Pengantar Pengolahan Citra

Citra

Data atau informasi tidak hanya disajikan dalam bentuk teks, tetapi juga dapat berupa gambar, audio, dan video. Keempat macam data atau informasi ini sering disebut dengan multimedia. era teknologi informasi tidak dapat dipisahkan dari multimedia. Citra -istilah lain untuk gambar- sebagai salah satu komponen memegang peranansangat penting sebagai bentuk informasi visual. Cira memiliki karakteristik yang tidak dimiliki oleh data teks, yaitu citra kaya dengan informasi.
Secara harafiah, citra (image) adalah gambar pada bidang dwimatra (dua dimensi). Ditinjau dari sudut pandang matematis, citra merupakan fungsi menerus (continue) dari intensitas cahaya pada bidang dwimatra. Sumber cahaya menerangi objek, objek memantulkan kembali sebagian dari berkas cahaya tersebut. Pantulan cahaya ini ditangkap oleh alat-alat optik, misalnya mata pada manusia, kamera, pemindai (scanner), dan sebagainya, sehingga bayangan objek yang disebut citra tersebut terekam.

Citra sebagai keluaran dari suatu sistem perekaman data dapat bersifat [MUR92] :
1. optik berupa foto,
2. analog berupa sinyal video seperti gambar pada monitor televisi,
3. digital yang langsung dapat disimpan pada suatu pita magnetik.
Citra dibagi ke dalam dua jenis :
1. Citra Diam (still images)
Citra diam adalah citra tunggal yang tidak bergerak.
2. Citra bergerak (moving images)
Citra bergerak adalah rangkaian citra diam yang ditampilkan secara beruntun (sekuensial) sehingga memberi kesan pada mata kita sebagai gambar yang bergerak.

Meskipun sebuah citra kaya informasi, namun seringkali citra yang kita miliki mengalami penurunan mutu (degradasi). Citra semacam ini menjadi sulit diinterpretasi karena informasi yang disampaikan oleh citra tersebut menjadi berkurang, oleh karena itu citra tersebut perlu dimanipulasi menjadi citra lain yang kualitasnya lebih baik. Bidang studi yang menyangkut hal ini adalah pengolahan citra (image processing).

Pengolahan Citra

Pengolahan citra adalah pemrosesan citra, khususnya dengan menggunakan komputer menjadi citra yang kualitasnya lebih baik. Umumnya, operasi-operasi pada pengolahan citra diterapkan pada citra bila [JAI89] :
1. perbaikan atau pemodifikasian citra perlu dilakukan untuk meningkatkan kualitas penampakan atau untuk menonjolkan beberapa aspek informasi yang terkandung di dalam citra,
2. elemen di dalam citra perlu dikelompokkan, dicocokkan, atau diukur,
3. sebagian citra perlu digabung dengan bagian citra yang lain.

Di dalam bidang komputer, sebenarnya ada 3 bidang studi yang berkaitan dengan data citra, namun tujuan ketiganya berbeda :
1. Grafika Komputer
Bertujuan menghasilkan citra (lebih tepat disebut grafik atau picture) dengan primitif-primitif geometri seperti garis, lingkaran, dan sebagainya. Primitif-primitif geometri tersebut memerlukan data deskriptif untuk melukis elemen-elemen gambar.
2. Pengolahan Citra (image processing)
Bertujuan memperbaiki kualitas citra agar mudah diinterpretasi oleh manusia atau mesin.
3. Pengenalan Pola (pattern recognition / image interpretation)
Mengelompokkan data numerik dan simbolik (termasuk citra) secara otomatis oleh mesin (dalam hal ini komputer). Tujuan pengelompokkan adalah untuk mengenali suatu objek di dalam citra.

Computer Vision dan Hubungannya Dengan Pengolahan Citra
Terminologi lain yang berkaitan erat dengan pengolahan citra adalah computer vision atau machine vision. Computer vision merupakan proses otomatis yang mengintegrasikan sejumlah besar proses untuk persepsi visual, seperi akuisisi citra, pengolahan citra, klasifikasi, pengenalan (recognition), dan membuat keputusan.
Computer vision terdiri dari teknik-teknik untuk mengestimasi ciri-ciri objek di dalam citra, pengukuran ciri yang berkaitan dengan geometri objek, dan menginterpretasi informasi geometri tersebut. Perhatikan persamaan [JAI95] berikut :

Vision = Geometry + Measurement + Interpretation

Proses-proses di dalam komputer vision dapat dibagi menjadi 3 aktifitas :
1. memperoleh atau mengakuisisi citra digital,
2. melakukan teknik komputasi untuk memproses atau memodifikasi data citra (operasi-oparasi pengolahan citra),
3. menganalisis dan menginterpretasi citra dan menggunakan hasil pemrosesan untuk tujuan tertentu.

Operasi Pengolahan Citra

1. Perbaikan Kualitas Citra (image enhancement)
Memperbaiki kualitas citra dengan cara memanipulasi parameter-parameter citra.
2. Pemugaran Citra (image restoration)
Menghilangkan / meminimumkan cacat pada citra.
3. Pemampatan Citra (image compression)
Merepresentasikan citra dalam bentuk yang lebih kompak sehingga memerlukan memori yang lebih sedikit.
4. Segmentasi Citra (image segmentation)
Memecah suatu citra ke dalam beberapa segmen dengan suatu kriteria tertentu.
5. Pengorakan Citra (image analysis)
Menghitung besaran kuantitif dari citra untuk menghasilkan deskripsinya.
6. Rekonstruksi Citra (image reconstruction)
Membentuk ulang objek dari beberapa citra hasil proyeksi.

Aplikasi Pengolahan Citra dan Pengenalan Pola

Pengolahan citra mempunyai aplikasi yang sangat luas dalam berbagai bidang kehidupan. Di bawah ini disebutkan beberapa aplikasi dalam beberapa bidang [MEN89] :
1. Bidang perdagangan
(a) Pembacaan kode batang (bar code) pada barang.
(b) Megenali huruf / angka pada suatu formulir secara otomatis
2. Bidang militer
(a) Mengenali sasaran peluru kendali melalui sensor visual
(b) Mengidentifikasi jenis pesawat musuh
3. Bidang kedokteran
(a) Pengolahan citra sinar X untuk mammografi (deteksi kanker payudara)
(b) NMR (Nuclear Magnetic Resonance)
(c) Mendeteksi kelainan tubuh dari foto sinar X
(d) Rekonstruksi foto janin hasil USG
4. Bidang biologi
Pengenalan jenis kromosom melalui gambar mikroskopik
5. Komunikasi Data
Pemampatan citra yang ditransmisi
6. Hiburan
Pemampatan video (MPEG)
7. Robotika
Visualy-guided autonomous navigation
8. Pemetaan
Klasifikasi penggunaan tanah melalui foto udara / LANDSAT
9. Geologi 
Mengenali jenis batu-batuan melalui foto udara / LANDSAT
10. Hukum
(a) Pengenalan sidik jari
(b) Pengenalan foto narapidana