APLIKASI PENGOLAHAN CITRA DIGITAL DENGAN PROSES PERKALIAN DAN PEMBAGIAN UNTUK PENGGESERAN BIT DENGAN MENGGUNAKAN METODE BITSHIFT OPERATORS Apri 1, Herlina 2, Ade 3 1,2 Jurusan Teknik Informatika Sekolah Tinggi Teknik Harapan Medan Jl. HM Jhoni N0 70 Medan, Indonesia 1 apri_prayono@yahoo.com ABSTRAK Citra digital merupakan suatu gambar yang bisa disimpan, ditampilkan, atau diproses oleh suatu komputer. Pengolahan citra adalah memproses suatu citra sehingga menghasilkan citra yang sesuai dengan keinginan kita. Ketika sebuah citra ditangkap oleh kamera, seringkali tidak dapat langsung digunakan sebagaimana diinginkan karena kualitasnya belum memenuhi standar kebutuhan pengolahan. Maksudnya tentu sebuah gambar dapat memberikan informasi yang lebih banyak daripada informasi tersebut disajikan dalam bentuk kata-kata (tekstual). Proses bitshift operators melakukan pengeseran deret bit pada pixel kearah kanan dan kiri sebesar n = 3 bit. Proses bitshift operators menggunakan operator perkalian dan operator pembagian pada citra digital. metode yang digunakan adalah metode bitshift operators. Kata Kunci : Pengolahan Citra, Informasi, Kamera, Bitshift, Perkalian, pembagian. ABSTRACT Digital image is an image that can be stored, displayed, or processed by a computer. Image processing is an image processing to produce images in accordance with our wishes. When an image captured by the camera, often can not directly be used as desired because the quality is not yet meet the standard processing requirements. That is certainly an image can provide more information than the information presented in the form of words (textual). Process bitshift operators do pengeseran series of bits in the pixel to the right and left of n = 3 bits. Process bitshift operators using carrier multiplication and division operators on digital images. method used is the method bitshift operators. Keywords : Image Processing, Information, Camera, Bitshift, multiplication, division. 1. Pendahuluan Citra digital merupakan suatu gambar yang bisa disimpan, ditampilkan, atau diproses oleh suatu komputer. Pengolahan citra memegang peranan yang sangat penting dalam kehidupan sehari-hari, tapi sering tidak disadari akan pentingnya informasi yang ditampilkan dalam suatu pengolahan citra tersebut. Pada sebuah citra digital dimana dilakukan pegeseran bit ke bit antara pixel citra digital dengan pixel tetangga citra digital. Untuk melakukan pegeseran bit menggunakan operatoroperator pada pengolahan citra digital untuk memanipulasi gambar. Pergeseran pada pixel citra digital memiliki batas dari pegeseran sebanyak n = 3 bit, melakukan proses operator perkalian dan proses operator pembagian yang memiliki efek pergeseran yang berbeda-beda. Maka diperlukan sebuah metode dari pengolahan citra digital untuk memproses sebuah aplikasi pengolahan citra digital[3]. Pengolahancitra digital adalah sebuah disiplin ilmu yang mempelajari tentang
