UNIVERSITAS BINA NUSANTARA. Program Studi Ganda Teknik Informatika - Matematika Skripsi Sarjana Program Studi Ganda Semester Ganjil 2005/2006

Transkripsi

1 UNIVERSITAS BINA NUSANTARA Program Studi Ganda Teknik Informatika - Matematika Skripsi Sarjana Program Studi Ganda Semester Ganjil 2005/2006 PERANCANGAN PROGRAM APLIKASI PERBESARAN DAN PENGHALUSAN CITRA-JPEG DENGAN MENGGUNAKAN METODA INTERPOLASI DAN CANNY-DERICHE Paul NIM: ABSTRAK Berbagai teknik penghalusan citra yang memiliki noise sudah dikembangkan dan akan terus dikembangkan selama masih ada unsur-unsur citra yang dihasilkan tidak sesuai dengan yang diinginkan. Saat ini hasil dari penghalusan umumnya menggunakan pelacakan tepi pada piksel tetangganya. Dan hasil dari penghalusan tepi selain dapat menghaluskan piksel-piksel citra, juga harus dapat diproses secara cepat dan perbesaran citra yang dilakukan harus dapat memperkirakan secara tepat warna RGB (Red, Green, Blue) untuk tiap-tiap koordinat piksel secara tepat. Dalam skripsi ini akan ditampilkan suatu aplikasi penghalusan dan perbesaran citra, dengan metoda Canny-Deriche dan interpolasi. Dengan menggunakan suatu citra, data citra ini akan diperhalus dan diperbesar sesuai dengan besar citra yang dikehendaki. Warna dari piksel-piksel yang hilang akibat noise diharapkan tidak memperlihatkan perubahan yang significant pada citra yang akan diperhalus dan diperbesar. Hal ini tentu saja tidak lepas dari perkiraan pengaruh warna RGB pada piksel-piksel yang bertetanggaan. Citra yang digunakan dalam perancangan ini adalah citra dengan format JPEG, yang merupakan citra hasil kompresi lossy. Dalam proses penghalusan citra akan dihitung perkiraan data citra bayangan yang akan dijumlahkan pada piksel citra awal. Sedang dalam proses perbesaran, citra hasil penghalusan akan diperbesar sesuai dengan besaran yang diinginkan. Dengan memperkirakan warna dari piksel-piksel yang kosong. Rancangan ini berbasiskan pada penghalusan dan perbesaran citra dimana pengguna memperkirakan warna piksel citra untuk piksel yang memiliki noise. Dan pada saat telah diperkirakan noise-nya, citra dapat diperbesar sesuai dengan perbesaran yang dikehendaki. Dari perancangan ini memperlihatkan hasil yang cukup baik untuk piksel yang memiliki noise. Kata Kunci:noise dan lossy v

2 PRAKATA Puji syukur dipanjatkan kepada Tuhan, karena oleh-nya penulis dapat menyelesaikan tugas Skripsi yang berjudul: PERANCANGAN PROGRAM APLIKASI PERBESARAN DAN PENGHALUSAN CITRA-JPEG DENGAN MENGGUNAKAN METODA INTERPOLASI DAN CANNY-DERICHE sebagai syarat untuk memperoleh gelar kesarjanaan pada Program Studi Ganda, Jurusan Teknik Informatika Matematika, Jenjang Pendidikan Strata 1. Dalam menyelesaikan tugas Skripsi ini, penulis memperoleh bimbingan, dorongan semangat, fasilitas dari berbagai pihak yang mendukung penulis untuk menyelesaikan tugas tersebut. Ucapan terima kasih disampaikan terutama kepada: Bapak Prof. Dr. Gerardus Polla, M. App. Sc., selaku Rektor Universitas Bina Nusantara, yang telah memberikan kesempatan kepada para mahasiswa untuk menerapkan segala sesuatu yang telah dipelajari selama mengikuti kegiatan belajar dengan mengadakan program studi Skripsi; Bapak Wikaria Gazali, S.Si, MT., selaku Dekan Fakultas MIPA, yang selalu memacu semangat dan kreatifitas setiap mahasiswanya; Bapak Drs. Ngarap Imanuel Manik, M.Kom., selaku Kepala Jurusan Matematika dan Statistika, yang telah memberikan persetujuan terhadap topik Skripsi yang diajukan dan telah menunjuk para pembimbing yang terbaik untuk penulis, serta telah meluangkan waktu untuk menjawab keragu-raguan penulis; vi

