Pengertian Pengolahan Citra Digital
Manusia adalah makhluk visual. Manusia cukup mengandalkan penglihatan untuk memahami dunia di sekitanya. Manusia ketika melihat sebuah benda tidak hanya untuk mengidentifikasi dan mengklasifikasi, tetapi juga dapat mengetahui perbedaaan dan merasakan (feeling) secara cepat.
Mata manusia dapat dengan mudah beradaptasi dan menginterprestasikan sebuah objek untuk mendapatkan informasi, di mana dalam dunia nyata sebuah objek dapat mengalami perubahan baik itu karena perbedaan siang dan malam (pengaruh cahaya dan bayangan).
Istilah citra digital sangat populer pada masa kini. Banyak peralatan elektronik yang menghasilkan citra digital; misalnya scanner, kamera digital, mikroskop digital, dan fingerprint reader. Perangkat lunak untuk mengolah citra digital juga sangat populer, digunakan untuk mengolah foto atau untuk berbagai keperluan lain. Contoh, Adobe Photoshop dan Corel Draw menyajikan berbagai fitur untuk memanipulasi citra digital
Pengolahan citra digital merupakan “pemrosesan gambar berdimensi-dua melalui komputer digital” (Jain, 1989). Menurut Efford (2000), “berbagai teknik yang keberadaannya untuk memanipulasi dan memodifikasi citra dengan berbagai cara”.
Foto adalah contoh gambar berdimensi dua yang bisa diolah dengan mudah. Setiap foto dalam bentuk citra digital (misalnya berasal dari kamera digital) dapat diolah melalui perangkat-lunak tertentu.
Sebagai contoh, apabila hasil bidikan kamera terlihat agak gelap, citra dapat diolah agar menjadi lebih terang. Dimungkinkan pula untuk memisahkan foto orang dari latar belakangnya. Gambaran tersebut menunjukkan hal sederhana yang dapat dilakukan melalui pengolahan citra digital. Tentu saja, banyak hal lain yang lebih pelik yang dapat dilakukan melalui pengolahan citra digital.
Aplikasi Pengolahan Citra
Pengolahan citra merupakan bagian penting yang mendasari berbagai aplikasi nyata, seperti pengenalan pola, penginderaan jarak-jauh melalui satelit atau pesawat udara, dan machine vision, dll.
Pada pengenalan pola, pengolahan citra antara lain berperan untuk memisahkan objek dari latar belakang secara otomatis. Selanjutnya, objek akan diproses oleh pengklasifikasi pola. Sebagai contoh, sebuah objek buah bisa dikenali sebagai jeruk, apel, atau pepaya.
Pada penginderaan jarak jauh, tekstur atau warna pada citra dapat dipakai untuk mengidentifikasi objek-objek yang terdapat di dalam citra.
Pada machine vision (sistem yang dapat “melihat” dan “memahami” yang dilihatnya), pengolahan citra berperan dalam mengenali bentuk-bentuk khusus yang dilihat oleh mesin.
Dalam Bidang Militer, Dalam dunia militer untuk mengidentifikasi target terlebih ketika dilakukan pada malam hari sehingga peluru kendali bisa mengenai sasaran secara tepat menggunakan sensor visual kamera Forward Looking InfraRed (FLIR), dengan bantuan pengolahan citra digital, target yang sudah dikunci dapat dilakukan tracking untuk mendapatkan informasi pergerakannya.
Pembersih ranjau dengan sensor visual, Memasuki area yang berbahaya seorang diri untuk membersihkan ladang ranjau tentu bukan pilihan yang tepat, saat ini menggunakan robot dengan sensor visual memungkinkan seorang operator penjinak ranjau dapat membersihkan ranjau dari jarak yang aman.
Dalam bidang industri, Bidang ini membutuhkan kecepatan yang tinggi dalam pemrosesannya yang tidak bisa ditangani oleh tenaga manusia. Dengan bantuan pengolahan citra digital, objek yang ditangkap dengan kamera dapat diolah dan dilakukan aksi sesuai dengan kebutuhan. Misalnya untuk mensortir barang berdasarkan warna, ukuran, maupun kode yang tertera pada barang tersebut.