teknik-teknik mengolah citra. Pengolahan citra memegang peranan yang sangat penting dalam kehidupan sehari-hari, tapi sering tidak disadari akan pentingnya informasi yang ditampilkan dalam suatu pengolahan citra tersebut[3]. Proses bitshift operators melakukan pengeseran deret bit pada pixel kearah kanan dan kiri sebesar n = 3 bit. Proses bitshift operators menggunakan operator perkalian dan operator pembagian pada citra digital. metode yang digunakan adalah metode bitshift operators. Pengeseran n = 3 bit ke kanan memiliki efek yang sama dengan pembagian citra dengan nilai 2 n, sedangkan pengeseran n = 3 bit ke kiri memiliki efek yang sama dengan perkalian citra dengan nilai 2 n [3]. Berdasarkan uraian diatas maka yang menjadi permasalahan didalam Tugas Akhir ini yaitu : 1. Bagaimana penerapan dengan metode Bitshift Operators sehingga image digital dapat menggeser bit yang ada pada sebuah citra digital dapat di minimalkan dalam pengolahan citra. 2. Bagaimana merancang sebuah perangkat lunak dengan pengolahan citra dengan menggunakan metode bitshift operators. 3. Sebanyak berapakah batas operator bitshift melakukan pergeseran bit pada pixel citra digital. Adapun batasan masalah adalah sebagai berikut : 1. Perangkat lunak dibuat dengan menggunakan bahasa pemrograman VB. NET 2010. 2. Pengeseran tepi kiri dan kanan hanya menggesser n = 3 bit. 3. Operasi untuk melakukan proses pegeseran bit pada citra digital dapat digunakan operator perkalian dan operator pembagian dengan menggunakan metode bitshift dalam pengolahan citra. Penelitian Tugas Akhir ini adalah merancang sebuah perangkat lunak untuk melakukan penggeseran bit citra digital dengan proses perkalian dan pembagian menggunakan Metode Bitshift Operators untuk melakukan proses pegeseran bit citra digital dengan nilai itensitas sebanyak n = 3 bit. Hasil penelitian ini berupa sebuah perangkat lunak yang bermanfaat untuk melakukan penggeseran bit pada citra digital dengan proses operator perkalian dan operator pembagian dengan menggunakan metode bitshift operators[3]. Pengolahan citra digital (Digital Image Processing) adalah sebuah disiplin ilmu yang mempelajari tentang teknik-teknik mengolah citra. Citra yang dimaksud disini adalah gambar diam (foto) maupun gambar bergerak (yang berasal dari webcam). Sedangkan digital disini mempunyai maksud bahwa pengolahan citra/gambar dilakukan secara digital menggunakan computer.sebuah citra digital dapat diwakili oleh sebuah matriks dua dimensi f (x,y) yang terdiri dari M kolom dan N baris, dimana perpotongan antara kolom dan baris disebut piksel (pixel =picture element) atau elemen terkecil dari sebuah citra[1]. Citra yang baik adalah citra yang memiliki kualitas tinggi dan sesuai dengan gambar aslinya serta memiliki informasi yang lengkap dan jelas sesuai dengan apa yang kita inginkan. Namun seringkali citra mengalami penurunan kualitas citra misalnya, terjadinya cacat pada citra (derau), terlalu kontras, kurang tajam warnanya, terlalu lembut dan lain sebagainya. Citra yang seperti ini lebih sulit untuk diinterpretasikan, karena informasi yang disampaikan menjadi kurang sempurna atau berkurang kualitasnya. Dengan adanya kekurangankekurangan ini maka citra tersebut harus dimanipulasi menjadi citra baru yang kualitasnya lebih baik dari citra sebelumnya[2]. Tentu saja citra semacam ini menjadi lebih sulit diinterpretasikan karena informasi yang disampaikan oleh citra tersebut menjadi berkurang. Agar citra yang mengalami gangguan mudah diinterpretasikan (baik oleh manusia maupun mesin) maka citra perlu diolah atau dimanipulasi sehingga kualitasnya lebih baik[2]. Citra yang terlihat merupakan cahaya yang direfleksikan dari sebuah objek.
