ILKOM  Jurnal  Ilmiah   Volume  10  Nomor 1  April 2018

## PENINGKATAN KUALITAS CITRA DENGAN METODE FUZZY POSSIBILITY DISTRIBUTION
Sugiarti sugiarti_fikumi@ymail.com Universitas Muslim Indonesia

## Abstrak
Peningkatan kualitas citra merupakan salah satu proses awal dalam peningkatan  mutu citra. Peningkatan  mutu  citra  diperlukan  karena  seringkali  citra  yang  dijadikan  objek  pembahasan mempunyai  kualitas  yang  buruk,  misalnya  citra  mengalami  derau,  kabur  [2].Pada  penelitian  ini, peningkatkan kualitas citra menggunakan teknik image enhancement , berupa proses perbaikan citra dengan  meningkatkan  kualitas  citra  baik  kontras  maupun  kecerahan.Tujuan  dari  penelitian  adalah meningkatkan  kualitas  citra  menggunakan  pendekatan  logika  fuzzy  dengan  menggunakan  5 parameter,  yaitu  α, β 1 ,  γ,  β 2 dan  max.  Penggunaan  metode  fuzzy  possibility  bertujuan  menurunkan tingkat  keabuan  pixel yang  memiliki  nilai  keabuan  di  antara  β 1 dan β 2 .  Pada  penelitian  ini  dilakukan peningkatan  kualitas  citra,  sehingga  tampilan  objek  lebih  terang  dan  jelas  sehingga  dapat memudahkan proses segmentasi yaitu pemisahan objek yang akan diteliti dengan background. Kata kunci: kualitas, citra, fuzzy possibility, pixel, segmentasi

## 1. Pendahuluan
Citra  ( image )  sebagai  salah  satu  komponen  multimedia  yang  memegang  peranan  penting sebagai bentuk informasivisual.Citra mempunyai karakteristik yang tidak dimiliki oleh data teks, yaitu citra kaya dengan informasi.Ada sebuah peribahasa yang ber bunyi “sebuah gambar bermakna lebih dari  seribu  kata” .Maksudnya  tentu  sebuah  gambar  dapat  memberikan  informasi  yang  lebih  banyak daripada informasi tersebut disajikan dalam bentuk kata-kata (tekstual). Meskipun sebuah citra kaya informasi,  namun  seringkali  citra  yang  kita  miliki  mengalami  penurunan  mutu  ( degradasi ),  misalnya mengandung  cacat  atau  derau  ( noise ),  warnanya  terlalu  kontras,  kurang  tajam,  kabur  ( blurred ),  dan sebagainya.  Tentu  saja  citra  semacam  ini  menjadi  lebih  sulit  diinterpretasi  karena  informasi  yang disampaikan  oleh  citra  tersebut  menjadi  berkurang.  Agar  citra  yang  mengalami  gangguan  mudah diinterpretasi (baik oleh manusia maupun mesin), maka citra tersebut perlu dimanipulasi menjadi citra lain yang kualitasnya lebih baik menggunakan teknik pengolahan citra.[1]
Pengolahan citra merupakan suatu sistem dimana proses dilakukan dengan masukan citra dan hasilnya  juga  berupa  citra.  Peningkatan  kualitas  citra  merupakan  salah  satu  proses  awal  dalam peningkatan kualitas citra. Peningkatan kualitas citra diperlukan karena citra mempunyai kualitas yang buruk,  misalnya  citra  mengalami  derau  atau  kabur.  Proses  pengolahan  citra  yang  termasuk  dalam kategori  peningkatan  kualitas  citra  terdiri  dari  proses-proses  yang  bertujuan  memperbaiki  kualitas citra. Dalam hal ini ada beberapa teknik yang digunakan,yaitu antara lain image enhancement , berupa proses perbaikan citra, image restoration , proses memperbaiki model citra, color image processing .[2] Pengolahan  Citra  adalah  pemrosesan  citra,  khususnya  dengan  menggunakan  komputer, menjadi citra yang kualitasnya  lebih baik. Pengolahan citra bertujuan memperbaiki kualitas citra agar mudah  diinterpretasi  oleh  manusia  atau  mesin    dalam  hal  ini  komputer.  Teknik-  teknik  pengolahan citra mentransformasikan citra menjadi citra lain. Jadi, masukannya adalah citra dan keluarannya juga citra yang berkualitas lebih baik daripada citra masukan.[2]
Berdasarkan  latar  belakang  masalah  di  atas,  maka  yang  menjadi  rumusan  masalah  adalah bagaimana  melakukan  perbaikan  citra  pada  gambar  yang  menjadi  data  inputan  dan  bagaimana menerapkan metode fuzzy possibity untuk perbaikan kualitas citra.
Penelitian  ini  terbatas  pada  data  inputan  yang  berupa  citra  berwarna  (RGB)  kemudian dilakukan  proses grayscale yaitu  mengubah  cita  berwarna  menjadi  keabuan.  Hasil  dari  proses grayscale selanjutnya dilakukan proses perbaikan kualitas citra dengan metode fuzzypossibility . Tujuan penelitian  adalahmeningkatkan  kualitas  citra  dengan  menggunakan  pendekatan  logika fuzzypossibility sehingga tampilan objek lebih jelas dan lebih mudah dilakukan proses segmentasi.

