Filter Spasial Citra

Filter Spasial Citra Filter spasial citra merupakan bagian dari fungsi pemrosesan citra (Image Processing) yang bertujuan untuk mengubah: menampilkan kontras citra menampilkan warna citra mereduksi deru/noise citra segmentasi / pengenalan pola (pattern recognition)

Area Umum Pemrosesan Citra Tiga area umum pemrosesan citra digital: Operasi Titik/Point Operations Pixel Point Processing Operasi Lokal/Local Operations Pixel Group Processing Operasi Global/Global Operations

Dasar Citra Digital Citra digital adalah araay 2D dari suatu nilai-nilai dalam baris dan kolom I(x,y) (atau I(c,r))

Kliping(Clipping) Klip hasil dari pemrosesan pd sebuah citra dimana harga piksel hasil operasi melebihi batas dari bit depth citra. Contoh. Citra 8 bit ( 0 ≤ pv ≤ 255) operasi = x2, harga piksel = 150, harga output = 300 diklip/dipotong menjadi 255 operasi = -50, harga piksel = 10, harga output = -40 diklip menjadi 0

Operasi Titik Operasi Titik utamanya digunakan untuk mengubah tampilan densitas optis atau warna dan tampilan kontras citra Operasi Titik bekerja pada tiap individu piksel dan tidak melibatkan piksel-piksel sekitar/tetangganya Operasi yang sama terjadi pada semua piksel dalam citra

Proses Operasi Titik Proses Operasi Titik dimulai dari piksel kiri atas citra, untuk menghitung harga piksel hasil dan ditempatkan pada lokasi spasial yang sama pada citra hasil operasi dengan dimensi yang sama dengan citra aslinya. Proses operasi bergerak dari satu piksel ke piksel sebelah kanannya sampai seluruh piksel dalam satu baris terlewati, kemudian proses operasi bergerak ke baris berikutnya (di bawahnya) dan berlanjut sampai seluruh baris terlewati.

Proses Operasi Titik I(x,y) Operasi x 1.5 O(x,y)

Proses Operasi Titik Proses Operasi Titik dinotasikan sbb. : O(x,y) = M . I(x,y) dimana M adalah fungsi pemetaan (mapping function) atau operasi

Operasi Titik Hasil dari operasi titik dapat berupa: Citra baru Citra baru O(x,y) akan memiliki ukuran, baris dan kolom yang sama, bit depth yang sama seperti citra aslinya I(x,y) Menampilkan citra yang tersimpan Tampilan kontras dan kecerahan boleh jadi akan akan terubah dibandingkan citra aslinya. LUTs (Look Up Tables) biasanya digunakan untuk melakukan operasi ini.

Look-Up Table (LUT) LUT adalah operasi titik dengan dasar hitungan matematis. Digunakan untuk menampilkan citra pada layar monitor dan membuat citra baru LUTs masih terbatasi oleh bit depth citra, kliping dan nilai keluaran harus integer LUT’s digunakan untuk memperbaiki performansi operasi.

Look-Up Table (LUT) Setiap operasi dilakukan pd setiap nilai yg mungkin dlm citra mis. nilai 0, 1, 2, ………, 255. Jika citra mempunyai resolusi spasial 1000 baris dan kolom, maka operasi tanpa menggunakan LUT’s, akan membutuhkan operasi sebanyak 1000,000 kali, bukan 256 kali Dengan LUT’s, nilai masih memerlukan untuk di “looked-up” tapi operasi secara keseluruhan akan meningkat.

contoh LUT Note: Nilai hasil adalah Integer & antara 0 and 255

Straight Log Exponential Window Width / Level Graphical Display of Typical LUTs Straight Log Exponential Window Width / Level

Hasil LUT

Operasi Titik Kontras Operasi kontras Bentuk operasi yg mengubah nilai piksel dlm citra atau citra yg tertampilkan. Umumnya dilakukan melalui operasi titik This is what point operations are normally used for Contoh operasi titik adalah look up table (LUT) LUTs digunakan utamanya untuk menampilkan citra asli I (x,y) Hasil dari operasi kontras , O (x,y), dapat berupa citra tersimpan baru.

Operasi Titik Kontras Operasi matematis dapat berupa: Tambah / kurang Perkalian / pembagian Eksponesial / log Kombinasi dari operator tsb Terbatasi pada nilai rentang

Kontras Citra Kontras – beberapa definisi Atribut kecerahan dari citra Collins Dictionary – extent to which adjacent areas of an image differ in brightness NB. Nilai “brightness” (kecerahan) = nilai piksel Penggunaan istilah “contrast” hrs dengan diskripsi/penjelasan

Image Contrast Differences Image contrast differences dapat diukur menggunakan pengurangan antara 2 piksel mis. I(10,15) = 75 dan I(255, 240) = 25 perbedaan kontras citra = 50 Kontras citra = I (x1, y1) – I (x2, y2) I (x1, y1) kontras citra = 0.667

Viewed Contrast Differences I (x, y) O (x,y) hasil/citra yg citra asli tertampilkan

Viewed Contrast Differences O(x, y) = I (x,y) * LUT operasi (mis. +50) Perbedaan kontras adalah nilai perbedaan antara 2 piksel mis. Citra asli I(10,15) = 75 dan I(255, 240) = 25 menjadi, O (10,15) = 125 dan O (255, 240) = 75 perbedaan kontras citra = 50 (sama) Kontras tampilan = O (x1, y1) – O (x2, y2) O (x1, y1) kontras tampilan = 0.4 (berbeda dg citra asli 0.667 )

LUT operasi perkalian mis. x1.5 I (10,15) = 75 dan I (255, 240) = 25 O (10,15) = 113 dan O (255, 240) = 38 perbedaan kontras citra 50 kontras citra 0.667 LUT Operasi Perkalian Pertambahan Perbedaan kontras 75 50 Kontras tertampilkan 0.667 0.4

Histogram Sebuah contoh lain operasi titik Jenis-jenis histogram Citra Region / ROI (region of interest) Transek

Histogram Citra Histogram Citra (histogram kecerahan) adalah sebuah plot nilai-nilai piksel (dlm 8 bit depth citra – 0 to 255) vs jmlh piksel dg nilai tsb. Dapat dibayangkan sbg plot distribusi frekuensi Sumbu Y dapat berupa jumlah piksel atau persentase dr total jumlah piksel

Histogram Citra Memberikan Indikasi distribusi nilai-nilai piksel Jika ditampilkan dg LUT linier, kontras citra dan kecerahan Dapat digunakan utk membantu pengaturan tingkat kekontrasan dan kecerahan citra Tidak memberikan informasi tentang apa yg dpt dilihat dalam citra, mis. tidak dapat memberikan informasi spasial

Image Histogram: Plot nilai piksel vs jml piksel dg nilai tsb Histogram Citra Pixel values Image Histogram: Plot nilai piksel vs jml piksel dg nilai tsb

Image Contrast: - well balanced

High Image Contrast Low Image Contrast

Image Histogram Operations Histogram Stretching Sebuah proses display, dg cara perentangan histogram melalui proses operasi titik perkalian atau pembagian Mengubah kontras tampilan / citra Histogram Sliding Proses tampilan, dimana histogram diubah melalui operasi penambahan atau pengurangan Mengubah kecerahan tampilan/citra

Histogram Stretching

Histogram Sliding

Histogram Sliding