...

pengembangan aplikasi citra digital untuk mengubah citra greyscale

by user

on
Category: Documents
0

views

Report

Comments

Transcript

pengembangan aplikasi citra digital untuk mengubah citra greyscale
ISSN 2252-9063
Kumpulan Artikel Mahasiswa Pendidikan Teknik Informatika
(KARMAPATI)
Volume 1, Nomor 3, Juli 2012
PENGEMBANGAN APLIKASI CITRA DIGITAL UNTUK
MENGUBAH CITRA GREYSCALE MENJADI CITRA
BERWARNA
Oleh
I Made Agus Wirahadi Putra, 0815051008
Jurusan Pendidikan Teknik Informatika, Fakultas Teknik dan Kejuruan,
Universitas Pendidikan Ganesha (Undiksha)
Email: [email protected]
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk merancang dan mengembangkan sebuah
aplikasi pewarnaan citra greyscale secara otomatis, dengan mengimplementasikan
algoritma Global Image Matching. Inputan dari aplikasi ini adalah citra yang
berekstensi bitmap (*.bmp). Terdapat 2 macam pilihan pewarnaan citra greyscale
yaitu colorization dan image sequences. Kedua pemrosesan tersebut memiliki
perbedaan pada jumlah citra input dan citra output. Pada colorization,citra input
yang digunakan adalah 1 buah citra greyscale dan 1 buah citra warna dan akan
menghasilkan 1 buah citra output sedangkan pada image sequences menggunakan
1 buah citra greyscale dan 3 buah citra warna dimana pada pemrosesan ini akan
menghasilkan 12 citra output. Berdasarkan hasil pengujian, aplikasi pewarnaan
citra greyscale mampu melakukan proses pewarnaan citra greyscale secara
mudah. Perangkat lunak aplikasi pewarnaan citra greyscale dikembangkan dengan
menggunakan bahasa pemrograman Delphi 2010.
Kata Kunci : Citra Digital, Global Image Matching, Colorization, Image
Sequences.
308
ISSN 2252-9063
Kumpulan Artikel Mahasiswa Pendidikan Teknik Informatika
(KARMAPATI)
Volume 1, Nomor 3, Juli 2012
ABSTRACT
This study aims at designing and developing an automatic greyscale image
coloring application by implementing Global Image Matching. The input of this
application is an image with bitmap (*.bmp) extension. There are two ways of
coloring greyscale image, colorization and image sequences. Both of these ways
have differences in the amount of the input and the output. In colorization, the
input image that will be used is a greyscale image and a color image in which
through this process it will be produced an output image. Meanwhile in image
sequence, a greyscale image and three color images are used as the input and this
will produce twelve output images. Based on the result of the study, greyscale
image coloring application can be easily used in coloring the greyscale image.
The software that can be used to develop the greyscale image coloring application
is Delphi 2010 programming language.
Key word:
Digital image, Global Image Matching, Colorization, Image
Sequances.
I. PENDAHULUAN
Persepsi visual citra berwarna (color image) umumnya lebih kaya
dibandingkan dengan citra skala keabuan (image Greyscale). Warna dalam citra
merupakan “powerful descriptor” dimana sebuah warna sering digunakan dalam
penyederhanaan pengenalan objek dan ekstraksi dari suatu objek. Selain itu,
dalam warna terkandung informasi-informasi khusus sehingga tanpa adanya
warna yang jelas, terkadang seseorang dapat salah dalam menginterpretasikan
suatu objek di dalam suatu citra.
Citra yang memiliki warna greyscale cenderung kurang menarik utuk
dilihat dibandingkan dengan citra berwarna., karena kamera pada jaman dahulu
hanya mampu menghasilkan citra dengan format warna greyscale, sehingga hasil
citra tersebut menjadi kurang menarik untuk dilihat. Padahal, banyak citra zaman
dahulu memiliki nilai sejarah yang cukup tinggi yang semestinya disampaikan
dari generasi kegenerasi.
