Tutorial Penggolahan Citra Digital Dengan Octave memberikan panduan dasar pengolahan citra seperti meningkatkan kecerahan, meregangkan kontras, menampilkan dua citra dalam satu jendela, menggunakan histogram citra, pergeseran citra, pemutaran citra, pembesaran citra, memberikan efek keabuan dan twirl serta memutar citra menggunakan bahasa pemrograman Octave.

1. Tugas Mandiri
Tutorial Penggolahan Citra Digital
Dengan Octave
Mata Kuliah : Penggolahan Citra Digital
Disusun Oleh :
Nama : Gita Sanggiana
NPM : 130210391
Kode Kelas : 142-T128T-M5
Dosen : Cosmas Eko Suharyanto, S.Kom.
UNIVERSITAS PUTERA BATAM

2. 2015 / 2016
ii

3. KATA PENGANTAR
Bismillahhirrohmanirrohim.....
Dengan memanjatkan do'a dan puji syukur kehadirat Allah SWT serta sholawat serta
salam tercurahkan ke junjungan kita Nabi Muhammad SAW, sehingga penulis dapat
menyelesaikan tugas mandiri Penggolahan Citra Digital dengan judul Tutorial Penggolahan
Citra Digital Dengan Octave.
Sholawat dirangkai salam penulis limpahkan kepada baginda agung Nabi Muhammad
SAW, yang telah membawa kita dari alam jahiliyah menuju ke era globalisasi pada saat ini,
sehingga kita bisa membedakan mana yang sah dan mana yang fatal.
“Innal Insana wal khoto’iwan Nisyan” sesungguhnya manusia itu adalah tempatnya
kesalahan dan lupa, dari makalah ini penulis sadar bahwa selaku manusia biasa kita tidak
akan luput dari kehilafan ataupun kekurangannya, oleh karena itu penulis mohon ma’af
sebesar – besarnya apabila ada kesalahan dan kekurangan dalam pembuatan makalah ini.
Demikian dari penulis dan penulis ucapkan terima kasih.
Wassalam,Wr.Wb.....
Batam, Juni 2015
Gita Sanggiana
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR................................................................................................................................iii
iii

4. DAFTAR ISI............................................................................................................................................iii
BAB I PENDAHULUAN............................................................................................................................1
1.1Latar Belakang..............................................................................................................................1
1.2Rumusan Masalah.........................................................................................................................2
1.3Tujuan...........................................................................................................................................2
BAB II PEMBAHASAN.............................................................................................................................3
2.1Meningkatkan Kecerahan.............................................................................................................3
2.2Merengangkan Citra.....................................................................................................................5
2.3Menampilkan Dua Citra Dalam Satu Jendela................................................................................6
2.4Menggunakan Histogram Citra.....................................................................................................7
2.5Pergeseran Citra...........................................................................................................................9
2.6Pemutaran Citra..........................................................................................................................12
2.7Pembesaran Citra.......................................................................................................................13
2.8Efek keabuan/citra berskala keabuan /konversi.........................................................................15
2.9Efek Twirl....................................................................................................................................16
2.10Memutar Citra..........................................................................................................................18
BAB III PENUTUP..................................................................................................................................22
3.1Kesimpulan.................................................................................................................................22
3.2Saran...........................................................................................................................................22
DAFTAR PUSTAKA................................................................................................................................23
iv

5. BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pengolahan citra adalah salah satu cabang dari ilmu informatika. Pengolahan citra
berkutat pada usaha untuk melakukan transformasi suatu citra / gambar menjadi citra lain
dengan menggunakan teknik tertentu. Pengolahan citra merupakan bidang yang bersifat
multidisiplin, yang terdiri dari banyak aspek, antara lain fisika, elektronika, matematika, seni
dan teknologi komputer.
Pengolahan citra (image processing) memiliki hubungan yang sangat erat dengan
disiplin ilmu yang lain. jika sebuah ilmu disiplin ilmu dinyatakan dengan bentuk proses suatu
input menjadi output, maka pengolahan citra memiliki input berupa citra serta output juga
berupa citra.
Aplikasi pengolahan citra telah memberikan sumbangan yang sangat berarti dalam
berbagai aspek. Para perancang desain grafis telah merasakan betapa nikmatnya
menggunakan software semacam Adobe Photoshop untuk mengerjakan berbagai tugas
mereka. Pemakai Microsoft Word bisa memberikan ilustrasi gambar yang dipoles dengan
teknik tertentu, misalnya memungkinkan gambar seolah-olah dibuat dengan goresan kapur.
Robot seperti AIBO dapat membaca mimik si pemiliknya dan melakukan aksi untuk
menghibur. Mesin inspeksi mampu mendeteksi produk yang cacat. Perangkat presensi dapat
mengenali sidik jari para mahasiswa yang akan mengikuti kuliah. Pintu pun terbuka setelah
retina mata si pegawai dipindai oleh pembaca retina mata. Hal-hal tersebut menunjukkan
beberapa contoh yang melibatkan pengolahan citra.
Makalah ini mengupas sejumlah fondasi dalam pengolahan citra hingga ke aplikasinya,
mengombinasikan teori dan praktik, dan juga membahas berbagai cara penggolahan citra dan
sekaligus mewujudkannya ke dalam bentuk program.
Contoh program diwujudkan dengan menggunakan Octave. Octave adalah Free
Software yang kompatibel dengan MATLAB.
Perangkat lunak ini dapat diunduh secara gratis. Informasi pengunduhannya dapat
dilihat di http://www.gnu.org/software/octave/download.html. Versi Octave yang digunakan
untuk mengimplementasikan program adalah Octave 3.4.3.
1

6. 1.2 Rumusan Masalah
1. Menjelaskan tutorial dasar penggolahan citra seperti Meningkatkan kecerahan,
peregangan kontras, dan menampilkan dua citra dalam satu jendela
2. Menjelaskan tutorial cara mengunakan histogram citra
3. Menjelaskan tutorial operasi geometric seperti pergeseran citra, pemutaran citra,
pembesaran citra dan pengecilan citra
4. Memahami cara interpolasi citra
5. Menjelaskan cara memberikan efek keabuan atau citra berskala keabuan dan efek
twirl
1.3 Tujuan
1. Membahas tutorial dasar pengolahan citra seperti Meningkatkan kecerahan,
meregangkan kontras, dan menampilkan dua citra dalam satu jendela
2. Membahas tutuorial cara menggunakan histogram citra
3. Memahami tutuorial operasi geometric seperti pergesaran citra, pemutaran citra dan
pengecilan citra
4. Memahami interpolasi citra
5. Membuat efek keabuan pada citra atau citra berskala keabuan
2

7. BAB II PEMBAHASAN
2.1 Meningkatkan Kecerahan
Operasi dasar yang sering dilakukan pada citra adalah peningkatan kecerahan
(brightness), operasi ini diperlukan dengan tujuan untuk membuat gambar menjadi lebih
terang.
Secara matematis,peningkatan kecerahan dilakukan dengan cara menambahkan suatu
konstanta terhadap nilai seluruh piksel. Misalkan,f(y, x) menyatakan nilai piksel pada citra
berskala keabuan pada koordinat (y, x). Maka,citra baru
�(�,�)= �(�,�)+ � (3.2)
telah meningkat nilai kecerahan semua pikselnya sebesar � terhadap citra asli f(y,
x).Apabila β berupa bilangan negatif,kecerahan akan menurun atau menjadi lebih gelap.
Berikut contoh meningkatkan kecerahan citra dengan memberikan perintah seperti dibawah
ini :
3

8. Gambar A. Sebelum dicerahkan Gambar B. Setelah citra dicerahkan
4

9. 2.2 Merengangkan Citra
Kontras dalam suatu citra menyatakan distribusi warna terang dan warna gelap. Suatu
citra berskala keabuan dikatakan memiliki kontras rendah apabila distribusi warna cenderung
pada jangkauan aras keabuan yang sempit. Sebaliknya, citra mempunyai kontras tinggi
apabila jangkauan aras keabuan lebih terdistribusi secara melebar. Kontras dapat diukur
berdasarkan perbedaan antara nilai intensitas tertinggi dan nilai intensitas terendah yang
menyusun piksel - piksel dalam citra.
Perlu diketahui, citra dengan kontras rendah acapkali terjadi karena kondisi
pencahayaan yang jelek ataupun tidak seragam. Hal itu dapat diakibatkan oleh sensor - sensor
penangkap citra yang tidak linear.
Agar distribusi intensitas piksel berubah perlu dilakukan peregangan kontras. Hal ini
dilaksanakan dengan menggunakan rumus :
�(�, �) = � �(�, �) (3.3)
Berdasarkan rumus di atas, kontras akan naik kalau α > 1 dan kontras akan turun kalau α < 1.
Sekarang akan dicoba untuk meregangkan kontras dengan cara seperti berikut:
Hasilnya seperti dibawah ini :
5