Supervisi/inspeksi Produk, Ketelitian dalam proses produksi sangat penting, terutama untuk produk yang sangat mementingkan akurasi, misalnya pemeriksaan kerusakan pada spare part mesin. Pengawasan kualitas produk bisa sangat sulit jika dilakukan secara manual. Dengan bantuan pengolahan citra digital dan dilakukan proses segmentasi maka bisa diidentifikasi jenis kerusakan yang terjadi pada sebuah bidang.
Bidang Medis, Identifikasi sel darah. Darah menyimpan banyak informasi terkait kesehatan pemiliknya, dengan banyaknya jumlah sel-sel darah didalam tubuh tentu saja tidak bisa diperiksa secara manual satu persatu, maka dengan bantuan citra digital setiap bentuk dan warna dari sel darah merah bisa diketahui dan dianalisis untuk mempermudah seoarang dokter dalam mendiagnosa penyakit yang diderita. Selain itu pengolahan citra digital juga dapat digunakan untuk mendeteksi adanya sel darah putih muda (blast) sebagai indikasi penyakit leukemia.
Bidang Transportasi, Dengan keberadaan CCTV yang sering terpasang pada jalan raya membuat CCTV bukan hanya sebagai alat perekam tetapi juga dengan batuan pengolahan citra digital mampu untuk menghitung jumlah kendaraan yang melintas dan mengklasifikasikannya.
Bidang Hukum dan Keamanan, Setiap manusia memiliki ciri khas yang berbeda satu dengan yang lain, bahkan untuk orang yang kembar tetap terdapat perbedaan. Salah satu ciri khas manusia adalah sidik jari yang tidak akan berubah seiring bertambahnya usia. Dengan bantuan pengolahan citra digital, sidik jari yang terdapat di TKP bisa diketahui identitas pemilik sidik jari tersebut dan dapat dijadikan sebagai alat bukti untuk persidangan.
Robotika, Robot saat ini sangat berkembang pesat. Untuk pekerjaan-pekerjaan tertentu, manusia sudah menggunakan bagian tertentu dari robot. Robot ini bekerja dengan mengandalkan sensor. Salah satu sensor yang bisa digunakan robot adalah kamera. Hasil kamera adalah citra. Di situlah Pengolahan Citra Digital berperan sehingga robot bisa memproses citra tersebut, mengekstrak informasi yang diperlukan dari citra tersebut dan menentukan keputusan dan aksi yang harus dilakukan robot tersebut.
Fotografi, Tampilan foto-foto di iklan begitu sangat indah. Padahal sebetulnya, yang tampil di iklan-iklan itu merupakan hasil edit menggunakan software photo editor seperti Adobe Photoshop, GIMP, dsb. Di dalamnya terdapat banyak fitur untuk membuat tampilan foto menjadi lebih menarik dan indah.
Film, Film adalah industri yang terus berkembang pesat dari waktu ke waktu. Kebutuhan tampilan yang memukau semakin tinggi. Di sinilah dibutuhkan teknik pengolahan citra yang semakin tinggi agar memuaskan kebutuhan penonton tadi. Teknologi yang digunakan dalam pembuatan film Avatar 3D menjadi salah satu contoh bagaimana Pengolahan Citra Digital dan Computer Graphics bisa sangat membantu industri perfilman menghasilkan karya yang spektakuler. Sebagai contoh adalah Gambar di bawah ini, di mana hasil tangkapan kamera diolah sehingga hanya menampilkan titik-titiknya saja, yang kemudian dilakukan segmentasi dan dipetakan kedalam model 3D bertujuan untuk menggerakan mimik muka avatar.
Pencarian gambar berdasarkan kandungan citra, Saat ini kebanyakan kita mencari citra melalui search engine menggunakan kata. Namun, kadang-kadang terjadi bahwa citra yang diberikan oleh search engine tidak sesuai dengan yang kita inginkan. Dengan pengolahan citra digital, akan dimungkinkan kita mencari suatu citra dengan memberikan input contoh citra yang kita cari kepada search enginenya. Istilahnya content based image retrieval.
