Laporan Morfologi Citra Disusun Untuk Memenuhi Tugas Kelompok Mata Kuliah : Pengolahan Citra Dosen : H. Fitriyadi, S.Pi, M.Kom
OLEH : HALIM FAHRI 3101 1502 2829 HARIONO 3101 1502 2823 MUHAMMAD IHSAN ANSYARI 3101 1502 2788
OLEH : HALIM FAHRI 3101 1502 2829 AHMAD DARMAWAN 3101 1502 2847 ANZAR AMINNUDIN 3101 1502 2841
PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA DAN KOMPUTER (STMIK BANJARBARU) BANJARBARU 2017
DAFTAR ISI Cover ......................................................................................................................i Daftar Isi .................................................................................................................ii Abstrak ...................................................................................................................1 Pendahuluan ..........................................................................................................2 1.Dasar Teori Morfologi Citra .........................................................................3 2.Penjelasan Program .....................................................................................9 Daftar Pustaka .......................................................................................................12
ABSTRACK
Perkembangan pengolahan citra digital telah berkembang pesat, suatu citra digital dapat diolah dan dimanipulasi untuk mendapatkan citra yang diinginkan. Salah satu metode dalam manipulasi citra digital adalah dengan melakukan segmentasi citra untuk kemudian dilakukan pengolahan lebih lanjut dengan berbagai metode. Citra yang telah mengalami proses segmentasi dapat dimanipulasi dengan salah satu teknik pengolahan citra yaitu dengan teknik morfologi citra. Kata morfologi dalam pengolahan citra berarti suatu morfologi matematis yang digunakan sebagai alat untuk m elakukan ekstraksi komponen citra berupa representasi dan deskripsi suatu area dalam citra. Pada paper ini akan dibahas mengenai pengolahan morfologi citra dengan Dilasi, Erosi, Opening, dan Closing. Kata Kunci: dilasi, erosi, opening, closing
PENDAHULUAN
Identifikasi suatu objek dalam citra dapat menjadi sangat sulit. Salah satu cara untuk menyederhanakan masalah tersebut adalah dengan mengubah citra grayscale yang ingin diolah menjadi suatu citra biner, dimana setiap piksel hanya memiliki nilai 1 atau 0. Salah satu teknik yang menggunakan citra biner adalah pengolahan morfologi citra, kata morfologi diambil dari kata morphē dari bahasa Yunai yang berarti bentuk atau formasi.
Morfologi dalam pengolahan citra memiliki konteks sebagai morfologi matematis, morfologi matematis adalah suatu teori dan teknik untuk memproses suatu struktur geometri. Morfologi matematis pertama kali muncul pada tahun 1964 dari hasil kerja sama dari Georges Matheron dan Jean Serra di École des Mines de Paris, Pr ancis. Pada tahun 1960an hingga 1970an, morfologi matematis bergerak di bidang citra biner dan mengembangkan teknik seperti transformasi hit-or-miss, dilasi, erosi, opening, closing, granulometry, thinning, skeletonization, ultimate erosion, conditional bisector, dan sebagainya. Dari tahun 1970an hingga 1980an, morfologi matematis mulai digenaralisasikan untuk citra grayscale, sejak saat itu teknik morfologi matematis terus dikembangkan. Untuk paper ini, teknik morfologi citra yang dibahas dikhususkan pada teknik dilasi, erosi, opening, dan closing, keempat teknik tersebut merupakan dasar dari teknik morfologi citra. Teknik-teknik tersebut akan dikaji dan juga dipraktekkan dengan aplikasi yang dibuat dengan MATLAB ® R2009a.
