Image Processing: Pengertian, Tujuan, Jenis, Cara Kerja, Langkah Dasar, dan Penerapannya

Table of Contents

Image Processing (Pengolahan Citra Digital)

Pengertian Image Processing

Image Processing atau pengolahan citra digital adalah cabang ilmu komputer yang berfokus pada usaha untuk melakukan transformasi suatu citra menjadi citra lain dengan menggunakan teknik tertentu. Image processing merupakan 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. Image processing merupakan kumpulan teknik komputasi untuk menganalisis, meningkatkan, mengompresi dan merekonstruksi gambar.

Berdasarkan sumber dari Situs Britannica, adapun komponen utamanya adalah importing (mengimpor), di mana gambar diambil melalui scanning (pemindaian) atau fotografi digital. Kemudian ada komponen analisis dan manipulasi gambar, dilakukan dengan menggunakan berbagai aplikasi perangkat lunak khusus, serta yang terakhir yaitu output yang merupakan keluaran (sebagai contoh misalnya ke printer atau monitor).

Image processing atau pemrosesan citra ini memiliki aplikasi ekstensif (khusus) di banyak bidang lainnya, termasuk astronomi, kedokteran, robotika industri dan penginderaan jauh (remote sensing) oleh satelit.

Tujuan Image Processing

Image Processing dilakukan untuk mendapatkan citra yang disempurnakan atau mengambil beberapa informasi yang dimanfaatkan darinya. Image processing bertujuan untuk mengubah citra menjadi bentuk digital dan melakukan beberapa proses di atasnya.

Secara khusus, tujuan pengolahan citra (image processing) dapat dibagi menjadi 5 kelompok di antaranya,
1. Visualization atau visualisasi; Untuk mengamati objek yang tidak terlihat.
2. Sharpening (penajaman) dan restoration (pemulihan) gambar; Untuk membuat image atau gambar yang lebih baik.
3. Retrieval atau pengambilan gambar; Untuk mendapatkan serta Carilah gambar yang diminati.
4. Pattern measurement (pengukuran pola); Untuk mengukur berbagai objek dalam sebuah gambar.
5. Recognition atau pengenalan gambar; Untuk membedakan objek dalam gambar.

Jenis Image Processing

Terdapat dua jenis dan tipe pemrosesan atau pengolahan citra (image processing) tersebut di antaranya,
1. Analog Image Processing
Pengolahan citra analog atau analog image processing merupakan teknik pemrosesan gambar analog atau visual dapat digunakan untuk hard copy seperti cetakan dan foto. Analis gambar seringkali menggunakan berbagai dasar interpretasi saat menggunakan teknik visual ini.

Pengolahan citra tidak hanya terbatas pada area yang harus dipelajari tetapi pada pengetahuan analis. Asosiasi, ini juga merupakan alat penting lainnya dalam pemrosesan gambar melalui teknik visual. Jadi, analis menerapkan kombinasi pengetahuan pribadi dan data jaminan untuk pemrosesan gambar.

Contoh khas dari pemrosesan gambar atau image processing adalah televisi. Di TV kita melihat gambar karena pengontrolan sinyal listrik yaitu menggunakan tabung sinar katoda. Metode manipulasi gambar oleh faktor fisik seperti listrik, cahaya dan lainnya itu disebut pemrosesan gambar analog.

2. Digital Image Processing
Pengolahan citra digital atau digital image processing merupakan teknik pengolahan digital yang dapat membantu kita dalam manipulasi gambar digital dengan menggunakan komputer. Karena data raw (mentah) dari sensor pencitraan dari platform satelit mengandung kekurangan, untuk mengatasi kekurangan tersebut dan mendapatkan keaslian informasi, maka dia harus melalui berbagai tahap pemrosesan.

Perlu untuk diketahui bahwa 3 (tiga) tahapan umum yang harus dilalui semua jenis data saat menggunakan teknik digital adalah pre-processing (pra-pemrosesan), enhancement (peningkatan) dan display (tampilan), dan information extraction (ekstraksi informasi). Dalam digital image processing, gambar digital diproses secara digital, dimana Photoshop dan Instagram adalah contoh software-nya yang bagus.

Cara Kerja Image Processing

Pengolahan citra digital atau yang kita sebut dengan image processing terdiri dari manipulasi image (citra) dengan menggunakan komputer digital. Sebuah gambar dapat dianggap sebagai fungsi f (x, y) dari 2 (dua) variabel kontinu, yaitu x dan y. Terkait cara kerjanya sendiri, untuk diproses secara digital, maka sampelnya harus diambil dan diubah menjadi matriks angka.

Karena komputer merepresentasikan angka menggunakan presisi terbatas, angka-angka ini harus dikuantisasi agar dapat direpresentasikan secara digital. Pengolahan citra digital terdiri dari manipulasi angka presisi hingga tersebut. Pengolahan citra atau image processing dapat dibagi menjadi beberapa kelas yaitu perbaikan citra, restorasi citra, analisis citra, dan kompresi citra.

