+ All Categories
Home > Documents > pembentukan boundary objek pada citra digital menggunakan ...

pembentukan boundary objek pada citra digital menggunakan ...

Date post: 12-Jan-2017
Category:
Upload: hadan
View: 244 times
Download: 6 times
Share this document with a friend
15
Yuyun : Pembentukan Boundry Objek Pada …. PEMBENTUKAN BOUNDARY OBJEK PADA CITRA DIGITAL MENGGUNAKAN ACTIVE CONTOUR MODELS Yuyun Yumiarty 1 Abstrack :The creation of object boundary system in digital image is a system that have ability to detect of object boundary that referred by image. The system was implemented uses a method that have ability to follow a movement image object, therefore this method was used frequently in medical, actually to observe the human body organ. The method is known as active contour models. The developed software is called PBOCid that implemented uses Matlab version 6.2 program. The compilation uses Matlab compiler with XP operating system. The final result of this experiment is an image that can clearly explaining a boundary of an object that referred to image and the image displaying of the object segmentation. Keywords : active contour models, deformable curve, snake, boundary, object 1. PENDAHULUAN Pengenalan objek (object recognition) pada citra menjadi masalah yang tidak mudah. Untuk dapat mengenal objek, langkah pertama yang harus dilakukan adalah memisahkan objek-objek tersebut dari lingkungannya agar dapat diolah lebih lanjut. Dari pernyataan tersebut melalui suatu metoda segmentasi model-based yang sudah diterapkan dalam aplikasi biomedicine, maka akan dilakukan penelitian mengenai pengolahan citra yang akan mendukung proses pemisahan objek atau lebih dikenal dengan istilah segmentasi objek. Metode yang digunakan dikenal sebagai energy-minimizing active contour models (snakes). active mengacu pada deformabilitas atau fleksibilitas snake untuk memperkecil energi dinamis yang diadaptasi oleh suatu citra 2 . Proses pengekstraksian batas-batas objek diinisialisasi oleh suatu kontur yang diperkirakan dekat dengan batas-batas objek atau region yang diharapkan dalam citra. Selanjutnya algoritma snake mengatur perkiraan ini dengan memperkecil total energi snake sedemikian sehingga mengunci batas-batas tersebut. Pengenalan kontur mendasari langkah segmentasi objek, ketidaksinambungan intensitas citra sebagai indikator batasan-batasan objek, dapat saja terjadi disebabkan oleh faktor perubahan refleksi permukaan objek. Hal ini mempengaruhi hasil interpretasi citra yang dilakukan. Melalui pengamatan tersebut, pada penelitian ini active contour models diterapkan bersama dengan suatu teknik edge detection, diharapkan mampu meningkatkan efektivitas proses perkiraan awal kontur objek dan pemastian kesinambungan titik-titik kontur dengan baik. Sehingga hasil segmentasi objek yang diharapkan menjadi lebih baik dengan tingkat ketepatan bentuk kontur yang lebih akurat. Sehingga pemanfaatan perangkat citra untuk mendukung proses analisis objek, dapat dilakukan lebih maksimal. 2. TINJAUAN PUSTAKA Pada dasarnya dalam bidang komputer terdapat tiga bidang studi yang berkaitan dengan data citra digital, namun tujuan ketiganya berbeda, yaitu : 1. Grafika Komputer (Computer Graphics) Grafika komputer bertujuan menghasilkan citra (lebih tepat disebut grafik atau picture) dengan primitif-primitif geometri seperti garis, lingkaran, dan sebagainya. Fokus, XI, N0. 02 Desember 2010 1
Transcript
Page 1: pembentukan boundary objek pada citra digital menggunakan ...

Yuyun : Pembentukan Boundry Objek Pada ….

PEMBENTUKAN BOUNDARY OBJEK PADA CITRA DIGITALMENGGUNAKAN ACTIVE CONTOUR MODELS

Yuyun Yumiarty1

Abstrack :The creation of object boundary system in digital image is a system thathave ability to detect of object boundary that referred by image. The system wasimplemented uses a method that have ability to follow a movement image object,therefore this method was used frequently in medical, actually to observe the humanbody organ. The method is known as active contour models. The developed softwareis called PBOCid that implemented uses Matlab version 6.2 program. Thecompilation uses Matlab compiler with XP operating system. The final result of thisexperiment is an image that can clearly explaining a boundary of an object thatreferred to image and the image displaying of the object segmentation.

