KAJIAN PENCOCOKAN CITRA DIGITAL SETELAH LOW‐PASS 

FILTER DAN HIGH‐PASS FILTER DENGAN TEKNIK KORELASI  

 

Draft Tugas Akhir 

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Mendapatkan Gelar Sarjana Teknik 

 

 

Disusun oleh : 

Ahmad Niam Azmy 

151 03 034 

 

 

 

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 

 

 

Program Studi Teknik Geodesi dan Geomatika 

Fakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian 

Institut Teknologi Bandung 

2008 

LEMBAR PENGESAHAN

Tugas Akhir Sarjana

KAJIAN PENCOCOKAN CITRA DIGITAL SETELAH LOW PASS FILTER DAN

SETELAH HIGH PASS FILTER DENGAN TEKNIK KORELASI

Adalah benar dibuat saya sendiri dan belum pernah dibuat dan diserahkan sebelumnya baik sebagian ataupun seluruhnya, baik oleh saya maupun orang lain, baik di ITB

maupun institusi pendidikan lainnya.

Bandung, Juni 2008 Penulis Ahmad Niam Azmy NIM 151 03 034

Bandung, Juni 2008 Pembimbing

Pembimbing I Pembimbing II

Bambang Setyadji, Dr., Ir., MT NIP 131 944 836

Andri Hernandi, Ir., MT NIP 888 035 102

Mengetahui Program Studi Teknik Geodesi dan Geomatika

Ketua,

Dr. Ir. Wedyanto Kuntjoro, M.Sc NIP 131 690 328

PERNYATAAN SELESAI PENULISAN SKRIPSI

Yang bertanda tangan di bawah ini :

Nama : Ahmad Niam Azmy

NIM : 151 03 034

Dengan ini menyatakan bahwa Tugas Akhir saya dengan judul :

KAJIAN PENCOCOKAN CITRA DIGITAL SETELAH LOW PASS FILTER

DAN SETELAH HIGH PASS FILTER DENGAN TEKNIK KORELASI

adalah benar dibuat oleh saya sendiri dan belum pernah dibuat dan diserahkan

sebelumnya, baik sebagian maupun seluruhnya, baik oleh saya maupun oleh orang lain,

baik di ITB maupun di Institusi pendidikan lainnya.

Bandung, Juni 2008

Penulis,

Ahmad Niam Azmy

NIM 151 03 034

Mengetahui,

Pembimbing I Pembimbing II

Bambang Setyadji, Dr., Ir., MT

NIP 131 944 836

Andri Hernandi, Ir., MT

NIP 888 035 102

iv

ABSTRAK

Transformasi Fourier telah berkembang menjadi alternatif solusi untuk memecahkan

masalah dalam beberapa bidang keilmuan. Salah satunya pada otomatisasi

fotogrametri yang berhubungan dengan pencocokan citra secara digital. Fast Fourier

Transform merubah citra dari domain spasial menjadi citra dalam domain frekuensi.

Citra dalam domain frekuensi dapat memberikan informasi spektrum sinyal suatu

citra. Informasi spektrum sinyal dapat memberikan informasi suatu citra yang tidak

terlihat secara visual dalam domain spasial, sehingga lebih memudahkan dalam

melakukan proses pengolahan, analisis, dan perbaikan suatu citra. Terdapat

beberapa metode perbaikan citra dalam domain frekuensi yang diantaranya adalah

low pass filter dan high pass filter. Dengan data citra yang telah dilakukan filtering

dalam domain frekuensi, nilai korelasi pada pencocokan citra dapat ditingkatkan.

v

ABSTRACT

Fourier transform has developed in to an alternative solution to solve problems in many

studies. One of the studies is about digital photogrametry which is related with digital

image matching. Fast Fourier Transform could transform the image from spatial in to

frequency domain. Image in frequency domain gives signal spectrum information of the

image. Signal spectrum information could give information about an image that could

not be seen visually in a spatial domain. This can make the processing, analysis, and the

enhancement of an image becoming easier. There are few methods to enhance images in

the frequency domain, one of the methods is low pass filter and high pass filter. The

correlation value of image matching could be improved from a filtered image in the

frequency domain.

i

KATA PENGANTAR

Segala puji kehadirat Allah SWT atas segala berkah rahmat dan hidayah yang

telah diberikan sehingga Tugas Akhir (TA) ini dapat diselesaikan. Tugas Akhir

berjudul “Kajian Pencocokan Citra Digital Setelah Low Pass Filter dan Setelah

High Pass Filter Dengan Teknik Korelasi” ini disusun dalam rangka memenuhi

salah satu syarat untuk menyelesaikan program pendidikan Sarjana (S1) di Program

Studi Teknik Geodesi dan Geomatika Institut Teknologi Bandung.