10. Gambar a. Citra UPB.JPG Gambar b. Setelah meregangkan kontras
2.3 Menampilkan Dua Citra Dalam Satu Jendela
Octave menyediakan fasilitas yang memungkinkan dua buah citra diletakkan dalam
satu jendela dengan memberikan perintah ‘subplot’ seperti berikut :
Hasilnya dapat dilihat seperti dibawah ini :
6

11. Gambar a. Menampilkan dua citra di dalam satu jendela
Fungsi ‘figure’ perlu dipanggil terlebih dulu sebelum memanggil ‘imshow’ untuk
menampilkan dua citra di dua jendela masing – masing, Perintah ‘close all’ digunakan untuk
menutup semua jendela.
Adapun pada ‘subplot’, argumen pertama menyatakan jumlah baris citra dan argumen
kedua menyatakan jumlah kolom citra dalam jendela. Argumen ketiga menyatakan indeks
citra dalam jendela yang bernilai antara 1 sampai dengan jumlah baris x jumlah kolom.
2.4 Menggunakan Histogram Citra
Pengertian histogram dalam pengolahan citra adalah .representasi grafis untuk
distribusi warna dari citra digital atau menggambarkan penyebaran nilai-nilai intensitas pixel
dari suatu citra atau bagian tertentu di dalam citra. Dari sebuah histogram dapat diketahui
frekuensi kemunculan relatif dari intensitas pada citra, kecerahan, dan kontas dari sebuah
gambar.
Histogram citra dipresentasikan dengan dua bentuk:
7

12. 1. pertama tabel yang memuat kolom-kolom nilai piksel jumlah absolut setiap nilai
piksel, jumlah komulatif piksel, presentase absolut setiap nilai, dan presentase
komulatifnya.
2. kedua, gambaran grafis yang menunjukkan nilai piksel pada sumbu x dan frekuensi
kemunculan pada sumbu y.
Melalui gambaran grafis histogram ini, secara umum dapat diketahui sifat-sifat citra
yang diwakilinya. Misalnya citra yang direkam dengan spectrum gelombang relatif pendek
akan menghasilkan “ bukit tunggal “ histogram yang sempit (unimodal) wilayah yang
memuat tubuh air agak luas akan menghasilkan kenampakan histogram dengan dua puncak.
 Menampilkan histogram dengan memberikan perintah sebagai berikut :
Hasilnya dapat dilihat seperti dibawah ini :
8

13. Gambar.a : Citra Kita.jpg Gambar.b : Histogranya
Perlu diketahui, (0:255) untuk membentuk nilai dari 0,1,2, dan seterusnya sampai
dengan 255. Dengan kata lain, (0:255) membentuk larik1 x 256. Tanda ‘ di belakang (0:255)
menyatakan operasi transpos, sehingga hasilnya berupa larik berukuran 256x1. Perintah bar
digunakan untuk membuat diagram batang.
Terlihat pada Gambar.b : .Perhatikan keberadaan satu garis yang cukup panjang di
posisi intensitas 200, yang berasal dari bagian citra yang berwarna hitam. Adapun puncak
histogram di posisi intensitas sekitar 90 menyatakan warna dominan abu-abu.Garis panjang
di sisi kanan menyatakan warna putih.
2.5 Pergeseran Citra
Penggeseran citra ke arah mendatar atau vertikal dapat dilaksanakan dengan mudah.
Rumus yang digunakan sebagai berikut:
�𝑏𝑎𝑟�=�𝑙𝑎𝑚𝑎+ 𝑠�
9

