APLIKASI PENGOLAHAN CITRA UNTUK MENGURANGI EFEK NOISE DENGAN MENGGUNAKAN METODE MIDPOINT FILTER BERBASIS ANDROID
1,2
Nico Alfiant1 Jurusan Teknik Informatika Sekolah Tinggi Teknik Harapan Medan Jl. HM Jhoni N0 70 Medan, Indonesia 1
[email protected] ABSTRAK
Citra yang mengalami penurunan mutu atau kualitas, misalnya karena mengandung cacat atau derau (noise), warnanya terlalu kontras, kurang tajam, kabur (blurring), dan sebagainya. Ketika sebuah citra ditangkap oleh kamera, seringkali tidak dapat langsung digunakan sebagaimana diinginkan karena kualitasnya belum memenuhi standar kebutuhan pengolahan. Metode MidPoint Merupakan sebuah filter yang berfungsi mengantikan nilai sebuah piksel dengan nilai rata-rata dari nilai terkecil dan nilai terbesar dari gray-level dalam subimage dibawah jendela ketetanggaan ukuran M xN. Secara sederhana filter midpoint bertujuan untuk menghitung titik tengah antara nilai maksimum dan nilai minimum dalam daerah citra yang diliputi oleh filter. Yang kemudian menghasilkan aplikasi perangkat lunak yang mampu mengurangi efek noise yang mengganggu pada citra digital dengan menggunakan metode MidPoint Filter. Kata Kunci : Citra Digital, Kamera, Noise, Median Filter, MidPoint
ABSTRACT Images that have severely degraded quality, example, because contais defect or noise (noise), the color is too much contrast, less sharp, blur (bluring). When an image captured by camera, usually it can’t directly used how it desired because the quality still not meet standart of processing needs. Mid Point’s method is a filter that have a fungtion to replace value of pixel with average of smallest value and greatest value of gray-level subimage under adjacency window size M x N. In a simple way Midpoint Filter aimed to calculate the midpoint between the maximum and minimum values in the image area covered by the filter. Which then generates a software application that is able to reduce the effects of noise disturbing the digital image using the Midpoint Filter method. Keyword : Images, Camera, Noise, Mid Point Filter
1. Pendahuluan Ketika sebuah citra ditangkap oleh kamera, seringkali tidak dapat langsung digunakan sebagaimana diinginkan karena kualitasnya belum memenuhi standar kebutuhan pengolahan. Misalnya saja citra disertai oleh variasi intensitas yang kurang seragam akibat pencahayaan yang tidak merata, atau lemah dalam hal kontras sehingga objek sulit untuk dipisahkan dari latar belakangnya karena terlalu banyak gangguan dalam citra. Secara umum dapat dikatakan bahwa citra yang demikian kualitasnya masih rendah, baik oleh karena adanya gangguan dalam citra maupun oleh sebab lainnya. Adakalanya citra yang diperoleh dengan cara melukis pada media komputer atau diperoleh dari peralatan kamera digital lainnya terlihat kasar. Derau (Noise) adalah gambar atau piksel yang mengganggu kualitas citra, Derau dapat disebabkan oleh gangguan fisis (optik) pada alat
akuisisi maupun secara disengaja akibat proses pengolahan yang tidak sesuai. Derau (noise) ini pada umumnya mudah dilihat oleh mata, karena tampak sangat berbeda dengan titik-titik tetanggannya. Derau ini diakibatkan oleh lingkungan penginderaan citra, misalnya derau yang diakibatkan sensor citra, buram (blur) akibatnya kamera yang tidak fokus, keadaan atmosfir atau pencahayaan ketika citra ditangkap, dan sebagainya. Perbaikan kualitas citra (image enhancement) merupakan salah satu proses awal dalam pengolahan citra (image preprocessing). Perbaikan kualitas diperlukan karena seringkali citra yang dijadikan objek pembahasan mempunyai kualitas yang buruk, misalnya citra mengalami derau (noise) pada saat pengiriman melalui saluran transmisi, citra terlalu terang/gelap, citra kurang tajam, kabur, dan sebagainya.