Sumber cahaya menerangi objek yang memantulkan kembali sebagian dari berkas cahaya tersebut dan pantulan cahaya ditangkap oleh alat-alat optik, misalnya mata manusia, kamera, scanner, sensor, satelit, dan kemudian direkam[3]. Semakin besar resolusi sebuah citra digital maka kualitas gambar dari citra digital tersebut semakin baik. Gambar 2.1, menunjukkan pixel-pixel yang ada pada sebuah gambar. Gambar 1 Pixel pada Citra digital Operasi pada citra digital pada dasarnya adalah manipulasi elemen-elemen matriks. Elemen matriks yangdimanipulasi dapat berupa elemen tunggal (sebuah pixel), sekumpulan elemen yang berdekatan, atau keseluruhan elemen matriks. Operasi dasar pengolahan citra digital diantaranya adalah : a. Aras Komputasi Dalam pengolahan citra, dilakukanoperasi terhadap citra asli menjadi citrabaru berdasarkan citra asli. Operasi yangdilakukan pada citra dikategorikansebagai berikut : 1. Aras Titik, yaitu operasi yang menghasilkan output dimana setiap pixel hanya dipengaruhi oleh pixel pada posisi yang sama dari citra asli. 2. Aras Lokal, yaitu operasi yang menghasilkan output dimana setiap pixelnya dipengaruhi olehpixel-pixel tetangganya pada citraasli. 3. Aras Global, yaitu yaitu operasi yang menghasilkan output dimana setiap pixelnya dipengaruhi oleh semua pixel yang ada dalam citra asli. 4. Aras Objek, yaitu operasi inihanya dilakukan pada objek tertentu dalam citra, tujuan operasiini untuk mengenali objak tersebut. b. Operasi Aritmatika Karena citra digital berupa matriks, maka operasi operasi aritmatika matriks juga berlaku pada citra, operasi-operasi yang dilakukan adalah operasi penjumlahan, operasi pengurangan, operasi perkalian, operasi penjumlahan dan pengurangan dengan skalar, operasi perkalian dan pembagian dengan scalar[2]. 1. Operasi penjumlahan dan pengurangan citra A dan B C(x,y) = A(x,y) + B(x,y) C(x,y) = A(x,y) - B(x,y) Operasi penjumlahan citra dapat digunakan untuk mengurangi pengaruh derau (noise) dalam citra, dengan cara merata-ratakan derajat keabuan tiap pixel dari citra yang sama. Operasi pengurangan citra dapat digunakan untuk memperoleh suatu objek dari dua buah citra. 2. Perkalian Citra A dan B C(x,y) = A(x,y) B(x,y) Digunakan untuk mengoreksi kelinieran sensor dengan cara mengalikan matriks citra dengan matriks koreksi. 3. Penjumlahan dan Pengurangan citra dengan nilai Skalar. C(x,y) = A(x,y) + C (2,4) C(x,y) = A(x,y) - C (2,5) Operasi ini dapat digunkan pada saat pencerahan citra. 4. Perkalian dan pembagian citra dengan skalar B(x,y) = C. A(x,y) dan B(x,y) = A(x,y)/C (2,6) 5. Contoh pada operasi perkalian yaitu untuk kalibrasi kecerahan (calibration ofbrighness). Sedangkan pada operasi pembagian, misalnya untuk normalisasi kecerahan (normalization of brightness)[4]. Restorasi citra adalah suatu jenis image processsing yang dilakukan untuk perbaikan/pemugaran terhadap gambar yang buruk sehingga menghasilkan suatu gambar yang baru atau gambar seperti aslinya. Operasi ini bertujuan untuk menghilangkan/meminimumkan cacat pada citra. Untuk menganalisa perbaikan citra, terdapat beberapa metode atau teknik yang dapat digunakan, antara lain: 31 Non Linier, yang dibagi menjadi tiga bagian yaitu