Tugas akhir ini membahas proses dan tingkat keberhasilan pencocokan citra

digital setelah melalui proses low pass filter dan high pass filter dengan teknik

korelasi maksimum. Akhir kata, penulis mengharapkan saran dan masukan untuk

perbaikan penulisan ilmiah ini di masa yang akan datang dan berharap bahwa Tugas

Akhir ini dapat bermanfaat bagi semua pihak serta bisa berkontribusi bagi kemajuan

bangsa dan almamater.

Bandung, 24 Juni 2008

Penulis,

Ahmad Niam Azmy

151 03 034

ii

LEMBAR PENGHARGAAN

Dalam kesempatan yang berbahagia dan mengesankan ini, saya ucapkan terima

kasih lepada semua pihak yang memberikan kontribusi dan dukungan, baik secara

langsung atau tidak langsung dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

Saya ucapkan terima kasih kepada:

1. Allah SWT yang telah memberikan jalan dan petunjuknya sehingga saya dapat

melaksanakan Tugas Akhir ini.

2. Ibu dan abah yang selalu memberikan kasih sayang, dukungan dan doa yang sangat

bermanfaat bagi perjalanan hidup saya.

3. Agustinus Bambang Setyadji Dr., Ir., M.T dan Andri Hernandi Ir., MT. selaku dosen

pembimbing yang dengan sabar membimbing saya. Terima kasih banyak atas

bimbingannya.

4. Ir. Muhammad Yamin sebagai dosen wali dan Pak Mipi yang telah mengajak proyek

porong Sidoarjo.

5. Wedyanto Kuntjoro Dr., Ir., M.Sc. sebagai Ketua Program Studi Teknik Geodesi dan

Geomatika ITB.

6. Agung Budi Harto Dr,. Ir., M.Eng. dan Wedyanto Kuntjoro Dr., Ir., M.Sc. sebagai

dosen penguji, diskusi nya berguna sekali.

7. Seluruh dosen pengajar Program Studi Teknik Geodesi dan Geomatika ITB.

8. Seluruh pegawai Tata Usaha Program Studi Teknik Geodesi dan Geomatika ITB atas

segala kelancaran proses administrasi.

9. Adik-adik saya, Yun’im alias aim alias pemungut_sampah_dunia yang memberikan

perhatian di saat sidang, thanks im..., Farah dan Via yang selalu memberikan doa,

perhatian dan dukungannya.

10. Wak Upik, Mang Fahad, Om bek, Bi Ratu dan semua keluarga dari abah dan ibu

saya, terima kasih atas segala dukungan yang telah diberikan kepada saya.

11. Mbak Indra yang sudah seperti orang tua, guru, dan sahabat saya selama di Bandung.

You are my best friend and my best teacher i ever had. Terima kasih dukungan dan

perhatiannya di saat saya benar-benar ‘jatuh’, karena semua itu tidak akan pernah

saya lupakan.

iii

12. Teman seperjuangan di labtek IX-C, Aldien, Wisnu, Hurey, Ogeph dan Pa’i yang

telah memberikan warna kehidupan di lab.

13. Teman blah-bloh di Mushola Bundar. My wir, My geph, My Jun, My Nu, My ru dan

semuanya yang ga bisa disebut satu-satu.

14. Kamerad IMG ITB 2003 lainnya Nawa, Adi, Arfa, Agung, Achie, Aheun, Argaol,

Beltrand, Dienz, Fandi, Fita, Ijun, Intan, Indra Gum, Ley, Nia, Rullionzo, Piti, Ridho,

Sugi, Turi, Ukie, Yellen dan yang lupa kesebut, kalian adalah teman, sahabat, dan

juga saudara seperjuanganku dan akan selalu tetap jaya. Ada kalian, saya tak pernah

sendirian.

15. Kamerad IMG semuanya. KITA KOMPAK PASTI JAYA.

16. Amang Img, Amuy dan Alo. Tarima kasih semuanya.

17. Teman-teman IPA 1 SMU 3 Pekalongan KOMPAKS selalu dan sahabat-sahabatku di

ITB dan lainnya yang selalu ada dihati.

vi

DAFTAR ISI

 

KATA PENGANTAR .................................................................................................... i

LEMBAR PENGHARGAAN ....................................................................................... ii

ABSTRAK .................................................................................................................... iv

ABSTRACT ................................................................................................................... v 

DAFTAR ISI ................................................................................................................. vi

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................. viii

DAFTAR TABEL ......................................................................................................... xi

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................................ xii 