Keywords : active contour models, deformable curve, snake, boundary, object

1. PENDAHULUANPengenalan objek (object recognition) pada citra menjadi masalah yang tidak

mudah. Untuk dapat mengenal objek, langkah pertama yang harus dilakukan adalahmemisahkan objek-objek tersebut dari lingkungannya agar dapat diolah lebih lanjut.Dari pernyataan tersebut melalui suatu metoda segmentasi model-based yang sudahditerapkan dalam aplikasi biomedicine, maka akan dilakukan penelitian mengenaipengolahan citra yang akan mendukung proses pemisahan objek atau lebih dikenaldengan istilah segmentasi objek.

Metode yang digunakan dikenal sebagai energy-minimizing active contourmodels (snakes). active mengacu pada deformabilitas atau fleksibilitas snake untukmemperkecil energi dinamis yang diadaptasi oleh suatu citra2. Proses pengekstraksianbatas-batas objek diinisialisasi oleh suatu kontur yang diperkirakan dekat denganbatas-batas objek atau region yang diharapkan dalam citra. Selanjutnya algoritmasnake mengatur perkiraan ini dengan memperkecil total energi snake sedemikiansehingga mengunci batas-batas tersebut.

Pengenalan kontur mendasari langkah segmentasi objek, ketidaksinambunganintensitas citra sebagai indikator batasan-batasan objek, dapat saja terjadi disebabkanoleh faktor perubahan refleksi permukaan objek. Hal ini mempengaruhi hasilinterpretasi citra yang dilakukan. Melalui pengamatan tersebut, pada penelitian iniactive contour models diterapkan bersama dengan suatu teknik edge detection,diharapkan mampu meningkatkan efektivitas proses perkiraan awal kontur objek danpemastian kesinambungan titik-titik kontur dengan baik. Sehingga hasil segmentasiobjek yang diharapkan menjadi lebih baik dengan tingkat ketepatan bentuk konturyang lebih akurat. Sehingga pemanfaatan perangkat citra untuk mendukung prosesanalisis objek, dapat dilakukan lebih maksimal.

2. TINJAUAN PUSTAKAPada dasarnya dalam bidang komputer terdapat tiga bidang studi yang

berkaitan dengan data citra digital, namun tujuan ketiganya berbeda, yaitu :1. Grafika Komputer (Computer Graphics)

Grafika komputer bertujuan menghasilkan citra (lebih tepat disebut grafik ataupicture) dengan primitif-primitif geometri seperti garis, lingkaran, dan sebagainya.

Fokus, XI, N0. 02 Desember 2010

1

Page 2: pembentukan boundary objek pada citra digital menggunakan ...

Yuyun : Pembentukan Boundry Objek Pada ….

Primitif-primitif geometri tersebut memerlukan data deskriptif untuk melukiselemen-elemen gambar.

2. Pengolahan Citra (Image Processing)Pengolahan citra bertujuan memperbaiki kualitas citra agar lebih mudah

diinterpretasi oleh manusia atau mesin (dalam hal ini komputer). Teknik–teknikpengolahan citra mentransformasikan citra menjadi citra lain. Jadi masukkannyaadalah citra dan keluarannya juga citra, namun citra keluaran mempunyai kualitaslebih baik dari pada citra masukan.

3. Pengenalan Pola (Pattern Recognition/ Image Interpretation)Pengenalan pola mengelompokkan data numerik dan simbolik (termasuk citra)

secara otomatis oleh mesin (dalam hal ini komputer). Tujuan pengelompokkanadalah untuk mengenali suatu objek di dalam citra. Komputer menerima masukanberupa citra objek yang akan diidentifikasi memproses citra tersebut, danmemberikan keluaran berupa deskripsi objek di dalam citra.

