UNIVERSITAS BINA NUSANTARA Program Ganda Teknik Informatika - Matematika Skripsi Sarjana Program Ganda Semester Ganjil 2006/2007 Devinatalia NIM : 0600670644 Abstrak Gambar sebagai salah satu media informasi sangatlah efektif untuk digunakan karena terbukti handal dalam penyampaian informasi dengan penyajiannya yang lebih menarik bagi indera manusia. Adanya warna pada gambar merupakan salah satu faktor yang membuat gambar menjadi terlihat menarik. Selain itu, dengan adanya warna juga dapat memperjelas maksud dan tujuan dari gambar itu sendiri. Pada umumnya gambar yang tidak memiliki warna kurang baik untuk menyampaikan informasi. Oleh karena itu, skripsi ini membahas peningkatan kualitas visual citra dengan mewarnai gambar grayscale agar informasi dapat ditampilkan lebih jelas. Aplikasinya dapat dilakukan untuk mewarnai foto tua hitam putih, film klasik, dan ilustrasi ilmiah. Untuk mewarnai gambar grayscale maupun mengubah warna dari suatu gambar yang sudah berwarna, sudah banyak dibuat softwarenya dalam bidang periklanan, perfilman, mau pun pada studio photo. Karena itu, rincian proses pewarnaan ini tidak pernah dipublikasikan. Namun, beberapa artikel menjelaskan bahwa software ini masih membutuhkan campur tangan manusia untuk proses pewarnaannya, seperti pada buku mewarnai. Dalam skripsi ini diuraikan semua urutan proses pewarnaan pada gambar grayscale dari awal sampai akhir. Urutan proses pewarnaan pada gambar grayscale ini tidak ada yang dilakukan secara manual, sehingga diharapkan dapat memudahkan user untuk menggunakannya. Kata Kunci Algoritma Image Matching, gambar bitmap, pentransferan warna, digital image processing v
KATA PENGANTAR Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas terlaksananya penulisan skripsi yang berjudul PENERAPAN ALGORITMA IMAGE MATCHING UNTUK PEWARNAAN PADA GAMBAR GRAYSCALE (Studi Kasus Famous Photo Studio) dengan baik dan tepat pada waktunya. Penyusunan dilakukan untuk memenuhi salah satu syarat dalam menyelesaikan studi Strata-1 pada Program Ganda Universitas Bina Nusantara. Dalam kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak atas bantuan yang telah diberikan, baik secara langsung maupun tidak langsung. Ucapan terima kasih ini ditujukan kepada: 1. Orang tua dan saudara yang telah memberikan dukungan penuh berupa moral, material, dan spiritual dalam menyelesaikan skripsi ini. 2. Bapak Prof. Dr. Drs. Gerardus Polla, M.App.Sc, selaku Rektor Universitas Bina Nusantara yang telah memberikan kepercayaan dan kesempatan dalam menyelesaikan skripsi ini. 3. Bapak Wikaria Gazali, S.Si., M.T., selaku Dekan Fakultas MIPA yang telah memberikan kepercayaan dan kesempatan dalam menyelesaikan skripsi ini. 4. Bapak Ngarap Imanuel Manik, Drs., M.Kom., selaku Ketua Jurusan Matematika dan Statistika yang telah banyak membantu memberikan pengarahan dalam menyelesaikan skripsi ini. 5. Bapak Rojali, S.Si, selaku Sekretaris Jurusan Matematika dan Statistika yang telah banyak mebantu memberikan kepercayaan dan kesempatan dalam menyelesaikan skripsi ini. 6. Bapak Don Tasman, S.Mia., SE, S.Si., MM selaku dosen pembimbing yang selalu memberikan dukungan moral dan telah banyak membantu memberikan pengarahan dalam menyelesaikan skripsi ini. 7. Bapak Tri Djoko Wahjono, Ir., M.Sc selaku dosen pembimbing yang selalu memberikan dukungan moral dan telah banyak membantu memberikan pengarahan dalam menyelesaikan skripsi ini. 8. Bapak Winata Chandra selaku Direktur Famous Photo Studio, beserta para karyawan yang telah memberikan kesempatan dan dukungan berupa penjelasan dan data yang terkait dengan pembuatan skripsi ini. 9. Teman-teman yang telah memberikan bantuan, masukan, dorongan, pinjaman buku-buku penunjang (Iwan, Jatra, Fredy, Dewi, Stefanie) kepada penulis dalam menyelesaikan penyusunan skripsi ini. 10. Segenap Dosen Universitas Bina Nusantara yang telah mendidik penulis dari awal hingga selesai perkuliahan. 