3 Bapak Makmuri, Drs MS, selaku Dosen Pembimbing pertama, yang telah meluangkan waktu, memberikan saran, ide, dan dukungan moral sehubungan dengan penulisan Skripsi ini dari awal hingga akhir; Bapak Suryadi Liawatimena, Dr, selaku Dosen Pembimbing kedua, yang telah meluangkan waktu, memberikan saran, ide, dan dukungan moral sehubungan dengan penulisan Skripsi ini dari awal hingga akhir; Civitas akademika Universitas Bina Nusantara dan rekan-rekan, baik yang secara langsung maupun tidak langsung memberikan dukungan kepada penulis; Selain itu, penulis juga mengucapkan terima kasih kepada kedua orang tua yang telah membekali penulis semangat juang, kepercayaan, dan pengertian yang cukup agar penulis dapat menyelesaikan Skripsi ini. Kiranya Skripsi ini bermanfaat bagi para pembaca dan pihak-pihak yang membutuhkan. Dengan tangan terbuka, penulis menerima kritik dan saran agar tulisan ini dapat menjadi lebih berguna dan berkualitas. Terima kasih. Jakarta, Januari 2006 Penulis vii

4 DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL LUAR... i HALAMAN JUDUL DALAM... ii HALAMAN PERSETUJUAN HARDCOVER... iii HALAMAN PERNYATAN DEWAN PENGUJI... iv ABSTRAK... v PRAKATA... vi DAFTAR ISI... viii DAFTAR TABEL... x DAFTAR GAMBAR... xi DAFTAR LAMPIRAN... xii BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Ruang Lingkup Tujuan dan manfaat Rancangan Spesifikasi Rancangan Sistematika Penulisan... 3 BAB 2 LANDASAN TEORI Pengertian citra Definisi Komputer grafik Definisi Sistem visual buatan Definisi Pemandangan dan Digital Image Definisi JPEG, PPM(Portable Pixmap), dan RGBA Definisi Image processing atau pengolahan citra Langkah-langkah yang digunakan dalam penghalusan BAB 3 PERANCANGAN Struktur menu Langkah-langkah metoda yang digunakan STD (Diagram state) dari proses penghalusan dan perbesaran citra Flowchart dari proses penghalusan dan perbesaran citra BAB 4 IMPLEMENTASI DAN EVALUASI Persiapan data Inputan perintah dalam menjalankan program Pengubahan citra JPEG ke citra PPM yang akan dianalisa Analisa proses penghalusan dan perbesaran Analisa waktu yang diperlukan dalam proses penghalusan dan perbesaran Analisa terhadap citra asli viii

5 4.7 Analisa hasil penelitian BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran Open Problem DAFTAR PUSTAKA... DAFTAR RIWAYAT HIDUP... LAMPIRAN... xiii xv xvi ix

6 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 4.1. Nilai data citra terhadap proses gradien Tabel 4.2. Nilai data citra bayangan terhadap proses penghalusan Canny- Deriche Tabel 4.3. Nilai data citra bayangan hasil pemrosesan terhadap nilai Eigen. 45 Tabel 4.4. Nilai data citra bayangan hasil pemrosesan terhadap perhitungan tepi Tabel 4.5. Nilai piksel untuk citra yang baru pada iterasi ke Tabel 4.6. Nilai piksel untuk citra yang baru hasil perbesaran interpolasi Tabel 4.7. Nilai piksel untuk citra yang baru hasil proses penghalusan pada iterasi ke x