2.1 Citra Digital Citra digital adalah gambar pada bidang dwimatra (dua dimensi) yang apabila

ditinjau dari sudut matematis citra digital merupakan fungsi menerus (continue) dariintensitas cahaya pada bidang dwimatra. Citra digital dapat dipandang sebagai suatufungsi bernilai real yang terdefinisi pada suatu persegi panjang. Setiap titik padapersegi panjang tersebut dikaitkan dengan sebuah bilangan yang menyatakanintensitas warna citra di titik itu.

Dalam prakteknya, persegi panjang tadi dibagi atas sejumlah persegi panjangkecil yang disebut pixel, yang merupakan singkatan dari picture element. Setiappiksel dikaitkan dengan sebuah bilangan bulat di {0, 1, 2, ..., 255}. Untuk mudahnya,diasumsikan bahwa citra berwarna hitam-putih. Piksel yang berwarna dominan hitamdikaitkan dengan bilangan 0, piksel yang berwarna dominan putih dikaitkan denganbilangan 255, sementara piksel yang berwarna abu-abu dikaitkan dengan bilangan 1sampai dengan 254 bergantung pada derajat keabuannya. Dari proses digitalisasidiperoleh matriks {aij} dengan aij {0, 1, 2, ... , 255} menyatakan intensitas warnapiksel Pij yang berkaitan.2.2 Boundary Objek

Pendeteksian kontur merupakan langkah awal membentuk boundary objekpada sebuah citra digtal. Kontur adalah rangkaian piksel-piksel tepi yang membentukbatas daerah (region boundary). Batas daerah berguna untuk mendeskripsikan bentukobjek dalam tahapan analisis citra seperti pengenalan objek. Melalui bentuk konturmata kita mampu mendeteksi tepi-tepi objek di dalam citra. Representasi kontur telahmenjadi salah satu topik penting dalam computer vision. Representasi kontur dapatberupa senarai tepi (edge list) atau berupa kurva. Senarai tepi merupakan himpunanterurut piksel-piksel tepi.

Representasi kontur ke dalam kurva merupakan representasi yang kompak danmangkus untuk analisis citra3. Misalnya, rangkaian piksel tepi yang membentuk garisdapat direpresentasikan hanya dengan sebuah persamaan garis lurus. Kode rantai(chain code) adalah suatu notasi kode arah senarai tepi yang menggambarkanbatasan-batasan objek di dalam suatu citra. Kode rantai menyediakan informasi yangdapat memudahkan proses analisis citra lebih lanjut seperti proses pengenalan pola(pattern recognition). Arah yang digunakan adalah delapan arah mata angin sepertiterlihat pada gambar 1. Dimulai dari sebuah piksel tepi dan searah jarum jam, arahsetiap piksel tepi yang membentuk batas objek dikodekan dengan salah satu daridelapan kode rantai. Kode rantai merepresentasikan batas objek dengan koordinat

Fokus, XI, N0. 02 Desember 2010

2

Page 3: pembentukan boundary objek pada citra digital menggunakan ...

Yuyun : Pembentukan Boundry Objek Pada ….

piksel tepi pertama, lalu diikuti dengan senarai kode rantai selanjutnya. Hal iniditunjukkan pada gambar 2.

Gambar 1 Ketentuan Arah Kode Rantai

Gambar 2 Pengkodean Batas Objek dengan Kode Rantai

2.3 Active Contour ModelsActive contour models dikenal dengan istilah “snake” adalah suatu kurva

dinamik yang digunakan untuk merunut batas-batas (boundary) objek pada citra,merupakan model pendeteksian kontur yang mampu membentuk kontur objek secaraakurat. Dengan menerapkan fungsi energy-minimizing, diawali dengan penempatandeformable curve pada objek, snake energy mencari titik pada citra yang memilikienergi paling minimum, hal itu akan membuat kurva tertarik ke titik tersebut. Padaakhir proses, deformable curve akan menempati boundary dari objek yang diinginkandi dalam citra, sehingga informasi mengenai titik-titik deformable curve dapatdiketahui.

Snake algorithm merupakan algoritma dasar active contour models. Algoritmaini membangkitkan kurva dengan melakukan perpindahan gerak seperti gerakan ularuntuk menemukan boundary objek di dalam citra. Dimulai dari titik awal, ularmengubah bentuk (dirinya) sendiri ke dalam penyesuaian dengan bentuk konturterdekat yang paling mencolok4. Mekanisme pendeteksian boundary objek denganactive contour models, dapat dilihat pada gambar 3.

