Diterima 16 November 2016, Direvisi 12 Desember 2016, Diterima untuk publikasi 16 Desember 2016

## Implementasi Noise Removal Menggunakan Wiener Filter untuk Perbaikan Citra Digital
Nono Heryana 1 , Rini Mayasari 2
1,2 Jl. H.S. Ronggowaluyo  Teluk Jambe Karawang 41361 Email: nono@staff.unsika.ac.id
Abstrak. Kualitas citra yang dihasilkan dari perangkat digital bisa saja memiliki kualitas  yang  kurang  baik,  bisa  saja  citra  yang  dihasilkan  untuk mendokumentasikan  momen-momen  tertentu  menghasilkan citra  yang  memiliki noise, blur atau kualitas pencahayaan yang kurang baik dari citra tersebut. Salah satu  metode  yang  bisa  digunakan  dalam  melakukan  perbaikan  citra  adalah Wiener Filter, metode ini meminimalkan Mean Square Error untuk keseluruhan proses  invert  filter  dan  smoothing  noise.  Hasil  yang  di  dapatkan  dari  penelitian ini  adalah  metode  Wiener  Filter  optimal  dalam  melakukan  perbaikan  citra, terutama citra yang memiliki Gaussian Noise, sehingga citra asal yang memiliki Gaussian  noise  ketika  di  proses  menggunakan  metode  Wiener  Filter  akan mengalami peningkatan kualitas citra.
Kata kunci: Citra, Noise, Wiener Filter, Mean Square Error, Gaussian noise.

## 1 Pendahuluan
Perkembangan  perangkat  digital  terutama  kamera,  membawa  dampak  semakin berkembangnya  seni  fotografi,  dimana  setiap  orang  bisa  memanfaatkan perangkat penangkap citra, baik dari kamera telepon genggam, smartphone atau kamera  digital  yang  memiliki  fitur  yang  sangat  banyak.  Penggunaan  kamera digital  sudah  sangat  umum  karena  kepraktisannya  yang  menggantikan  fungsi kamera  analog.  Dalam  kehidupan  sehari-hari  untuk  mendokumentasikan momen-momen  penting  bisaanya  kita  menggunakan  kamera  digital.  tapi terkadang hasil citra yang ditangkap kamera belum tentu memiliki kualitas yang bagus.
Kualitas  citra  yang  dihasilkan  bisa  jadi  memiliki  tampilan  visual  atau representasi  yang  kurang  baik,  bisa  saja  citra  yang  dihasilkan  memiliki  noise, blur, serta memiliki kualitas pencahayaan yang terlalu gelap atau terlalu terang. Ada  beberapa  metode  yang  bisa  digunakan  dalam  melakukan  perbaikan  citra dari  citra  yang  dihasilkan  dari  kamera  digital  tersebut,  salah  satunya  adalah Wiener Filter, metode ini bisaanya digunakan untuk melakukan perbaikan citra terhadap  derau  atau  noise  terutama  untuk  gaussian  noise.  Efek  noise  bisa menyebabkan citra tidak memiliki kualitas baik, bisaanya ketika kita memotret

## Nono Heryana
atau  mengambil  gambar  ketika  malam  hari,  sehingga  noise  (derau)  tersebut bisaanya berpengaruh terdahadap kualitas.

## 2 Tinjauan Pustaka

## 2.1 Citra
Citra (image) adalah gambar pada bidang dwimatra (dua dimensi). Ditinjau dari sudut  pandang  matematis,  citra  merupakan  fungsi  menerus  ( continue )  dari intensitas  cahaya  pada  bidang  dwimatra.  Sumber  cahaya  menerangi  objek, objek  memantulkan  kembali  sebagian  dari  berkas  cahaya  tersebut.  Pantulan cahaya  ini  ditangkap  oleh  alat-alat  optik,  misalnya  mata  manusia,  kamera, pemindai ( scanner ) dan sebagainya, sehingga bayangan objek yang disebut citra tersebut terekam (Shinta Nur Desmia Sari, 2014).

