12/2/2009
Pengolahan Citra Dijital (Digital Image Processing)
Peranan Strategis Penguasaan Teknologi Pengolahan Citra Dodi Sudiana Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Indonesia
The first photograph in the world: Joseph Nicéphore Niépce, View from the Window at Le Gras, 1826.
Pertemuan Ilmiah Nasional Rekayasa Perangkat Nuklir 2009 “Peranan Personal Rekayasa dalam melakukan Inovasi aHasil Perekayasaaan yang berkualitas Rabu, 11 Nopember 2009, Auditorium Gedung 71, Kawasan Puspiptek Serpong
Lahirnya of Komputer Dijital
Contoh: citra satelit Bulan
Era dijital menjadi tonggak berkembangnya pengolahan data p itu pengolahan p g g (Digital ( g Image g Apa citra digital Processing-DIP)? • Pengolahan citra dijital menggunakan komputer (dijital)
DIP bergantung pada perkembangan komputer dijital dan teknologi pendukung lainnya (mis. penyimpan data (storage), display dan transmisi)
Tomografi Komputer (CT)
Gambar pertama bulan yang diambil US spacecraft Ranger 7 pada 31 Juli 1964 jam 9:09 pagi
Boom Citra Digital 20 tahun terakhir Akuisisi (perolehan) citra
• Kamera Digital, scanner • MRI dan pencitraan ultrasonik • Pencitraan infra (merah) dan microwave
• Internet, wireless communication Transmisi
Olympus E-330 – 7.5 MPixel
Tampilan (Display)
Sir Godfrey N. Housefield dan Prof. Allan M. Cormack berbagi Hadiah Nobel Kedokteran tahun 1979 karena menemukan Computer Tomography (CT)
• Printers, LCD monitor, digital TV
QWIP camera
Canon DR-3060, 40 ppm
FF in Malibu
1
12/2/2009
Pengolahan Citra dimulai dari Akuisisi Citra
Memperbesar kemampuan sistem visi manusia
Aplikasi pada spektrum Visible (1): Fotografi
• Mulai dari spektrum cahaya tampak (visible) hingga spektrum tak tampak (nonvisible)) • Dari sistem pengindraan jarak dekat (close-distance sensing) hingga jauh (remote sensing)
Visible (II): Film
Visible (III): Penegakan hukum dan Biometrik
Visible (IV): Light Microscopy
Visible (V): Pengindraan Jauh (Remote Sensing)
Badai Andrew dilihat oleh NOAA GEOS Taxol (250×)
Cholesterol (40×)
Amerika waktu malam (Nov. 27, 2000)
Microprocessor (60×)
2
12/2/2009
Gelombang Mikro: Citra Radar
Infra Merah: Citra Termal
Suhu tubuh manusia (pixel berwarna merah)
Warna-warni menunjukkan perbedaan suhu
Pegunungan di Tibet Tenggara
Gelombang Radio: MRI dan Astronomi
Ultra Violet: Fluorescence Microscopy
MRI
lutut
tulang belakang
kepala
visible
infrared
radio
Astronomi
Jagung normal
Sinar X: Diagnosa Medis
dada
Jagung sakit
Sinar Gamma: PET dan Astronomi
Cygnus Loop di konstelasi Cygnus
kepala
Positron Emission Tomography (PET)
3
12/2/2009
Modus pencitraan non-Electro-Magnetic • Mengubah “gelombang suara” menjadi sinyal citra
• Melewatkan berkas elektron melalui suatu spesimen (obyek yang akan diteliti)
Acoustic imaging
Electron microscopy
• Memeriksa perubahan global pada ekspresi genetis sel-sel dan jaringan tubuh
• Dibuat oleh komputer (bersifat maya)
Fluorescent Microarray Imaging
Citra sintetis dalam Computer Graphics
Citra Akustik visible
seismik
Lokasi potensial minyak/gas
Mikroskop Elektron
Citra Sintetis: Gambar Kartun
Citra Scanning Electron Microscopy (SEM) 2500× kerusakan IC (integrated circuit)
(benang putih adalah oksida yang muncul akibat kerusakan termal)
Citra Sintetis dalam Game
Virtual Reality (Photorealistic)
Age of Empire III oleh Ensemble Studios
4
12/2/2009
Pengolahan Grafis dalam Seni
Gabungan Grafis dan Foto: GIS
Grafis di Kedokteran
Teknik-teknik Pengolahan Citra Segmentasi Citra Metode Morfologi Ekstraksi Citra Interpretasi Citra Medis Validasi Teknik Analisis Citra Computer-aided diagnosis dalam mamografi Aplikasi medis lainnya
Morgantown,WV di Google Map
Pengecekan Cargo di Bandara (CAT) Computed Axial Tomography Divalidasi dan sertifikasi FAA Mampu mendeteksi bom Prinsip kerja • multiple detector arrays and a spiral-scanning mode to allow for continuous data collection to produce either a 3-D or 2-D image of an entire bag • When the system alarms on a suspect bag, the parts of the object of interest are highlighted. The operator can then rotate the image of the object to view it from different perspectives to resolve the alarm. The system can analyze a bag in seven seconds. • The scanner circles an object 360°, capturing 24 helical slices, each 22 ms in duration. (There are actually two slices captured in that interval: one high energy, the other a lower-value radiation.) A total of 6,048 detectors — in 24 rows of 252 — pick up the energy penetrating the bag. This energy is amplified and converted to digital format with 16-bit A/D converters sampling at 2 ksamples per second.
• • • • • • •
Echocardiography Cardiac Image Analysis: gerakan dan deformasi Ultrasonik Angiography dan Intravascular Pencitraan Vascular Imaging dan Analisisnya Pencitraan dan Analisis Pulmonary Konstruksi Atlas dan Analisis Citra Otak Dll.
Sistem Citra dalam Medis Perkembangan beberapa abad hingga abad 20 di bidang: • • • • •
Computed Tomography (CT) Magnetic Resonance Imaging (MRI) Digital Subtraction Angiography Doppler Ultrasound Imaging Teknik lainnya berbasis emisi nuklir, seperti: • PET: Positron Emission Tomography • SPECT: Single Photon Emission Computed Tomography
Hal ini memberi kemudahan dan nilai tambah bagi para radiolog untuk deteksi dan diagnosa penyakit yang lebih dipercaya Pencitraan sinar x konvensional akan digantikan panel datar detektor sinar x
5
12/2/2009
Pengolahan dan Analisis (V.F. Roiz)
Pengolahan Citra Medis • Terkait pengembangan pendekatan masalah khusus untuk memperbaiki kualitas citra medis untuk visualisasi atau analisis
Analisis Citra Medis • Pengembangan teknik untuk memenuhi kebutuhan pengkajian subjektif dan kualitatif oleh para pakar • Memberikan berbagai informasi baru bersifat kuantitatif, obyektif dan dapat direproduksi
CT scan
MRI
Same patient
MRI angiogram
MRI
PET
X-ray angiograms
fMRI
Ultrasound
Kidney
Breast
UCLA Brain Mapping Division Los Angeles, CA 90095
6
12/2/2009
Flow Analysis
Here is an example using Visage on a data source totally different than its original design had anticipated. In this case the data comes from an MR scanner
Terima kasih
7