Fokus, XI, N0. 02 Desember 2010

3

0 2

0 2

0 2

4

6 6 0

0

6 6 4

6 6 4

4

24

20

4 2

x

Titik Awal

2

4

6

Kode Rantai : (X), 020244202424466466006602

Page 4: pembentukan boundary objek pada citra digital menggunakan ...

Yuyun : Pembentukan Boundry Objek Pada ….

(a) (b) (c)Gambar 3 Mekanisme Pendeteksian Boundary Objek

dengan Active Contour Models

Keterangan :(a) Inisialisasi posisi deformable curve.(b) Proses iterasi (pengulangan) dilakukan, sehingga kurva tertarik ke arah

boundary objek yang benar.(c) Deformable curve menempati (cover) boundary objek yang dituju.

2.4 Model Matematis Snake Energy Istilah active pada active contour models mengacu pada deformabilitas atau

fleksibilitas snake untuk memperkecil energi dinamis yang diadaptasi oleh suatu citra.Proses pengekstraksian boundary objek diinisialisasi oleh suatu kurva yangdiperkirakan dekat dengan batas-batas objek atau region yang dituju pada citra.

Secara matematis snake energy dirumuskan dari tiga jenis energi, berupainternal energy, external energy, dan image force.5:

∫= dssvEE snakesnake ))(( Pers. 1

∫ ∫∫ ++= dssvEdssvEdssvE conimage ))(())(())((int Pers. 2

Keterangan :)(sv : nilai koordinat (x(s), y(s)), dengan nilai s [0,1]

intE : internal energy

imageE : image force

conE : external energy

Sehubungan dengan spesifikasi algoritma snake yang digunakan, hasilakhir dari snake energy kemungkinan berbeda sesuai dengan fungsi energi-energi apasaja yang didefinisikan.

2.4.1 Internal EnergyInternal energy dirumuskan dalam fungsi :

2/)|)(|)((|)(|)(( 22int svssvsE sss βα += Pers. 3

Keterangan :)(sα : fungsi kesinambungan (stretching))(sβ : fungsi pelengkungan (bending)

Fokus, XI, N0. 02 Desember 2010

4

Page 5: pembentukan boundary objek pada citra digital menggunakan ...

Yuyun : Pembentukan Boundry Objek Pada ….

Fungsi α(s) dan β(s) merupkan internal energy yang mempengaruhiperformansi snake seperti halnya selaput dan wadah tipis. Internal energy merupakanenergi yang akan membuat titik-titik pada deformable curve tetap terhubung denganmenciptakan kondisi yang membuat setiap titik selalu terletak berdekatan pada jarakyang relatif sama.

2.4.2 Image ForcePada image force ini digunakan tiga jenis fungsi yaitu line, edge dan term,

yang dirumuskan dalam fungsi :

termtermedgeedgelinelineimage EWEWEWE ++= Pers. 4Keterangan :

lineE : energi line functional

edgeE : energi edge functional

termE : energi termination functional

Image forces diasosiasikan dengan feature yang menarik deformable curve padacitra. Dengan menggunakan image force kita dapat mengatur pada feature apakahsebuah titik dari deformable curve akan tertarik. Dengan kata lain image force dapatdipandang sebagai gaya yang terdapat pada citra yang akan menarik deformable curvepada feature yang diinginkan.

Line functional adalah jenis image force yang paling sederhana. Line functionalberpusat pada intensitas citra itu sendiri. Line functional dapat dirumuskan sebagaiberikut :

),( yxIEline = Pers. 5

Line functional akan menentukan kemanakah deformable curve akan tertarik,jika nilai koefisiennya positif, maka deformable curve akan tertarik ke arah garis yanggelap, sedangkan jika sebaliknya deformable curve akan tertarik pada garis yangterang. Edge functional digunakan untuk menarik deformable curve ke arah sebuahsudut. Edge functional dapat dirumuskan sebagai berikut :

2|),(| yxIEedge ∆−= Pers. 6

Efek dari edge functional adalah untuk membuat deformable curve tertarikpada sebuah kontur yang memiliki gradien yang tinggi (misal dari hitam [0] ke putih[255]) semakin tinggi kontras dari gradien tersebut, maka daya tarik dari edgefunctional akan semakin besar.