Metode Mid Point Filter ini mengganti nilai sebuah pixel dengan nilai rata-rata dari nilai pixel terkecil dan nilai pixel terbesar dari gray-level dalam subimage di bawah jendela ketetanggaan ukuran M x N. Filter ini merupakan kombinasi order statistic dan average. Aplikasi android adalah sistem operasi berbasis linux yang dirancang untuk perangkat seluler layar sentuh seperti telepon pintar dan komputer tablet. Adapun rumusan masalah adalah sebagai berikut : 1. Bagaimana merancang pengolahan citra dalam hal melakukan perbakan citra untuk menghilangkan noise pada citra digital? 2. Bagaimana meningkatkan kualitas sebuah citra yang terdapat noise yang mengganggu pada citra dengan metode MidPoint Filter? Adapun batasan masalah adalah sebagai berikut : 1. Proses perbaikan citra untuk mengurangan efek noise pada citra digital dengan metode Mid Point Filter dengan cara mengganti nilai sebuah pixel dengan nilai rata-rata dari nilai pixel terkecil dan nilai pixel terbesar dari gray-level. 2. Perangkat lunak aplikasi pengolahan citra dibangun dengan menggunakan bahasa pemrograman Java. 3. Perangkat lunak aplikasi pengolahan citra menggunakan resolusi 310x50 pixel dan hanya menampung format citra digital seperti Jpg dan Bmp. Tujuan Penelitian Tugas Akhir ini adalah : 1. Bagaimana melakukan perbaikan citra digital yang terdapat noise yang mengganggu pada citra Digital. 2. Bagaimana merancang sebuah aplikasi pengolahan citra untuk mengurangi efek noise dengan metode MidPoint. Hasil penelitian ini berupa sebuah perangkat lunak yang bermanfaat untuk pegurangan efek noise pada citra digital, untuk meningkatkan kualitas mutu pada citra digital dan melakukan perbaikan citra yang terdapat efek noise dengan menggunakn metode Mid Point Filter dalam pengolahan citra. Citra (image) merupakan istilah lain untuk gambar sebagai bentuk informasi visual yang memegang peranan penting dalam komponen multimedia. Seiring dengan perkembangan teknologi di bidang komputerisasi, teknologi pengolahan citra (image processing) telah banyak dipakai di berbagai bidang antara lain bidang kedokteran dan bidang industri hiburan[1]. Citra digital adalah citra yang dapat diolah oleh komputer. Sebuah cita digital menyimpan data berupa bit yang dapat dimengerti oleh manusia dengan visualisasi bit tersebut pada kanvas menjadi gambar. Pengolahan yang dapat dilakukan terhadap citra digital antara lain adalah menampilkan bentuk
gambar, melakukan perubahan terhadap gambar (image editing), dan pencetakan citra digital ke atas media berupa kertas. Citra digital terdiri dari pixelpixel berukuran kecil yang membentuk sebuah bentuk gambar yang dapat dilihat oleh mata manusia. Kepadatan pixelpixel yang ada dalam gambar ini disebut dengan resolusi. Semakin besar resolusi sebuah citra digital maka kualitas gambar dari citra digital tersebut semakin baik[2]. Warna adalah persepsi yang dirasakan oleh sistem visual manusia terhadap panjang gelombang cahaya yang dipantulkan oleh objek. Setiap warna mempunyai panjang gelombang yang berbeda. Warna merah mempunyai panjang gelombang paling tinggi, sedangkan warna ungu mempunyai panjang gelombang paling rendah. Warna-warna yang diterima oleh mata merupakan hasil kombinasi cahaya dengan panjang gelombang berbeda. Kombinasi warna yang memberikan rentang warna yang paling lebar adalah red(R), green(G) dan blue(B) dan warna bukan merupakan besaran fisik tetapi warna merupakan suatu sensasi yang dihubungkan dengan sistem saraf[2]. Pixel (Picture Elements) adalah nilai tiap-tiap entri matriks pada bitmap.Rentang nilai-nilai pixel ini dipengaruhi oleh banyaknya warna yang dapat ditampilkan. Jika suatu bitmap dapat menampilkan 256 warna maka nilai-nilai pixel nya dibatasi dari 0 hingga 255. Suatu bitmap dianggap mempunyai ketetapan yang tinggi jika dapat menampilkan lebih banyak warna[3]. Pengolahan citra merupakan proses untuk menghasilkan citra sesuai dengan keinginan kita atau kualitasnya menjadi lebih baik. Inputannya adalah citra dan keluarannya juga citra tapi dengan kualitas lebih baik daripada citra masukan. Misal citra warnanya kurang tajam, kabur (blurring) dan mengandung noise (misal bintik-bintik putih) sehingga perlu ada pemrosesan untuk memperbaiki citra karena citra tersebut menjadi sulit diinterpretasikan karena informasi yang disampaikan menjadi berkurang[4]. Filtering