## 2. Metode
Metode  yang  digunakan  dalam  penelitian  initerdiri  dari  bebrapa  tahapan  yang  diawali  dengan pengumpulan data. Pada tahap ini dilakukan pengumpulan data terhadap beberapa perangkat dan konsep  yang  akan digunakan  dalam  penelitian  ini.  Data  input  diperoleh  dari  internet  berupa  citra kanker  kulit  melanoma  dan  citra  kulit  luka  biasa(bukan  melanoma).Tahap  kedua  yaitu

## ILKOM  Jurnal  Ilmiah   Volume  10  Nomor 1  April 2018
analisis.terhadap rumusan masalah dan batasan masalah dalam penelitian serta spesifikasi sistem yang  akan  dibuat  sesuai  dengan  batasan  yang  ada.  Tahap  ketiga  perancangan  aplikasi  sesuai hasil analisis terdiri dari perancangan arsitektur sistem, antarmuka,  dan modul lainnya yang akan berintegrasi dalam suatu sistem.Tahap keempat testing aplikasi berupa pengujian terhadap sistem yang  telah  diimplementasikanndengan  memasukkan  data  pengujian  tertentu.Tahap  terakhir implementasi  sesuai  dengan  hasil  perancangan  dengan  menggunakan  perangkat  yang  sudah dikumpulkan pada tahap sebelumnya.

## Grayscale
Grayscalling adalah  teknik  yang  digunakan  untuk  mengubah  citra  berwana  (RGB)  menjadi bentuk grayscale atau  tingkat  keabuan.Dengan  pengubahan  ini,  matriks  penyusun  citra  yang sebelumnya 3 matriks akan berubah menjadi 1 matriks saja[3].
Citra  grayscale  disebut  juga  citra  satu  kanal,  karena  warnanya  hanya  ditentukan  oleh  satu fungsi  intensitas  saja,  artinya  mempunyai  skala  abu  dari  0  sampai  255,  yang  dalam  hal  ini  nilai intensitas 0 menyatakan hitam, nilai intensitas 255 menyatakan putih (Munir, 2004)[4].
Dalam  komputasi,  suatu  citra  digital grayscale atau greyscale adalah  suatu  citra  dimana  nilai dari  setiap  pixel  merupakan  sampel  tunggal.Citra  yang  ditampilkan  dari  citra  jenis  ini  terdiri  atas warna  abu-abu,  bervariasi  pada  warna  hitam  pada  bagian  yang  intensitas  terlemah  dan  warna putih  pada  intensitas  terkuat.Citra  grayscale  berbeda  dengan  citra  hitam-putih,  dimana  pada konteks komputer, citra hitam putih hanya terdiri atas 2 warna saja yaitu hitam dan putih saja. Pada citra grayscale warna bervariasi antara hitam dan putih, tetapi variasi warna diantaranya sangat  banyak.  Citra grayscale seringkali  merupakan  perhitungan  dari  intensitas  cahaya  pada setiap pixel pada spektrum elektromagnetik single band .Citra grayscale disimpan dalam format 8 bit  untuk  setiap  sampel  pixel,  yang  memungkinkan  sebanyak  256  intensitas.  Format  ini  sangat membantu dalam pemrograman karena manipulasi bit yang tidak terlalu banyak. Pada aplikasi lain seperti  pada  aplikasi medical  imaging dan remote  sensing biasa  juga  digunakan  format  10,12 maupun  16  bit.  Citra  grayscale  disimpan  dalam  format  8  bit  untuk  setiap  sampel  pixel,  yang memungkinkan sebanyak 256 intensitas.