11. Minorita dan Perpustakaan Universitas Bina Nusantara atas peminjaman skripsi sebagai acuan penulisan skripsi ini. 12. Berbagai pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah memberikan berbagai bantuan, ide, dan saran bagi penyempurnaan penulisan skripsi ini. Penulis menyadari skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, saran dan kritik yang membangun dari rekan-rekan pembaca sangatlah dibutuhkan guna menjadikan skripsi ini lebih baik lagi. vi
Akhir kata, penulis bersyukur apabila skripsi ini dapat berguna bagi kepentingan berbagai pihak. Semoga hasil karya ini dapat bermanfaat dan menambah pengetahuan bagi rekan-rekan pembaca sekalian. Jakarta, Januari 2007 Penulis Devinatalia 0600670644 vii
DAFTAR ISI Halaman Judul Luar...i Halaman Judul Dalam...ii Halaman Persetujuan Hardcover...iii Halaman Pernyataan Dewan Penguji...iv Abstrak... v Kata Pengantar...vi Daftar Isi...viii Daftar Tabel...xi Daftar Gambar...xii Daftar Lampiran...xiv BAB 1 PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Perumusan Masalah... 2 1.3 Ruang Lingkup... 3 1.4 Tujuan dan Manfaat... 3 1.4.1 Tujuan... 3 1.4.2 Manfaat... 4 1.5 Metodologi... 4 BAB 2 LANDASAN TEORI... 5 2.1 Definisi Pengolahan Citra... 5 2.2 Konsep Dasar Rekayasa Piranti Lunak... 5 2.3 Algoritma Image Matching... 6 2.3.1 Pengkonversian Gambar ke Dalam Bentuk l αβ Color Space... 7 2.3.2 Pembuatan Histogram Gambar... 8 2.3.3 Perhitungan Statistika Pixel... 9 2.3.4 Pencocokan Pixel... 9 2.3.5 Pentransferan Warna... 10 2.4 Teori Warna... 11 2.4.1 Linear Color Spaces... 11 2.4.2 Non-Linear Color Spaces... 14 2.5 Gambar Bitmap... 15 2.6 Pixel (Picture Element)... 16 2.7 Format File BMP... 16 2.7.1 Header BMP... 17 2.7.2 Informasi BMP... 18 2.7.3 Palet Warna BMP... 18 2.7.4 Data Pixel BMP... 19 2.8 Histogram Citra... 20 2.8.1 Perataan Histogram... 20 2.8.2 Penyesuaian Histogram... 22 2.9 Teori Statistika... 23 2.9.1 Rata-rata (μ)... 24 viii
2.9.2 Simpangan Baku (σ)... 24 2.10 Prinsip Perancangan Layar... 25 2.11 DFD (Data Flow Diagram)... 25 BAB 3 ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM... 27 3.1 Profil Perusahaan Famous Photo Studio... 27 3.1.1 Sejarah Organisasi... 27 3.1.2 Struktur Organisasi... 28 3.1.3 Lokasi Organisasi... 31 3.2 Analisis... 32 3.2.1 Sistem Berjalan... 32 3.2.2 Analisis Kelemahan Sistem Berjalan... 32 3.2.3 Analisis Pemecahan Masalah... 33 3.3 Perancangan Sistem... 34 3.3.1 Perancangan DFD (Data Flow Diagram)... 34 3.3.2 Perancangan Flowchart... 40 3.3.3 Perancangan User interface... 51 3.3.4 Perancangan Spesifikasi Proses... 59 BAB 4 IMPLEMENTASI DAN EVALUASI... 65 4.1 Implementasi Program Aplikasi... 65 4.1.1 Spesifikasi Perangkat Keras... 65 4.1.2 Spesifikasi Perangkat Lunak... 65 4.2 Tampilan dan Cara Pengoperasian Program Aplikasi... 66 4.2.1 Tampilan Menu Utama... 66 4.2.2 Tampilan Menu New Colorization... 66 4.2.3 Tampilan Form Color Image LAB Convertion from RGB... 68 4.2.4 Tampilan Form Grayscale Image-LAB Convertion from RGB.. 69 4.2.5 Tampilan Form Histogram of Color Image... 70 4.2.6 Tampilan Form Histogram of Grayscale Image... 71 4.2.7 Tampilan Form Specification Result of Histogram s Color Image... 72 4.2.8 Tampilan Form Input Number Pixel s Samples of Color Image 73 4.2.9 Tampilan Form Input Neighborhood Size... 74 4.2.10 Tampilan Form Statistic Calculation... 75 4.2.11 Tampilan Form Match The Pixels... 76 4.2.12 Tampilan Form Result of Colorization... 77 4.2.13 Tampilan Form Help Topic... 77 4.2.14 Tampilan Form About... 78 4.3 Evaluasi Program Aplikasi... 79 4.3.1 Evaluasi Waktu Proses... 79 4.3.2 Evaluasi Ketepatan Gambar yang Dihasilkan... 80 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN... 82 5.1 Kesimpulan... 82 5.2 Saran... 83 ix
