10/13/2009

1

Digital Image Fundamentals

Kuliah ke‐2

Program Studi S1 Reguler

DTE FTUI Slides©2009

2

Sistem Visual Manusia

Pembentukan Citra oleh Sensor Mata

• Intensitas cahaya ditangkap oleh diagram iris dan diteruskan ke bagian retina mata.

• Bayangan obyek pada retina mata dibentuk dengan mengikuti konsep sistem optik dimana fokus lensa

3

mengikuti konsep sistem optik dimana fokus lensa terletak antara retina dan lensa mata.

4

Sistem Visual Manusia

• Cone receptor, sensitif terhadap warna, visi cone disebut photocopic vision atau bright light vision

• Rod receptor, memberikan gambar keseluruhan pandangan dan sensitif terhadap iluminasi tingkat rendah, visi rod disebut scotopic vision atau dim‐light vision

Foveamemiliki dua jenis reseptor disebut scotopic vision atau dim‐light visionreseptor

5

•adalah bagian retina yang tidak mengandung receptor

• tidak dapat menerima dan menginterpretasi informasi

Blind Spot

Sistem Visual Manusia

Subjective brightness• Tingkat kecemerlangan yang dapat ditangkap sistem visual manusia;

• Fungsi logaritmik intensitas cahaya yang masuk ke mata manusia;

• Daerah intensitas bergerak dari ambang 

• Tingkat kecemerlangan yang dapat ditangkap sistem visual manusia;

• Fungsi logaritmik intensitas cahaya yang masuk ke mata manusia;

• Daerah intensitas bergerak dari ambang scotopic (redup) ke ambang photocopic(terang).scotopic (redup) ke ambang photocopic(terang).

Brightness adaption• Fenomena penyesuaian mata manusia dalam membedakan gradasi tingkat kecemerlangan;

• Batas daerah tingkat kecemerlangan yang mampu dibedakan mata manusia lebih kecil dibandingkan daerah tingkat kecemerlangan sebenarnya.

• Fenomena penyesuaian mata manusia dalam membedakan gradasi tingkat kecemerlangan;

• Batas daerah tingkat kecemerlangan yang mampu dibedakan mata manusia lebih kecil dibandingkan daerah tingkat kecemerlangan sebenarnya.

6

10/13/2009

2

Sistem Visual Manusia

Kepekaan dalam pembedaan tingkat kecemerlangan 

merupakan fungsi yang tidak sederhana

Dapat dijelaskan dengan fenomena:• Mach Band• Simultaneous Contrast

7

Ilusi Optik

8

9

Satu panjang gelombang (λ)

10

Sensor pencitraan

11

Sensor tunggal + gerak  2D

12

10/13/2009

3

Sensor strip

13

Pengertian Sensor Aktif dan Pasif

Sensor Pasif• Sistem sensor yang merekam data obyek tanpa mengirimkan energi

• Sumber energi: sinar matahari, sinar lampu, dsb.• Contoh: sensor optik dari kamera foto, sensor optik 

14

p , ppada sistem remote sensing

Sensor Aktif• Sistem sensor yang merekam data obyek dengan mengirimkan dan menerima pantulan energi yang dikirim ke arah obyek

• Energi yang dikirim: gelombang pendek, sinar X, dsb.• Contoh: sensor Rontgen untuk foto thorax, sensor gelombang pendek pada sistem radar, sensor ultrasound pada sistem USG

Contoh Akuisisi Citra

15

Membuat citra digital

16

Sampling & Kuantisasi

17

Bit yang diperlukan

10/13/2009

4

Konvensi koordinat citra digital

19

Pengertian

Citra Digital• Fungsi intensitas cahaya f(x,y)• harga x dan ymerupakan koordinat spasial • harga fungsi f pada setiap titik (x,y) merupakan tingkat kecemerlangan citra pada titik tersebut

20

kecemerlangan citra pada titik tersebut• Digitisasi f(x,y)• diskritisasi koordinat spasial (sampling) • diskritisasi tingkat kecemerlangan/keabuan (kuantisasi)

• Matriks • indeks baris dan kolom menyatakan suatu titik pada citra• elemen matriks (elemen gambar/piksel/pixel/picture element/pels) menyatakan tingkat keabuan pada titik tersebut

