Implementasi Morphology Concept and Technique dalam Pengolahan Citra Digital Untuk Menentukan Batas Obyek dan Latar Belakang Citra
Eddy Nurraharjo
Program Studi Teknik Informatika, Universitas Stikubank Semarang e­mail : eddynurraharjo@gmail.com

## Abstrak
Pada  kesempatan  penelitian  saat  ini  adalah  berkaitan  dengan  pemrosesan  citra  digital  untuk mengamati  dan  memberikan  analisa  berkaitan  dengan  sebuah  proses  dalam  serangkaian  pengolahan citra  yaitu  dalam  fokus  penelitian  tentang  morfologi.  Morfologi  merupakan  suatu  proses  dalam pengolahan citra, yang dimaksudkan untuk memberikan pendekatan morfologi secara matematis, yang dapat  diimplementasikan  pada  sebuah  citra,  dan  digunakan  untuk  mengekstraksi  komponen  citra. Proses ini mampu untuk digunakan untuk merepresentasikan sebuah citra dan mampu mendeskripsikan bentuk  /  area  yang  terbentuk  seperti  tepian/batasan  tepi  citra,  kulit/kerangka  citra  maupun  tingkat kecembungan  citra ( convex  hull ).  Beberapa  penerapan  teknik  dalam  proses  morfologi  ini  diantaranya adalah  pada  proses  preprosesing  dan  postprosesing,  seperti  penyaringan  ( filtering ),  penipisan ( thinning ) serta pengikisan ( pruning ) terhadap citra yang diamati. Beberapa teori berkaitan tentang hal itu  membuat  peneliti  tertarik  untuk  mencoba  mengimplementasikannya  dalam  sebuah  citra  yang dibentuk  dalam  model  citra  biner  ( binary  image )  dengan  variasi  proses  morfologinya,  sehingga diperoleh pengamatan citra yang optimal terhadap obyek utama.
Kata Kunci : morphology, pengolahan citra

## PENDAHULUAN
CITRA  adalah  gambar  pada  bidang dwimatra  (dua  dimensi).  Ditinjau  dari  bidang matematika  citra  merupakan  fungsi  kontinu dari intensitas cahaya pada bidang dwimatra.
Sumber  cahaya  menerangi  objek,  objek memantulkan  kembali  sebagian  dari  berkas cahaya  tersebut.  Pantulan  cahaya  ditangkap oleh  alat­alat  optic,  misal  mata  kita,  kamera pemindai  (scanner).  Dan  sebagainya  sehingga bayangan  objek  yang  disebut  citra  tersebut terekam.
Citra sebagai keluaran dari suatu system perekaman data dapat bersifat :
1.  Optik berupa foto
2.  Analog berupa sinyal video seperti gambar pada monitor televisi,
3.  digital yang dapat langsung disimpan pada suatu pita magnetic.
Pengolahan  Citra  adalah  pemrosesan citra, khususnya dengan menggunakan computer menjadi  citra yang  kualitasnya lebih baik.  Citra  yang  mengalami  gangguan  mudah diintepretasi  (baik  oleh  manusia  ataupun
mesin), maka citra tersebut perlu dimanipulasi menjadi citra lain  yang kualitasnya lebih baik. Bidang  studi  yang  meyangkut  masalah  ini adalah Pengolahan Citra. Operasi­operasi pada pengolahan Citra
1.  Perbaikan kualitas Citra (image enhancement) Jenis  operasi  ini  bertujuan  untuk memperbaiki  kualitas  citra  dengan  cara memanipulasi parameter­parameter citra. Dengan  operasi  ini,  ciri­ciri  khusus  yang terdapat di dalam citra lebih ditonjolkan.
2.  Pemugaran Citra (image restoration)
Operasi ini
bertujuan untuk menghilangkan  /  meminimumkan  cacat  pada citra.  Tujuan  pemugaran  citra  hampir  sama dengan operasi perbaikan citra. Bedanya hanya pada  pemugaran  citra  penyebab  degradasi gambar diketahui.
3.  Pemampatan citra
Jenis  operasi  ini  dilakukan  agar  citra dapat  direpresentasikan  dalam  bentuk  yang lebih  kompak  sehingga  memerlukan  memori yang  lebih  sedikit.  Yang  perlu  diperhatikan
adalah  citra  yang  telah  dimampatkan  harus tetap memiliki kualitas gambar yang bagus.
4.  Segmentasi Citra
Jenis  operasi  ini  bertujuan  untuk memecah  suatu  citra  ke  dalam  beberapa segmen  dengan  suatu  criteria  tertentu.  Jenis operasi  ini  berkaitan  erat  dengan  pengenalan pola.
5.  Pengorakan Citra
Jenis  operasi  ini  bertujuan  untuk menghitung besaran kuantitatif dari citra untuk menghasilkan deskripsinya.
6.  Rekonstruksi Citra
Jenis  operasi    ini  bertujuan  untuk membentuk  ulang  objek  dari  beberapa  citra hasil  proyeksi.  Operasi  rekonstruksi  citra banyak  digunakan  dalam  bidang  medis. Misalnya  beberapa  foto  rontgen  dengan  sinar X  digunakan  untuk  membentuk  ulang  gambar organ tubuh.

