1. Pengolahan Citra Digital:
Peningkatan Mutu Citra
Pada Domain Spasial
Dr. Aniati Murni (R.1202)
Dina Chahyati, M.Kom (R.1226)
Universitas Indonesia
DC - OKT 2003 1

2. Tujuan Peningkatan Mutu Citra
Sumber Pustaka: Gonzalez, Bab 4
Tujuan dari teknik peningkatan mutu citra
adalah untuk melakukan pemrosesan
terhadap citra agar hasilnya mempunyai
kwalitas relatif lebih baik dari citra awal untuk
aplikasi tertentu.
Kata baik disini tergantung pada jenis aplikasi
dan problem yang dihadapi.
DC - OKT 2003 2

3. Jenis Teknik Peningkatan Mutu Citra
Teknik peningkatan mutu citra dapat
dibagi menjadi dua:
Peningkatan mutu citra pada domain
spasial
Point Processing
Mask Processing
Peningkatan mutu citra pada domain
frekuensi
DC - OKT 2003 3

4. Lingkup Pembahasan
Image Enhancement
Spatial Domain Frequency Domain
I. Point Processing II. Mask Processing …(next week)
a. Image Negative
b. Contrast Stretching
c. Histogram Equalization
- all grey level and all area
- specific grey level (histogram specification)
- local enhancement (specific part of the image)
d. Image Subtracting
e. Image Averaging
DC - OKT 2003 4

5. I. Point Processing
Cara paling mudah untuk melakukan
peningkatan mutu pada domain spasial
adalah dengan melakukan pemrosesan
yang hanya melibatkan satu piksel saja
(tidak menggunakan jendela
ketetanggaan)
Pengolahan menggunakan histogram
juga termasuk dalam bagian point
processing
DC - OKT 2003 5

6. Ia. Image Negative
Mengubah nilai grey-level piksel citra input dengan:
Gbaru = 255 - Glama
Hasilnya seperti klise foto
DC - OKT 2003 6

7. Aplikasi Penginderaan Jarak Jauh
(Sumber: Murni, 1997)
Citra Optik Citra SAR
(Sumber: Bakosurtanal RI) 7

8. Ib. Contrast Stretching
255
Mengubah kontras dari
suatu image dengan cara (r2,s2)
mengubah greylevel piksel-
piksel pada citra menurut s T(r)
fungsi s = T(r) tertentu
r1 ≤ r2, s1 ≤ s2 (r1,s1)
0 255
r1 = r2, s1 = s2 tidak r
ada perubahan
r1 = r2, s1 = 0, s2 = 255
tresholding menjadi citra
biner dengan ambang r1 DC - OKT 2003 8

9. Contoh Contrast Stretching
DC - OKT 2003 9

10. Contrast Stretching
Fungsi lain yang baik digunakan adalah:
fout = (fin – a) * b
a = min(fin)
b = 255 / (max(fin) – min(fin))
Citra masukan yang grey level nya tidak
penuh dari 0 – 255 (low constrast) diubah
menjadi citra yang grey level nya berkisar
dari 0 – 255 (high contrast)
DC - OKT 2003 10

11. Ic. Histogram Equalization
Histogram: diagram yang menunjukkan jumlah
kemunculan grey level (0-255) pada suatu citra
Histogram processing:
Gambar gelap: histogram cenderung ke sebelah kiri
Gambar terang: histogram cenderung ke sebelah
kanan
Gambar low contrast: histogram mengumpul di suatu
tempat
Gambar high contrast: histogram merata di semua
tempat
Histogram processing: mengubah bentuk histogram
agar pemetaan gray level pada citra juga berubah
DC - OKT 2003 11

12. Ic. Histogram Equalization
in all grey level and all area (1)
Ide: mengubah pemetaan
greylevel agar sebarannya
(kontrasnya) lebih menyebar
pada kisaran 0-255
Sifat:
Grey level yang sering
muncul lebih dijarangkan
jaraknya dengan grey level
sebelumnya
Grey level yang jarang
muncul bisa lebih
dirapatkan jaraknya dengan
grey level sebelumnya
Histogram baru pasti
mencapai nilai maksimal
keabuan (contoh: 255)
DC - OKT 2003 12

13. Ic. Histogram Equalization
in all grey level and all area (2)
- mengubah pemetaan grey level pada
citra, dengan rumus:
k nj k
sk = T (rk ) = ∑ = ∑ p(rj )
j =0 n j =0
0 ≤ rk ≤ 1 dan k = 0,1,....., L − 1
L adalah grey level maksimal yang ada pada citra
DC - OKT 2003 13

14. Ic. Histogram Equalization
in all grey level and all area (3)
Citra awal: Citra Akhir:
Contoh : citra 35554 19 9 95
dengan derajat 54544 95 9 55
keabuan hanya 53444 91 5 55
berkisar 0-10 45663 5 9 10 10 1
Derajat Keabuan 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Kemunculan 0 0 0 3 8 7 2 0 0 0 0
Probabilitas Kemunculan 0 0 0 0.15 0.40 0.35 0.1 0 0 0 0
Sk 0 0 0 0.15 0.55 0.90 1 1 1 1 1
SK * 10 0 0 0 1.5 5.5 9 10 10 10 10 10
Derajat keabuan baru 0 0 0 1 5 9 10 10 10 10 10
DC - OKT 2003 14

