PERANCANGAN PROGRAM APLIKASI PENGURANGAN NOISE PADA CITRA DIGITAL MENGGUNAKAN METODE BERBASIS WAVELET SKRIPSI

Transkripsi

1 PERANCANGAN PROGRAM APLIKASI PENGURANGAN NOISE PADA CITRA DIGITAL MENGGUNAKAN METODE BERBASIS WAVELET SKRIPSI Oleh Varian Citrajaya PROGRAM GANDA TEKNIK INFORMATIKA MATEMATIKA UNIVERSITAS BINA NUSANTARA JAKARTA 2009

2 PERANCANGAN PROGRAM APLIKASI PENGURANGAN NOISE PADA CITRA DIGITAL MENGGUNAKAN METODE BERBASIS WAVELET SKRIPSI Diajukan sebagai salah satu syarat untuk gelar Sarjana pada Program Ganda Jenjang Pendidikan Strata 1 Oleh Varian Citrajaya PROGRAM GANDA TEKNIK INFORMATIKA MATEMATIKA UNIVERSITAS BINA NUSANTARA JAKARTA 2009 ii

3 PERANCANGAN PROGRAM APLIKASI PENGURANGAN NOISE PADA CITRA DIGITAL MENGGUNAKAN METODE BERBASIS WAVELET SKRIPSI Oleh Varian Citrajaya disetujui oleh Pembimbing Wikaria Gazali, S.Si, MT D0225 Haryono Soeparno, Ir., M.Sc., Dr. D0434 PROGRAM GANDA TEKNIK INFORMATIKA MATEMATIKA UNIVERSITAS BINA NUSANTARA JAKARTA iii

4 KATA PENGANTAR Segala hormat dan pujian serta rasa syukur kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas segala anugrah dan kekuatan yang dilimpahkan pada penulis, sehingga tugas skripsi dengan judul PERANCANGAN PROGRAM APLIKASI PENGURANGAN NOISE PADA CITRA DIGITAL MENGGUNAKAN METODE BERBASIS WAVELET yang disusun penulis sebagai syarat untuk menyelesaikan jenjang studi Strata-1 di BINUS University, Jakarta dapat diselesaikan dengan baik. Pada kesempatan ini pula penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak Prof. Dr. Drs. Gerardus Polla, M.App.Sc., selaku Rektor BINUS University, Jakarta yang telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk menyusun skripsi ini. 2. Bapak Iman H. Kartowisastro, Ph.D, selaku dekan fakultas sains BINUS University, Jakarta. 3. Bapak Ir. Sablin Yusuf, M.Sc., M.Comp.Sc., selaku dekan fakultas Ilmu Komputer BINUS University, Jakarta. 4. Bapak Ramir Santos Austria, MAEd., selaku ketua jurusan Matematika BINUS University, Jakarta. 5. Bapak Fredy Purnomo, S.Kom., M.Kom., selaku ketua jurusan Teknik Informatika BINUS University, Jakarta. 6. Bapak Wikaria Gazali, S.Si, MT, dan Bapak Haryono Soeparno, Ir., M.Sc., Dr., selaku dosen pembimbing yang telah meluangkan waktu dan tenaganya, serta memberikan ide-ide dan pengarahan saat membimbing dalam masa pembuatan skripsi ini dari awal hingga selesai. 7. Pihak-pihak yang telah membantu memberikan informasi kepada penulis dalam pembuatan skripsi ini. 8. Orang tua, keluarga dan teman-teman yang telah memberikan dukungan moril maupun materiil. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih belum sempurna, dan oleh sebab itu, penulis sangat terbuka terhadap kritik, serta mengharapkan saran yang membangun dari semua pihak. Akhir kata, penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi seluruh pembaca. Jakarta, Januari 2009 Penulis v

5 DAFTAR ISI Judul luar...i Judul Dalam...ii Halaman Persetujuan Hard Cover...iii Abstrak...iv KATA PENGANTAR...v DAFTAR ISI...vi DAFTAR GAMBAR...viii DAFTAR TABEL...ix DAFTAR LAMPIRAN...x BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah Ruang Lingkup Tujuan dan Manfaat Tujuan Manfaat Metodologi Sistematika Penulisan...5 BAB 2 LANDASAN TEORI Pengolahan Sinyal Definisi Sinyal Dasar-Dasar Pengolahan Sinyal Quadrature Mirror Filter Citra Digital Definisi Citra Digital Pengolahan Citra Analisa Multi Resolusi Noise Definisi Noise Pemodelan Noise Gaussian White Noise Wavelet dan Transformasi Wavelet Definisi Wavelet Transformasi Wavelet Perbandingan Transformasi Wavelet dengan Transformasi Fourier dan Transformasi Fourier Waktu Singkat Wavelet Orthogonal dan Biorthogonal Wavelet Orthogonal Wavelet Biorthogonal Wavelet Daubechies 9/ Transformasi Wavelet 2 Dimensi...33 vi