Termination functional adalah digunakan untuk mencari titik akhir dari sebuahsegmen garis dan sudut. Dengan mengkombinasikan kedua fungsi line functional danedge functional dengan termination functional, snake akan mampu bergerak menujufeature yang diinginkan dengan akurasi yang tinggi.

2.4.3 External Energy

Fokus, XI, N0. 02 Desember 2010

5

Page 6: pembentukan boundary objek pada citra digital menggunakan ...

Yuyun : Pembentukan Boundry Objek Pada ….

External energy membatasi deformabilitas dari deformable curve, batasan yangdiberikan oleh external energy dapat mengambil berbagai bentuk diantaranya adalahpegas dan repulse. Pada hakekatnya biasanya eksternal energy hampir tidak pernahdigunakan. Setiap bentuk external energy memiliki tujuan masing-masing. Berikutadalah contoh beberapa external energy yang biasa digunakan yaitu :

Energi pegas dapat dirumuskan sebagai berikut :

)( 0llkE x −−= Pers. 7

Dengan k adalah nilai konstanta pembatas, l adalah jarak kontraksi atauperpanjangan pegas, dan lo adalah jarak relaksasi dari pegas.

Energi repulse dapat dirumuskan sebagai berikut :

2/1 dEx = Pers. 8

Dengan d adalah jarak lokasi tertentu 2.4.4 Minimalisasi Energy Snake

Jika energi snake pada persamaan 3 dinyatakan sebagai fungsi dari ''' ,, vvv

dan s, dan dengan asumsi bahwa ( )vE adalah gabungan dari energi eksternal danenergi image, maka dihasilkanlah persamaan :

)(2/)|''||'|(),'',',( 22 vEvvsvvvf ++= βα Pers. 9selanjutnya v dibuat bervariasi terhadap waktu )),,(( tsv Sehingga :

t

tsvtsvt ∂

∂= ),(),(

Pers. 10

)),(('))',('')(())',(')((),( tsvEtsvstsvstsvt +∇+−= βαPers. 11

Apabila nilai 0=tv , hal itu berarti energi snake telah minimum, maka solusi telahditemukan. Untuk kepentingan komputasi maka persamaan diatas dapat didiskretisasidengan finite difference, sehingga :

)2(2)2()()( 11121111 +−−−−++− +−−+−+−−− iiiiiiiiiiiiii vvvvvvvvvv ββαα0))(),(()2( 211 =++−+ +++ ififvvv yxiiiiβ Pers. 12

Persamaan euler diatas dapat dituliskan dalam bentuk matriks sebagai0),( =+Α yxf xx dan 0),( =+Α yxfy dengan A sebuah “pentagonal bended

matriks” yaitu :

Fokus, XI, N0. 02 Desember 2010

6

Page 7: pembentukan boundary objek pada citra digital menggunakan ...

Yuyun : Pembentukan Boundry Objek Pada ….

=

−−−−−

nnnnn

nnnnn

cbaed

dcbae

edcba

acdcb

baedc

A

00

00

00

00

00

11111

33333

22222

11111

dengan :1−= iia β

iiiib ββα 22 1 −−−= −

111 4 +−+ ++++= iiiiiic βββαα

11 22 ++ −−−= iiiid ββα

1+= iie β

Secara iteratif persamaan tersebut dapat diselesaikan, dengan mengasumsikannilai f konstan pada selang waktu tertentu, sedemikian sehingga persamaan menjadi :

))1()1(()'()( −−−+= tftxIAtx xγγ Pers.14

))1()1(()'()( −−−+= tftyIAty yγγ Pers. 15

Dimanaγ adalah sebuah time step kecil, dengan menggunakan rumusandiatas maka nilai )(tx dan )(ty dapat dihitung secara iteratif.