## Gambar 1. Langkah fundamental pada
DIP (Gonzales, 2002)
Berdasarkan  sumber  gambar  di  atas terlihat  beberapa  langkah  fundamental  dalam pemrosesan  citra  digital.  Dasar  pemrosesan citra  digital  bermuara  pada  basis  pengetahuan sistem  dan  lingkup  permasalahan  dalam pengamatan  dan  penelitian,  kemudian  akan dilakukan  akuisisi  citra  asal,  dan  dilanjutkan dengan proses­proses pendukung untuk memudahkan  pengamatan  maupun  penelitian seperti  peningkatan  kualitas  citra,  restorasi citra,  pemrosesan  warna  citra,  pemrosesan multiresolusi  citra  dan  wavelet,  kompresi  data citra,  segmentasi  citra,  pengenalan  obyek, representasi dan deskripsi citra serta pemrosesan  morfologi, dimana nampak proses morfologi  dilakukan  setelah  beberapa  proses
sebelumnya  seperti  akuisisi  data.  Proses morfologi merupakan  suatu  alat  untuk mengekstraksi  komponen  citra  yang  dapat digunakan  dalam  representasi  dan  deskripsi dari  suatu  obyek  dalam  citra.  Dalam kesempatan  ini  proses  akan  diawali  dengan transisi  dari  beberapa  proses  terhadap  citra keluaran  untuk  melakukan  proses  terhadap citra tersebut seperti intensitas maupun tingkat skala  keabuan  terhadap  suatu  titik  (pixel). Proses  tingkat  terendah  ( low­level  process ) seperti pra­pemrosesan citra untuk mengurangi noise  (tampilan  yang  mengganggu  citra), peningkatan  kontras  serta  penajaman  citra, sementara  itu  untuk  tingkat  menengah  ( mid­ level  process )  diantaranya  adalah  segmentasi (pembagian  citra  menjadi  beberapa  area pengamatan  maupun  obyek)  dan  klasifikasi (pengenalan)  obyek  dalam  suatu  citra.  Untuk proses  tingkat  menengah  ini  menghasilkan suatu  karakter  berdasarkan  kenyataan  citra yang  diberikan,  namun  keluarannya  adalah beberapa  atribut  ekstraksi  citra.  Sedangkan untuk  proses  tingkat  tinggi  ( higher­level process ) terhadap suatu citra adalah kemampuan  untuk  ”mengenali”  obyek­obyek yang  dikenalnya  dari  suatu  citra, analisis  citra hingga  integrasi  beberapa  fungsi  kognitif secara normal maupun dengan visi ( vision ).

## PERUMUSAN MASALAH
Dari  beberapa  teknik  pengembangan yang  cukup  bervariasi  tersebut,  suatu  image pasti  memiliki  karakter  latar  belakang, bayangan  dan  obyek  dalam  citra.  Apabila pengamatan  terhadap  image  /  citra  tertentu lebih  ditekankan  pada  pengamatan  spesifik terhadap  obyek,  maka  diperlukan  langkah­ langkah  khusus  guna  mendukung  pengamatan tersebut,  sehingga  mampu  untuk  memisahkan elemen­elemen  citra  seperti  obyek,  latar belakang, serta bayangan obyek tersebut.

## BATASAN MASALAH
Adapun  batasan  masalah  dalam kesempatan penelitian ini adalah :
a.  Proses pengambilan data image dilakukan  dengan  kamera  digital, dengan resolusi 480x640.
b.  Perlunya  konsep morfologi yang dikembangkan untuk memperoleh pengamatan  obyek  pasti  pada  suatu citra
Konsep  morfologi  memungkinkan kombinasi  dari  beberapa  algoritma  dan teknik  pengembangan  dalam  pengolahan citra digital.

