BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Gangguan pada citra, terutama citra digital dapat disebabkan oleh noise sehingga mengakibatkan penurunan kualitas citra tersebut (Gunara, 2007). Derau atau noise merupakan komponen yang yang tidak dikehendaki kehadirannya pada citra. Ada beberapa penyebab terjadinya noise pada citra, seperti kamera yang tidak fokus, pencahayaan yang kurang dan tidak merata, proses capture yang tidak sempurna atau noise yang sengaja diberikan terhadap citra dengan tujuan menurunkan kualitas citra untuk kepentingan pengujian penghilangan noise terhadap metode-metode reduksi noise. Kehadiran noise sulit untuk dihindari, namun dapat dikurangi dengan melakukan proses restorasi. Restorasi citra adalah proses merekonstruksi atau mendapatkan kembali sebuat citra yang mendekati bentuk aslinya dari sebuah citra yang cacat atau terdegradasi akibat suatu fenomena perusak yang telah diketahui sebelumnya. Restorasi citra yang dimaksudkan pada penelitian ini memiliki pengertian yang berbeda dengan peningkatan kualitas citra (image enhancement), meskipun keduanya sama-sama bertujuan untuk memperbaiki kualitas citra. Restorasi citra memanfaatkan pengetahuan tentang proses terjadinya degradasi untuk memperoleh kembali citra asal, sedangkan image enhancement lebih banyak berkaitan dengan penajaman dari fitur tertentu dalam citra (Munir, 2006). Ada banyak metode yang dapat digunakan untuk melakukan proses restorasi citra yang terdegradasi, salah satunya dengan memanfaatkan metode filtering. Filtering citra merupakan salah satu proses restorasi citra dengan cara menghaluskan dan menghilangkan noise yang ada pada citra (Syarifudin, 2006). Proses filtering sejatinya merupakan proses yang mengambil sebagian sinyal frekuensi tertentu dan membuang sinyal pada frekuensi lain (Sigit, 2005).
2 Proses filtering pada domain frekuensi tidak sama dengan proses filtering pada domain spasial. Citra dikatakan berada pada domain spasial sebenarnya merujuk pada bidang citra itu sendiri. Untuk mendapatkan frekuensi citra yang akan direstorasi, citra tersebut terlebih dahulu ditransformasi dari domain spasial ke domain frekuensi dengan sebuah metode transformasi. Citra dapat dimanipulasi setelah di transformasi ke domain frekuensi. Setelah manipulasi selesai, dilakukan transformasi balik (invers) untuk mendapatkan citra kembali. Pada penelitian yang dilakukan oleh Nugroho. S (2005), metode yang digunakan dalam domain frekuensi dapat digunakan untuk menyelesaikan masalah-masalah tertentu yang sulit jika dilakukan dengan menggunakan metode dalam domain spasial. Noise yang dapat dihilangkan atau dikurangi dengan metode ini adalah noise yang menghasilkan pola tertentu pada spektrum Fouriernya, misalnya berupa garis lurus. Kemudian, berdasarkan penelitian yang dilakukan Wardhani, R.N. & Delimayanti, M.K. (2012), pada domain spatial, High-pass Filtering tidak dapat mereduksi noise, namun justru menambah noise, sedangkan Low-pass Filtering efektif menghilangkan Speckle dan Gaussian noise. Dengan adanya berbagai latar belakang dan kesimpulan yang dihasilkan pada penelitian sebelumnya, penulis melakukan penelitian menggunakan metode Low-pass Filtering yang akan dilakukan dalam domain frekuensi untuk mereduksi noise pada citra, baik citra yang pada dasarnya telah memiliki noise maupun noise yang sengaja dibangkitkan terhadap citra, seperti Exponential dan Rayleigh Noise. Hasil dari metode ini akan dibandingkan dengan hasil dari metode High-pass Filtering. Dari hasil perbandingan kedua metode ini akan diperoleh metode mana yang paling baik dalam mereduksi noise pada citra digital. 1.2 Rumusan Masalah Rumusan masalah pada penelitian ini adalah bagaimana merestorasi citra menggunakan metode filtering pada domain frekuensi, kemudian bagaimana perbandingan hasil restorasi kedua metode tersebut sehingga dapat diketahui metode mana yang lebih baik dalam mereduksi noise pada citra digital.