2.5 Eksperimen Perunutan Boundary ObjekSalah satu objek di dalam citra pada gambar 4 berikut, akan dideteksi boundary

objeknya. Terdapat 6 bentuk citra yang akan ditampilkan, mulai dari penempatandeformable curve pada citra awal sampai dengan pembentukan boundary objekmenggunakan algoritma snake.

(a) Deformable Curve pada Citra Awal (b) Finalisasi Kurva Snake pada CitraAwal

Fokus, XI, N0. 02 Desember 2010

7

……

… … … … … … … ……

Page 8: pembentukan boundary objek pada citra digital menggunakan ...

Yuyun : Pembentukan Boundry Objek Pada ….

(c) Finalisasi Kurva Snake padaKedalaman Citra

(d) Finalisasi Kurva Snake pada CitraAwal Dengan Cakupan (C)

(e) Finalisasi Kurva Snake pada CitraTepi

(f) Finalisasi Kurva Snake pada CitraAwal Dengan Cakupan (E)

Gambar 4 Hasil Pendeteksian Boundary Objek MenggunakanAlgoritma Snake

Dapat dikatakan bahwa snake mampu bekerja pada jenis citra yangberbeda-beda, proses yang dilakukan sangat tergantung pada faktor-faktorpendukungnya. Salah satu diantaranya yang paling penting adalah posisi dan ukurandari kurva awal (deformable curve). Faktor ini sangat menentukan performansi darisnake. Tahapan preprocessing image yang digunakan juga dapat mempengaruhigerakan snake mulai dari deformable curve, semakin dekat posisinya denganboundary objek maka semakin cepat waktu yang dibutuhkan untuk merunut boundarytersebut, begitupun sebaliknya. Termasuk perbedaan penggunaan operator edge.

3. JALANNYA PENELITIANSistem yang akan dikembangkan ini bertujuan untuk melakukan pengolahan

citra, dalam hal merunut boundary objek yang dituju pada citra. Umumnya boundaryobjek merupakan batas-batas daerah yang berguna untuk mendeskripsikan bentukobjek pada tahapan analisis citra, dengan tahapan-tahapan pengembangan sebagaiberikut :

a. Mengidentifikasi kebutuhan sistem, yang terdiri dari spesifikasi kebutuhandata masukan dan data keluaran sistem, serta spesifikasi fungsional sistem.

b. Membuat model fungsional yang akan menggambarkan urutan-urutan prosesyang harus dilakukan oleh sistem, disini akan jelas terlihat data apa saja yangmenjadi masukan dan menjadi data keluaran dari sebuah proses. Data flowdiagram digunakan sebagai notasi penggambaran model fungsional ini,dimulai dari gambaran global sistem yang dibuat dalam bentuk diagramkonteks, kemudian untuk menjelaskan rincian dari masing-masing proses

Fokus, XI, N0. 02 Desember 2010

8

Page 9: pembentukan boundary objek pada citra digital menggunakan ...

Yuyun : Pembentukan Boundry Objek Pada ….

maka diturunkan ke level diagram dibawahnya berupa data flow diagram level0, level 1 dan seterusnya.

c. Membuat kamus data yang memuat daftar dan penjelasan dari data yangterdapat dalam data flow diagram. Kamus data bertujuan agar semua bagianyang terlibat dalam pengembangan perangkat lunak seperti sistem analis,pemrogram dan pengguna, memiliki presepsi yang sama tentang suatu data.

d. Mendesain struktur data, struktur menu dan antarmuka sisteme. Pada tahap implementasi dibuatkan sebuah prototype berdasarkan analisa dan

desain sistem. Pada tahapan ini dilakukan pemilihan bahasa pemrogramansesuai dengan kebutuhan.

f. Tahapan akhir dari penelitian ini adalah tahapan pengujian, yaitu mengujiprototype yang telah dibuat menggunakan metode Black Box, yaitu pengujiandilakukan dengan memasukkan suatu input dan memeriksa apakah outputyang dihasilkan sesuai dengan apa yang direncanakan.