Pemahaman Kandungan Citra, Salah satu pemanfaatan teknologi pengolahan citra digital saat ini yaitu untuk bisa memahami maksud dari sebuah citra. Sebagai contoh adalah gambar di bawah ini, dengan memanfaatkan pengolahan citra digital anda dapat mengenali bagian-bagian yang tertampil pada gambar. Ada beberapa aplikasi yang dapat digunakan antara lain: IBM Vision Recognition, Microsoft Caption, Google Cloud Vision, Cloud Sight, dan Cloudy Vision (open source).
Penggunaan kamera pemantau ruangan merupakan contoh bagian aplikasi pemrosesan citra. Perubahan gerakan yang ditangkap melalui citra dapat menjadi dasar untuk melakukan pelaporan situasi yang terekam.
Pengolahan citra juga memungkinkan wajah seseorang dikartunkan yang memungkinkan pembuatan kartun yang didasarkan pada objek-objek nyata.
Aplikasi pengolahan citra memang makin meluas. Di dunia kedokteran, pengolahan citra mempunyai peran yang sangat besar. CT Scan (Computed Tomography Scan) atau kadang disebut CAT Scan (Computerized Axial Tomography Scan) merupakan suatu contoh aplikasi pengolahan citra, yang dapat dipakai untuk melihat potongan atau penampang bagian tubuh manusia. Tomografi adalah proses untuk menghasilkan citra berdimensi dua dari potongan objek berdimensi tiga dari sejumlah hasil pemindaian satu-dimensi.
Pengolahan citra juga dapat dimanfaatkan, misalnya, untuk kepentingan penentuan jenis tanaman hias melalui ciri-ciri citra daun. Seseorang yang ingin tahu mengenai suatu tanaman cukup memasukkan citra daun yang ia miliki dan kemudian memunggahkan ke sistem berbasis web. Selanjutnya, sistem web dapat mencarikan informasi yang sesuai dengan citra tersebut.
Prinsip Dasar dalam Pengolahan Citra
Aplikasi-aplikasi seperti yang telah dijelaskan sesungguhnya menggunakan prinsip dasar dalam pengolahan citra yaitu:
- Peningkatan Kecerahan dan Kontras
- Penghilangan Derau
- Pencarian Bentuk Objek
.
.
.
1. Peningkatan Kecerahan dan Kontras
Seringkali dijumpai citra yang tidak jelas akibat sinar yang kurang ketika objek dibidik melalui kamera digital. Dengan pengolahan citra, citra seperti itu bisa diperbaiki melalui peningkatan kecerahan dan kontras. Gambar ini menunjukkan contoh citra yang kurang cerah dan kurang kontras menjadi citra yang lebih kontras.
2. Penghilangan Derau
Citra yang akan diproses seringkali dalam keadaan terdistorsi atau mengandung derau. Untuk kepentingan tertentu, derau tersebut perlu dibersihkan terlebih dulu. Dalam pengolahan citra, terdapat beberapa metode yang bisa dipakai untuk keperluan tersebut. Salah satu cara dilaksanakan melalui filter notch.
3. Pencarian Bentuk Objek
Untuk kepentingan mengenali suatu objek di dalam citra, objek perlu dipisahkan terlebih dulu dari latar belakangnya (background). Salah satu pendekatan yang umum dipakai untuk keperluan ini adalah penemuan batas objek.
Dalam hal ini, batas objek berupa bagian tepi objek. Setelah tepi objek diketahui, pencarian ciri terhadap objek bisa dilaksanakan, misalnya berdasar perbandingan panjang dan lebar daun. Objek daun dan batas daun yang didapatkan melalui pengolahan citra diperlihatkan pada Gambar 1.8. Adapun Gambar 1.9 memperlihatkan penentuan panjang dan lebar daun diperoleh melalui komputasi oleh komputer.
.
