Operasi-Operasi Dasar pada Pengolahan Citra Bertalya Universitas Gunadarma 1
Operasi2 Dasar Merupakan manipulasi elemen matriks : elemen tunggal (piksel), sekumpulan elemen yang berdekatan, keseluruhan elemen. LEVEL KOMPUTASI Ada 4 level komputasi : Level titik, level lokal, level global dan level obyek. 2
Level Titik Dilakukan hanya pada piksel tunggal Dikenal dengan operasi pointwise Terdiri dari : Mengakses piksel di lokasi yang diberikan, Memodifikasi dengan operasi linier dan non linier, Menempatkan nilai piksel pada lokasi yang bersesuaian di dalam citra yang baru. Operasi ini diulangi untuk keseluruhan piksel di dalam citra. Citra masukan Secara matematis : f B (x,y) = O titik {f A (x,y)} Citra keluaran Op.linier/non linier 3
Ada 3 macam operasi : a. Berdasarkan intensitas (lihat alg. 4.1 4.3, Rinaldi) Nilai intensitas u piksel diubah dengan transformasi h nilai baru v, v = h(u), u, v ε [0,L] Contoh : operasi Thresholding f(x,y) = { a 1, f(x,y) < T a 2, f(x,y) T Citra biner : a 1 = 0 (hitam), a 2 = 1 (putih) (lihat alg. 4.1) 4
Contoh operasi titik lain : Operasi negatif (alg. 4.2, citra Lena) mengurangi nilai intensitas piksel dari nilai keabuan maksimum f(x,y) = 255 f(x,y) (gray level 256) Pemotongan (clipping) Dilakukan jika nilai intensitas piksel hasil terletak di bawah nilai intensitas min atau di atas nilai intensitas max 255, f(x,y) > 255 f(x,y) = { f(x,y), 0 f(x,y) 255 0, f(x,y) < 0 Image brightening (alg. 4.3, citra Zelda) Diperbaiki dengan menambahkan/ mengurangkan konstanta ke/ darisetiappikseldicitra f(x,y) = f(x,y) + b, jika b = +, kecerahan bertambah, jika b = -, kecerahan berkurang. Operasi clipping perlu diterapkan. 5
b. Berdasarkan geometri Posisi piksel posisi baru, intensitas tidak berubah (rotasi, translasi, dilatasi, distorsi geometri) c. Gabungan intensitas + geometri Selain mengubah nilai intensitas piksel, juga posisinya (image morphing). 6
Level Lokal Menghasilkan citra keluaran yang intensitas suatu piksel bergantung pada intensitas piksel tetangga Secara matematis : f B (x,y) = O lokal {f A (x i,y j ); (x i,y j ) ε N(x,y)} Contoh : operasi konvolusi untuk deteksi tepi dan image smoothing (bab 7 & 8) Piksel sekitar (x,y) 7
Level Global Menghasilkan citra keluaran yang intensitas suatu piksel bergantung pada intensitas keseluruhan piksel Secara matematis : f B (x,y) = O global { f A (x,y) } Contoh : operasi penyetaraan histogram. 8
Level Obyek Hanya dilakukan pada obyek tertentu di dalam citra. Bertujuan untuk mengenali obyek. Menghitung rerata intensitas, ukuran, bentuk dan karakteristik lain dari obyek. Operasi yang sulit. 9
OPERASI ARITMETIKA (alg. 4.4 4.6 Rinaldi) Operasi citra digital adalah operasi matriks. 1. Penjumlahan/ pengurangan, C(x,y) = A(x,y) ± B(x,y) 2. Perkalian, C(x,y) = A(x,y). B(x,y) 3. Penjumlahan/ pengurangan citra dengan skalar, B(x,y) = A(x,y) ± c 4. Perkalian/ pembagian citra dengan skalar B(x,y) = c. A(x,y) Termasuk ke dalam operasi level titik. 10