Dalam mewarnai citra greyscale dibutuhkan waktu yang cukup lama serta
biaya yang tidak sedikit, karena dalam proses pewarnaan citra greysacale menjadi
citra berwarna, dibutuhkan seseorang yang ahli dalam bidang seni dan desain
grafis. Berdasarkan permasalahan tersebut perlu dikembangkannya suatu aplikasi
309
ISSN 2252-9063
Kumpulan Artikel Mahasiswa Pendidikan Teknik Informatika
(KARMAPATI)
Volume 1, Nomor 3, Juli 2012
yang dapat membuat citra dengan format greyscale tersebut menjadi berwarna,
sehingga dapat mengurangi beban biaya serta waktu yang dibutuhkan dan juga
dapat dilakukan oleh orang awam.
II. METODOLOGI
2.1 Global Image Matching
Transfer warna dari citra warna ke dalam citra Greyscale dilakukan
dengan mencocokkan tingkat kecerahan dan tekstur diantara dua gambar
(Primoze, 2002). Teknik yang digunakan dalam pentransferan warna dari citra
warna ke dalam citra greyscale adalah teknik “Global Image Matching” dimana
dalam metode ini campur tangan manusia sangat sedikit, selain itu dalam proses
pentransferan warna dengan menggunakan teknik Global Image Matching
dibutuhkan beberapa tahapan yang harus dilakukan. Berikut adalah penjelasan
dari tahapan-tahapan tersebut (Dewi, 2003).
2.1.1 Merubah Ruang Warna RGB ke dalam Ruang Warna lαβ
Ruang warna lαβ merupakan ruang warna yang dikembangkan oleh
Ruderman. Ruang warna ini memiliki 3 buah channel dimana l merupakan
luminance, komponen α merupakan komponen penyusun warna yaitu dari kuning
sampai biru dan komponen β merupakan komponen penyusun warna yaitu dari
merah sampai dengan hijau. Cara untuk mengubah citra dengan ruang warna RGB
menjadi citra dengan ruang warna lαβ, dapat menggunakan matriks konversi
sebagai berikut:
310
ISSN 2252-9063
Kumpulan Artikel Mahasiswa Pendidikan Teknik Informatika
(KARMAPATI)
Volume 1, Nomor 3, Juli 2012
2.1.2 Penyesuaian Tingkat Kecerahan Warna
Citra warna dan citra greyscale memiliki perbedaan tingkat kecerahan
yang cukup tinggi, hal ini dapat berpengaruh di dalam proses pewarnaan sehingga
diperlukan adanya suatu proses luminance remapping, yaitu suatu proses
menggeser dan menskalakan tingkat kecerahan citra warna agar sesuai dengan
tingkat kecerahan citra greyscale (Dewi,2003). Terdapat beberapa tahapan dalam
melaksanakan proses penyesuain tingkat kecerahan citra, adapun tapan tersebut
adalah sebagai berikut:
a. Membuat histogram tingkat kecerahan gambar warna
b. Membuat histogram tingkat kecerahan gambar greyscale
c. Melakukan proses luminance remapping
2.1.3 Menghitung Statistik Pixel
Proses ini bertujuan untuk mencari kecocokkan antara citra warna dengan
citra greyscale. Terdapat beberapa tahapan yang harus dilakukan untuk mencari
kecocokkan antara citra warna dengan citra greyscale yaitu
a. Pemilihan sampel pixel warna pada citra warna
Sampel warna merupakan contoh pixel warna yang nantinya akan diambil
nilai comatik warnanya yang akan digunakan sebagai pigmen warna pixel pada
citra greyscale. Penggunaan sampel warna juga bertujuan untuk mengurangi
jumlah pembanding sampel warna, sehingga dapat mempercepat proses.
b. Perhitungan statistik
Perhitungan statistik yang dimaksud disini adalah perhitungan mean (ratarata) dan perhitungan standar deviasi (simpangan baku). Perhitungan statistik
dilakukan pada kedua citra inputan. Pada citra warna, perhitungan dilakukan pada
masing-masing sampel sedangkan pada citra greyscale dilakukan pada
keseluruhan masing-masing pixel. Dalam perhitungan nilai rata-rata dan
simpangan baku setiap pixel dilakukan dengan menggunakan matriks 5 X 5.