1.DASAR TEORI MORFOLOGI CITRA
Morfologi citra merupakan suatu operasi pemrosesan citra yang mengolah citra berdasarkan bentuknya. Operasi morfologi mengaplikasikan suatu Structuring Element terhadap suatu citra masukkan, membentuk suatu citra keluaran dengan ukuran yang sama dengan citra masukkan. Pada operasi morfologi, nilai dari tiap piksel pada citra keluaran didasarkan pada perbandingan dari piksel pada citra masukkan dengan piksel di sekitarnya. Dengan menentukan ukuran dan bentuk dari neighborhood, kita dapat membangun suatu operasi morfologi yang sensitif terhadap suatu bentuk spesifik di citra masukkan. Operasi morfoologis yang paling dasar adalah operasi dilasi dan erosi. Dilasi menambahkan piksel pada boundaries ari suatu objek dari suatu citra, sedangkan erosi menghilangkan piksel dari suatu bondaries dari objek. Jumlah piksel yang ditambahkan atau dihilangkan tergantung dari ukuran dan bentuk dari Structuring Element yang digunakan untuk memproses citra. Morfologi citra dilakukan pada citra dua dimensi dengan set piksel tersebut berada pada himpunan dua dimensi Z 2.
Gambar 1. Contoh operasi morfologi citra, a) gambar original, b) operasi Erosi, c) operasi Dilatasi, d) operasi Opening, e) operasi Closing
1 Gambar 1. menunjukkan contoh dari citra biner dan juga contoh dari hasil operasi morfologi, terlihat bahwa operasi Erosi melakukan pengurangan piksel sedangkan operasi Dilasi melakukan penambahan piksel. Operasi Opening dan Closing
merupakan kombinasi dari Dilasi dan Erosi. Pada bagian berikutnnya akan dibahas lebih lanjut mengenai operasi-operasi tersebut. 1.1
Structuring Element
Pada operasi morfologi, structuring element merupakan salah satu unsur utama, structuring element digunakan sebagai cetakan untuk citra masukkan. Structuring element merupakan suatu matriks yang hanya berisi dua nilai yaitu 1 atau 0 yang
disusun sedemikian rupa sehingga membentuk suatu formasi dan ukuran, piksel dengan nilai 1 pada structuring element biasa disebut dengan neighborhood . Structuring element dua dimensi memiliki ukuran yang biasanya jauh lebih kecil dibanding dengan citra yang diolah. Piksel pada bagian tengah dari structuring element biasa disebut dengan origin, origin mengidentifikasi piksel yang menjadi inti perhatian.
Gambar 2. Contoh Structuring element Pada Gambar 2. Terlihat contoh dari structuring element ,
bagian
yang dilingkari menunjukkan origin dari structuring element, bagian yang berwarna abu-abu menunjukkan bagian dari neighborhood . 1.2
Dilasi
Pada dilasi, setiap background piksel yang menyentuh objek piksel dirubah menjadi objek piksel, hal tersebut membuat objek menjadi terlihat lebih gemuk. Operasi pada dilasi dilakukan dengan cara berikut, A dan B merupakan set pada Z 2 dan Ø menyatakan suatu set yang kosong, dilasi dari A oleh B dinyatakan dengan
A B
(1) Didefinisikan sebagai, A B { x | (B') x A Ø}
(2) B’ adalah
refleksi dari B, maka proses dilasi terdiri dari proses mencari refleksi dari B
pada origin dan mengeser refleksi tersebut sebanyak x . Persamaan 2 dapat ditulis ulang menjadi. A B { x | [(B') x A]
A}
(3) Gambaran dari proses dilasi dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Dilasi Gambar 3. Menjelaskan tentang dilasi dari persegi berwarna biru tua oleh structuring element berbentuk piringan, titik merah menandakan titik origin dari structuring element , hasil dari dilasi tersebut berupa suatu persegi dengan bentuk yang lebih
gemuk sebagai hasl dari dilasi.