## Kualitas Citra
1.  Kecerahan Gambar ( Image Brightness ) Kecerahan/kecermelangan gambar dapat diperbaiki dengan menambahkan atau mengurangkan  sebuah  konstanta  kepada  atau  dari  setiap  pixel  di  dalam  citra.  Nilai  pixel  hasil pengubahan mungkin lebih kecil atau sama dengan derajat keabuan minimum (0) atau lebih besar sama  dengan  derajat  keabuan  maksimum.  Karena  itu,  pixel  tersebut  perlu  dilakukan  clipping  ke nilai keabuan minimum atau ke nilai keabuan maximum [4].
2.  Peregangan Kontras ( Contrast Stretching )
2.1 Citra Kontras-Rendah
Citra  Kontras-Rendah  dicirikan  dengan  sebagian  besar  komposisi  citranya  adalah  terang atau  sebagian  besar  gelap.  Tetapi,  mungkin  saja  suatu  citra  tergolong  Kontras-Rendah meskipun tidak terlalu terang atau tidak terlalu gelap bila semua pengelompokan nilai keabuan berada  ditengah-tengah.Citra  Kontras-Rendah  dapat  diperbaiki  kualitasnya  dengan  operasi peregangan kontras. Melaui operasi ini, nilai-nilai keabuan pixel akan merentang dari 0 sampai 255 ( pada citra 8-bit ).
2.2. Citra Kontras-Bagus
Citra  Kontras-Bagus  memperlihatkan  jangkauan  nilai  keabuan  yang  lebar  tanpa  ada  nilai keabuan yang mendominasi.
2.3. Citra Kontras-Tinggi
Citra Kontras-Tinggi memiliki nilai jangkauan nilai keabuan yang lebar, tetapi terdapat area yang lebar yang didominasi oleh warna gelap dan area yang lebar yang didominasi oleh warna terang [4].
3.  Penajaman ( Image Sharpening )
Penajaman  Citra  bertujuan  memperjelas  tepi  pada  objek  di  dalam  citra.Penajaman  Citra dilakukan dengan melewatkan citra pada penapis lolos-tinggi ( high-pass filter ).Karena penajaman citra lebih berpengaruh pada tepi (edge) objek, maka penajaman citra disebut juga penajaman tepi ( edge sharpening ) atau peningkatan kualitas tepi ( edge enhancement ).Akibatnya, pinggiran objek terlihat lebih tajam dibandingkan sekitarnya[4].
ILKOM  Jurnal  Ilmiah   Volume  10  Nomor 1  April 2018