311
ISSN 2252-9063
Kumpulan Artikel Mahasiswa Pendidikan Teknik Informatika
(KARMAPATI)
Volume 1, Nomor 3, Juli 2012
Gambar 1. Gambar Pixsel 5 X 5
2.1.4 Mencocokan Pixel
Setiap pixel pada citra greyscale dicocokkan dengan pixel sampel yang
didapat dari citra warna. Proses pencocokan dilakukan dengan menghitung bobot
rata-rata dan simpangan baku di sekelilingnya.
Gambar 2. Pencocokan Mean dan Standar Deviasi Citra Greyscale
Dan Citra Warna (Dewi, 2003)
2.1.5 Pewarnaan Citra Greyscale
Untuk merubah citra dengan ruang warna lαβ ke dalam ruang warna RGB
dibutuhkan matriks konversi
312
ISSN 2252-9063
Kumpulan Artikel Mahasiswa Pendidikan Teknik Informatika
(KARMAPATI)
Volume 1, Nomor 3, Juli 2012
2.2 Blending
Blending merupakan penggabuangan dua buah citra menjadi satu citra,
dengan kata lain dilakukan operasi penjumlahan terhadap citra yang ada dengan
pemberian bobot pada masing-masing citra
C(x,y) = wa * A(x,y) + wb * B(x,y) (Putra, 2010)
Wa dan wb adalah bobot untuk citra A dan B, dan nilai jumlah total dari
bobot adalah 1.
2.3 Analisis Masalah dan Usulan Solusi
Berdasarkan analisis dari proses pewarnaan citra greyscale sebelumnya,
terdapat kelemahan-kelemahan dalam proses pewarnaan citra greyscale. Adapun
permasalahannya adalah sebagai berikut
a. Dalam proses pewarnaan citra greyscale menjadi citra berwarna sebelumnya
masih menggunakan cara yang konvensional dimana proses ini dilakukan
dengan
proses
pewarnaan
menggunakan
kuas
serta
cat.
Sehingga
membutuhkan seseorang yang ahli dalam bidang lukis. Selain menggunakan
cara konvensional proses pewarnaan juga dapat dilakukan dengan bantuan
komputer. Software yang digunakan biasanya merupakan software khusus
desain grafis sehingga membutuhkan seseorang yang ahli dalam bidang desain
grafis.
b. Membutuhkan orang yang ahli dalam bidang desain grafis dan seni serta
memerlukan waktu yang cukup lama dan biaya yang tidak sedikit.
c. Tidak adanya variasi citra output dari aplikasi pewarnaan citra greyscale pada
aplikasi sebelumnya.
Berdasarkan analisis masalah di atas, solusi yang dapat diusulkan adalah
sebuah perangkat lunak aplikasi pewarnaan citra greyscale menjadi citra
berwarna. Adapun solusi yang ditawarkan pada aplikasi adalah:
a. Proses pewarnaan citra greyscale dapat ditangani langsung oleh sistem secara
otomatis dengan meminimalisir bantuan user. Sehingga dengan demikian
313
ISSN 2252-9063
Kumpulan Artikel Mahasiswa Pendidikan Teknik Informatika
(KARMAPATI)
Volume 1, Nomor 3, Juli 2012
proses pewarnaan citra greyscale dapat dilakukan oleh orang awam. Karena
dapat dilakukan oleh orang awam maka biaya serta waktu pembuatan dapat
diminimalisir.
b. Dengan menggunakan 3 buah citra acuan (citra warna) maka akan
menghasilkan 3 buah citra output dengan variasi warna yang berbeda yang
kemudian akan mengalami proses blending sehingga akan menghasilkan 12
citra output.