14. �𝑏𝑎𝑟�=�𝑙𝑎𝑚𝑎+ 𝑠�
Untuk penyederhanaan pembahasan, sx dan sy dianggap bertipe bilangan bulat.
Contoh berikut menunjukkan program yang digunakan untuk melakukan penggeseran citra,
dengan memberikan perintah sebagai berikut :
10

15. Hasilnya dapat dilihat seperti berikut :
Gambar.a : asli Gambar.b : setelah pergeseran
11

16. 2.6 Pemutaran Citra
Suatu citra dapat diputar dengan sudut � seiring arah jarum jam atau berlawanan arah
jarum jam dengan pusat putaran pada koordinat (0,0). Gambar 5.3 menjelaskan bentuk
pemutaran citra. Adapun rumus yang digunakan untuk memutar citra dengan sudut �
berlawanan arah jam berupa:
𝑥𝑏𝑎𝑟� = 𝑥 ∗𝐶𝑜�(�)+ � ∗𝑆𝑖�(�) (5.3) �𝑏𝑎𝑟� = � ∗𝐶𝑜�(�)− 𝑥 ∗𝑆𝑖�(�) (5.4)
pemutaran citra dengan sudut � searah jarum jam dapat dilakukan. Caranya, dengan
menggunakan x dan y sebagai posisi baru dan xbaru justru sebagai posisi lama. Pada saat
menghitung dengan rumus di atas, apabila posisi koordinat (ybaru ,xbaru) berada di luar area
[1, lebar] dan [1, tinggi], intensitas yang digunakan berupa nol
Berikut contoh Pemutaran citra dengan memberikan perintah seperti dibawah ini :
12

17. Gambar a. Sebelum di putar Gambar b. Setelah citra di putar
2.7 Pembesaran Citra
Suatu citra dapat diperbesar dengan membuat setiap piksel menjadi beberapa piksel. Perlu
diketahui, tinggi dan lebar citra keluaran dihitung berdasarkan :
tinggi_baru = tinggi * sy;
lebar_baru = lebar * sx;
Kemudian,
13

18. y2 = ((y-1) / sy) + 1;
digunakan untuk memperoleh nilai y2 yang berkisar antara 1 sampai dengan lebar citra asli.
Hal yang serupa dilakukan untuk x2 yang dilaksanakan melalui
x2 = ((x-1) / sx) + 1;
Berdasar fungsi perbesar di atas, dapat diberikan perintah seperti berikut:
>> Img = perbesar('C:ImageCitra UPB.jpg', 3, 3);
Pada perintah di atas, citra UPB.jpg diperbesar tiga kali baik pada arah vertikal maupun
horizontal. Selanjutnya, hasil perbesaran ditampilkan melalui
>> imshow(Img);
Sekarang akan dicoba untuk meregangkan kontras dengan cara seperti berikut :
14

19. Hasilnya seperti dibawah ini :
Gambar a. Citra UPB.JPG Gambar b. Setelah citra di perbesar
2.8 Efek keabuan/citra berskala keabuan /konversi
Sesuai dengan nama yang melekat, citra jenis ini menangani gradasi warna hitam dan
putih, yang tentu saja menghasilkan efek warna abu-abu.Pada jenis gambar ini, warna
dinyatakan dengan intensitas.Dalam hal ini, intensitas berkisar antara 0 sampai dengan
255.Nilai 0 menyatakan hitam dan nilai 255 menyatakan putih.
Contoh berikut menunjukkan program yang digunakan untuk melakukan citra berskala
keabuan, dengan memberikan perintah sebagai berikut :
Hasilnya seperti gambar dibawah ini :
15

20. Gambar a. Citra berskala keabuan
2.9 Efek Twirl
Transformasi twirl(olak atau puntiran) dilakukan dengan memutar citra berdasarkan titik
pusat citra, tetapi tidak bersifat linear. Salah satu varian bentuk transformasinya, yang
diadaptasi dari Burger & Burge (2008), sebagai berikut:
(
Dengan
Berikut contoh citra efek twil
16

