Pemrosesan Citra Digital (Digital Image Processing)
Pemrosesan citra adalah metode untuk melakukan beberapa proses kepada gambar, untuk meningkatkan kualitas gambar maupun mendapatkan/mengekstraksi beberapa informasi yang penting dari gambar tersebut. Pemrosesan citra merupakan salah satu cara dari pemrosesan sinyal yang menggunakan sebuah gambar sebagai inputnya dan mengeluarkan gambar atau ciri khas yang berkaitan dengan gambar tersebut. Saat ini, pemrosesan citra telah berkembang pesat dan juga telah membentuk beberapa inti penilitian dalam bidang ilmu teknik dan juga ilmu komputer. Pemrosesan citra pada dasarnya terdiri atas beberapa Langkah yaitu:
· Memasukan gambar melalui alat pengolah gambar
· Menganalisis dan memanipulasi gambar
· Mengeluarkan output berupa gambar yang telah diubah atau melaporkan hasil dari analisis gambar tersebut
Ada dua jenis metode yang digunakan dalam pemrosesan citra yaitu pemrosesan citra digital dan pemrosesan citra analog. Citra analog dihasilkan dari alat akuisisi citra analog, contohnya adalah mata manusia dan kamera analog. Gambaran yang tertangkap oleh mata manusia dan foto atau film yang tertangkap oleh kamera analog merupakan contoh dari citra analog. Citra tersebut memiliki kualitas dengan tingkat kerincian (resolusi) yang sangat baik tetapi memiliki kelemahan di antaranya adalah tidak dapat disimpan, diolah, dan diduplikasi di dalam komputer. Penganalisis gambar menggunakan bermacam-macam dasar intrepetasi saat menggunakan teknik visual ini. Pemrosesan citra digital membantu dalam memanipulasi gambar digital dengan menggunakan komputer. Sebagai bagian dari pemrosesan sinyal digital, pemrosesan citra digital memiliki lebih banyak kelebihan dibandingkan pemrosesan citra analog. Salah satu kelebihannya adalah kemampuannya dalam mentransfer citra secara instan dan dapat dengan mudah mengubahnya dari satu medium ke medium lain seperti dari sebuah web page ke dalam layar komputer lalu ke printer. Kelebihan terbesar yang dimiliki pemrosesan citra digital adalah kemampuannya untuk mengubah gambar sesuai keinginan dari penggunanya. Ada beberapa program yang bisa digunakan untuk melakukan hal tersebut termasuk Photoshop dan Paint. Dengan program tersebut , pengguna dapat mengubah warna dan tingkat kecerahan dari gambar, menghapus objek yang tidak diinginkan pada gambar, memindahkan objek dan menggabungkan objek dari beberapa gambar. Pemrosesan citra digital memberikan lingkup algoritma yang lebih luas untuk digunakan dalam menginput data dan dapat menghindari masalah seperti derau (noise) dan distorsi saat memroses. 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. Contohnya adalah bintik hitam atau putih yang muncul secara acak yang tidak diinginkan di dalam citra. Bintik acak ini disebut dengan derau salt & pepper.
Pemrosesan citra digital adalah bidang ilmu yang mempelajari tentang bagaimana suatu citra itu dibentuk, diolah, dan dianalisis sehingga menghasilkan informasi yang dapat dipahami oleh manusia. Dalam ilmu komputer, pemrosesan citra digital adalah penggunaan komputer digital untuk memroses citra/gambar digital melalui algoritma. Citra digital merupakan representasi dari gambar nyata berupa kumpulan angka yang bisa disimpan dan diolah oleh komputer digital. Untuk menerjemahkan gambar ke dalam bentuk angka, gambar tersebut dibagi menjadi area-area kecil yang dinamakan pixels (elemen gambar).