2.4 Analisis Perangkat Lunak
Berdasarkan analisis terhadap pengembangan aplikasi pewarnaan citra
greyscale, terdapat beberapa proses yang dapat diimplementasikan, yaitu :
a. Melakukan operasi perubahan ruang warna dari ruang warna RGB ke dalam
ruang warna lαβ dan juga sebaliknya dari ruang warna lαβ ke ruang warna
RGB
b. Melakukan operasi penyesuaian tingkat kecerahan gambar. Penyesuaian
tingkat kecerahan kedua gambar dilakukan dengan dua pemerosesan yaitu
dengan terlebih dahulu melakukan histogram equalization dan diteruskan ke
proses luminance remapping.
c. Melakukan operasi statistika, yaitu mencari mean dan standar deviasi terhadap
masing-masing citra inputan.
d. Melakukan operasi pencocokan nilai pixel. Pencocokan nilai pixel didasarkan
atas nilai perhitungan pada operasi statistik.
e. Melakukan proses pewarnaan. Pada proses ini pixel-pixel yang sudah
dicocokan maka akan ditransfer ke nilai kromatik pada citra gryscale dengan
tetap mempertahan nilai luminance dari citra greyscale.
f. Melakukan proses blending citra output untuk menghasilkan citra output yang
memiliki variasi warna.
Keenam proses tersebut merupakan gambaran umum dari perangkat lunak
yang akan dibangun
314
ISSN 2252-9063
Kumpulan Artikel Mahasiswa Pendidikan Teknik Informatika
(KARMAPATI)
Volume 1, Nomor 3, Juli 2012
2.5 Perancangan Perangkat Lunak
Perancangan perangkat lunak aplikasi pewarnaan citra greyscale memiliki
2 pilihan proses pewarnaan yaitu colorization dan image sequences dimana kedua
proses tersebut memiliki perbedaan pada jumlah citra yang diinputkan dan juga
citra yang dihasilkan. Pada pemrosesan colorization, user hanya menginputkan 1
buah citra greyscale dan satu buah citra warna sehingga hanya menghasilkan 1
buah citra output sedangkan pada pemrosesan image sequences menggunakan 1
buah citra greyscale dan 3 buah citra warna. Pada pemrosesan image sequences
menghasilkan 3 buah citra greyscale yang kemudian mengalami proses blending
sehingga menghasilkan 12 citra output. Berikut adalah gambaran mengenai Data
Flow Diagram (DFD) dan arsitektur perangkat lunak yang akan dibangun
Gambar 3. DFD Level 0 Aplikasi Pewarnaan Citra Greyscale
315
ISSN 2252-9063
Kumpulan Artikel Mahasiswa Pendidikan Teknik Informatika
(KARMAPATI)
Volume 1, Nomor 3, Juli 2012
Gambar 4. Structure Chart Perangkat Lunak Aplikasi Pewarnaan citra greyscale
III. Pembahasan
3.1 Implementasi Perangkat Lunak Pewarnaan Citra Greyscale
Data Flow Diagram (DFD) dan Structure Chart perangkat lunak aplikasi
pewarnaan citra greyscale diimplementasikan menggunakan bahasa pemrograman
Delphi 2010. Berikut ini pemetaan unit serta tampilan form utama dari aplikasi
pewarnaan citra greyscale.
316
ISSN 2252-9063
Kumpulan Artikel Mahasiswa Pendidikan Teknik Informatika
(KARMAPATI)
Volume 1, Nomor 3, Juli 2012
Gambar 5. Pemetaan Unit Aplikasi Pewarnaan Citra Greyscale
317
ISSN 2252-9063
Kumpulan Artikel Mahasiswa Pendidikan Teknik Informatika
(KARMAPATI)
Volume 1, Nomor 3, Juli 2012
Gambar 6. Form Menu Utama
3.2 Pengujian Perangkat Lunak Pewarnaan Citra Greyscale
Secara umum hasil pengujian fungsional menunjukan bahwa sistem sudah dapat
menangani data masukan yang tidak valid dan dapat melakukan proses pewarnaan citra
greyscale disetiap proses dengan baik. Hasil pengujian koseptual menunjukan bahwa
sistem telah melaksanakan algoritma Global Image Matching sesuai dengan apa yang
diharapkan.
