Dasar Citra Digital

Dasar Citra Digital - Struktur Mata Manusi - Bentuk mata manusia menyerupai bulat telur dengan ukuran diameter rata-rata sekitar 20mm. Tiga membran menutupi mata, yaitu :

•       Cornea dan lapisan terluar sclera. Cornea merupakan bagian yang keras, jaringan transparan yang menutupi bagian depan (anterior) permukaan mata. Bersambung ke sclera yang merupakan membran padat atau solid yang menutupi sisa lingkaran optik.

•       Choroid berada langsung dibawah sclera merupakan membran yang berisi jaringan aliran darah yang merupakan sumber nutrisi utama ke mata.

Struktur Mata Manusia

Retina

•       Fovea di bagian retina terdiri dari dua jenis receptor:

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

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

•       Blind Spot adalah bagian retina yang tidak mengandung receptor sehingga tidak dapat menerima dan menginterpretasi informasi Sistem Visual Manusia.

•       Subjective brightness merupakan tingkat kecemerlangan yang dapat ditangkap sistem visual manusia dan merupakan fungsi logaritmik dari intensitas cahaya yang masuk ke mata manusia serta mempunyai daerah intensitas yang bergerak dari ambang scotopic (redup) ke ambang photocopic (terang).

Brightness Adaption

Brightness adaption merupakan fenomena penyesuaian mata manusia dalam membedakan gradasi tingkat kecemerlangan. Batas daerah tingkat kecemerlangan yang mampu dibedakan secara sekaligus oleh mata manusia lebih kecil dibandingkan dengan daerah tingkat kecemerlangan sebenarnya. Kepekaan dalam pembedaan tingkat kecemerlangan merupakan fungsi yang tidak sederhana, namun dapat dijelaskan antara lain dengan dua fenomena berikut:

•       Mach Band (ditemukan oleh Ernst Mach):

pita tengah bagian kiri kelihatan lebih terang dari bagian kanan.

•       Simultaneous Contrast:

kotak kecil disebelah kiri kelihatan lebih gelap dari kotak kecil disebelah kanan, padahal intensitasnya sama tapi intensitas latar belakang berbeda. Hal sama terjadi bila kertas putih di meja kelihatan lebih putih daripada kertas sama diarahkan ke sinar matahari.

Pembentukan citra oleh sensor mata

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

•       Bayangan objek pada retina mata dibentuk dengan mengikuti konsep sistem optik di mana fokus lensa terletak antara retina dan lensa mata.

•       Mata dan syaraf otak dapat menginterpretasi bayangan yang merupakan objek pada posisi terbalik.

Image Sampling & Quantization

•       Output dari kebanyakan sensor berupa gambar kontinyu. Untuk membuat sebuah gambar digital kita perlu merubah data kontinyu ke dalam bentuk digital. Prosesnya terdiri dari:

•       Sampling : Mendigitalkan (digitizing) nilai-nilai koordinatnya.

•       Quantization : Mendigitalkan nilai amplitudonya (nilai intensitas).

•       Proses sampling dalam contoh dilakukan dengan membagi garis horizontal dalam beberapa kotak. Semakin rapat pembagiannya maka citra yang dihasilkan akan semakin halus. Garis vertikal menggambarkan tingkat kecerahan piksel di suatu titik atau kotak. Untuk mendapatkan suatu nilai diskrit maka kita perlu membagi garis vertikal dalam beberapa kotak yang menggambarkan tingkatan kecerahan mulai dari yang paling gelap (paling bawah} ke yang paling terang (paling atas). Pada contoh di atas, proses kuantisasi membagi tingkat kecerahan menjadi 8 level mulai dari hitam sampai putih.

Representasi Citra Digital

Hasil dari sampling dan dijitisasi adalah sebuah matriks dari bilangan-bilangan riil. Misalkan sebuah citra f(x,y) disampling sehingga menghasilkan gambar digital dengan Mbaris dan Nkolom. Nilai dari koordinat (xj/) sekarang menjadi kuantitas diskrit, yang biasanya dinyatakan dengan bilangan bulat. Nilai koordinat di titik asal (origin) adalah (x,y) = (0,0). Nilai koordinat berikutnya sepanjang baris pertama dari citra dinyatakan sebagai (x,y) = (0,1)

Gambar diatas menunjukkan bentuk representasi citra digital dalam bentuk matriks dengan tingkat kecerahan 8

Elemen-elemen dari matriks diatas disebut image element, picture element, pixel atau pel. Sebuah piksel (pixel) mempunyai dua properti yaitu koordinat atau posisi dari piksel tersebut dan nilai dari piksel tersebut. Sehingga sebuah piksel biasa dinyatakan sebagai fungsi dua dimensi f(x,y). Contoh sebuah piksel f(0,2)=7, berarti piksel tersebut berada pada baris 0 dan kolom 2, dengan nilai intensitas kecerahan = 7.

Dalam proses dijitisasi perlu ditetapkan nilai M,N dan L (level keabuan yang diperbolehkan untuk tiap pixel). Nilai M dan N bebas tetapi berupa bilangan bulat positif. Dengan mempertimbangkan penggunaan perangkat keras untuk pengolahan, penyimpanan dan sampling, jumlah gray level merupakan 2 pangkat bilangan bulat (L=2^k). Ini berarti nilai level dari elemen citra (piksel) mempunyai range antara [0, L-1]. Sebagai contoh, sebuah citra yang mempunyai level keabuan L = 8, berarti nilai intensitas keabuan dari setiap pikselnya mempunyai range antara 0-7.

Jumlah bit yang dibutuhkan untuk menyimpan gambar digital adalah :

 

                b=M x N x k.

Dimana  :

                M            =  jumlah baris citra,

                N             =  jumlah kolom citra dan

                K             = jumlah bit yang dibutuhkan untuk menyatakan sebuah nilai keabuan.

Bagikan Artikel ini