12/2/2009

1

Peranan Strategis Penguasaan Peranan Strategis Penguasaan Teknologi Pengolahan CitraTeknologi Pengolahan Citra

Dodi SudianaDepartemen Teknik ElektroFakultas Teknik Universitas Indonesia

Pertemuan Ilmiah Nasional Rekayasa Perangkat Nuklir 2009“Peranan Personal Rekayasa dalam melakukan Inovasi aHasil Perekayasaaan yang berkualitasRabu, 11 Nopember 2009, Auditorium Gedung 71, Kawasan Puspiptek Serpong

Pengolahan Citra Dijital (Digital Image Processing)

The first photograph in the world:Joseph Nicéphore Niépce, View from the Window at Le Gras, 1826.

Era dijital menjadi tonggak berkembangnya pengolahan data

Apa itu pengolahan citra digital (Digital Image

Lahirnya of Komputer Dijital

p p g g ( g gProcessing-DIP)?• Pengolahan citra dijital menggunakan komputer (dijital)

DIP bergantung pada perkembangan komputer dijital dan teknologi pendukung lainnya (mis. penyimpandata (storage), display dan transmisi)

Contoh: citra satelit Bulan

Gambar pertama bulan yang diambil US spacecraft Ranger 7 pada 31 Juli 1964 jam 9:09 pagi

Tomografi Komputer (CT)

Sir Godfrey N. Housefield dan Prof. Allan M. Cormack berbagiHadiah Nobel Kedokteran tahun 1979 karena menemukanComputer Tomography (CT)

Boom Citra Digital 20 tahun terakhir

Akuisisi(perolehan) citra

• Kamera Digital, scanner• MRI dan pencitraan ultrasonik• Pencitraan infra (merah) dan

microwave

• Internet, wireless communicationTransmisi

Tampilan(Display)

• Printers, LCD monitor, digital TV

Olympus E-330 – 7.5 MPixel

Canon DR-3060, 40 ppm

QWIP camera

FF in Malibu

12/2/2009

2

Pengolahan Citra dimulai dari Akuisisi Citra

• Mulai dari spektrum cahayatampak (visible) hinggaspektrum tak tampak (non-visible)

Memperbesarkemampuansistem visi

)• Dari sistem pengindraan jarak

dekat (close-distance sensing) hingga jauh (remote sensing)

sistem visimanusia

Aplikasi pada spektrum Visible (1): Fotografi

Visible (II): Film Visible (III): Penegakan hukum dan Biometrik

Visible (IV): Light Microscopy

Taxol (250×) Cholesterol (40×) Microprocessor (60×)

Visible (V): Pengindraan Jauh (Remote Sensing)

Badai Andrew dilihat olehNOAA GEOS

Amerika waktu malam(Nov. 27, 2000)

12/2/2009

3

Infra Merah: Citra Termal

Suhu tubuh manusia (pixel berwarna merah)

Warna-warni menunjukkanperbedaan suhu

Gelombang Mikro: Citra Radar

Pegunungan di Tibet Tenggara

Gelombang Radio: MRI dan Astronomi

MRI

lutut tulang belakang kepala

visible infrared radio

Astronomi

Ultra Violet: Fluorescence Microscopy

Jagung normal Jagung sakit

Sinar X: Diagnosa Medis

dada kepala

Sinar Gamma: PET dan Astronomi

Positron Emission Tomography(PET)

Cygnus Loop di konstelasiCygnus

12/2/2009

4

• Mengubah “gelombang suara” menjadi sinyal citra

Acoustic imaging

• Melewatkan berkas elektronmelalui suatu spesimen (obyekyang akan diteliti)

Electron microscopy

Modus pencitraan non-Electro-Magnetic

• Memeriksa perubahan global pada ekspresi genetis sel-sel danjaringan tubuh

Fluorescent Microarray Imaging

• Dibuat oleh komputer (bersifatmaya)

Citra sintetis dalamComputer Graphics

Citra Akustikvisible seismik

Lokasi potensial minyak/gas

Mikroskop Elektron

Citra Scanning Electron Microscopy (SEM) 2500× kerusakan IC (integrated circuit)

(benang putih adalah oksida yang muncul akibat kerusakan termal)

Citra Sintetis: Gambar Kartun

Citra Sintetis dalam Game

Age of Empire III oleh Ensemble Studios

Virtual Reality (Photorealistic)

12/2/2009

5

Pengolahan Grafis dalam Seni Grafis di Kedokteran

Gabungan Grafis dan Foto: GIS

Morgantown, WV di Google Map

Teknik-teknik Pengolahan CitraSegmentasi Citra

Metode Morfologi

Ekstraksi Citra

Interpretasi Citra Medis

Validasi Teknik Analisis Citra

Computer-aided diagnosis dalam mamografi

Aplikasi medis lainnya• Echocardiography• Cardiac Image Analysis: gerakan dan deformasi• Ultrasonik Angiography dan Intravascular • Pencitraan Vascular Imaging dan Analisisnya• Pencitraan dan Analisis Pulmonary • Konstruksi Atlas dan Analisis Citra Otak• Dll.

Pengecekan Cargo di Bandara (CAT)

Computed Axial Tomography

Divalidasi dan sertifikasi FAA

Mampu mendeteksi bom

Prinsip kerja• multiple detector arrays and a spiral-scanning mode to allow for continuous data collection to

produce either a 3-D or 2-D image of an entire bag• When the system alarms on a suspect bag, the parts of the object of interest are highlighted. The

operator can then rotate the image of the object to view it from different perspectives to resolve the alarm. The system can analyze a bag in seven seconds.

• The scanner circles an object 360°, capturing 24 helical slices, each 22 ms in duration. (There are actually two slices captured in that interval: one high energy, the other a lower-value radiation.) A total of 6,048 detectors — in 24 rows of 252 — pick up the energy penetrating the bag. This energy is amplified and converted to digital format with 16-bit A/D converters sampling at 2 ksamples per second.

Sistem Citra dalam Medis

Perkembangan beberapa abad hingga abad 20 di bidang:

• Computed Tomography (CT)• Magnetic Resonance Imaging (MRI)• Digital Subtraction Angiography• Doppler Ultrasound ImagingDoppler Ultrasound Imaging• Teknik lainnya berbasis emisi nuklir, seperti:

• PET: Positron Emission Tomography• SPECT: Single Photon Emission Computed Tomography

Hal ini memberi kemudahan dan nilai tambah bagi para radiolog untuk deteksi dan diagnosa penyakit yang lebih dipercaya

Pencitraan sinar x konvensional akan digantikan panel datar detektor sinar x

12/2/2009

6

Pengolahan dan Analisis (V.F. Roiz)

Pengolahan Citra Medis• Terkait pengembangan pendekatan masalah

khusus untuk memperbaiki kualitas citra medis untuk visualisasi atau analisis

Analisis Citra Medis• Pengembangan teknik untuk memenuhi

kebutuhan pengkajian subjektif dan kualitatif oleh para pakar

• Memberikan berbagai informasi baru bersifat kuantitatif, obyektif dan dapat direproduksi

CT scan MRI

Same patient

MRI PET

MRI angiogram

X-ray angiograms

Ultrasound

Kidney

Breast

fMRI

UCLA Brain Mapping DivisionLos Angeles, CA 90095

12/2/2009

7

Flow Analysis

Here is an example using Visage on a data source totally different than its original design had anticipated. In this case the data comes from an MR scanner

Terima kasihTerima kasih