Sistem Perekaman Citra (2).docx

1

Sistem Perekaman Citra

•

Citra yang diperoleh tergantung :

-

karakteristik dari obyek yang direkam

-

kondisi variabel dari sistem perekaman

•

Citra merupakan gambaran tentang karakteristik suatu obyek menurut kondisi variabel tertentu Contoh :

-

Bandingkan hasil foto manusia dengan kamera / sensor optik dan dengan sensor sinar X (kondisi variabel sistem berbeda) .

-

Bandingkan hasil foto pemandangan di tepi laut dan di daerah pegunungan (karakteristik obyek berbeda) . Sensor Pasif •

Sistem sensor yang merekam data obyek tanpa mengirimkan energi, sumber energi bisa dalam bentuk sinar matahari, sinar lampu, dsb

•

Contoh: sensor optik dari kamera foto, sensor optik pada sistem inderaja.

Sensor Aktif •

Sistem sensor yang merekam data obyek mengirimkan dan menerima pantulan dari energi yang dikirim ke arah obyek, energi yang dikirim bisa berupa gelombang pendek, sinar X, dsb

2 •

Contoh: sensor Rontgen untuk foto thorax, sensor gelombang pendek pada sistem radar, sensor ultrasound pada sistem USG.

MACAM KOORDINAT SISTEM Koordinat Cartesian

Koordinat Piksel = koordinat tampilan di layar monitor

Koordinat Matriks (y=baris, x=kolom)

3

FORMAT CITRA DIGITAL Citra Digital •

Citra digital merupakan fungsi intensitas cahaya f(x,y), dimana harga x dan y merupakan koordinat spasial dan harga fungsi tersebut pada setiap titik (x,y) merupakan tingkat kecemerlangan citra pada titik tersebut.

•

Citra digital adalah citra f(x,y) dimana dilakukan diskritisasi koordinat

spasial

(sampling)

dan

diskritisasi

tingkat

kecemerlangannya/keabuan (kwantisasi) . •

Citra digital merupakan suatu matriks dimana indeks baris dan kolomnya menyatakan suatu titik pada citra tersebut dan elemen matriksnya (yang disebut sebagai elemen gambar / piksel / pixel / picture element / pels) menyatakan tingkat keabuan pada titik tersebut

•

Citra digital dinyatakan dengan matriks berukuran N x M (baris/tinggi = N, kolom/lebar = M) .

N = jumlah baris M = jumlah kolom L = maksimal warna intensitas (derajat keabuan / gray level) ⎡ f (0,0) ⎢ f (1,0) f (x, y) ≈⎢ ⎢⎢ :

4

(N −1,0) 0 ≤ y ≤ N–1 0 ≤ x ≤ M–1 0 ≤ f(x,y) ≤ L – 1 ⎣f

f(0,1)f

...

f(0,M−1)⎤

f (N−1,M − 1) ⎥

(1,1) f

...

f(1,M−1) ⎥

⎥

⎥

(N−1,1) : ... :

isi/data citra digital sebenarnya f(3,2) = 1  berdasarkan koordinat piksel ⎥ di layar

Format Citra •

Citra digital biasanya berbentuk persegi panjang, secara visualisasi dimensi ukurannya dinyatakan sebagai lebar x tinggi

•

Ukurannya dinyatakan dalam titik atau piksel (pixel=picture element)

•

Ukurannya dapat pula dinyatakan dalam satuan panjang (mm atau inci = inch)

•

Resolusi = banyaknya titik untuk setiap satuan panjang (dot per inch).

•

Makin besar resolusi makin banyak titik yang terkandung dalam citra,

5

sehingga menjadi lebih halus dalam visualisasinya. Resolusi Citra •

= resolusi spasial dan resolusi kecemerlangan, berpengaruh pada besarnya informasi citra yang hilang.

•

Resolusi spasial = halus / kasarnya pembagian kisi-kisi baris dan kolom. Transformasi citra kontinue ke citra digital disebut digitalisasi (sampling). Misal hasil digitalisasi dengan jumlah baris 256 dan jumlah kolom 256  resolusi spasial

•

256 x 256.

Resolusi kecemerlangan (intensitas / brightness) = halus / kasarnya pembagian tingkat kecemerlangan. Transformasi data analog yang bersifat kontinue ke daerah intensitas diskrit disebut kuantisasi. Bila intensitas piksel berkisar antara 0 dan 255  resolusi kecemerlangan citra adalah 256

Bagaimana sebuah citra direpresentasikan dalam file ? Pertama-tama seperti halnya jika kita ingin melukis sebuah gambar, kita harus memiliki palet dan kanvas •

Palet = kumpulan warna yang dapat membentuk citra, sama halnya

6

seperti kita hendak melukis dengan cat warna, kita memiliki palet yang bisa kita isikan berbagai warna cat air •

Setiap warna yang berbeda dalam palet tersebut kita beri nomor (berupa angka)

•

Contoh untuk citra monokrom (warnanya hanya putih-abu abuhitam), berarti kita memiliki palet sbb :

•

Setelah itu kita dapat menggambar menggunakan warna-warna dalam palet tersebut di atas sebuah kanvas

•

Sebuah kanvas dapat kita anggap sebagai sebuah matriks dimana setiap elemen dari matriks tersebut bisa kita isikan dengan salah satu warna dari palet

•

Informasi tentang palet (korespondensi antara warna dengan angka) disimpan dalam komputer (program pembuka citra seperti Paint, Photoshop, dll) sehingga sebuah file citra dalam komputer hanya perlu menyimpan angka-angka yang merepresentasikan sebuah warna.