Dalam peningkatan citra, gambar dimanipulasi, sebagian besar dengan teknik heuristik, sehingga pengamat manusia dapat mengekstrak informasi yang berguna darinya. Teknik restorasi citra bertujuan untuk memproses citra yang rusak dari mana terdapat deskripsi statistik atau matematis degradasi tersebut sehingga dapat dikembalikan. Teknik analisis citra memungkinkan citra diproses sehingga informasi dapat secara otomatis diambil darinya.

Langkah Dasar Image Processing

Berikut ini adalah beberapa langkah dasar pada pengolahan citra atau image processing di antaranya,
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.

2. Peningkatan Citra (Image Enhancement)
Peningkatan citra adalah proses penyaringan gambar (menghilangkan noise, meningkatkan kontras, dll) untuk meningkatkan kualitas pada citra. Gambar yang dihasilkan akan lebih sesuai dengan gambar aslinya.

3. Restorasi Citra (Image Restoration)
Pada langkah ini merupakan proses meningkatkan penampilan (mengurangi pengaburan, dll) dari suatu gambar dengan model matematis, probabilistik, atau degradasi gambar.

4. Pemrosesan Gambar Berwarna
Pemrosesan citra berwarna merupakan bidang yang penting karena peningkatan yang signifikan dalam penggunaan citra. Bagian ini menangani pemrosesan gambar berwarna baik sebagai gambar yang diindeks atau gambar RGB.

5. Pemrosesan Multi-Resolusi (Multi-Resolution Processing)
Tahap ini adalah proses merepresentasikan gambar dalam berbagai tingkat resolusi. Gambar dibagi menjadi wilayah yang lebih kecil untuk kompresi data dan untuk representasi piramida. Wavelet dan multiresolution processing, merupakan suatu proses yang menyatakan citra dalam beberapa resolusi.

6. Kompresi Citra (Compression)
Tahap ini melibatkan teknik untuk mengurangi ukuran gambar dengan penurunan kualitas minimum. Kompresi berkaitan dengan teknik untuk mengurangi penyimpanan yang diperlukan untuk menyimpan gambar atau bandwidth untuk mengirimkannya. Khususnya dalam penggunaan internet sangat diperlukan untuk mengompres data.

7. Proses Morfologis (Morphological Processing)
Tahap ini adalah proses untuk mengekstrak komponen gambar yang berguna dalam representasi dan deskripsi bentuk. Morphological processing, yaitu proses untuk memperoleh informasi yang menyatakan deskripsi dari suatu bentuk pada citra.

8. Segmentasi Citra (Segmentation)
Segmentasi adalah salah satu langkah pemrosesan gambar yang paling sulit. Ini adalah proses mempartisi citra menjadi beberapa segmen dan merupakan proses untuk membedakan atau memisahkan objek-objek yang ada dalam suatu citra, seperti memisahkan objek dengan latar belakangnya

9. Representasi dan Deskripsi (Representation and Description)
Tahap ini mengikuti output dari tahap segmentasi, memilih representasi hanyalah dari solusi untuk mengubah data mentah menjadi data yang diproses. Hal ini melibatkan representasi gambar dalam berbagai bentuk.
a. Representasi batas: berfokus pada karakteristik bentuk eksternal seperti sudut dan infleksi.
b. Representasi regional: berfokus pada sifat internal seperti tekstur dan bentuk kerangka.

Deskripsi alias seleksi fitur membantu mengekstraksi informasi yang berguna pada gambar. Kita dapat mengekstrak fitur yang sama dari gambar berbeda dari katedral yang sama yang diambil dari sudut yang berbeda.

10. Pengenalan Citra (Recognition)
Tahap ini adalah proses menetapkan label ke objek berdasarkan deskripsinya. Pengenalan adalah proses yang menetapkan label, seperti, “kendaraan” ke objek berdasarkan deskriptornya atau suatu proses yang dilakukan untuk mengenali objek-objek apa saja yang ada dalam suatu citra.

11. Implementasi Pengolahan Citra
Implementasi pengolahan citra sudah banyak digunakan dan dapat kita temui di kehidupan nyata. Berikut beberapa contoh implementasi dari pengolahan citra:
a. Mesin atau robot
b. Teknologi Penginderaan Lalu Lintas
c. Perbaikan gambar
d. Deteksi wajah, dll

Penerapan Image Processing

1. Game. Dimanfaatkan untuk menghasilkan citra (lebih tepatnya Grafik dan Picture) yang berkualitas bagus agar mudah ditafsirkan oleh manusia dan mesin.
2. Film. Dimanfaatkan untuk menghaluskan gambar, menajamkan gambar, memberi efek terang, memberi kesan timbul, memberi efek morphing dan lain-lain.
3. Fotografi. Dimanfaatkan untuk melakukan pengukuran terhadap posisi dan jarak suatu bintang dari foto udara.
4. Volumentrik. Dimanfaatkan untuk merekontruksi suatu citra (gambar) 3D dan 2D.
5. Identifikasi Objek. Dimanfaatkan untuk mengidentifikasi jenis dan banyaknya objek-objek, contoh aplikasinya adalah menghitung jumlah sel darah merah yang rusak atau mengetahui kondisi sel darah, menghitung volume dari sampel gambar gelembung yang diakibatkan air laut.

Dari berbagai sumber

Download