Erosi
1.3
Erosi adalah salah satu dari dua buah dasar morfologi citra selain dari dilasi. Operasi erosi, sama seperti pada dilasi, dialkukan secara biner. Erosi akan menghasilkan objek pada citra menjadi lebih tipis atau terkikis. Pada morfologi biner sebuah citra dilihat sebagai sebuah subset dari sebuah bidang Euclidean Z 2 untuk citra dua dimensi. Dasar dari morfologi biner adalah dengan memindai suatu citra dengan suatu bentuk yang sudah didefinisikan sebelumnya, bentuk tersebut adalah structuring element . Untuk membuat operasi erosi, kita tentukan E adalah suatu bidang Euclidean atau sebuah grid integer, dan A adalah suatu citra biner dalam himpunan E. Erosi dari suatu citra biner A dengan sebuah structuring element B didefinisikan pada Persamaan (3).
(3) Dimana Bz adalah translasi dari B oleh vector z . Ketika structuring element B memiliki origin yang yang terletak di origin dari E , maka erosi dari A oleh B dapat diartikan sebagai lokus dari titik yang dicapai oleh origin dari B ketika B berada dalam A. Erosi dari A oleh B dapat juga diekspresikan dengan Persamaan 4.
(4)
Gambar 4. Erosi
Gambar 4. Menjelaskan tentang erosi dari persegi berwarna biru tua oleh structuring element berbentuk piringan, titik merah menandakan titik origin dari structuring element , hasil dari dilasi tersebut berupa suatu persegi dengan bentuk yang l ebih kurus
sebagai hasl dari erosi. Opening
1.4
Opening merupakan suatu operasi morfologi citra berupa gabungan dari erosi dan dilasi, opening merupakan operasi dilasi terhadap erosi yang terjadi pada suatu set A dimana A adalah suatu citra masukkan. Bersama dengan operasi closing, opening berperan dalam pemrosesan citra sebagai alat dasar untuk menghilangkan noise morfologi. Opening menghilangkan objek-objek kecil dari foreground suatu citra. Opening biasa digunakan untuk mencari atau mendeteksi sesuatu yang besesuaian dengan suatu structuring element .
(5) Persamaan (5). menunjukkan rumusan dari operasi opening, terlihat bahwa set A mengalami operasi erosi terlebih dahulu, kemudian dilanjutkan dengan operasi dilasi.
Gambar 5. Opening Gambar 5 menunjukkan contoh operasi opening dengan structuring element berbentuk piringan.
Closing
1.5
Pada morfologi matematis, closing dari suatu set A oleh structuring element B adalah erosi dari dilatasi A oleh B.
(6) Persamaan (6) menunjukkan operasi closing, terlihat bahwa set A terlebih dahulu di dilasi oleh B, kemudian dilanjutkan dengan melakukan erosi ke proses tersebut. Closing akan menghilangkan lubang kecil pada citra sedangkan opening akan menghilangkan objek yang kecil. Gambar 6 menunjukkan proses dari closing.
Gambar 6. Closing
2. PENJELASAN PROGRAM
Pada paper ini program dibuat dengan mengunakan software MATLAB ® versi R2009a. Pada program ini digunakan fungsi-fungsi bawaan MATLAB untuk melakukan operasi morfologi citra, fungsi yang dipakai antara lain adalah fungsi strell , fungsi ini berfungsi untuk menyusun structuring element , fungsi berikutnya adalah fungsi imdilate, imerode, imopen, dan imclose yang fungsi dari tiap fungsi adalah untuk
operasi dilasi, erosi, opening, dan closing. Berikut akan dibahas lebih lanjut mengenai fungsi tersebut. 1.6
Fungsi s trell
Perintah SE = strel(shape, parameters) membuat structuring element dengan bentuk sesuatu dengan parameter shape dan parameter lainya,
Gambar 7. Fungsi strell beserta parameternya Gambar 7. menunjukkan penggunaan dari fungsi strell , terdapat 10 parameter bentuk dari strell, yang pertama adalah arbitrary, dengan parameter ini bentuk structuring element yang dibuat akan mengikuti matriks biner yang dibuat oleh
pengguna, parameter berikutnya adalah ball, diamond, disk, line, octagon, pair, periodicline, rectangle, dan square yang menghasilkan bentuk structuring element
berupa bentuk bola, belah ketupat, piringan, garis, oktagon, titik yang berpasangan, garis yang berulang, persegi panjang, dan persegi. Gambar 8 hingga 14 menunjukkan contoh dari bentuk structuring element yang dapat dibuat menggunakan fungsi strell.
