Rangkuman Seputar: Image Processing dalam Bidang Informatika

 IMAGE PROCESSING

Dalam ilmu komputer terutama pada visi komputer, istilah pengolahan citra atau image processing cukup familiar.Pengolahan citra digital menggunakan algoritma-algoritma dalam pemrosesannya untuk mengekstrak beberapa informasi yang berguna seperti objek-objek yang ada pada citra atau gambar.Pengolahan citra digital memiliki banyak keunggulan dibandingkan dengan pengolahan citra analog. Kenapa? karena pada citra analog memiliki sifat kontinu, misal gambar pada monitor televisi, foto sinar X, foto yang tercetak di kertas foto, lukisan, hasil CT scan, dll. Citra atau yang lebih tepatnya citra digital merupakan sebuah array angka (piksel) dalam bidang 2D yang secara khusus diatur dalam baris dan kolom.Citra digital didefinisikan oleh fungsi matematika f(x,y) yang mana x dan y adalah titik koordinat horizontal dan vertikal serta f disebut sebagai intensitas bayangan di titik tersebut.Citra terdiri dari sejumlah elemen yang terbatas, yang masing-masing elemen memiliki nilai tertentu. Elemen-elemen ini disebut sebagai elemen gambar atau piksel.Piksel adalah sebuah titik pada citra yang mengambil bayangan, opasitas, atau warna tertentu. Berdasarkan jenis warnanya citra digital dikelompokkan menjadi: 

• Citra biner: piksel yang terdiri dari angka 0 (hitam) dan 1 (putih)
• Citra grayscale : piksel yang terdiri dari bilangan bulat dengan nilai antara 0 hingga 255 (0 sepenuhnya hitam dan 255 sepenuhnya putih).
• Citra RGB: intensitas piksel yang tersusun oleh tiga kanal warna yakni merah, hijau, dan biru serta memiliki rentang nilai antara 0 hingga 255.
• Citra RGBA: perpanjangan RGB dengan tambahan bidang alfa, yang mewakili opacity atau kegelapan gambar.

citra adalah gambar dua dimensi yang di hasilkan dari gambar analog dua dimensi yang kontinus menjadi gambar diskrit melalui  proses sampling.pada citra terdapat pengolahan citra atau gambar memproses yang mana mengolah citra menggunakan komputer menjadi sebuah citra yang memiliki kualitas yang lebih baik.penggunaan CNN di gunakan sebagai metode untuk mengklarifikasikan objek citra secara umum karena CNN terbukti berhasil mengunggahh metode lainnya pada kasus klasifikasi objek pada  citra.Salah satu permasalahan dalam visi komputer yang telah lama dicari solusinya adalah kasifikasi objek pada citra. Bagaimana computer
menduplikasikan kemampuan manusia dalam memahami citra, agar dapat memahami dan mengenali objek pada citra selayaknya manusia. Proses klasifikasi objek pada citra yang digunakan umumnya terbatas, dimana hanya dapat berlaku pada dataset tertentu tanpa kemampuan generalisasi pada jenis citra apapun. Hal ini disebabkan karena berbagai perbedaan antar citra seperti
perbedaan ukuran objek, perbedaan kondisi pencahayaan, perubahan objek yang terlalu jauh dan lain sebagainya. Oleh karena itu image processing menjadibagian penting dalam klasifikasi objek pada citra.Image Processing adalah suatu metode untuk mengolah gambar (Image)ke dalam bentuk digital untuk tujuan tertentu. Pada awalnya pengolahan citra ini berfungsi untuk memperbaiki dan meningkatkan kualitas suatu gambar, namun dengan perkembangan zaman dan munculnya ilmu-ilmu komputasi hal itu
memungkinkan manusia dapat mengambil suatu informasi yang ada dalam suatu gambar. Inputnya adalah citra (gambar) dan keluaranya adalah citra yang sudah diperbagus kualitasnya. Misalnya, sebuah gambar yang kurang tajam warnanya,kabur (blurring) dan terdapat noise (mis bintik putih) memerlukan proses untukmemperbaiki kualitas gambar sehingga mendapatkan informasi yang lebih baik.