DAFTAR PUSTAKA... 84 DAFTAR ACUAN... 85 RIWAYAT HIDUP... 86 LAMPIRAN... L1 FOTOKOPI SURAT SURVEY x
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Tabel Header BMP... 17 Tabel 2.2 Tabel Informasi BMP... 18 Tabel 2.3 Tabel Palet Warna BMP... 18 xi
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Contoh Pentransferan Warna dengan Algoritma Image Matching... 7 Gambar 2.2 Additive Colors RGB... 13 Gambar 2.3 Subtractive Colors CMYK... 13 Gambar 2.4 Struktur File BMP... 17 Gambar 2.5 Format Data Pixel 16 Bit Per Pixel... 19 Gambar 2.6 (a) Histogram Asal... 21 Gambar 2.6 (b) Histogram Setelah Perataan... 21 Gambar 3.1 Struktur Organisasi Famous Photo Studio... 28 Gambar 3.2 DFD Level 0 Aplikasi yang Dibuat... 35 Gambar 3.3 DFD Level 1 Aplikasi yang Dibuat... 36 Gambar 3.4 DFD Level 2 Proses Luminance remapping... 38 Gambar 3.5 DFD Level 2 Proses Perhitungan Statistika... 38 Gambar 3.6 Flowchart Konversi RGB ke l αβ Gambar Warna... 40 Gambar 3.7 Flowchart Konversi RGB ke l αβ Gambar Grayscale... 41 Gambar 3.8 Flowchart Pembuatan Histogram Gambar Warna... 42 Gambar 3.9 Flowchart Pembuatan Histogram Gambar Grayscale... 43 Gambar 3.10 Flowchart Perataan Histogram... 44 Gambar 3.11 Flowchart Penyesuaian Histogram... 45 Gambar 3.12 Flowchart Pengambilan Sampel Pixel Gambar Warna... 46 Gambar 3.13 Flowchart Perhitungan Statistika Gambar Warna... 47 Gambar 3.14 Flowchart Perhitungan Statistika Gambar Grayscale... 48 Gambar 3.15 Flowchart Pencocokan Pixel... 49 Gambar 3.16 Flowchart Pentransferan Warna... 50 Gambar 3.17 Perancangan Form Utama... 51 Gambar 3.18 Perancangan Form untuk Menginputkan Gambar... 52 Gambar 3.19 Perancangan Form Color Image-LAB Convertion from RGB... 53 Gambar 3.20 Perancangan Form Grayscale Image-LAB Convertion from RGB... 54 Gambar 3.21 Perancangan Form Histogram of Color Image... 54 Gambar 3.22 Perancangan Form Histogram of Grayscale Image... 55 Gambar 3.23 Perancangan Form Specification Result of Histogram s Color Image... 56 Gambar 3.24 Perancangan Form Input Number Pixel s Sample of Color Image... 56 Gambar 3.25 Perancangan Form Input Neighborhood Size... 57 Gambar 3.26 Perancangan Form Statistic Calculation... 58 Gambar 3.27 Perancangan Form Match The Pixels... 58 Gambar 3.28 Perancangan Form Result of Colorization... 59 Gambar 4.1 Tampilan Menu Utama... 66 Gambar 4.2 Tampilan Menu New Colorization... 67 Gambar 4.3 Tampilan Form Color Image-LAB Convertion from RGB... 68 Gambar 4.4 Tampilan Form Grayscale Image-LAB Convertion from RGB... 69 Gambar 4.5 Tampilan Form Histogram of Color Image... 70 Gambar 4.6 Tampilan Form Histogram of Grayscale Image... 71 Gambar 4.7 Tampilan Form Specification Result of Histogram s Color Image... 72 Gambar 4.8 Tampilan Form Input Number Pixel s Samples of Color Image... 73 Gambar 4.9 Tampilan Form Input Neighborhood Size... 74 xii
Gambar 4.10 Tampilan Form Statistic Calculation... 75 Gambar 4.11 Tampilan Form Match The Pixels... 76 Gambar 4.12 Tampilan Form Result of Colorization... 77 Gambar 4.13 Tampilan Form Help Topic... 78 Gambar 4.14 Tampilan Form About... 78 xiii
DAFTAR LAMPIRAN Listing Program L1 xiv