adalah teknik untuk memodifikasi atau meningkatkan mutu citra. Sebagai contoh, kita dapat memfilter sebuah citra untuk mengutamakan fitur tertentu dan membuang fitur yang lain (noise). Filtering citra digital adalah suatu algoritma matematik yang bernama Finete Impulse Response (FIR) dalam bentuk dua dimensi. Untuk menyaring suatu citra digital, diperlukan sebuah kernel atau sering disebut juga dengan mask dua dimensi.atau Filtering adalah suatu proses dimana diambil sebagian sinyal dari frekuensi tertentu dan membuang sinyal pada frekuensi yang lain. Filtering pada citra juga menggunakan prinsip yang sama, yaitu mengambil fungsi citra pada frekuensifrekuensi tertentu dan membuang fungsi citra pada frekuensi-frekuensi tertentu[5]. Metode Mid Point Filter ini mengganti nilai sebuah pixel dengan nilai rata-rata dari nilai pixel
terkecil dan nilai pixel terbesar dari gray-level dalam subimage di bawah jendela ketetanggaan ukuran M x N. Filter ini merupakan kombinasi order statistic dan average. Mid-Point Filtering berfungsi mengganti nilai sel bitmap dengan nilai tengah diantara nilai terkecil dan terbesar dari area lokal. Midpoint Filter menghitung titik tengah antara nilai maksimum dan minimum dalam daerah yang diliputi filter tersebut[6]. Android adalah sistem operasi untuk telepon seluler yang berbasis Linux. Android juga menyediakan platform terbuka bagi para pengembang guna menciptakan aplikasi mereka sendiri untuk digunakan oleh bermacam peranti bergerak. Android merupakan sebuah sistem operasi untuk telepon seluler seperti halnya Symbian pada Nokia, Palm dan Windows Mobile yang sebelumnya sudah terlebih dahulu kita kenal selama ini. Google sendiri ternyata mempunyai alasan cukup kuat untuk melirik bangsa ini, karena perkembangan teknologi telepon seluler dewasa ini sudah bukan merupakan evolusi lagi, melainkan sebuah revolusi. Babak baru dalam dunia telekomunikasi nirkabel ini terus bergulir dengan cepat[7]. 2. Metodologi Penelitian Analisis sistem dapat didefenisikan sebagai penguraian suatu sistem yang utuh ke dalam bagian-bagian komponennya dengan maksud untuk mengidentifikasi dan mengevaluasi permasalahanpermasalahan, hambatan-hambatan yang terjadi dan kebutuhan-kebutuhan yang diharapkan sehingga dapat diusulkan perbaikan-perbaikannya. Peningkatan kualitas citra yang dilakukan adalah dengan mempengaruhi jumlah intensitas warna penyusun citra tersebut. Ada beberapa jenis citra, yaitu citra warna 24 bit (full color). Dimana keseluruhan jenis citra ini dapat dimanipulasi oleh sistem yang akan dibangun dan setiap hasil citra yang telah dimanipulasi akan disimpan dengan citra format Bitmap (*.bmp) dan JPEG (*.jpeg) dengan jenis citra 24 bit. Citra dengan format Bitmap (*.bmp) tersebut sengaja dipilih karena merupakan jenis format citra yang mampu menunjukan kehalusan gradasi bayangan dan warna dari sebuah citra. Menghitung rata-rata nilai dari citra yang rusak g(x,y) pada sebuah blok area citra yang didefinisikan oleh Sx,y. Nilai dari citra f(x,y) yang diperbaiki pada tiap titik (x,y) hanya dihitung dengan menggunakan pixel dalam daerah yang didefinisikan oleh Sx,y dengan rumus:
Dimana :x y = Koordinat pixel pada citra M = Lebar citra (pixel) s,t = Nilai intensitas pixel
Metode Mid Point Filter ini mengganti nilai sebuah pixel dengan nilai rata-rata dari nilai pixel terkecil dan nilai pixel terbesar dari gray-level dalam subimage di bawah jendela ketetanggaan ukuran M x N. Filter ini merupakan kombinasi order statistic dan average. Mid-Point Filtering berfungsi mengganti nilai sel bitmap dengan nilai tengah diantara nilai terkecil dan terbesar dari area lokal. Midpoint Filter menghitung titik tengah antara nilai maksimum dan minimum dalam daerah yang diliputi filter tersebut. Secara sederhana filter midpoint bertujuan untuk menghitung titik tengah antara nilai maksimum dan nilai minimum dalam daerah citra yang diliputi oleh filter. Untuk filter ini dapat menggunakan rumus :
Contoh perhitungan digital dari filter median. Misalkan Sx,y adalah subimage dari sebuah citra Sx,y berukuran 3x3 yang mempunyai nilai-nilai itensitas seperti berikut : 5 5 4 7 2 7 1 4 1 Pengurutan nilai itensitas adalah : Maka mid point filter akan mencari nilai tengah dari semua data yang telah diurutkan terlebih dahulu dari nilai maksimum dan nilai minimum dan kemudian diambil nilai adalah : f(1,1) h = ½ [max + min] = ½ [7+1] =2/6 =6 Jadi f (x,y) = 4 sehingga bagian dari citra ini berubah menjadi 5 5 4 7 4 7 1 4 1