## TUJUAN
Adapun tujuan dalam penelitian pada kesempatan kali ini adalah :
a. Mengimplementasikan beberapa bagian  proses  yang  berkaitan  dengan morfologi  dalam  pengolahan  citra digital
b. Mengetahui  konsep  pengolahan  citra khususnya morfologi berbasis matlab

## METODE PENELITIAN
Metode  yang  akan  digunakan  dalam penelitian  ini  terdiri  dari  langkah­langkah sebagai berikut ;
1.  Studi Literatur
Untuk memperoleh dasar teori berkaitan  dengan  pengolahan  citra  baik berasal dari jurnal, buku maupun searching di internet
2.  Pemrosesan Citra
Pemrosesan  citra  ini  dimaksudkan adalah pemrosesan terhadap citra masukan yang  merupakan  hasil akuisisi  citra,  untuk diolah dengan beberapa metode
fundamental  pengolahan  citra  digital  dan mengimplementasikan  beberapa  metode morfologi yang digunakan dalam memisahkan  antara  obyek  citra  dan  latar belakang  obyek,  sehingga  diharapkan mampu dikenali beberapa model pengolahan  citra  terhadap  obyek  yang mampu  diproses  dengan  hasil  yang  lebih baik.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada  kesempatan  penelitian  ini, dilakukan pengamatan terhadap obyek dari suatu  file  citra  yang  memiliki  ketentuan sebagai berikut :
1.  Kompresi file dalam format JPG/JPEG
2.  Citra sampel adalah citra buah
3.  Latar belakang obyek hitam
4.  Resolusi  yang digunakan adalah 460 x 640 piksel

## Algoritma Sistem
Algoritma  sistem  yang  dimaksud disini  adalah  urutan  proses  pengolahan citra  digital  asli  hasil  dari  akuisisi  data. Sedangkan keluaran sistem akan dihasilkan  data  hasil  berupa  data  citra (gambar)  yang  memberikan  gambaran cakupan  luasan  dari  batas  tepi  terhadap obyek pengamatan. Penelitian ini menghasilkan  proses  yang  mampu  untuk dilanjutkan  menjadi proses pengembangan sistem  selanjutnya  seperti  segementasi citra  maupun  deskripsi  citra.  Pengujian algoritma  dan  variasi  sub  proses  dasar morfologi  berbasis  matlab  dipilih  karena integrasi  proses  yang  siap  pakai  dan  akan diujikan terhadap beberapa citra uji dengan harapan  memperoleh  hasil  yang  berbeda­ beda  dan  untuk  mendapatkan  karakteristik citra  obyek.  Penelitian  ini  menggunakan masukan  file  berupa  citra  buah  dengan format JPG. JPG dipilih karena originalitas hasil  pengambilan  gambar  dari  kamera digital yang digunakan untuk akuisisi citra aslinya.
Adapun  hasil  yang  diperoleh  dari beberapa  implementasi  algortima  dasar morfologi  berbasis  matlab  adalah  sebagai berikut :
1.  Algoritma dilasi dan hasilnya
a.  Algoritma sistem :
­ Ambil file citra
­ Uji ukuran resolusi citra tersebut
­ Uji piksel obyek
­ Jika  termasuk  obyek,  maka semua  tetangga  titik  piksel diubah menjadi obyek
­ Jika  bukan/tidak  sama  dengan obyek  maka  lanjutkan  proses ke titik piksel berikutnya
b.  Listing program uji :