4. HASIL DAN PEMBAHASAN4.1 Tahap Analisa dan Desain Sistem

Fungsi-fungsi utama yang dimiliki oleh sistem adalah fungsi pemasukkandata, fungsi pembentukan deformable curve, fungsi pendeteksian boundary objek,fungsi penentuan ukuran objek dan fungsi segmentasi objek, alur proses darifungsi-fungsi utama tersebut dapat dilihat pada gambar 5 berikut ini :

Gambar 5 Fungsi-Fungsi Utama Sistem

Fokus, XI, N0. 02 Desember 2010

9

Page 10: pembentukan boundary objek pada citra digital menggunakan ...

Yuyun : Pembentukan Boundry Objek Pada ….

1. Fungsi Pemasukan DataFungsi pemasukan data, terdiri dari tahapan :a. Menentukan file citra mana yang akan diproses lebih lanjut.b. Membaca ukuran matriks file (N x M), dengan N sebagai ukuran baris dan M

sebagai ukuran kolom, beserta nilai intensitas setiap pikselnya, selanjutnyamengalokasikan sebuah variabel matriksnya.

c. Citra digital sebagai inputan pada sistem ini memiliki tingkat keabuan yangbervariasi, maka warna citra harus diseragamkan berdasarkan formatpewarnaan citra grayscale antara 0 - 255, melalui proses grayscale terlebihdahulu.

2. Fungsi Pembentukan deformable curveFungsi ini terdiri dari :a. Inisialisasi kurva awal (deformable curve), yang ditempatkan disekeliling

objek yang dituju pada citra. Melalui penentuan titik-titik koordinat (x,y)sebagai titik koordinat kurva awal dilakukan oleh pengguna baik secaramanual maupun secara otomatis dengan processing lebih dahulu.

b. Jumlah titik koordinat (x,y) ditentukan oleh pengguna sebanyak N buah titik.

Deformable curve sebanyak 3 titik

(37,47)

(31,47)

(25,47)

(a) Deformable Curve pada Citra (b) Titik-titik Koordinat AwalDeformable Curve

Gambar 6 Mekanisme Pembentukan Deformable Curve

3. Fungsi Pendeteksian Boundary ObjekSetelah mendapatkan titik-titik koordinat pada deformable curve, maka snakeakan bekerja di daerah objek yang telah dibatasi kurva, beserta nilai dari α, β danγ yang diinputkan oleh pengguna selanjutnya snake akan melakukan pendeteksianboundary objek melalui perhitungan :a. Internal energy dan image force b. Energi minimum snakeSelanjutnya menampilkan citra hasil dengan boundary objeknya

Fokus, XI, N0. 02 Desember 2010

10

Posisi Deformablecurve

Page 11: pembentukan boundary objek pada citra digital menggunakan ...

Yuyun : Pembentukan Boundry Objek Pada ….

Deformable curve sebanyak 3 titik(37,45)(32,45)(27,45)

(a) Boundary Objek pada Citra (b) Titik-titik Koordinat AkhirDeformable Curve

Gambar 7 Mekanisme Pendeteksian Boundary Objek

4. Fungsi Penentuan Ukuran objekFungsi ini menghitung ukuran objek sebesar N satuan, menggunakan citra hasildengan boundary objeknya untuk diidentifikasi lebih lanjut. Dengan rumusanpersentase_intensitas = (ukuran_objek/luas_ citra) * 100.

5. Fungsi Segmentasi ObjekFungsi ini menampilkan citra hasil dari proses segmentasi objek yang dituju padacitra, yang selanjutnya membentuk citra baru hasil pemisahan objek dari citra asli.

Gambaran umum sistem digambarkan pada diagram konteks berikut :

Gambar 8 Diagram Konteks

Fokus, XI, N0. 02 Desember 2010

11

Posisi Boundary Objek

File CitraTitik Koordinat Kurva

Alpha, Beta, Gamma

Sistem Pembentukan Boundary

Objek

Boundary Objek Citra Segmentasi

PenggunaPengguna

Page 12: pembentukan boundary objek pada citra digital menggunakan ...

Yuyun : Pembentukan Boundry Objek Pada ….

Gambar 9 Data Flow Diagram Level 0

Diagram level ini adalah proses rinci dari diagram konteks. Pada gambar 9 tampakproses-proses yang dimiliki yaitu :1. Proses pemasukan data

Proses pemasukkan data, dilakukan untuk menentukan file citra mana yang akandiproses lebih lanjut, dengan format file GIF. Data Citra akan diolah menjadiformat citra tepi.