BAB I PENDAHULUAN ........................................................................................... 1 

1.1  Latar Belakang ................................................................................................ 1 

1.2  Tujuan dan Sasaran Penelitian ........................................................................ 2 

1.3  Batasan Masalah .............................................................................................. 3 

1.4  Manfaat Penelitian ........................................................................................... 3

1.5  Metodologi Penelitian ..................................................................................... 3

1.6  Sistematika Penulisan ...................................................................................... 6 

BAB II METODE DAN BAHAN ................................................................................ 7 

2.1  Fotogrametri Digital ........................................................................................ 7 

2.2  Citra Digital ..................................................................................................... 8 

2.3  Sinyal dan Spektrum ....................................................................................... 9

2.4  Transformasi Fourier ..................................................................................... 12 

2.5      Operasi Pengolahan Citra .............................................................................. 13

2.5.1 Transformasi Fourier dalam Pengolahan Citra digital ......................... 14

2.5.2 Transformasi Fourier diskrit (DFT/ Discrete Fourier Transform) ...... 16

2.5.3 Fast Fourier Transform (FFT) .............................................................. 17

2.6  Metode Filtering Dalam Domain Frekuensi .................................................. 18

2.6.1 Low Pass Filter .................................................................................... 18 

2.6.2 High Pass Filter .................................................................................... 20

2.7  Pencocokan Citra ........................................................................................... 21

vii

2.7.1 Pencocokan Citra Berbasis Area .......................................................... 23 

2.7.2 Teknik Korelasi .................................................................................... 25 

2.7.3 Korelasi Nilai Rata-rata Kanal Terpisah .............................................. 27

BAB III PENGOLAHAN DATA ................................................................................ 29 

3.1  Data Penelitian .............................................................................................. 30 

3.2 Penentuan Titik Pengamatan Pada Area Homogen dan Heterogen .............. 30

3.3 Penentuan Ukuran SCA dan CP .................................................................... 33

3.4 Proses Filtering Dalam Domain Frekuensi ................................................... 34

3.5 Pengkorelasian Citra Kiri dan Citra Kanan ................................................... 36

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ..................................................................... 38 

4.1  Tinjauan Terhadap Nilai Korelasi ................................................................. 38 

4.2 Tinjauan Posisi Terhadap Data Validasi ....................................................... 43

4.3 Tinjauan Terhadap Waktu Pengolahan ......................................................... 49 

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................................... 51 

5.1  Kesimpulan .................................................................................................... 51 

5.2  Saran .............................................................................................................. 52 