## 1)  % dilasi.m
2)  % operasi dilasi citra biner 3)  citra1 =
imread('mangga.jpg');
4)  tinggi = size(citra1,1); 5)  lebar = size(citra1,2); 6)  temp = double(citra1); 7)  temp2 = temp; 8)  latar = 1;
9)  obyek = 0; 10) for i=2:tinggi­1, % operasi terhubung­4 11) for j=2:lebar­1,
12) if (temp(i,j) == obyek)
13) temp2(i­1,j) = obyek;
14) temp2(i+1,j) = obyek; 15) temp2(i,j­1) = obyek; 16) temp2(i,j+1) = obyek; 17) end 18) end 19) end 20) citra2 = logical(uint8(temp2));
21) temp3 = temp; 22) for i=2:tinggi­1, % operasi terhubung­8 23) for j=2:lebar­1,
24) if (temp(i,j) == obyek)
25) temp3(i­1,j­1) = obyek;
26) temp3(i­1,j) = obyek;
27) temp3(i­1,j+1) = obyek;
28) temp3(i,j­1) = obyek;
29) temp3(i,j+1) = obyek;
30) temp3(i+1,j­1) = obyek; 31) temp3(i+1,j) = obyek; 32) temp3(i+1,j+1) = obyek; 33) end 34) end 35) end 36) citra3 = logical(uint8(temp3)); 37) subplot(2,2,1);imshow(ci tra1);
38) subplot(2,2,3);imshow(ci tra2);
39) subplot(2,2,4);imshow(ci tra3);
2.  Algoritma erosi dan hasilnya
a.  Algoritma sistem :
­ Ambil file citra
­ Uji ukuran resolusi citra tersebut
­ Uji piksel latar
­ Jika  termasuk  latar,  maka semua  tetangga  titik  piksel diubah menjadi latar
­ Jika  bukan/tidak  sama  dengan latar  maka  lanjutkan  proses  ke titik piksel berikutnya
b.  Listing program uji :
1) % erosi.m 2) % operasi erosi citra biner
3) citra1 = imread('mangga.jpg');
4) tinggi = size(citra1,1);
5) lebar = size(citra1,2);
6) temp = double(citra1);
7) temp2 = temp;
8) latar = 1;
9) obyek = 0;
10)  for i=2:tinggi­1,
% operasi terhubung­4
11)  for j=2:lebar­1,
12)  if (temp(i,j) == latar)
13)  temp2(i­1,j) = latar;
14)  temp2(i+1,j) = latar;
15)  temp2(i,j­1) = latar; 16)  temp2(i,j+1) = latar;
17)  end
18)  end
19)  end
20)  citra2 = logical(uint8(temp2));
21)  temp3 = temp;
22)  for i=2:tinggi­1, % operasi terhubung­8
23)  for j=2:lebar­1,
24)  if (temp(i,j) == latar)
25)  temp3(i­1,j­1) = latar;
26)  temp3(i­1,j) = latar;
27)  temp3(i­1,j+1) = latar;
28)  temp3(i,j­1) = latar; 29)  temp3(i,j+1) = latar;
30)  temp3(i+1,j­1) = latar;
31)  temp3(i+1,j) = latar;
32)  temp3(i+1,j+1) = latar;
33)  end
34)  end
35)  end
36)  citra3 = logical(uint8(temp3));
37)  subplot(2,2,1);imshow(ci tra1);
38)  subplot(2,2,3);imshow(ci tra2);
39)  subplot(2,2,4);imshow(ci tra3);
3.  Algoritma opening
­ Ambil file citra
­ Proses erosi
­ Proses dilasi
­ Proses filling
4.  Algoritma closing
­ Ambil file citra
­ Proses dilasi
­ Proses erosi
­ Proses filling

## KESIMPULAN
Adapun  beberapa  kesimpulan  yang berhasil  diperoleh  dalam  penelitian  ini diantaranya adalah sebagai berikut :
a.  Proses  morfologi  terhadap  citra  digital dapat  dilakukan  dengan  beberapa variasi  algoritma,  sedangkan  untuk penelitian ini algoritma yang digunakan dengan melakukan
sederetan proses diawali dengan akuisisi  citra,  pembentukan  citra  skala keabuan, penentuan thresholding, proses opening dan proses closing.
b.  Hasil penelitian
ini
mampu memisahkan  elemen  citra  terhadap obyek  dengan  baik,  yang  dibuktikan dengan  perolehan  cakupan  area  citra yang dimaksud secara maksimal dalam menentukan obyek dari suatu file citra
c.  Konsep dan teknik morfologi merupakan  sekelompok  urutan  sub proses  yang  sangat  berguna  untuk melakukan  ekstraksi  citra,  dan  secara
signifikan
implementasi dalam kenyataannya mampu dilakukan dengan  menggunakan  operasi  dilasi dan  erosi  yang  merupakan  dasar  dari suatu algoritma proses morfologi.
d.  Hasil  proses  morfologi  ini  merupakan dasar  untuk  pengembangan  prosedur untuk  segmentasi  citra  dengan  area cakupan  aplikasi  yang  lebih  luas  serta prosedur deskripsi citra.

## DAFTAR PUSTAKA
Rafael  C.  Gonzales,  2009, Digital  Image Processing  3 rd Edition, Prentice Hall Inc, New Jersey
Sugiharto,  Aris,  2006, Pemrograman  GUI dengan  MATLAB ,  C.V.  Andi  Offset (Penerbit Andi), Yogyakarta.
Sutoyo, T, S.Si., M.Kom., Mulyanto, Edy, S.Si.,  M.Kom.,  Suhartono,  Vincent, Dr.,  Dwi,  Oky  Nurhayati,  M.T., Wijanarto,  M.Kom.,  2009, Teori Pengolahan Citra Digital , C.V. Andi Offset (Penerbit Andi), Yogyakarta.