## Fuzzy Possibility Distribution
Perbaikan  kualitas  citra  ( image  enhancement )  merupakan  sebuah  proses  awal  dalam pengolahan  citra  ( image  preprocessing) .    Salah  satu  penyebab  terjadinya  perbaikan  kualitas  citra karena citra seringkali mengalami penurunan mutu ( degradasi ) disebabkan karena citra cacat ( noise ). Noise atau  derau  adalah  titik  pada  citra  yang  sebenarnya  bukan  merupakan  bagian  pada  citra tersebut, melainkan tercampur karena suatu sebab[5].
Preprocessing untuk peningkatan kualitas citra menggunakan Algoritma Possibility Distribution bertujuan  untuk  peningkatan  kualitas  citra  menggunakan  pendekatan  logika  fuzzy  dengan menggunakan 5 parameter, yaitu α, β 1 , γ, β 2 dan max.

## Gambar 1 . Fungsi possibility distribution
Dari  parameter  yang  dibutuhkan,  α  merepresentasikan  nilai  minimum  distribusi,  γ merepresentasikan  nilai  rata-rata  distribusi  dan  max  merepresentasikan  nilai  maksimum  distribusi. Fungsi  transformasi fuzzy untuk  mendapatkan  keseluruhan  nilai  didefinisikan  (α=min,  β 1 =(α  +  γ)/2, γ=mean, β 2 =(max+γ)/2, max=max). Tujuan  dari  penggunaan  algoritma possibility  distribution dalam  peningkatan  kualitas  citra adalah untuk menurunkan tingkat keabuan pixel yang mem iliki nilai keabuan di antara β 1 dan β 2 .Cara yang dilakukan adalah memberikan nilai intensitas baru di pixel di antara β 1 dan γ, γ dan β 2 dengan nilai  direksi  yang  berlawanan  menuju  nilai  mean  γ. Aturan  fuzzy  di  bawah  ini  digunakan  untuk melakukan peningkatan kontras citra berdasarkan [6] :
1. Rule-1 : if α ≤ ui ≤ β 1 then P = 2 ( ui− α γ − α ) 2 2. Rule-2 : if β 1 ≤ ui ≤ γ then P = 1 − 2 ( ui− γ γ − α ) 2
3. Rule-3 : if γ ≤ ui ≤ β 2 then P = 1 − 2 ( ui− γ max− γ ) 2 4. Rule-4 : if β 2 ≤ ui ≤ max then P = 2 ( ui− γ max− γ ) 2 dimana 𝑢𝑖  =  𝑓(𝑥, 𝑦) adalah intensitas piksel ke-i.
Algoritma possibility distribution digambarkan sebagai berikut[6] : 1.  Langkah-1: Inisialisasi Parameter Set β 1 = ( min + mean)/2 Set β 2 = ( max + mean)/2
2.  Langkah-2: Fuzzifikasi
Untuk semua piksel (i, j) dalam gambar
1. if (data(i, j) ≥ min)&&(𝑑𝑎𝑡𝑎(i, j) < β 1 graybaru ((i, j) = 2 ∗ (((data(i, j) − min)/(means − min))^2))
2. if (data(i, j) ≥ β 1 )&&(𝑑𝑎𝑡𝑎(i, j) < 𝑚𝑒𝑎𝑛𝑠
graybaru ((i, j) = 1 − (2 ∗ (((data(i, j) − means)/(means − min))^2))
3. if (data(i, j) ≥ means)&&(𝑑𝑎𝑡𝑎(i, j) < β 2 graybaru ((i, j) = 1 − (2 ∗ (((data(i, j) − means)/(max − means))^2))
4. if (data(i, j) ≥ β 2 )&&(𝑑𝑎𝑡𝑎(i, j) < 𝑚𝑎𝑥
graybaru ((i, j) = (2 ∗ (((data(i, j) − means)/(max − means))^2))
3.  Langkah-3: Modifikasi

## ILKOM  Jurnal  Ilmiah   Volume  10  Nomor 1  April 2018
fuzzydata2 (i, j) = graybaru(i, j) ^2
4.  Step-4: Defuzzification Untuk semua piksel (i, j) dalam gambar
kualitascitra(i, j) = fuzzydata2(i, j) ∗ data(i, j)