2. Proses penempatan defomable curve Deformable curve diletakkan di sekitar objek yang menjadi perhatian pada citra,datanya berupa titik-titik koordinat berjumlah N buah titik.

3. proses pendeteksian boundary objek Dimulai dari mengolah data deformable curve, selanjutnya proses pendeteksianboundary objek ini dilakukan dengan menghitung nilai rata-rata antar titik,menentukan neighborhood titik, menghitung energi kurva, dan energi kontinuitas,dengan melibatkan parameter alpha, beta dan gamma. Selanjutnya hasil-hasilperhitungan tadi digunakan untuk menghitung energi minimum snake, sedemikiansehingga deformable curve akan tertarik ke boundary objek yang sebenarnya.

4. Proses segmentasi objekMelalui data boundary objek yang diperoleh dari proses sebelumnya, proses inidilakukan dengan membuat latar belakang berbentuk persegi (crop) dari objekyang dituju, sehingga diperoleh bentuk citra baru.

4.1 Tahap Implementasi Penempatan deformable curve menggunakan aksi mouse klik, dengan jumlah

titik minimal 2 dan maksimal 360 buah titik, dengan pertimbangan ini adalah jumlahtitik yang optimal dan mencukupi untuk perunutan boundary objek pada sebuah citrayang dilakukan oleh snake. Dengan implementasi struktur data berupa :

Fokus, XI, N0. 02 Desember 2010

12

Page 13: pembentukan boundary objek pada citra digital menggunakan ...

Yuyun : Pembentukan Boundry Objek Pada ….

constJumMaxTitik = 360; Type Points = { X, Y, I : double }

snakePoints : array [1 .. JumMaxTitik] of Points;

Sistem ini diimplementasikan ke dalam satu program utama dengan nama filesnakes.m, yang terintegrasi dengan seluruh file yang ada pada sistem implementasiantarmuka sistem pengguna menggunakan MATLAB 6.2, dibuat menggunakankomponen-komponen GUI yang terdiri dari text, pushbutton, edit text dan check box,axes, serta figure.

Gambar 10 Menu Utama Pada Snakes.m

Melalui file snakes.m dengan kasus uji citra medis, nama file : spine.tif,proses-proses utama yang dilakukan adalah :(a) Masukan data citra(b) Penempatan deformable curve(c) Pendetaksian boundary objek (d) Segmentasi objek

Gambar 11 Proses Masukan Data Citra

Fokus, XI, N0. 02 Desember 2010

13

Page 14: pembentukan boundary objek pada citra digital menggunakan ...

Yuyun : Pembentukan Boundry Objek Pada ….

Deformable curve

Gambar 12 Penempatan deformable curve dan pendeteksian boundary objek

(a) (b)

Gambar 13 Citra segmentasi objek pada citra olah (a) dan citra awal (b)

5. KESIMPULANDari hasil penelitian diperoleh bahwa snake tidak dapat menemukan boundary

objek dengan optimal, apabila posisi deformable curve terletak jauh dari objek yangdituju. Perunutan boundary pada objek dengan posisi berdekataan, akan menarikdeformable curve pada objek yang lebih dekat dengannya dan bentuk objek berupakurva (lengkungan) mempengaruhi performansi snake dalam menentukan ketepatanbentuk boundary objek yang sebenarnya.

Fokus, XI, N0. 02 Desember 2010

14

Page 15: pembentukan boundary objek pada citra digital menggunakan ...

1 Dosen Jurusan Dakwah Program Studi D3 Manajemen Informatika2 M Kass, et all, Snakes: Active Contour Models (Int J Comput Vis. 1988), h 253 Rinaldi Munir, Pengolahan Citra Digital dengan Pendekatan Algoritmik, (Bandung: Informatika Bandung, 2004), h454 Ajid Singh., et all, Deformable Models in medical Image Analysis, (Los Alamitos:IEEE Computer Society Press, 2002), h 695 Kass, Op Cit., h 60


Recommended