Untuk setiap pixel, alat pengolah gambar merekam angka, atau kumpulan kecil angka yang mendiskripsikan beberapa atribut dari pixel tersebut, seperti tingkat kecerahannya atau warna dari pixel tersebut. Angka-angka tersebut disusun dalam beberapa susunan (array) baris dan kolom yang berhubungan dengan posisi vertical dan horizontal dari pixel di dalam gambar. Tiap pixel memiliki nilai intensitas yang dinamakan Gray Value. Nilai ini biasanya dilambangkan dalam integer 8-bit. Jadi nilainya berada pada rentang 0 sampai 255. Nilai yang mendekati 0 menunjukkan daerah yang lebih gelap dan nilai yang mendekati 255 mewakili daerah yang lebih terang. Pada umumnya, berdasarkan kombinasi warna pada piksel, citra dibagi menjadi tiga jenis yaitu citra RGB, citra grayscale, dan citra biner. Citra biner adalah citra yang pikselnya memiliki kedalaman bit sebesar 1 bit sehingga hanya memiliki dua nilai intensitas warna yaitu 0 (hitam) dan 1 (putih). Citra grayscale memiliki rentang nilai dari 0 sampai 255 di dalam tiap pixelnya. Warna hitam sempurna direpresentasikan dengan nilai 0 dan putih sempurna dengan nilai 255. Citra RGB (warna) tersusun dari tiga warna dasar yaitu merah,hijau,dan biru (Red,Green,Blue). Masing-masing dari warna tersebut memiliki nilai intensitas piksel dnean kedalaman bit sebesar 8-bit. Pada kanal merah, 0 dilambangkan hitam sempurna dan 255 merah sempurna. Demikian juga pada hijau dan biru, 255 melambangkan hijau dan biru sempurna sedangkan 0 melambangkan hitam sempurna. Setiap piksel pada citra RGB, memiliki intensitas warna yang merupakan kombinasi dari tiga nilai intensitas pada kanal R, G, dan B. Sebagai contoh, suatu piksel yang memiliki nilai intensitas warna sebesar 255 pada kanal merah, 255 pada kanal hijau, dan 0 pada kanal biru akan menghasilkan warna kuning. Pada contoh lain, suatu piksel yang memiliki nilai intensitas warna sebesar 255 pada kanal merah, 102 pada kanal hijau, dan 0 pada kanal biru akan menghasilkan warna orange. Banyaknya kombinasi warna piksel yang mungkin pada citra RGB truecolor 24-bit adalah sebanyak 256 x 256 x 256 = 16.777.216.
Lalu seperti apakah tahapan yang dilakukan dalam pemrosesan citra digital ? Singkatnya, ada tiga tahapan umum yang harus dilalui semua tipe data saat menggunakan teknik digital adalah pre-processing, enhancement, and display, information extraction. Pre-processing adalah tahap yang dilakukan sebelum melakukan pemrosesan gambar seperti menyiapkan gambar dan menginputnya dalam alat pemrosesan digital. Selanjutnya, dalam tahap enchancement, gambar yang telah diinput akan dianalasis dan ditingkatkan kualitasnya mulai dari tingkat kecerahan, kefokusan,dll. Setelah dimodifikasi gambar tersebut masuk ke dalam proses display yaitu menampilkan hasil gambar yang telah dianalissi ataupun yang telah dimodifikasi sebelumnya.
Berdasarkan tujuan transformasi operasi pengolahan citra dikategorikan sebagai berikut:
· Peningkatan Kualitas Citra (Image Enhancement)
Proses untuk meningkatakan kualitas dari citra agar gambar yang dihasilkan terliha lebih jelas
· Pemulihan Citra (Image Restoration)
Mengembalikan bagian yang hilang atau mengembalikan citra ke kondisi sebelum adanya gangguan yang mengakibatkan penurunan kualitas citra
Penggunaan yang paling menjanjikan dalam pemrosesan citra digital adalah pengenalan objek otomatis. Dalam aplikasi ini, komputer dapat mengenal objek dalam sebuah gambar dan mengidentifikasi Namanya secara otomatis. Contoh paling sederhananya adalah robot. Sebuah robot dapat dipasangkan sebuat kamera digital yang dapat menjadi mata dari robot tersebut dan menghasilkan gambar. Jika robot dapat mengenali objek di dalam gambar tersebut, maka robot dapat menggunakan objek tersebut. Contohnya, dalam lingkungan perindustrian, robot dapat menggunakan obeng dalam merangkai suatu produk. Untuk melakukan ini,robot perlu mengenali obeng dan berbagai alat/bagian dari produk tersebut. Di dalam rumah, robot dapat mengenali berbagai objek/benda untuk dibersihkan. Penggunaan lainnya adalah di dalam bidang Kesehatan, contohnya adalah penggunaan X-ray untuk menemukan tumor dalam tubuh. Peralatan keamanan dapat mengenali wajah orang-orang yang memasuki gedung perusahaan. Pengendara otomatis (Automated Driver) dapat mengendarai mobil tanpa bantuan manusia atau dapat mengendarari kendaraan di lingkungan tak berpenghuni misalnya di Planet Mars atau di medan perang.
Sumber :
https://sisu.ut.ee/imageprocessing/book/1
https://en.wikipedia.org/wiki/Digital_image_processing
https://www.encyclopedia.com/computing/news-wires-white-papers-and-books/digital-images
https://pemrogramanmatlab.com/2017/07/26/pengolahan-citra-digital/
https://towardsdatascience.com/introduction-to-images-c9c7abe6bfd2