## 2.2 Image Enhanchment
Image  enhancement (Penajaman  Citra)  dapat  dicirikan  dalam  dua  hal  yaitu operasi  titik  dan  operasi  lokal.  Operasi  titik  mengubah  nilai  kecerahan  setiap piksel  di  dalam  suatu  data  citra  secara  terpisah,  dan  operasi  lokal  mengubah nilai  tiap  piksel  dalam  hubungannya  dengan  nilai  kecerahan  piksel  di sekitarnya.  (Moehammad  Awaluddin,  2010).  Perbaikan  citra  digital  sangat penting  digunakan  untuk  melakukan  perbaikan  pada  citra  yang  mengalami kerusakan pada saat pengambilan citra. (Agustinus Siregar, 2013).

## 2.3 Noise (Derau)
Derau  (noise)  dalam  pengolahan  citra  digital  merupakan  gangguan  yang disebabkan oleh menyimpangnya data digital yang diterima oleh alat penerima data gambar. Alat penerima gambar ini bisa berbentuk berbagai macam, mulai dari kamera, baik itu jenis kamera analog maupun jenis kamera digital dan juga scanner. Citra digital sangat rentan mendapatkan serangan derau. (Rika Novita Wardhani, 2011) .

## 2.4 Adaptive Noise Removal
Adaptive  Noise  Removal membuat  suatu  citra  yang  mula-mula  ada  titik-titik noise  menjadi  berkurang  dan  citra  akan  tampak  lebih  jelas  (Rachmad,  2008). Salah satu teknik yang digunakan dalam mereduksi noise (derau) adalah metode wiener filter . Metode ini juga sangat baik untuk menghilangkan noise terutama Gaussian noise .
Implementasi Noise Removal Menggunakan Wiener Filter Untuk Perbaikan Citra Digital 161

## 2.5 Wiener Filter
Wiener  Filter sangat  optimal  dalam Mean  Square  Error ,  dengan  kata  lain meminimalkan Mean  Square  Error keseluruhan  proses invert  filter dan smoothing  noise . Wiener  Filter adalah  estimasi  linear  dari  gambar  asli. Pendekatan  ini  didasarkan  pada  pendekatan stochastic .  Dalam  prinsip ortogonalitas Wiener  Filter dalam domain  fourier dapat  dinyatakan  sebagai berikut:
(1) Dimana masing-masing spectrum  power citra  asli, aditif noise , dan blurring filter . (Baraniuk, 1999).

## 3 Metodologi Penelitian
Penelitian  ini  adalah  melakukan  impelementasi Noise  Removal dengan menggunakan  metode Wiener  Filter .  Dalam  penelitian  ini  menggunakan  data citra  berupa  citra  gambar  yang  memiliki noise atau  derau  pada  citra  tersebut, sehingga citra tidak memiliki kualitas yang terlalu baik. Metode yang digunakan yaitu Wiener  Filter ,  yaitu  suatu  metode  yang  digunakan  untuk  menghilangkan noise (derau)  yang  di  dasarkan  pada Mean  Square  Error .  Secara  garis  besar pada  penelitian  ini  proses Noise  Removal menggunakan  metode Wiener  Filter adalah sebagai berikut:
Gambar 1 Alur proses noise removal menggunakan Wiener Filter
Input image merupakan citra yang akan dihilangkan noise (derau) nya, lalu  Citra  akan  dikonversikan  terlebih  dahulu  kedalam  bentuk grayscale atau citra  keabuan.  Kemudian  metode Wiener  Filter disini  digunakan  untuk melakukan  perbaikan  pada  citra  digital  untuk  mengurangi noise (derau). Hasilnya  akan  berupa output  image yang  sudah  menimplementasikan Wiener

## Nono Heryana
Filter ,  sehingga  dapat  dilihat  perbandingan  citra  asal  dengan  citra  hasil implementasi Wiener Filter pada citra tersebut.