3.2.1
Pengujian Colorization
(a)
(b)
Gambar 7. Citra Input
( a. Citra greyscale, b. Citra warna )
318
ISSN 2252-9063
Kumpulan Artikel Mahasiswa Pendidikan Teknik Informatika
(KARMAPATI)
Volume 1, Nomor 3, Juli 2012
Gambar 8. Citra Output
3.2.2
Pengujian Image Sequences
(a)
(b)
(c)
(d)
Gambar 9. Citra Input
(a. Citra greyscale, b.Citra warna 1, c.Citra warna 2, d. Citra warna 3)
319
ISSN 2252-9063
Kumpulan Artikel Mahasiswa Pendidikan Teknik Informatika
(KARMAPATI)
Volume 1, Nomor 3, Juli 2012
Gambar 10. Citra Output
IV. PENUTUP
4.1 Simpulan
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan yaitu “Pengembangan Aplikasi
Citra Digital untuk Mengubah Citra Greyscale Menjadi Citra Berwarna” yaitu 1)
Implementasi algoritma global image matching pada aplikasi pewarnaan citra greyscale
menghasilkan suatu aplikasi yang mampu melakukan pewarnaan citra greyscale dengan
cepat dan mudah sehingga dapat dilakukan oleh orang awam, 2) Kecepatan dalam
pewarnaan citra greyscale ditentukan oleh ukuran citra yang diinputkan. Semakin besar
ukuran citra maka waktu yang dibutuhkan akan semakin lama, begitu juga sebaliknya
semakin kecil ukuran citra maka waktu yang dibutuhkan akan semakin sedikit, 3)
Dengan adanya penambahan algoritma blending, citra output yang dihasilkan akan
semakin beragam sehingga user mendapat pilihan citra output yang beragam.
4.2 Saran
Sesuai dengan penelitian “Pengembangan Aplikasi Citra digital Untuk
Mengubah Citra Greyscale Menjadi Citra Berwarna”, penelitian menyarankan untuk
pengembangan yang dapat dilakukan adalah sebagai berikut: 1) Format file citra yang
mampu ditangani oleh perangkat lunak pewarnaan citra greyscale tidak hanya file bmp
320
ISSN 2252-9063
Kumpulan Artikel Mahasiswa Pendidikan Teknik Informatika
(KARMAPATI)
Volume 1, Nomor 3, Juli 2012
tetapi lebih beragam seperti JPEG, GIF dan lain-lainya, 2) Adanya pengembangan
algoritma yang digunakan sehingga waktu yang diperlukan dalam melakukan proses
pewarnaan semakin sedikit, 3) Perbaikan pada proses pencocokan warna sehingga
ketepatan warna yang ditransfer semakin akurat.
V. DAFTAR PUSTAKA
Crane, Randy. 1997. A Simplified Approach to Image Processing. Prentice-Hall.
Dewi, Lilyana. 2003. Perencanaan Dan Pembuatan Aplikasi Untuk Transfer Warna Ke
Gambar Greyscale Dengan Metode Global Image Matching. Teknik Informatika
S1, Universitas Kristen Petra.
Erik Reinhard, Erum Arif Khan. 2008. Color Imaging Fundamentals and Applications.
A K Peters, Ltd
Forsyth, David, Jean Ponce. Computer Vision A Modern Approach.
Gunung Rinjani, Ni Made Ayu. 2011. Studi Implementatif Digitalisasi Dan Restorasi
Citra Digital Lontar Kuno Bali. Jurusan Pendidikan Teknik Informatika,
Undiksha Singaraja.
Munir, Rinaldi. 2004. Pengolahan Citra Digital dengan Pendekatan Algoritmik.
Penerbit Infomatika Bandung. Bandung.
Putra, Darma. 2010. Pengolahan Citra Digital.Penerbit Andi
Reinhard, Erik. 2001. Color Transfer Between Images . IEEE Computer Graphics and
Applications
Resmana Lim, Lilyana Dewi, Kartika Gunadi. 2003 .Transfer Warna Menuju Image
Grey dengan metode Global Image Matching. Seminar Nasional Ilmu Komputer
dan Teknologi Informasi.
Welsh, Tomihisa, Michael Ashikhmin, Klaus Muller. 2002. Transferring Color to
Greyscale Image . Acm Transactions on Graphics.
Windu Antara Kesiman, Made. 2010. Image Processing Modul with Delphi. Jurusan
Pendidikan Teknik Informatika, Undiksha Singaraja
321
Fly UP