adalah : b = M x N x k : hasil 27

28 28

29 29

30 Model Matematis Image Model matematis kontinyu : I = f(x,y) Pada komputer, model diskret array 2D : I = matrix(i,j) Nilai diskret dalam file berbentuk ascii : 30

31 Image digital adalah sebuah image f(x,y),yang telah melalui digitasi baik secara koordinat spasial dan brightness/ gray level. Nilai dari f pada setiap titik (x,y) telah proporsional dengan brightness /gray level dari image pada titik tersebut. 31

32 Representasi Image Digital Sebuah image adalah fungsi yang berada pada koordinat 2D : f(x,y). Nilai dari f(x,y) adalah suatu intensitas. Untuk color image maka terdapat 3 fungsi dimana masing-masing fungsi merepresentasikan 1 komponen color. Image digital image dapat direpresentasikan sebagai sebuah matrik. 32

33 33

34 34

35 35

36 Jenis Resolution Spatial resolution Bright / Gray Level resolution Color resolution (Bila image adalah color) Frame rate (Untuk image yang bergerak) 36

37 Spatial and Gray Level Resolution Spatial resolution: # of samples per unit length or area DPI: dots per inch specifies the size of an individual pixel If pixel size is kept constant, the size of an image will affect spatial resolution Gray level / Gray Level resolution: Number of bits per pixel Usually 8 bits Color image has 3 image planes to yield 8 x 3 = 24 bits/pixel Too few levels may cause false contour 37

38 Brightness Resolution Intensity : Brightness Bergantung pada berapa bits yang digunakan saat proses quantization 8-bit : common, 16-bit : X-ray 38

39 Same Pixel Size, different Sizes 39

40 Same Size, Different Pixel Sizes 40

41 Efek Berbeda Resolusi Gray Level 41

42 Different spatial resolution Spatial resolution - How many pixels 42

43 Color Resolution Three brightness component-emitter Additive color property-rgb Subtractive color property-cmy 43

44 RGB yellow red cyan Red component Green component Blue component 44

45 Frame Rate Image Acquisition -sequence of images -Broadcast: 30 frame-per-second 45

46 Kualitas Digital Image Brightness Histograms Horizontal : 8-bit gray scale(0~255) Vertical : Jumlah pixels 46

47 Contrast indication 47

48 48

49 49

50 50

51 51

52 52

53 53