## 4 Pembahasan
Dari penelitian yang dilakukan terlihat bahwa citra asal memiliki noise yang cukup menggangu, sehingga gambar dari citra asal tidak memiliki kualitas yang  cukup  bagus  (gambar  2  kiri),  sedangkan  citra  asal  yang  sudah mengimplementasikan  Wiener  Filter  hasilnya  menunjukkan  adanya  perbaikan kualitas citra, sehingga gambar citra hasil terlihat lebih detail (gambar 2 kanan).
Gambar 2 Citra asli dan citra hasil noise removal dengan Wiener Filter
Sedangakan jika di lihat dari histogram baik pada citra asli ataupun citra hasil  proses noise removal  terlihat  sangat  signifikan  perbedaannya  antara  citra asli dengan citra hasil proses noise removal dengan Wiener Filter .
Gambar 3 Histogram Citra asli dan citra hasil noise removal dengan Wiener Filter
Implementasi Noise Removal Menggunakan Wiener Filter Untuk Perbaikan Citra Digital 163
Dari  hasil  penelitian  yang  dilakukan  terlihat  bahwa  metode Wiener Filter cukup  efektif  dalam  menghilangkan noise pada  citra  terutama  untuk Gaussian noise . Jika dilihat dari citra yang dihasilkan juga terlihat bahwa citra asal mengalami perbaikan citra yang cukup terlihat, sehingga jika dibandingkan dari  kedua  citra  asal  dan  hasil  tersebut  memiliki  perbedaan  secara  visual  dan perbedaan histogram yang cukup signifikan.

## 5 Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  dan  pembahasan  yang  telah  dilakukan  menunjukkan  bahwa noise  removal dengan  metode Wiener  Filter ,  optimal  untuk  melakukan perbaikan  citra  digital  terutama  citra  yang  memiliki Gaussian  Noise ,  sehingga citra yang dihasilkan memiliki kualitas yang lebih baik daripada citra asal. Hal ini juga bisa kita lihat bukan hanya perbandingan dari citra asal dan citra yang dihasilkan saja, tapi perbedaan yang cukup signifikasn bisa juga kita lihat dari histogram  yang  dihasilkan  dari  kedua  citra  tersebut  memiliki  perbedaan  yang signifikan juga.
6 Referensi
[6] Agustinus  Siregar,  D.  A.  (2013).  Simulasi  dan  Analisis  Perbaikan  Citra Digital  Domain  Frekuensi  dengan  Transformasi  Fourier  .  Jurnal  Reka Elkomika, 198-209.
[7] Baochen  Jiang,  A.  Y.  (2014).  Comparison  of  Motion-blurred  Image Restoration  Using  Wiener  Filter  and  Spatial  Difference  Technique  .
International Journal of Signal Processing, Image Processing and Pattern
Recognition, 11-22.
[8] Baraniuk,  R.  G.  (1999,  Mei).  Rice  University.  Retrieved  from  Wiener Filtering:
http://www.owlnet.rice.edu/~elec539/Projects99/BACH/proj2/wiener.ht ml [9] Eddins,  S.  (2007,  November  2).  Image  deblurring  –  Wiener  filter. Retrieved from Matlab Central: http://blogs.mathworks.com/steve/2007/11/02/image-deblurring-wiener- filter/
[10] Mathworks.  (n.d.).  Noise Removal.  Retrieved  from  Matlab  &  Simulink: http://www.mathworks.com/help/images/noise-removal.html
[11] Moehammad Awaluddin, B. D. (2010). Penajaman Dan Segmentasi Citra Pada Pengolahan Citra Digital . Teknik, 63-67.
[12] Rachmad,  A.  (2008).  Pengolahan  Citra  Digital  Menggunakan  Teknik Filtering  Adaptive  Noise  Removal  Pada  Gambar  Bernoise.  Prosiding Seminar Nasional Teknoin, D7-D11.

## Nono Heryana
[13] Rika  Novita  Wardhani,  M.  K.  (2011).  Analisis  Penerapan  Metode Konvolusi  Untuk  Untuk  Reduksi  Derau  Pada  Citra  Digital.  Jurnal  Poli- Teknologi, 191-198.
[14] Shinta  Nur  Desmia  Sari,  A.  F.  (2014).  Sistem  Identifikasi  Citra  Jahe (zingiber  Officinale)  Menggunakan  Metode  Jarak  Czekanowski  .  Jurnal Sarjana Teknik Informatika , 1104-1113.