7

•

Sebuah citra direpresentasikan dalam sebuah matriks yang berisi angka-angka.

•

Jika kita menyimpan gambar kucing tadi ke dalam sebuah file

(kucing.bmp), maka yang disimpan dalam file tersebut adalah angkaangka yang diperoleh dari matriks kanvas.

8

Untuk Windows Bitmap Files (.bmp) •

Header berisi informasi jumlah baris dan kolom dalam citra, informasi palet, dll

•

Header langsung diikuti dengan angka-angka dalam matriks, disusun perbaris

•

Baris pertama langsung diikuti baris kedua, dst

•

Bagaimana mengetahui awal suatu baris? (misal untuk membedakan citra berukuran 100x200 dengan 200x100)  lihat informasi jumlah baris dan jumlah kolom di header. Header

•

Baris 1

…..

Baris terakhir

Ada bermacam format representasi citra dalam file, seperti bmp, gif, tif, jpg, dan sebagainya.

•

Format BMP merupakan format yang kurang efisien, karena semua informasi angka dalam baris disimpan semua. Misalkan ukuran header adalah H byte, ukuran citra 100x100 byte monokrom, maka ukuran file bmp tersebut adalah : H + data citra = H + 10000 Byte

•

Bagian data citra (10000 byte) sebenarnya bisa dikompresi agar ukuran file tidak terlalu besar. Salah satu cara kompresi adalah dengan terlebih dahulu mentransformasikan citra ke ruang yang

9

berbeda (contoh: format file JPEG). Topik ini lebih lanjut akan dibahas tersendiri.

•

Contoh :

Suatu citra format BMP 8 bit berukuran 200 x 100 maka memori yang dibutuhkan untuk menyimpan data citra tersebut (tanpa header) sebesar : Memori = 200 x 100 x 8 bit = 160000 bit = 20000 byte = 19,5 KB Macam/ Type Citra Berdasarkan Format Penyimpanan Nilai Warnanya A. CITRA BINER •

Setiap titik (pixel) dalam citra bernilai 0 atau 1. Warna hitam = 0, putih = 1.

Catatan : Model citra cahaya = ada cahaya (=1) maka warna putih Model citra cahaya = tidak ada cahaya (=0) maka warna hitam Model citra tinta / cat = ada cat (=1) maka warna hitam Model citra tinta / cat = tidak ada cat (=0) maka warna putih Setiap titik membutuhkan media penyimpanan 1 bit Contoh = Citra Biner (hitam = 0, putih = 1) = 11011011 = 11011011 = 11000011 = 11011011 = 11011011

10

B. CITRA SKALA KEABUAN •

Citra skala keabuan mempunyai kemungkinan warna antara hitam (minimal) dan putih (maksimal)

•

Jumlah maksimum warna sesuai dengan bit penyimpanan yang digunakan.

Contoh : skala keabuan 4 bit 4

jumlah

kemungkinan 2 = 16 warna kemungkinan warna 0 (min) sampai 15 (max) skala keabuan 8 bit 8

jumlah

kemungkinan 2 = 256 warna kemungkinan warna 0(min)sampai 255 (max) Skala keabuan 4 bit (hitam = 0, putih = 15) = 15

0

6

0 13 15

= 15 12 15 15 15 15 = 15

5

= 15

8 15 15 15 15

= 15 10

0 12

0 13

0 15

0 15

11

C. CITRA WARNA (TRUE COLOR) •

Setiap titik (pixel) pada citra warna mewakili warna yang merupakan kombinasi dari tiga warna dasar yaitu merah hijau biru



citra RGB

(Red Green Blue) •

Setiap warna dasar mempunyai intensitas sendiri dengan nilai maksimum 255 (8 bit) .

Red

= warna minimal putih, warna maksimal merah

Green = warna minimal putih, warna maksimal hijau Blue •

= warna minimal putih, warna maksimal biru Misal warna kuning = kombinasi warna merah dan hijau sehingga nilai RGB-nya = 255 255 0 Warna ungu muda = kombinasi warna merah dan biru sehingga nilai RGB-nya = 150 0 150 Contoh : bisa dilihat di Photoshop

•

Jadi setiap titik pada citra warna membutuhkan data 3 byte

•

Jumlah kemungkinan kombinasi warna 224 = lebih dari 16 juta warna 

24 bit  disebut true color karena dianggap mencakup semua warna

12

yang ada. Citra warna = 255 255 255

0

0

0

128 128 128

=

0

0

0

204 255 255

0

0 255

51 51 51 255 255 255

95

95 95

255

0 255

0

255 255

= 150 150 150

= 255 204 153 255 204 153 128

0

0

128 128 0

Catatan : Ada perbedaan warna dasar untuk cahaya (misal display di monitor komputer) & untuk cat/tinta (misal cetakan di atas kertas). Citra cahaya menggunakan warna dasar RGB = Red Green Blue Citra cat menggunakan warna dasar CMY = Cyan Magenta Yellow Dalam matakuliah ini kita menggunakan standar warna dasar cahaya (RGB) .

13