PENGHALUSAN CITRA LOKAL ADAPTIF PADA B-SPLINE HIRARKI

Transkripsi

1 PENGHALUSAN CITRA LOKAL ADAPTIF PADA B-SPLINE HIRARKI TESIS SURIATI PROGRAM STUDI S2 TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014

2 PENGHALUSAN CITRA LOKAL ADAPTIF PADA B-SPLINE HIRARKI TESIS Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh ijazah Magister Teknik Informatika SURIATI PROGRAM STUDI S2 TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014

3 PERSETUJUAN Judul Tesis : Penghalusan Citra Lokal Adaptif Pada B-Spline Hirarki Kategori : Tesis Nama Mahasiswa : Suriati N I M : Program Studi : Magister Teknik Informatika Fakultas : ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Komisi Pembimbing: Pembimbing 2 Pembimbing 1 (Dr. Syahril Efendi, MIT) (Prof. Dr. Herman Mawengkang) Diketahui/disetujui oleh Program Studi S2 Teknik Informatika Ketua, (Prof. Dr. Muhammad Zarlis) NIP

4 PERNYATAAN PENGHALUSAN CITRA LOKAL ADAPTIF PADA B-SPLINE HIRARKI TESIS Saya mengakui bahwa tesis ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing telah disebutkan sumbernya. Medan, 3 Januari 2014 Suriati

5 PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS Sebagai sivitas akademika, saya yang bertanda tangan di bawah ini: Nama : Suriati N I M : Program Studi : Magister Teknik Informatika Jenis Karya Ilmiah : Tesis Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif (Non-Exclusive Royalty Free Right) atas tesis saya yang berjudul: PENGHALUSAN CITRA LOKAL ADAPTIF PADA B-SPLINE HIRARKI Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Non- Eksklusif ini, berhak menyimpan, mengalih media, memformat, mengelola dalam bentuk database, merawat dan mempublikasikan tesis saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis dan sebagai pemegang dan/atau sebagai pemilik hak cipta. Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya. Medan, 3 Januari 2014 Suriati

6 Telah diuji pada Tanggal: 3 Januari 2014 PANITIA PENGUJI TESIS Ketua : Prof. Dr. Herman Mawengkang Anggota : 1. Dr. Syahril Efendi, M.IT 2. Prof. Dr. Muhammad Zarlis 3. Dr. Mahyuddin K.M. Nasution, M.IT 4. Dr. Zakarias Situmorang, M.Kom.

7 ABSTRAK Pengolahan citra digital merupakan bagian penting dalam bidang Informatika, khususnya di bidang multimedia. Citra digital yang diperoleh melalui proses pembesaran citra perlu dihaluskan dengan cara yang sesuai, sehingga hasil perbesaran merupakan citra yang menghampiri keadaan citra asal. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan metode penghalusan citra akibat proses pembesaran dengan memperhatikan keadaan lokal untuk citra gambar alamiah. Metode B-Spline dengan interpolasi kuadratik dalam dimensi dua dikombinasikan dengan proses hirarkhi dengan memperhatikan daerah yang perubahannya cepat. Prosedur dilakukan menentukan terlebih dahulu lokasi citra yang perubahan warnanya cepat, kemudian pada kawasan yang ditemukan dilakukan transformasi terhadap setiap 3 3 titik di permukaan citra yang membentuk bujur sangkar. Fungsi Kuadratik digunakan sebagai transformasi. Pemrograman menggunakan Matlab dikembangkan dan dikenakan kepada citra berukuran bervariasi menurut perubahan warna dan ukuran gambar yang diperbesar dua kali dengan jenis jpeg. Hasil proses penghalusan dianalisis dengan menunjukkan grafik nilai warna. Dengan implementasi menggunakan tiga citra yang mempunyai karakteristik yang berbeda, diperoleh bahwa hasil penghalusan menuju kepada gambar aslinya. Kata kunci : Citra, B-Spline, Adaptif. i

8 ABSTRACT LOCAL ADAFTIVE IMAGE REFINEMENT ON HIERARCHICAL B-SPLINE Digital image processing is an important part in the field of Information Technology, especially in the field of multimedia. Digital image is obtained through the process of enlargement of the image needs to be smoothed in an appropriate manner, so that the magnification of an image over to the state of the original image. This research aims to develop a method of smoothing the image due to the enlargement process with regard to local circumstances natural picture images. B - Spline method with quadratic interpolation in two dimensions combined with hierarchy process with attention to areas that change rapidly. The procedure was performed to determine beforehand the location of the image which changes color rapidly, then the transformation region found on every 3 3 a point on the surface to form a square image. Quadratic functions are used as transformation. Programming using MATLAB developed and applied to the image size varies according to changes in the color and size of the image is enlarged twice with jpeg types. Results were analyzed with the smoothing process chart shows the color value. In the implementation using three images that have different characteristics, the results obtained that leads to smoothing the original image. Keywords : Image, B-Spline ii