6 2.6.1 Citra Diskrit Transformasi Wavelet 2 Dimensi Metode Reduksi Noise Berbasis Wavelet Thresholding VisuShrink BayesShrink Algoritma Cycle Spin Context-Based Thresholding...44 BAB 3 PERANCANGAN PROGRAM Analisa Kebutuhan Sistem Transformasi Wavelet Reduksi Noise Invers Transformasi Wavelet Rancangan Program Flowchart dan Sequence Diagram Rancangan Layar Rancangan Modul...58 BAB 4 IMPLEMENTASI DAN EVALUASI Kebutuhan Sistem Pengoperasian dan Tampilan Program Aplikasi Pengoperasian Program Aplikasi Tampilan Program Aplikasi Pengujian Sistem Pembahasan Hasil Hasil Pengujian Keunggulan dan Kelemahan...82 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran...86 DAFTAR PUSTAKA...xi DAFTAR RIWAYAT HIDUP...xiii vii

7 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Proses Downsampling...13 Gambar 2.2 Proses Upsampling...14 Gambar 2.3 Quadrature Mirror Filter...15 Gambar 2.4 Filter bank (pohon wavelet) 3 tingkat...25 Gambar 2.5 Transformasi wavelet 2 dimensi...36 Gambar 2.6 Pohon dekomposisi wavelet gambar Lenna...45 Gambar 3.1 Global flowchart proses dalam sistem...47 Gambar 3.2 Contoh citra digital noisy...48 Gambar 3.3 Citra berwarna dan saluran warnanya...49 Gambar 3.4 Hasil transformasi wavelet Daubechies 9/7 satu tingkat...50 Gambar 3.5 Hasil transformasi wavelet Daubechies 9/7 dua tingkat...51 Gambar 3.6 Flowchart program aplikasi...54 Gambar 3.7 Sequence diagram program aplikasi...55 Gambar 3.8 Rancangan layar menu utama...56 Gambar 3.9 Rancangan layar full size image...57 Gambar 3.10 Rancangan layar Usage Instruction...57 Gambar 3.11 Rancangan layar About...58 Gambar 4.1 Tampilan layar utama...64 Gambar 4.2 Tampilan layar utama setelah citra dipilih...66 Gambar 4.3 Tampilan layar utama setelah pemrosesan citra...66 Gambar 4.4 Gambar-gambar yang digunakan untuk pengujian...68 Gambar 4.5 Pemrosesan terhadap lena512.bmp dengan noise 7%...69 Gambar 4.6 Pemrosesan terhadap lena512.bmp dengan noise 10%...69 Gambar 4.7 Pemrosesan terhadap lena512.bmp dengan noise 12%...70 Gambar 4.8 Pemrosesan terhadap Hospitalized boy.jpg dengan noise 7%...72 Gambar 4.9 Pemrosesan terhadap Hospitalized boy.jpg dengan noise 10%...72 Gambar 4.10 Pemrosesan terhadap Hospitalized boy.jpg dengan noise 12%...73 Gambar 4.11 Pemrosesan terhadap infant1.jpg dengan noise 7%...75 Gambar 4.12 Pemrosesan terhadap infant1.jpg dengan noise 10%...75 Gambar 4.13 Pemrosesan terhadap infant1.jpg dengan noise 12%...76 Gambar 4.14 Pemrosesan terhadap lenna.bmp dengan noise 7%...78 Gambar 4.15 Pemrosesan terhadap lenna.bmp dengan noise 10%...78 Gambar 4.16 Pemrosesan terhadap lenna.bmp dengan noise 12%...79 viii

8 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Koefisien-Koefisien Wavelet Daubechies 9/ Tabel 2.2 Contoh threshold optimal untuk beberapa level dekomposisi wavelet dalam metode BayesShrink untuk sebuah citra dengan simpangan baku noise = Tabel 4.1 Hasil pengujian reduksi noise terhadap citra lenna512.bmp...71 Tabel 4.2 Hasil pengujian reduksi noise terhadap citra Hospitalized boy.jpg...74 Tabel 4.3 Hasil pengujian reduksi noise terhadap citra infant1.jpg...77 Tabel 4.4 Hasil pengujian reduksi noise terhadap citra lenna.bmp saluran Red...80 Tabel 4.5 Hasil pengujian reduksi noise terhadap citra lenna.bmp saluran Green...80 Tabel 4.6 Hasil pengujian reduksi noise terhadap citra lenna.bmp saluran Blue...80 ix

9 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran A Perhitungan MSE dan PSNR... L1 Lampiran B Listing Program... L2 x