Gambar 8. Arbitrary
Gambar 9. Diamond
Gambar 10. Disk
Gambar 11. Octagon
Gambar 12. Pair
Gambar 13. Periodic Line
Gambar 14. Rectangle dan Square
1.7
Fungsi imdilate
Fungsi imdilate digunakan umtuk melakukan dilasi dengan structuring element yang dibuat menggunakan fungsi strell. Sintaks dari imdilate adalah sebagai berikut.
Gambar 15. Imdilate IM merupakan citra yang ingin di dilasi dengan structuring element adalah SE,
imdilate mampu melakukan dilasi pada citra biner dan juga citra grayscale. 1.8
Fungsi imerode
Fungsi imerode digunakan umtuk melakukan erosi dengan structuring element yang dibuat menggunakan fungsi strell. Sintaks dari imerode adalah sebagai berikut.
Gambar 16. Imerode IM merupakan citra yang ingin di dilasi dengan structuring element adalah SE, sama
seperti imdilate imerode mampu melakukan dilasi pada citra biner dan juga citra grayscale.
1.9
Fungsi imopen
Fungsi imopen digunakan umtuk melakukan opening dengan structuring element yang dibuat menggunakan fungsi strell. Sintaks dari imopen adalah sebagai berikut.
Gambar 17. Imopen
IM merupakan citra yang ingin di dilasi dengan structuring element adalah SE, sama
seperti imdilate imopen mampu melakukan dilasi pada citra biner dan juga citra grayscale.
1.10
Fungsi imclose
Fungsi imclose digunakan umtuk melakukan closing dengan structuring element yang dibuat menggunakan fungsi strell. Sintaks dari imclose adalah sebagai berikut.
Gambar 18. Imopen IM merupakan citra yang ingin di dilasi dengan structuring element adalah SE, sama
seperti imdilate imclose mampu melakukan dilasi pada citra biner dan juga citra grayscale.
1.11
G raphical Us er Interface (GUI)
Untuk memudahkan penggunaan program, maka digunakanlah GUI, tampilan program dengan GUI adalah sebagai berikut.
Gambar19. Graphical User Interface Pada program, citra yang akan diolah dapat di load dan diberikan operasi morfologis dengan structring element yang dapat dilihat pada panel bagian tengah, hasil dari pengolahan citra akan tampil pada panel sebelah kanan.
1.12
Hasil Program
Pada Gambar 20 hingga Gambar 23 akan ditampilkan hasil pengolahan morfologis menggunakan program ini. Operasi dilasi, erosi, opening dan closing akan dilakukan. Pada program ini warna background adalah hitam dan objek berwarna putih, setiap gambar yang dimuat ke program ini akan otomatis dikonversi menjadi citra biner hitam putih.
Gambar 20. Dilasi
Daftar Pustaka
R. C. Gonzales and R. E. Woods, Digital image Processing, Addison-Wesley Publishing Company, 1992. Diakses
pada 28
Desember
2010 dari
http://www.mathworks.com/help/toolbox/images /f18-12508.html Diakses
pada 28
Desember
2010 dari
http://www.dspguide.com/ch25/4.htm Diakses
pada 28
Desember
2010 dari
http://en.wikipedia.org/wiki/Mathematical_morp hology Diakses
pada 29
Desember
2010 dari
http://en.wikipedia.org/wiki/Dilation_%28morph ology%29 Diakses
pada 29
Desember
2010 dari
http://en.wikipedia.org/wiki/Erosion_%28morph ology%29 Diakses
pada 30
Desember
2010 dari
http://en.wikipedia.org/wiki/Opening_%28morph ology%29 Diakses
pada 30
Desember
2010 dari
http://en.wikipedia.org/wiki/Closing_%28morphology%29