9 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan yang Maha Pengasih atas segala karunianya yang telah diberikan kepada penulis, sehingga penulis dapat menyediakan tesis sesuai dengan waktu yang telah ditentukan. Tesis ini berjudul PENGHALU- SAN CITRA LOKAL ADAPTIF PADA B-SPLINE HIRARKI. Tesis ini merupakan persyaratan tugas akhir pada Program Studi Magister Teknik Informatika Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi,. Pada kesempatan ini, penulis menyampaikan terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada: Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM &H, M.Sc. (CTM), Sp. A(K) selaku Rektor. Prof. Dr. Muhammad Zarlis selaku Dekan Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi dan juga Ketua Program Studi Magister Teknik Informatika yang telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk mengikuti Program Studi Magister Teknik Informatika di Fasilkom-TI dan juga selaku dosen penguji yang telah banyak memberikan saran dan arahan dalam penulisan tesis ini Seluruh Staf Pengajar pada Fasilkom-TI USU yang dengan sungguh-sungguh telah berusaha memberikan ilmunya kepada penulis selama mengikuti perkuliahan. Seluruh Staf Administrasi Program Studi Magister Teknik Informatika USU yang telah memberikan bantuan dan pelayanan yang baik kepada penulis. Rekan-rekan seperjuangan, mahasiswa angkatan 2011/2012 atas kerja sama, kebersamaan dan bantuannya dalam mengatasi berbagai masalah selama perkuliahan berlangsung. Semoga tesis ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan pihak-pihak yang memerlukannya. Medan, 3 Januari 2014 Penulis, Suriati iii

10 RIWAYAT HIDUP DATA PRIBADI Nama Lengkap (berikut gelar) : Dra. Suriati Tempat dan Tanggal Lahir : Sungai Basa, 19 Agustus 1962 Alamat Rumah : Jl. Air Bersih Ujung 229, : Kompleks Residence No.12, Medan Telepon/Faks/HP : suriati 19@yahoo.com Instansi Tempat Bekerja : Sekolah Tinggi Teknik Harapan Medan Alamat Kantor : Jl. HM Joni 70, Medan DATA PENDIDIKAN SD : SD Neg. Sungai Basa TAMAT: tahun 1974 SLTP : SMP Neg. 2 Medan TAMAT: tahun 1979 SLTA : SMA Hang Tuah Belawan TAMAT: tahun 1982 S1 : Matematika USU TAMAT: tahun 1988 S2 : Teknik Informatika USU TAMAT: tahun 2014 v

11 DAFTAR ISI Halaman ABSTRAK ABSTRACT KATA PENGANTAR RIWAYAT HIDUP DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR i ii iii v vi viii x BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Kontribusi Penelitian 3 BAB 2 LANDASAN TEORI Citra digital Ukuran File Citra Ruang Warna Sistem Pengolahan Citra Definisi Pengolahan Citra Operasi Pengolahan Citra Pembagian permukaan Formulasi B-spline kuadratik Persamaan matriks untuk permukaan spline bikuadratik Interpolasi Warna Spline 16 vi

12 2.6 Spline hirarki Ruang B-Spline produk tensor Ruang dan domain tersarang B-spline basis hirarkis Penghalusan Hirarki Adaptif Matlab untuk pengolahan citra Jenis data dan konversi Perintah di Matlab untuk pengelolaan citra 21 BAB 3 METODE PENELITIAN Langkah-Langkah Penelitian Proses Perbesaran citra Proses pembagian permukaan Formulasi B-spline kuadratik Penentuan persamaan matriks spline bikuadratik Pengembangan Program Proses Interpolasi dengan Matlab Analisis hasil proses dengan Matlab 30 BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil penghalusan Proses penghalusan untuk citra pemotretan yang homogen Proses penghalusan untuk citra hasil lukisan Proses penghalusan untuk citra pemotretan yang heterogen Analisis terhadap penghalusan 33 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran 39 DAFTAR PUSTAKA 40 vii

13 DAFTAR TABEL Nomor Judul Halaman 2.1 Jenis Data dalam Matlab Konversi citra dalam Matlab Sampel nilai komponen warna merah Red dari gambar lukisan Nilai komponen warna merah Red dari hasil pembesaran sebelum dihaluskan Nilai komponen warna merah Red setelah penghalusan pertama Nilai komponen warna merah Red setelah penghalusan kedua 38 viii

14 DAFTAR GAMBAR Judul Halaman 2.1 Array dari piksel keabuan dalam baris dan kolom Array dari piksel dalam koordinat (x, y) Array dari piksel dengan nilai antara 0 (hitam) (putih) Array dari piksel warna dalam baris dan kolom Citra bunga Model penjumlahan dari RGB Matriks representasi citra dalam RGB Model sistem pengolahan citra Proses dalam pengolahan citra Bikubik Citra RGB dengan kanal Merah, Hijau dan Biru Daerah interpolasi Langkah-langkah interpolasi Mekanisme Model Spline Spline kuadratik di setiap sub interval Domain tersarang untuk hirarki spline Pemilihan fungsi basis dengan prosedur iterasi Skema pixel citra sebelum dan setelah perbesaran Diagram alir proses penghalusan Pengembangan Bikubik Citra berukuran 30 30, dan Citra berukuran dan Citra berukuran dari penghalusan pertama dan kedua Citra berukuran dan perbesarannya Citra berukuran dari penghalusan pertama dan kedua Citra berukuran dan perbesarannya ix

15 4.7 Citra berukuran dari penghalusan pertama dan kedua Sampel citra asli, perbesaran dua kali dan hasil pemrosesan pertama dan kedua 38 x