15. Ic. Histogram Equalization
specific grey level (hist. specification)
Histogram
equalization
tidak dilakukan
pada seluruh
bagian dari
histrogram tapi
hanya pada
bagian tertentu
saja
DC - OKT 2003 15

16. Ic. Histogram Equalization
specific area (local enhancement)
Histogram equalization hanya dilakukan pada
bagian tertentu dari citra
DC - OKT 2003 16

17. Ic. Histogram Equalization
specific area (local enhancement)
Histogram
equalization
menggunakan
jendela 7x7
DC - OKT 2003 17

18. Id. Image Substraction
Dilakukan jika kita ingin mengambil
bagian tertentu saja dari citra
- =
DC - OKT 2003 18

19. Aplikasi Kedokteran (Biomedik)
(Sumber: Thesis S2 Kartono)
Thorax X-Ray Standard Landmarks Thorax Tissue
19

20. Ie. Image Averaging
Dilakukan jika kita memiliki
beberapa citra yang bergambar
sama, namun semua citra
memiliki noise (gangguan)
Noise satu citra berbeda dengan
noise citra lainnya (tidak
berkorelasi)
Cara memperbaikinya adalah
dengan melakukan operasi rata-
rata terhadap semua citra
tersebut
DC - OKT 2003 20

21. II. Mask Processing (1)
Jika pada point processing kita hanya
melakukan operasi terhadap masing-masing
piksel, maka pada mask processing kita
melakukan operasi terhadap suatu jendela
ketetanggaan pada citra.
Kemudian kita menerapkan
(mengkonvolusikan) suatu mask terhadap
jendela tersebut. Mask sering juga disebut
filter.
DC - OKT 2003 21

22. II. Mask Processing (2)
1 2 3 Contoh:
8 x 4 Jendela ketetanggan 3x3,
7 6 5 Nilai piksel pada posisi x dipengaruhi
oleh nilai 8 tetangganya
Perbedaan dengan point
processing: pada point processing,
nilai suatu piksel tidak dipengaruhi
oleh nilai tetangga-tetangganya
DC - OKT 2003 22

23. II. Mask Processing (3)
Contoh sebuah mask berukuran 3x3.
W1 W2 W3 Filter ini akan diterapkan /
W4 W5 W6 dikonvolusikan pada setiap jendela
ketetanggaan 3x3 pada citra (anggap
W7 W8 W9 filter sudah dalam bentuk terbalik)
G11 G12 G13 G14 G15
G22’ = w1 G11 + w2 G12 + w3 G13+
G21 G22 G23 G24 G25 w4 G21 + w5 G22 + w6 G23 +
w7 G31 + w8 G32 + w9 G33
G31 G32 G33 G34 G35
G41 G42 G43 G44 G45
G51 G52 G53 G54 G55
DC - OKT 2003 23

24. II. Jenis-jenis filter spasial
Smoothing filters:
Lowpass filter (linear filter, mengambil nilai
rata-rata)
Median filter (non-linear filter, mengambil
median dari setiap jendela ketetanggan)
Sharpening filters:
Roberts, Prewitt, Sobel (edge detection)
Highpass filter
DC - OKT 2003 24

25. II. Contoh penerapan filter spasial
1 1 1
1/9 x 1 1 1
1 1 1
Average lowpass filter
(a) Gambar Asli
(b)-(f) hasil dari spatial lowpass
filtering dengan ukuran mask
3,5,7,15,25
DC - OKT 2003 25

26. II. Contoh
penerapan
filter low pass
dan median
(a) Gambar asli
(b) Gambar yang diberi noise
(c) Hasil dari 5x5 lowpass average filtering
(d) Hasil dari 5x5 median filtering
DC - OKT 2003 26

27. II. Edge detection
Pada suatu citra
monokrom, suatu
edge (sisi) dapat
ditandai dengan
adanya suatu
perbedaan intensitas
yang besar
DC - OKT 2003 27

28. II. Edge detection
Bagaimana ‘mendeteksi’ perbedaan intensitas tersebut?
Dengan mempertegas perbedaan (kalikan satu
intensitas dengan nilai negatif, kemudian kalikan nilai
positif pada intensitas lainnya)
Kasus A: 2 bersisian dgn 100 (edge) 2*(-1) +
100*(1)= 99
Kasus B: 2 bersisian dgn 4 (not edge) 2*(-1) +
4*(1)= 2
Lakukan tresholding untuk memperjelas mana bagian
sisi dan mana yang bukan
Ambil treshold = 90, maka Kasus A akan dianggap
sebagai sisi, Kasus B tidak dianggap sisi
DC - OKT 2003 28

29. II. Contoh edge detection
-1 -2 -1 -1 0 1
0 0 0 -2 0 2
1 2 1 -1 0 1
Sobel
-1 -1 -1 -1 0 1
0 0 0 -1 0 1
1 1 1 -1 0 1
Prewitt
(a)Gambar awal, (b) hasil dari Prewitt Mask, (c) thresholding dari (b) pada
nilai > 25 (d) thresholding dari (b) pada nilai >25 dan < 25 (black)
DC - OKT 2003 29