## 3. Hasil dan Pembahasan
Aplikasi  yang  dirancang  dengan  menggunakan  metode fuzzy  possibility  distribution dapat meningkatkan  kualitas  citra  sehingga  memudahkan  proses  segmentasi.  Adapun  tahapan perancangan sistem sebagai berikut :
1.  Tahap pertama untuk pegolahan citra adalah preprocesing dengan mengubah citra asli berwarna/ RGB menjadi citra grayscale (keabuan).
Gambar 2 . Perubahan dari citra berwarna menjadi citra grayscale (keabuan)
2.  Berdasarkan hasil grayscale pada gambar 2 di atas berikutnya dilakukan perbaikan kualitas citra dengan algoritma possibility distribution .
Gambar 3 . Perbaikan kualitas citra dari citra grayscale
Berdasarkan  poin  ke  1 di  atas  dapat  kita  lihat  yang  menjadi  data  inputan adalah  citra  kanker kulit  berwarna.Kemudian  citra  berwarna  diubah  menjadi  citra grayscale sehingga  citra  tampak keabuan.  Pada  poin  ke  2  tampak  dengan  jelas  perubahan  yang  terjadi  setelah  dilakukan  proses perbaikan  kualitas  citra,  dimana  area  objek  yang  mau  diteliti  lebih  jelas  batasannya.  Perbaikan kualitas citra ( image enhancement ) dari citra grayscale bertujuan menghasilkan citra dengan kualitas yang  lebih  baik  dibandingkan  dengan  citra grayscale semula  sehingga hasil  segmentasi selanjutnya lebih baik.

## 4. Kesimpulan dan Saran Kesimpulan
Dari penelitian yang  telah dilakukan, maka dapat ditarik kesimpulan bahwa  perbaikan kualitas citra  perlu  dilakukan  pada  citra  yang  memiliki  kualitas  buruk  seperti  citra  yang  kabur  agar menghasilkan  output  yang  lebih  bagus  dan  berkualitas.  Penggunaan  algoritma possibility distribution dapat  menghasilkan  citra  yang  lebih  jelas  dan  terang  sehingga  proses  segmentasi  lebih mudah dilakukan.

## Saran
Pada  penelitian  berikutnya  diharapkan  dapat  menggunakan  metode  yang  lain  kemudian membandingkan  hasilnya,  kemudian  dilakukan  analisis  pada  metode  tersebut,  sehingga  pada penelitian selanjutnya dapat menggunakan metode yang lebih tepat agar dapat menghasilkan output yang lebih baik.

## Daftar Pustaka
[1]  Nur  Wakhidah.  2012.  Perbaikan  Kualitas  Citra  Menggunakan  Metode Contrast  Stretching ( Improvement of image quality using a method  Contrast Stretching ). Fakultas Teknologi Informasi dan Komunikasi Universitas Semarang.
ILKOM  Jurnal  Ilmiah   Volume  10  Nomor 1  April 2018
[2] Harvei Desmon Hutahaean. 2010. Teknik Penajaman Citra Digital Dengan Menggunakan Metode Contrast Streching.STMIK Budi Darma Medan.
[3] Rinaldi Munir. 2010. Pengantar Pengolahan Citra. ITB.
[4]  Mukhamad  Nurkamid  dan  Sutejo.  2012.  Metode  Kecerahan  Citra  Kontras  Citra  Dan  Penajaman Citra Untuk Peningkatan Mutu Citra.
[5]  M.  N.  .  Fachrurrozie,  B.  Amaliah,  dan  I.  Arieshanti.  2010.  Diagnosa  Awal  Citra  Melanoma Menggunakan  Metode Svmboosting.
[6] A. E. Hassanien dan A. Badr. 2003. A Comparative Study on Digital Mamography Enhancement Algorithms on Fuzzy Theory,” Studies In  Informatic and Control , vol. Vol. 1.