21. Hasil gambarnya sebagai berikut :
17

22. Gambar a. Citra dengan efek twirl
2.10 Memutar Citra
Suatu citra dapat diputar dengan sudut � seiring arah jarum jam atau berlawanan arah
jarum jam dengan pusat putaran pada koordinat (0,0). Gambar 5.3menjelaskan bentuk
pemutarancitra.Adapun rumus yang digunakan untuk memutar citra dengan sudut �
berlawanan arah jam berupa:
𝑥𝑏𝑎𝑟� = 𝑥 ∗ 𝐶𝑜�(�) + � ∗ 𝑆𝑖�(�)
18

23. �𝑏𝑎𝑟� = � ∗ 𝐶𝑜�(�) − 𝑥 ∗ 𝑆𝑖�(�)
Pemutaran citra dengan sudut � searah jarum jamdapat dilakukan. Caranya, dengan
menggunakan x dan y sebagai posisi baru dan xbarujustru sebagai posisi lama. Pada saat
menghitung dengan rumus di atas,apabila posisi koordinat (ybaru,xbaru) berada di luar area
[1, lebar] dan [1, tinggi],intensitas yang digunakan berupa nol. Cara inilah yang merupakan
contoh pemetaan ke belakang, dengan memberikan perintah sebagai berikut :
Hasilnya sebagai berikut :
19

24. Gambar a. Citra asli Gambar b. Citra pemutaran kebelakang
Apa yang terjadi kalau dilaksanakan pemetaan ke depan dengan menggunakan rumus yang
sama, cara seperti itu dapat menimbulkan lubang pada citra hasil. Artinya, akan ada piksel
yang tidak terisi dengan piksel dari citra masukan. Untuk melihat efek ini, cobalah jalankan
program sebagai berikut.
Hasilnya seperti berikut :
20

25. Gambar a. Citra asli Gambar b. Citra dengan pemutaran kedepan
21

26. BAB III PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Dari makalah ini dapat kita simpulkan bahwa Pengolahan citra adalah salah satu cabang
dari ilmu informatika. Pengolahan citra berkutat pada usaha untuk melakukan transformasi
suatu citra / gambar menjadi citra lain dengan menggunakan teknik tertentu.
Pengolahan citra merupakan bidang yang bersifat multidisiplin, yang terdiri dari banyak
aspek, antara lain fisika, elektronika, matematika, seni dan teknologi komputer.
Aplikasi pengolahan citra telah memberikan sumbangan yang sangat berarti dalam
berbagai aspek. Para perancang desain grafis telah merasakan betapa nikmatnya
menggunakan software semacam Adobe Photoshop untuk mengerjakan berbagai tugas
mereka.
Pemakai Microsoft Word bisa memberikan ilustrasi gambar yang dipoles dengan teknik
tertentu, misalnya memungkinkan gambar seolah-olah dibuat dengan goresan kapur. Robot
seperti AIBO dapat membaca mimik si pemiliknya dan melakukan aksi untuk menghibur.
Mesin inspeksi mampu mendeteksi produk yang cacat. Perangkat presensi dapat mengenali
sidik jari para mahasiswa yang akan mengikuti kuliah. Pintu pun terbuka setelah retina mata
si pegawai dipindai oleh pembaca retina mata. Hal-hal tersebut menunjukkan beberapa
contoh yang melibatkan pengolahan citra.
3.2 Saran
Dalam penulisan makalah ini jauh dari kata sempurna. Oleh karena itu penulis
mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari para pembaca untuk meningkatkan
kualitas dari isi makalah ini dikemudian hari.
22

27. DAFTAR PUSTAKA
Demirkaya, O.; Asyali, M.H,; Sahoo, P.K 2009. Image Processing with MATLAP
Application in Medicine and Biology. Boca Raton : CRC Press.
Crane, R 1997. A Simplified Approach to Image Processing Classical and Modern
Techniques in C.upper Saddle River : Prentice Hall PTR.
Deselaerd, T. 2003 Features for Image Retrieval. Aachen: RWTH Aachen – University
of Technology.
Efford, N. 2000. Digital Image Processing a Practical Introduction Using Java. Essex:
Pearson Education Limited.
Fisher, R.; Perkins, S.; Walker, A.; Wolfart, F. 2003. Robert Cross Edge detector.
[Online].homepages.inf.edu.ac.uk.rbf/HOPR2/Roberts.htm.
23