Digitalisasi Citra

Suatu citra harus direpresentasikan secara numerik dengan nilai-nilai diskrit dengan tujuan agar dapat diolah dengan komputer digital. Representasi citra dari fungsi kontinu menjadi nilai-nilai diskrit disebut digitalisasi. Citra yang dihasilkan inilah yang disebut citra digital. ^[2]

Pada umumnya citra digital berbentuk empat persegi panjang, dan dimensi ukurannya dinyatakan sebagai tinggi x lebar (atau lebar x panjang). Masing-masing elemen pada citra digital (elemen matriks) disebut image element, picture element atau pixel (piksel). Citra digital yang berukuran N x M, Gambar 2. 2, lazim dinyatakan dengan matriks yang berukuran N baris dan M kolom. Jadi, citra yang berukuran NxM mempunyai NM buah piksel. 

Gambar 2. 2 Matriks digital NxM

Indeks baris (i) dan indeks kolom (j) menyatakan suatu koordinat titik pada citra, sedangkan f(i,j) merupakan intensitas (derajat keabuan) pada titik (i,j). Sebagai contoh, misalkan sebuah citra berukuran 256x256 piksel dan direpresentasikan secara numerik dengan matriks yang terdiri dari 256 baris (indeks dari 0 sampai 255) dan 256 buah kolom (indeks dari 0 sampai 255).

Gambar 2. 3 Proses digitalisasi citra
(kiri) gambar analog/kontinu; (kanan) citra digital setelah mengalami proses sampling dan kuantisasi

Proses digitalisasi citra sama dengan proses konversi sinyal analog ke digital, dijelaskan pada Gambar 2. 3, dapat dijabarkan menjadi dua proses yaitu:

a)      Digitalisasi spasial (x, y), sering disebut sebagai sampling.

Sampling menyatakan besarnya kotak-kotak yang disusun dalam baris dan kolom. Dengan kata lain sampling pada citra menyatakan besar kecilnya ukuran piksel pada citra. Untuk memudahkan implementasi, jumlah sampling biasanya diasumsikan perpangkatan dari dua:

                                                                              N  =  2ⁿ                                                                (2. 1)

dimana ,  

          N= jumlah sampling pada suatu baris/kolom

          n = bilangan bulat positif

Pembagian gambar menjadi ukuran tertentu menentukan resolusi spasial yang diperoleh. Semakin tinggi resolusinya, yang berarti semakin kecil ukuran piksel (atau semakin banyak jumlah pikselnya), semakin halus gambar yang diperoleh karena informasi yang hilang akibat pengelompokkan derajat keabuan pada pen-sampling-an semakin kecil. 

b)     Digitalisasi intensitas f(x, y), sering disebut sebagai kuantisasi.

Setelah proses sampling pada citra maka proses selanjutnya adalah kuantisasi. Kuantisasi menyatakan besarnya nilai tingkat kecerahan yang dinyatakan dalam nilai tingkat keabuan (grayscale) sesuai dengan jumlah bit biner yang digunakan, dengan kata lain kuantisasi pada citra menyatakan jumlah warna yang ada pada citra. Proses kuantisasi  membagi skala keabuan (0, L) menjadi G buah level yang dinyatakan dengan suatu harga bilangan bulat (integer), biasanya G diambil perpangkatan dari 2. Pada tabel 2.1 ditunjukkan hasil kuantisasi citra dengan skala keabuan yang berbeda-beda.

                                                         G  =  2^m                                                                      (2. 2)

dimana,    G = derajat keabuan

                        m = bilangan bulat positif

Tabel 2. 1 Kuantisasi Citra dengan Skala Keabuan yang Berbeda

Skala keabuan	Rentang nilai keabuan	Pixel depth
21 (2 nilai)	0,1	1 bit
22 (4 nilai)	0 sampai 3	2 bit
24 (16 nilai)	0 sampai 15	4 bit
28 (256 nilai)	0 sampai 255	8 bit

Jumlah bit yang dibutuhkan untuk mempresentasikan nilai keabuan piksel disebut kedalaman piksel (pixel depth). Citra sering diasosiasikan dengan kedalaman pikselnya. Jadi, citra dengan kedalaman 8 bit disebut juga citra 8-bit (atau citra 256 warna, G = 256 = 2⁸ ). Semakin banyak jumlah derajat keabuan (berarti jumlah bit kuantisasinya makin banyak), semakin bagus gambar yang diperoleh.

Derajat keabuan (grey level) merupakan intensitas f citra hitam-putih pada titik (x,y). Derajat keabuan bergerak dari hitam ke putih. Dimana skala keabuan memiliki rentang yang ditunjukkan [0,L] antara l_min< f < l_max  dimana intensitas 0 menyatakan hitam dan L menyatakan putih.

Contoh: citra hitam-putih dengan 256 level, artinya mempunyai skala abu-abu dari 0 sampai 255 atau [0,255], dalam hal ini nilai 0 menyatakan hitam dan 255 menyatakan putih, nilai antara 0 sampai 255 menyatakan warna keabuan yang terletak antara hitam dan putih.

Citra berwarna dikatakan sebagai citra spektral. Hal ini karena warna pada citra disusun oleh tiga komponen warna RGB (Red-Green-Blue). Intensitas suatu titik pada citra berwarna merupakan kombinasi dari intesitas : merah (f_merah(x,y)), hijau (f_hijau(x,y)) dan biru (f_biru(x,y)).

[2] N., Teofanus Dwiyanto. 2011. Tugas Akhir: Perancangan dan Implementasi Sistem Pengenalan Gambar Huruf dengan Variasi Jarak dan Ukuran Menggunakan Ekstraksi Ciri Zooning dan Sistem Template Matching. Padang: Universitas Andalas.

Sebelumnya: Definisi Citra pada Pengolahan Citra (Image Processing) -- part.2

Berikutnya: Citra Medis