3. Hasil dan Pengujian Implementasi merupakan langkah-langkah yang dilakukan untuk mengoperasikan sistem yang telah dibangun. Dalam bab ini akan dijelaskan bagaimana menjalankan program tersebut. Perancangan perangkat keras pada implementasi aplikasi pengolahan citra yang akan di lakukan pengujian sistem yang berjalan yaitu, Intel Pentium Core i3 Processor at 3.0 GHz, 2 GB, Windows 7, Handphone Android Jelly Beans 4,2. Perancangan perangkat lunak untuk perbaikan kualitas citra digital ini berjalan pada sistem operasi Microsoft Windows Seven, dan pembuatan program aplikasi ini menggunakan Eclipse Java
Android. Dalam implementasi berikut akan ditampilkan hasil perancangan yang telah dibuat. Pada tampilan menu menampilkan beberapa sub-item menu pilihan yang telah disediakan pada aplikasi pengolahan citra. Adapun beberapa subitem menu dapat diperlihatkan pada gambar dibawah 1 dibawah ini :
Pada tampilan citra menampilkan beberapa subitem menu pilihan yang telah disediakan pada aplikasi pengolahan citra, gambar terlihat pada gambar 3 dibawah ini
Gambar 3Tampilan Citra Gambar 1 Tampilan Menu Pada keterangan sub-item menu pada aplikasi pengolahan citra adalah : 1. Home Pada tampilan home menampilan layar dari menu utama dan judul dari aplikasi pengolahan citra dengan metode order-statistik dengan filtering mid point. 2. Mid point Filtering yang bekerja untuk melakukan memanipulasi gambar yang memiliki gangguan noise pada citra digital dan filtering ini bekerja untuk mengurangi noise yang ada pada citra digital dan memperbaiki citra menjadi lebih baik. 3. About Tampilan about menampilkan keterangan dari aplikasi pengolahan citra digital dengan filtering mid point, dengan menerangkan kegunaan dan fungsi dari aplikasi pengolahan citra digital. Pada tampilan menu open citra menampilkan beberapa sub-item menu pilihan yang telah disediakan pada aplikasi pengolahan citra, gambar terlihat pada gambar 2 :
Pada tampilan filtering mid point menampilkan penyaringan filter pada gambar yang telah diproses pada aplikasi pengolahan citra. Terlihat pada gambar dibawah 4 ini:
Gambar 4 Tampilan Hasil Citra Pada tahap melakukan proses filtering mid point ada pun beberapa penjelasan yang akan di jabarkan sebagai berikut : 1. Proses filering melakukan penyaringan citra mencapai 100% untuk setiap proses filtering mid point yang dilakukan pada citra digital pada gambar 4.6. 2. Hasil dari proses citra digital yang telah di filtering membersihkan citra yang terdapat noise yang ada pada citra dengan menggurangi efek noise tersebut. Pada tampilan about me pada gambar yang telah pada aplikasi pengolahan citra. terlihat pada gambar dibawah 5 ini:
Gambar 2 Tampilan Open Citra
Gambar 5 Tampilan About Me 4. Kesimpulan Berikut ini kesimpulan dari perancangan aplikasi pengolahan citra digital yaitu : 1. Menghasilkan aplikasi perangkat lunak yang mampu mengurangi efek noise yang mengganggu pada citra digital dengan menggunakan metode MidPoint FIlter. 2. Sistem aplikasi dapat meningkatkan kualitas mutu pada citra digital. 3. Sistem aplikasi dengan metode MidPoint Filter hanya mampu mengurangi efek noise Salt & Pepper yang terdapat pada citra digital. Daftar Pustaka [1] Rika Novita , 2011, Analisis Penerapan Metode Median Filter Untuk Mengurangi Noise Pada Citra Digital, Konferensi Nasional Sistem dan Informatika, Bali. Diakses pada tanggal 27/05/2015. [2]Wiliyana, 2011, Perbandingan Algoritma Arithmetic dengan Geometric Mean Filter untuk Reduksi Noise pada Citra, Situs : http://jurnal.usu.ac.id/index.php/alkhawariz mi/article/download/502/268 [3]Wahyu, Setyo, 2011, Analisis Penerapan Metode Median Filter Untuk Mengurangi Noise Pada Citra Digital, Konferensi Nasional Sistem dan Informatika, Bali. Diakses pada tanggal 17/09/2015. [4]Murinto, 2012, Analisis Perbandingan Metode 2d Median Filter Dan Multi Level Median Filter Pada Proses Perbaikan Citra Digital, Vol 6, No. 2, Juli 2012. [5]T. Stoyo, 2011, Pengolahan Citra Digital, Andi, Yogyakarta. [6]Fajar, Astuti, 2013, KonsepdanTeoriPengolahan Citra Digital, Andi, Yogyakarta. [7]Nazruddin, Safaat, 2012, Pemograman Aplikasi mobile Smartphone dan Tablet PC berbasis Android, Infromatika, Bandung.