Penjumlahan (alg. 4.4) C adalah citra baru yang intensitas setiap piksel adalah jumlah intensitas tiap piksel pada A dan B. Jika hasil > 255, maka dibulatkan ke 255 (dianggap sebagai nilai max). Digunakan untuk mengurangi noise, dengan merata2kan gray level piksel citra yang sama yang diambil berkali2. f (x,y) = ½ {f 1 (x,y) + f 2 (x,y)} 11
Pengurangan (alg. 4.5) C adalah citra baru yang intensitas setiap piksel adalah selisih intensitas tiap piksel pada A dan B. Jika menghasilkan nilai negatif, maka operasi clipping perlu dilibatkan. Contoh : memperoleh obyek dari 2 citra, teknik di moving images. Perkalian (alg. 4.6) Digunakan untuk mengoreksi ke-nonlinier-an sensor dengan mengalikan ke matriks koreksi. (ukuran citra dan matriks koreksi N x N. 12
Penjumlahan/ Pengurangan dengan Skalar Intensitas citra baru lebih terang/ lebih gelap. Kenaikan/ penurunan intensitas sama untuk setiap piksel sebesar c. Melibatkan operasi clipping. Perkalian/ Pembagian dengan Skalar Intensitas citra baru lebih terang/ lebih gelap. Kenaikan/ penurunan intensitas setiap piksel sebanding/ berbanding terbalik dengan c. Callibration/ normalization of brightness. = algoritma 4.3, +, - diganti dengan *, / 13
OPERASI BOOLEAN (alg. 4.7 Rinaldi) 1. C(x,y) = A(x,y) and B(x,y) (&) 2. C(x,y) = A(x,y) or B(x,y) ( ) 3. C(x,y) = not A(x,y) (!) Operasi ini penting pada proses morfologi pada citra biner. Operasi not digunakan untuk menentukan komplemen dari citra pada citra biner. 14
OPERASI GEOMETRI (alg. 4.8 4.12 Rinaldi) Koordinat piksel berubah akibat transformasi, sedang intensitas tetap. (>< dari op. aritmatika) f (x,y ) = f(g 1 (x,y),g 2 (x,y)) a. Translasi (pergeseran), x = x + m, y = y + n b. Rotasi, θ = sudut rotasi berlawanan jarum jam, x = x Cos (θ) y Sin (θ), y = x Sin (θ) + y Cos (θ) c. Dilatasi (image zooming), x = s x.x, y = s y.y. Zoom out dengan s x = s y = 2 berarti menyalin setiap piksel sebanyak 4X. Zoom in = ½ berarti 4 piksel yang bertetangga menjadi 1 piksel (lih. Gb. 4.11) 15
d. Flipping (image reflection), ada 2 : horizontal, vertikal Horizontal : pencerminan di sumbu Y (cartesian), B[x][y] = A[N-x][y] Vertikal : pencerminan di sumbu X (cartesian), B[x][y] = A[x][M-y] Pencerminan pada titik asal (cartesian), B[x][y] = A[N-x][M-y] Pencerminan pada garis x = y, B[x][y] = A[y][x] 16
Operasi Aritmetik pada Citra Sumber :(Sistem Visual Manusia dan Pengolahan Citra Dijital-Aniati Murni / UI) Operasi Aritmetik antara dua citra + - x / Band ratio antara citra sensor optik Landsat TM band 3 dan band 4 dapat digunakan untuk analisis vegetasi, begitu juga ratio antara selisih dan jumlahnya. Operasi selisih antara dua citra temporal dapat digunakan untuk deteksi perubahan wilayah. Jakarta in 1994 Jakarta in 1998 (Lapan, 2001) 17
Contoh Operasi Aritmetik pada Citra Operasi selisih antara dua citra temporal dapat digunakan untuk deteksi perubahan wilayah. Jakarta in 1994 Jakarta in 1998 (Lapan, 2001) 18
Contoh Operasi Aritmetik pada Citra Operasi Lojik antara dua citra OR AND NOT Masking (AND) operation dapat digunakan untuk memisahkan antara bagian obyek dan bagian latar belakang pada citra biomedik. Object of interest jaringan paru Mask dengan operasi AND 19