a. Mean Filtering adalah filter yang digunakan untuk menghaluskan gambar yang terlalu kasar. b. Median Filtering, adalah filter yang digunakan untuk memperhalus gambar tetapi tidak sehalus mean filtering dan gambar yang dihasilkan terlihat tidak rapi. c. Modus Filtering adalah filter spatial filtering yang tidak menggunakan mask. 32 Linier, yang dibagi menjadi dua bagian yaitu: a. Brightness Filtering yaitu filter yang digunakan untuk memperjelas gambar yang terlalu gelap, sehingga terang. b. Darkness Filtering yaitu filter yang digunakan untuk mengurangi intensitas gambar yang terlalu terang. 33 Noise Reduction, yang dibagi menjadi dua bagian yaitu: a. Intensity Filtering yaitu membersihkan noise dengan mendeteksi intensitas dari setiap titik di layar. b. Frequency Filtering yaitu membersihkan noise dengan menganalisa jumlah noise yang ada pada gambar. Di dalam perbaikan/pemugaran citra ada beberapa masalah di dalam penganalisaan citra yaitu: 1. Mengurangi atau menghilangkan noise pada citra (Noise Reduction) 2. Mengembalikan warna pada citra yang pudar ke warna yang semula 3. Membuat citra yang kabur atau samar menjadi citra yang cerah. 4. Memperbaiki bagian citra yang rusak 5. Menghaluskan bagian citra yang terlihat kasar 6. Membuat histogram dari citra[5]. Metode bitshift melakukan pengeseran deret bit pada pixel kearah kanan dan kiri sebesar n bit. Proses bitshift ini sama dengan proses perkalian dan pembagian citra. metode yang digunakan adalah metode Bitshift Operators. Pengeseran n bit ke kanan memiliki efek yang sama dengan pembagian citra dengan nilai 2 n, sedangkan pengeseran n bit ke kiri memiliki efek yang sama dengan perkalian citra dengan nilai 2 n. Operasi pembagian citra dapat dilakukan terhadap dua citra input atau sebuah citra input dengan sesuatu konstanta. Operasi pembagian ini memiliki hasil yang mirip dengan operasi pembagian terhadap dua citra dengan operasi pengurangan. Pengeseran n bit ke kiri memiliki efek yang sama dengan perkalian citra Secara matematika dapat dimodelkan seperti berikut ini : Perumusan Pegeseran ke kiri untuk operasi perkalian : Bitshift - left (n) o (x,y) = u (x,y) * 2 n.(1) 00000111 = 7 00000111 digeser ke kiri sebanyak 2 bit 00011100 = 7 * 2 2 = 28 [6] Proses perkalian antara dua citra atau lebih sebenarnya menghasilkan hasil yang hampir sama dengan proses penjumlahan citra karena didalamnya terdapat peningkatan citra. Proses yang dilakukan masih sama seperti pada penjumlahan dan pengurangan dimana setiap pixel citra hasil pada posisi (x,y) tergantung dari hasil perkalian pada titik pixel yang sama dengan citra inpu (Darma, Putra, 2010). Perumusan Pegeseran ke kanan untuk operasi pembagian : Bitshift - right (n) o (x,y) = u (x,y) / 2 n.(2) 00011100 digeser ke kanan sebanyak 1 bit 000011100 = 28/2 1 = 14[7]. Hasil implementasi pada citra dapat dilihat pada gambar dibawah ini : Gambar 2 (a) Citra Input (b) Citra output bitshift ke kanan sebesar 1 bit (c) Citra output bitshift ke kiri sebesar 1 bit. Keterangan : N : Nilai Pergeseran Bit O (x,y): Hasil Pegeseran bit (x,y) U (x,y): Nilai Bit (x,y) X : titik pixel horizontal (baris) Y: titik pixel vertikal (kolom). 2. Metodologi Penelitian Metode yang digunakan dalam penulisan Tugas Akhir ini antara lain :