Citra / gambar (image) merupakan hal yang vital dan menjadi bagian integral dari kehidupan sehari-hari. Pada kepentingan tertentu, citra(gambar) digunakan sebagai alat untuk mengungkapkan pertimbangan (reason), interpretasi, ilustrasi, penggambaran (represent), ingatan (memorise), pendidikan, komunikasi, evaluasi, navigasi, survai, hiburan, dan lain sebagainya. Tetapi kemudian konsep citra dan pengolahannya dihubungkan dengan pengubahan dan perbaikan citra (gambar) yang
bertujuan untuk memperbaiki kesalahan data sinyal gambar akibat transmisi dan selama akuisisi sinyal serta meningkatkan penampakan gambar sehingga dapat diterima oleh sistem penglihatan manusia. Umumnya pengolahan citra melibatkan alat bantu komputer, sehingga muncul istilah Computer Vision yang selanjutnya dihubungkan dengan konsep komputasi dan elektronik dari dunia mesin sejalan dengan atribut penglihatan manusia. Aspek komputer adalah sebuah sistem yang berhubungan dengan elemen-elemen perangkat keras seperti sensor optik, arsitektur pengolahan paralel pada komputer, grafika komputer dan alat penampil (display) serta elemen-elemen perangkat lunak seperti manipulasi data dan perhitungan data gambar. Sedangkan aspek penglihatan (vision) adalah bayangan dari sistem penglihatan manusia danmelingkupi aspek fungsional dari mata, saraf optik dan otak.Secara ideal, mesin diharapkan mempunyai kemampuan yang sama dengan kemampuan penglihatan manusia. Sehingga suatu pertimbangan (misalnya untuk membedakan obyek berdasarkan permukaan, warna, cahaya dan lain-lain) dibuat berdasarkan karakteristik sistem penglihatan manusia. Dalam kenyataannya, sistem penglihatan manusia sangat kompleks, yaitu dengan banyaknya tingkatan pengolahan pada mata dan jaringan saraf penglihatan di otak.

Image Processing

Pengolahan citra adalah metode untuk melakukan beberapa operasi pada gambar, untuk mendapatkan gambar yang disempurnakan atau untuk mengekstrak beberapa informasi berguna darinya.Input pada pengolahan citra adalah gambar dan outputnya dapat berupa gambar atau karakteristik/fitur yang terkait dengan gambar tersebut.kemudian Image Processing juga adalah suatu bentuk pengolahan atau pemrosesan sinyal dengan input berupa gambar (image) dan ditransformasikan menjadi gambar lain sebagai keluarannya dengan teknik tertentu. Image processing dilakukan untuk memperbaiki kesalahan data sinyal gambar yang terjadi akibat transmisi dan selama akuisisi sinyal, serta untuk meningkatkan kualitas penampakan gambar agar lebih mudah diinterpretasi oleh sistem penglihatan manusia baik dengan melakukan manipulasi dan juga penganalisisan terhadap gambar. Operasi Image Processing terbagi menjadi 4 bagian yaitu :

• Image Enhancement (peningkatan kualitas gambar) : Tahap ini seringkali dikenal dengan pre-processing. Operasi peningkatan kualitas gambar berfungsi untuk meningkatkan fitur tertentu pada citra sehingga tingkat keberhasilan dalam pengolahan
  gambar berikutnya menjadi tinggi.
• Image Restoration (pemulihan gambar) : Operasi pemulihan gambar bertujuan untuk mengembalikan kondisi gambar yang telah rusak atau cacat (merekonstruksi gambar) yang sebelumnya telah diketahui menjadi gambar seperti pada kondisi awal, karena adanya gangguan yang menyebabkan penurunan kualitas gambar, misalnya mengalami suatu degradasi. Degradasi dalam hal ini maksudnya, gambar menjadi agak kabur (blur) sehingga menurunkan kualitas gambar.
• Image Compression (kompresi gambar) : Kompresi gambar bertujuan untuk meminimalkan jumlah bit yang diperlukan untuk merepresentasikan citra. Hal ini sangat berguna apabila anda ingin mengirimkan gambar berukuran besar.
• Image Refresention & Modelling (representasi dan permodelan gambar) : Representasi mengacu pada data konversi dari hasil
  segmentasi ke bentuk yang lebih sesuai untuk proses pengolahan pada komputer. Keputusan pertama yang harus sudah dihasilkan pada tahap ini adalah data yang akan diproses dalam batasan batasan atau daerah yang lengkap.

Tujuan utama dari pengolahan citra adalah untuk mengubah citra menjadi bentuk digital dan melakukan operasi dengan algoritma tertentu untuk mendapatkan model atau mengekstrak informasi yang berguna pada citra.

• Visualisasi: menemukan objek yang tidak terlihat pada gambar
• Penajaman dan pemulihan gambar: digunakan untuk resolusi gambar yang lebih baik.
• Pengambilan gambar: mencari gambar dari database gambar digital yang mirip dengan gambar aslinya.
• Pengukuran pola: mengukur berbagai pola di sekitar objek pada gambar
• Pengenalan gambar: setiap objek dalam gambar dapat dibedakan.

Langkah-langkah Dasar pada Pengolahan Citra

1. Akuisisi Citra (Image Acquisition)

Akuisisi merupakan langkah dasar pertama dalam pengolahan citra. Akuisisi gambar pada dasarnya diambil dari tangkapan gambar.

Langkah ini juga dikenal sebagai preprocessing dalam pengolahan citra karena melibatkan metode preprocessing seperti scaling, konversi warna (RGB ke grayscale), dll.