Resolusi Spasial

Resolusi Citra (resolusi spasial dan resolusi kecemerlangan): berpengaruh pada besarnya informasi citra yang hilang

Resolusi spasial: halus/kasarnya pembagian kisi‐kisi baris dan k l

21

kolom

Transformasi citra kontinu ke citra digital disebut digitisasi (sampling)

Hasil digitisasi dengan jumlah baris 256 dan jumlah kolom 256 – resolusi spasial 256 x 256

Kecemerlangan/Brightness

Resolusi kecemerlangan (intensitas/brightness): halus/kasarnya pembagian tingkat kecemerlangan 

22

Transformasi data analog yang bersifat kontinu ke daerah intensitas diskrit disebut kuantisasi. Bila intensitas piksel berkisar antara 0 dan 255, resolusi kecemerlangan 

citra adalah 256 

Sampling

Sampling Uniform•mempunyai spasi (interval) baris dan kolom yang sama pada seluruh area sebuah citra

23

yang sama pada seluruh area sebuah citra

Sampling Non‐uniform• bersifat adaptif tergantung karakteristik citra dan bertujuan untuk menghindari adanya informasi yang hilang

Kuantisasi

Kuantisasi Uniform 

• Mempunyai interval pengelompokan 

Kuantisasi Non‐uniform

• Kuantisasi yang lebih halus pada bagian citra yang 

Kuantisasi Tapered: 

• Kuantisasi secara lebih halus pada tingkat keabuan 

24

p g ptingkat keabuan yang sama 

• Misal: intensitas 1 s/d 10 diberi nilai 1, intensitas 11 s/d 20 diberi nilai 2, ...

g y gdetil/tekstur atau batas suatu wilayah obyek

• Kuantisasi yang lebih kasar pada wilayah yang sama (homogen) pada bagian obyek

gyang sering muncul

• Di luar batas daerah tersebut dapat dikuantisasi lebih kasar (local stretching).

10/13/2009

5

Subsampling: ukuran berubah, resolusi spasial tetap

25

Resampling: ukuran tetap, resolusi spasial berubah

26

Gray level berubah, resolusi tetap

27

Idem hanya gray level makin kecil

28

Detil citra: rendah, sedang, tinggi

29

Perbesar ke 1024x1024

30

10/13/2009

6

Tampilan Citra dan Persepsi

Tampilan• CRT, LCD, DLP, Plasma, LCOS, D‐ILA• HDTV, dinding tampilan• PDA ponsel Gameboy

31

• PDA, ponsel, Gameboy• Stereoskopik (3D)

Persepsi• Human Vision System (HVS)• Penyakit terkait sistem pandangan dan perawatan kesehatan

CRT: Cathode Ray Tube 

Mitsubishi WS-55813 Rear Projection CRT

Sony KV34XBR910 Direct View CRT

Masa depan: akan habis!32

LCD: Liquid Crystal Display  

33

Philips 42FD9954 Flat Screen LCD Display

Masa depan: semakin besar, cepat dan murah

Virtual Wall (Dinding Maya)

34 NASA Space Shuttle ditayangkan di dinding tampilan

Display pada Ponsel

P l

35

Ponsel

DVD portabel

Gameboy

PDA

3D Display

36

10/13/2009

7

The Ultimate Display: Tampilan Retinal Maya

37

Video time – Fractals (image formation simulated by Computer)

MATLAB® Time

39

Konvensi koordinat

Format citra MATLAB® MATLAB®  Matlab desktop

Current directoryWorkspaceWorkspace browser

Command history

Command window

Figure window

10/13/2009

8

JPEG Quality Settings(a) Original Image

(b) JPEG Quality=50

(c) JPEG Quality=25

(d) JPEG Quality=15

(e) JPEG Quality=5

(f) JPEG Quality=0

False contouring

Rescaling image resolution(a) 450 x 450 pixels; 200 dpi 

(size= 2.25 x 2.25 inches)

(b) 450 x 450 pixels; 300 dpi (size= 1.5 x 1.5 inches)

Data classes

numeric classes

char class

logical class

Image to types conversion

Array indexing

hmatic 

Array and

 matrix arith

10/13/2009

9

Relational, logical operators & functions  Important variables & constants

Flow control