Operasi-Operasi Dasar pada Pengolahan Citrabertalya.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/16844/OperasiDasar.pdf · Contoh operasi titik lain : ... Operasi citra digital adalah operasi

Operasi-Operasi Dasarpada Pengolahan Citra

BertalyaUniversitas Gunadarma

1

Operasi2 DasarMerupakan manipulasi elemen matriks :• elemen tunggal (piksel), • sekumpulan elemen yang berdekatan, • keseluruhan elemen.

LEVEL KOMPUTASIAda 4 level komputasi :Level titik, level lokal, level global danlevel obyek.

2

Level Titik

3

• 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.Secara matematis : fB(x,y) = Otitik{fA(x,y)}

Citra masukan

Citra keluaran Op.linier/non linier

Ada 3 macam operasi :a. Berdasarkan intensitas (lihat alg. 4.1 – 4.3, Rinaldi)

Nilai intensitas u piksel diubah dengan transformasi h nilaibaru v,

v = h(u), u, v ε [0,L]Contoh : operasi Thresholding

a1, f(x,y) < Tf(x,y)’= {

a2, f(x,y) ≥ T

Citra biner : a1 = 0 (hitam), a2 = 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 maksimumf(x,y)’ = 255 – f(x,y) (gray level 256)

• Pemotongan (clipping)Dilakukan jika nilai intensitas piksel hasil terletak di bawah nilaiintensitas min atau di atas nilai intensitas max

255, f(x,y) > 255f(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 konstantake/ dari setiap piksel di citra

f(x,y)’ = f(x,y) + b, jika b = +, kecerahan bertambah,jika b = -, kecerahan berkurang.

Operasi clipping perlu diterapkan.

5

b. Berdasarkan geometriPosisi piksel posisi baru,intensitas tidak berubah (rotasi,translasi, dilatasi, distorsi geometri)

c. Gabungan intensitas + geometriSelain mengubah nilai intensitaspiksel, juga posisinya (image morphing).

6

Level Lokal

• Menghasilkan citra keluaran yang intensitas suatu piksel bergantungpada intensitas piksel tetanggaSecara matematis : fB(x,y)’ = Olokal{fA(xi,yj); (xi,yj) ε N(x,y)}Contoh : operasi konvolusi untuk deteksitepi dan image smoothing (bab 7 & 8)

Piksel sekitar (x,y)

7

Level Global

• Menghasilkan citra keluaran yang intensitas suatu piksel bergantungpada intensitas keseluruhan pikselSecara matematis : fB(x,y)’ = Oglobal{ fA(x,y) }Contoh : operasi penyetaraanhistogram.

8

Level Obyek

• Hanya dilakukan pada obyektertentu di dalam citra.

• Bertujuan untuk mengenali obyek.• Menghitung rerata intensitas,

ukuran, bentuk dan karakteristiklain 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) ± c4. 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 intensitastiap piksel pada A dan B.

• Jika hasil > 255, maka dibulatkan ke255 (dianggap sebagai nilai max).

• Digunakan untuk mengurangi noise, dengan merata2kan gray level pikselcitra yang sama yang diambil berkali2.f’(x,y) = ½ {f1(x,y) + f2(x,y)}

11

Pengurangan (alg. 4.5) • C adalah citra baru yang intensitas setiap

piksel adalah selisih intensitas tiap pikselpada A dan B.

• Jika menghasilkan nilai negatif, maka operasiclipping perlu dilibatkan.

• Contoh : memperoleh obyek dari 2 citra, teknik di moving images.

12

Perkalian (alg. 4.6) • Digunakan untuk mengoreksi ke-nonlinier-an

sensor dengan mengalikan ke matrikskoreksi. (ukuran citra dan matriks koreksi N x N.

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 morfologipada citra biner.Operasi not digunakan untuk menentukankomplemen dari citra pada citra biner.

14

OPERASI GEOMETRI (alg. 4.8 – 4.12 Rinaldi)

• Koordinat piksel berubah akibat transformasi, sedangintensitas tetap. (>< dari op. aritmatika)f’(x’,y’) = f(g1(x,y),g2(x,y))

a. Translasi (pergeseran), x’ = x + m, y’ = y + nb. 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’ = sx.x, y’ = sy.y.Zoom out dengan sx = sy = 2 berarti menyalin setiappiksel 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, vertikalHorizontal : 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

17

Operasi Aritmetik pada CitraSumber :(Sistem Visual Manusia dan Pengolahan Citra

Dijital-Aniati Murni / UI)

Operasi Aritmetik pada CitraSumber :(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)

Contoh Operasi Aritmetik pada CitraContoh Operasi Aritmetik pada Citra

• Operasi selisih antara dua citra temporal dapat digunakan untukdeteksi perubahan wilayah.

Jakarta in 1994 Jakarta in 1998(Lapan, 2001)

18

Contoh Operasi Aritmetik pada CitraContoh 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 denganoperasi AND

19