3 1.3 Ruang Lingkup Penelitian Dalam perancangan prototipe aplikasi pengolahan citra perbandingan Low-pass Filtering dan High-pass Filtering, meliputi beberapa batasan, antara lain: 1. Citra digital yang digunakan sebagai inputan berupa citra warna, berformat bitmap (.bmp), memiliki ukuran maksimal 1024 768, merupakan citra yang telah terkena noise atau citra yang diberi noise. 2. Noise yang ditambahkan pada citra adalah Exponential dan Rayleigh Noise. 3. Citra ditransformasi ke domain frekuensi menggunakan Fast Fourier Transform (FFT). 4. Filter yang akan digunakan adalah Low-pass Filtering dan High-pass Filtering yang masing-masing metode terbagi atas tiga sub-metode yaitu Ideal, Butterworth, dan Gaussian. 5. Untuk perbandingan kinerja masing-masing metode dalam merestorasi citra menggunakan Mean Squared Error (MSE), Peak Signal to Noise Ratio (PSNR) dan Runtime process. 6. Aplikasi berbasis desktop dan dibangun dengan menggunakan bahasa pemrograman Matlab R2012a. 1.4 Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk mengimplementasikan Low-pass Filtering dan Highpass Filtering pada domain frekuensi untuk restorasi citra yang memiliki noise kemudian membandingkan hasil proses filtering tersebut untuk mendapatkan metode yang lebih baik dalam mereduksi noise pada citra digital. 1.5 Manfaat Penelitian Penelitian ini diharapkan dapat dimanfaatkan menjadi salah satu referensi mengenai teknik pemfilteran yang lebih baik diantara Low-pass Filtering dan High-pass Filtering pada domain frekuensi untuk restorasi citra. Selain itu, program yang dibuat dapat digunakan sebagai salah satu alternatif untuk restorasi citra pada domain frekuensi.
4 1.6 Metodologi Penelitian Metode penelitian yang dilakukan dalam penelitian ini adalah: 1. Studi Pustaka Pada tahap ini akan dilakukan studi literatur dengan mengumpulkan referensi yang dibutuhkan untuk memperoleh informasi dan data yang berkaitan dengan pengolahan citra khususnya filtering, Exponential dan Rayleigh Noise. Referensi dapat berupa buku-buku, artikel-artikel, maupun hasil penelitian yang berkaitan dengan penelitian. 2. Analisis dan Perancangan Sistem Dengan adanya rumusan dan batasan masalah, permasalahan dan kebutuhan dianalisis disertai pembuatan flowchart, Unified Modeling Language (UML), dan perancangan antarmuka (interface) aplikasi. 3. Implementasi Sistem Pada tahap ini akan dilakukan implementasi metode yang digunakan ke dalam bentuk pengkodean (coding) dalam bahasa pemrograman Matlab. 4. Pengujian Pada tahap ini akan dilaksanakan pengujian terhadap sistem berdasarkan keberhasilan dari pengolahan citra berupa proses pembangkitan noise dan filtering citra, kemudian memindahkan data hasil filtering dari masing-masing metode (nilai Mean Squared Error (MSE), Peak Signal to Noise Ratio (PSNR), dan runtime process) ke dalam bentuk tabel untuk dilakukan perbandingan secara manual. 5. Dokumentasi Selama pembuatan prototipe, dilakukan penyusunan laporan dari hasil analisis dan perancangan sistem dalam bentuk tulisan.
5 1.7 Sistematika Penulisan Sistematika penulisan skripsi ini terdiri dari beberapa bagian utama, yaitu: BAB I PENDAHULUAN Bab ini berisi latar belakang judul yang diangkat, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, metodologi penelitian dan sistematika penulisan. BAB II LANDASAN TEORI Bab ini berisi teori mengenai pengolahan citra, metode Lowpass Filtering dan High-pass Filtering dan noise yang akan direduksi, serta materi-materi yang relevan dengan penelitian. BAB III ANALISIS DAN PERANCANGAN Bab ini membahas tentang analisis sistem yang meliputi analisis masalah, analisis fungsional dan non-fungsional, analisis metode Low-pass Filtering dan High-pass Filtering, diagram Unified Modeling Language (UML), pseudocode program, Flowchart dan perancangan tampilan antarmuka (interface) sistem. BAB IV IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN Bab ini berisi implementasi sistem dan pembuatan program sesuai dengan analisis dan perancangan sistem kemudian dilakukan pengujian terhadap sistem, serta pembahasan dari hasil pengujian. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Berisi kesimpulan yang diperoleh dari hasil penelitian dan saran-saran yang berguna untuk pengembangan penelitian selanjutnya.