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................. 53 

viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Tahapan Penelitian 5

Gambar 2.1 Perkembangan Alat Restitusi 7

Gambar 2.2 Contoh Sampling untuk mendapatkan gambar diskrit 8

(gambar dijital) dari gambar analog yang kontinu

Gambar 2.3 Grafik gelombang 9

Gambar 2.4 Phase dan amplitudo yang membentuk gelombang sinus 10

Gambar 2.5 Tiga sudut fase yang berbeda (0,π/4, π/2) 10

tetapi memiliki frekuensi dan amplitudo yang sama

Gambar 2.6 Komponen frekuensi sinyal 11

Gambar 2.7 Proses sampling sinyal waktu kontinyu untuk mendapatkan 11

sinyal waktu diskrit

Gambar 2.8 (a) x(t) sebagai sinyal waktu kontinyu; 12

(b) x(t) sebagai sinyal waktu diskrit

Gambar 2.9 Sinyal sinus dalam domain waktu 13

Gambar 2.10 Sinyal sinus dalam domain frekuensi 13

Gambar 2.11 Transformasi Fourier untuk fungsi f(m,n) sehingga diperoleh 15

spektrum sinyalnya

Gambar 2.12 Logaritma fungsi f(ω1,ω2) 15

Gambar 2.13 Sampel citra f(m,n) dan hasil transformasi fourier diskritnya 17

Gambar 2.14 Contoh dekomposisi domain waktu yang digunakan dalam FFT 17

Gambar 2.15 a) citra asli sebelum low pass filter, 19

b) spektrum frekuensi fourier citra asli, 19

c) spectrum frekuensi fourier yang telah dihilangkan 19

sebagian komponen frekuensi tingginya,

d) citra hasil setelah low pass filter 19

Gambar 2.16 a) citra asli sebelum low pass filter, 20

b) spektrum frekuensi fourier citra asli, 20

c) spectrum frekuensi fourier yang telah dihilangkan 20

sebagian komponen frekuensi tingginya,

ix

d) citra hasil setelah low pass filter 20

Gambar 2.17 a) citra asli sebelum high pass filter, 21

b) spektrum frekuensi fourier citra asli, 21

c) spectrum frekuensi fourier yang telah dihilangkan 21

sebagian komponen frekuensi rendahnya,

d) citra hasil setelah high pass filter 21

Gambar 2.18 a) citra asli sebelum high pass filter, 21

b) spektrum frekuensi fourier citra asli, 21

c) spectrum frekuensi fourier yang telah dihilangkan 21

sebagian komponen frekuensi rendahnya,

d) citra hasil setelah high pass filter. 21

Gambar 2.19 Pasangan titik sekawan pada pada kedua citra 22

Gambar 2.20 Pencocokan citra berbasis area 23

Gambar 2.21 (a) Sepasang citra dalam bentuk visual, 24

dan (b) Sepasang citra dalam bentuk matriks

Gambar 2.22 Window pada citra 25

Gambar 3.1 Tahapan pengolahan data 29

Gambar 3.2 Data foto digital 30

Gambar 3.3 Sampel citra homogen dan histogram citranya 31

Gambar 3.4 Sampel citra heterogen dan histogram citranya 31

Gambar 3.5 Penentuan titik pengamatan pada area homogen dan heterogen 31

Gambar 3.6 Pengambilan sampel data dengan software Stereomatch 32

Gambar 3.7 Contoh citra homogen pada daerah pertampalan 32

Gambar 3.8 Contoh citra heterogen pada daerah pertampalan 33

Gambar 3.9 Contoh ukuran window untuk SCA dan CP 34

Gambar 3.10 Contoh proses tranformasi fourier citra menggunakan fft2 35

hingga diperoleh spektrum frekuensinya

Gambar 3.11 (a) Low pass filter (b) high pass filter 35

Gambar 3.12 (a) Citra hasil ifft2 setelah low pass filter 36

(b) Citra hasil ifft2 setelah high pass filter 36

Gambar 3.13 Contoh hasil running program yang tersimpan dalam format ‘txt’ 37

x

Gambar 3.14 Contoh hasil plotting dalam bentuk grafik dua dimensi 37

Gambar 4.1 Peningkatan nilai korelasi setelah low pass filter 38

untuk area homogen

Gambar 4.2 Peningkatan nilai korelasi setelah low pass filter 39

untuk area heterogen

Gambar 4.3 Peningkatan nilai korelasi setelah high pass filter 39

untuk area homogen

Gambar 4.4 Peningkatan nilai korelasi setelah high pass filter 40

untuk area heterogen

Gambar 4.5 Perbandingan Nilai Korelasi Pencocokan Citra Setelah 41

Low Pass Filter dan Setelah High Pass Filter untuk area homogen

Gambar 4.6 Perbandingan Nilai Korelasi Pencocokan Citra Setelah 41

Low Pass Filter dan Setelah High Pass Filter untuk area heterogen

Gambar 4.7 Perbandingan perubahan resultan posisi sebelum dan setelah 44

low pass filter untuk area homogen

Gambar 4.8 Perbandingan perubahan resultan posisi sebelum dan setelah 44

low pass filter untuk area heterogen

Gambar 4.9 Perbandingan perubahan resultan posisi sebelum dan setelah 45

high pass filter untuk area homogen

Gambar 4.10 Perbandingan perubahan resultan posisi sebelum dan setelah 45

high pass filter untuk area heterogen

Gambar 4.11 Perbandingan perubahan resultan posisi setelah 46

low pass filter dan setelah high pass filter untuk area homogen

Gambar 4.12 Perbandingan perubahan posisi setelah low pass filter dan setelah 46

high pass filter untuk area heterogen

Gambar 4.13 Waktu pengolahan untuk area homogen 50

Gambar 4.14 Waktu pengolahan untuk area heterogen 50

xi

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Perbandingan nilai korelasi rata-rata sebelum dan setelah 42

low pass filter dan setelah high pass filter

Tabel 4.2 Perbandingan peningkatan nilai korelasi antara ukuran mask citra 43

Tabel 4.3 Perbandingan perubahan resultan posisi terhadap data validasi 47

sebelum dan setelah low pass filter dan setelah high pass filter

Tabel 4.4 Perbandingan perubahan resultan posisi terhadap data validasi 48

sebelum dan setelah low pass filter antara ukuran mask citra pencarian

Tabel 4.5 Perbandingan perubahan resultan posisi terhadap data validasi 49

sebelum dan setelah high pass filter antara ukuran mask citra pencarian

xii

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN A SCRIPT PROGRAM LOW PASS FILTER & HIGH PASS FILTER

MENGGUNAKAN MATLAB

LAMPIRAN B SCRIPT PROGRAM PENGKORELASIAN MENGGUNAKAN

MATLAB

LAMPIRAN C DAFTAR TABEL NILAI KORELASI HASIL PERCOBAAN

LAMPIRAN D DAFTAR DATA VALIDASI