1. Metode Studi Literatur Mempelajari buku referensi yang berkaitan dengan pengolahan citra digital dan metode bitshift operators. 2. Metode Pengembangan Tahap pembuatan sistem dilakukan dengan menerapkan metode bitshift operators yang digunakan untuk menunjang kelengkapan Tugas Akhir. 3. Metode Perancangan Sistem Merancang program yang diimplementasikan kedalam program komputer, seperti: antar muka (interface) mulai dari form, menu, dan sebagainya. 4. Metode Pengujian Sistem Pengujian perangkat lunak dengan melakukan pengujian program. 3. Analisis Operasi pembagian citra dapat dilakukan terhadap dua citra input atau sebuah citra input dengan sesuatu konstanta. Operasi pembagian ini memiliki hasil yang mirip dengan operasi pembagian terhadap dua citra dengan operasi pengurangan. Pengeseran n bit ke kiri memiliki efek yang sama dengan perkalian citra. 00001010 = 8 00001000 digeser ke kiri sebanyak 2 bit 00001000 = 8 * 2 2 = 32 Perumusan Pegeseran ke kanan untuk operasi pembagian : Bitshift - right (n) o (x,y) = u (x,y) / 2 n 00001000 digeser ke kanan sebanyak 1 bit 000011100 = 32/2 1 = 16 4. Hasil dan Pengujian Implementasi adalah hasil rancangan yang menjadi sebuah program aplikasi yang dapat dioperasikan dan mencapai hasil yang sesuai dengan rancangan.setelah melakukan tahapan analisis dan perancangan maka tindakan selanjutnya adalah pencapaian hasil perangkat lunak yang dibuat. Tampilan form awal, dapat dilihat pada tampilan seperti gambar dibawah ini : 1. Perumusan Pegeseran ke kiri untuk operasi perkalian : Bitshift - left (n) o (x,y) = u (x,y) * 2 n 00000111 = 7 00000111 digeser ke kiri sebanyak 2 bit 00011100 = 7 * 2 2 = 28 Perumusan Pegeseran ke kanan untuk operasi pembagian : Bitshift - right (n) o(x,y) = u (x,y) / 2 n 00011100 digeser ke kanan sebanyak 1 bit 000011100 = 28/2 1 = 14 Gambar 4 Tampilan Form Awal Pada tampilan form open gambar, dapat dilihat pada tampilan seperti gambar dibawah ini : 2. Perumusan Pegeseran ke kiri untuk operasi perkalian : Bitshift - left (n) o (x,y) = u (x,y) * 2 n
Gambar 7 Tampilan Proses Geser kekiri dan kekanan sebanyak 2 bit Tampilan form proses geser kekiri dan kekanan, dapat dilihat pada tampilan seperti gambar dibawah ini : Gambar 5 Tampilan Proses Open Gambar Tampilan form geser kekiri dan ke kanan, dapat dilihat pada tampilan seperti gambar dibawah ini : Gambar 8 Tampilan Proses proses Geser Kekiri dan Kekanan Sebanyak 3 bit Tampilan form proses save, dapat dilihat pada tampilan seperti gambar dibawah ini : Gambar 6 Tampilan Proses Geser kekiri dan kekanan sebanyak 1 bit Tampilan form proses geser keiri dan kekanan, dapat dilihat pada tampilan seperti gambar dibawah ini : Gambar 9 Tampilan Proses Save 5. Daftar Pustaka [1]Fajar Astuti, 2011, Pengolahan Citra Digital, Yogyakarta : Andi. [2]Karnadi, 2011, Pengembangan Aplikasi Digital Image Processing Dengan Microsoft Visual Basic, Diakses pada tanggal 8/06/2014. [3]Putra, Darma. 2010. Pengolahan Citra Digital. Yogyakarta : Andi. [4]Suci Indah, 2011, Perbandingan Algoritma Arithmetic dengan Geometric Mean Filter untuk Reduksi Noise pada Citra, Diakses pada tanggal 8/06/2014.
[5]T. Sutoyo. 2009. Teori Pengolahan Citra Digital. Yogyakarta : Andi. Semarang : Udinus. [6]Yudhiantoro, 2010, Metode Pembelajaran Berbasis Multimedia Flash 8, Jakarta, Sekolah Tinggi Manajemen Informatika Dan Komputer. [7]Wahyu, Setyo, 2011, Analisis Penerapan Metode Median Filter Untuk Mengurangi Noise Pada Citra Digital, Konferensi Nasional Sistem dan Informatika, Bali. Diakses pada tanggal 27/05/2014.