7 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Analisa titik-titik pada metoda interpolasi linear Gambar 3.1 Interpolasi pada 3 titik piksel yang digambarkan dalam kubus.. 34 Gambar 3.2 Diagram state pada proses Gambar 3.3 Flowchart proses penghalusan dan perbesaran Gambar 4.1 Citra JPEG dengan ukuran 22x Gambar 4.2 Citra PPM dengan ukuran 22x Gambar 4.3 Penghalusan citra JPEG pada iterasi pertama Gambar 4.4 data citra hasil proses penghalusan pada iterasi ke Gambar 4.5. Perbesaran citra dari hasil penghalusan dengan metoda interpolasi Gambar 4.6 perbandingan citra hasil penghalusan dan perbesaran 2 kali dari citra berukuran 44x Gambar 4.7 Perbandingan citra yang terkena noise dan citra awal xi

8 LAMPIRAN A DAFTAR LAMPIRAN Halaman DAFTAR DATA CITRA dan DATA CITRA BAYANGAN... L.1 Tabel A.1. Nilai data citra terhadap proses gradien... L.1 Tabel A.2. Nilai data citra bayangan terhadap proses penghalusan Canny-Deriche... L.6 Tabel A.3. Nilai data citra bayangan hasil pemrosesan terhadap nilai Eigen... L.12 Tabel A.4. Nilai data citra bayangan hasil pemrosesan terhadap perhitungan tepi... L.17 Tabel A.5. Nilai piksel untuk citra yang baru... L.23 Tabel A.6. Nilai piksel untuk citra yang baru... L.28 Tabel A.7. Nilai piksel untuk citra yang baru hasil perbesaran interpolasi... L.50 LAMPIRAN B LISTING PROGRAM L.56 B.1. File InterpolasidanCannyDeriche.cpp untuk proses-proses dalam Penghalusan dan pembesaran citra... L.56 B.2. File Gbr.h untuk header sebagai modul dalam pemanggilan fungsi-fungsi pada InterpolasidanCannyDeriche.cpp... L.57 xii

9 DAFTAR PUSTAKA Jimmy Wales,Wikipedia(2006). Linear Interpolation, URLhttp://en.wikipedia.org/wiki/Linear_interpolation. Akses : 16Januari Jimmy Wales,Wikipedia(2006). Lossless data compression, URL Akses: 15 Januari Jimmy Wales,Wikipedia(2006). Lossy data compression, URL Akses: 15 Januari Tschumperle David, Inria(1885). LIC-BASED Regularization Of Multi-Valued Images, URL Akses: 18 Desember. Poskanzer, Jef(1991). Portable Pixmap file format, URLhttp://oceancolor.gsfc.nasa.gov/~norman/seawifs_image_cookbook/faux_shu ttle/ppm.html. Akses: 27 November Jimmy Wales, Wikipedia(2006). RGBA, URL Akses : 15 Januari Ranchid Deriche(1990). Fast Algorithms for low level vision, URL ftp://ftpsop.inria.fr/odyssee/publications/1990/deriche:90.pdf. Akses :18 Desember Ranchid Deriche(1987). Using Canny s criteria to derive a recursively implemented optimal edge detector, URL ftp://ftp-sop.inria.fr/odyssee/publications/1987/deriche:87.pdf. Akses 15 November xiii

10 Ahmad, Usman(2005). Pengolahan Citra Digital. Graha Ilmu, Yogyakarta. Xiang, Zhigang & Roy A. Plastock. (2001). Schaum s Outline of Theory and Problems of Computer Graphics, International Edition, McGraw-Hill Book Co. Jain, Anil.K(1989). Fundamental of digital image processing, International Edition, Prentice-Hall, Inc. Andleigh, Prabhat.K & Thakrar, Kiran(1996). Multimedia Systems Design, Prentice- Hall,Inc. Schalkoff, Robert J(1989). Digital image processing and computer vision, John Wiley & Sons. xiv

11 RIWAYAT HIDUP Nama : Paul Tempat, tanggal lahir : Jakarta, 06 Mei 1982 Jenis kelamin : Laki-laki Alamat : Jl. Pekapuran 6 (Gg Betet Dalam) no 10 : RT.05/02 Kelurahan Tanah Sereal Kecamatan Tambora : Jakarta Barat Telepon : (021) Pendidikan Formal SD Bhinneka Tunggal Ika, Jakarta Barat SMP Bhinneka Tunggal Ika, Jakarta Barat SMU Negeri 2, Jakart Barat Program Ganda, Universitas Bina Nusantara, Jakarta xv

12 LAMPIRAN xvi