Pengolahan Citra, Grafik Komputer dan Komputer Vision

Data atau informasi tidak hanya disajikan dalam bentuk teks, tetapi juga dapat berupa gambar, audio (bunyi, suara, musik), dan video. Keempat macam data atau informasi ini sering disebut multimedia. Era teknologi informasi saat ini tidak dapat dipisahkan dari multimedia. Situs web (website) di Internet dibuat semenarik mungkin dengan menyertakan visualisasi berupa gambar atau video yang dapat diputar. Beberapa waktu lalu istilah SMS (Short Message Service) begitu populer bagi pengguna telepon genggam (handphone atau HP). Tetapi, saat ini orang tidak hanya dapat mengirim pesan dalam bentuk teks, tetapi juga dapat mengirim pesan berupa gambar maupun video, yang dikenal dengan layanan MMS (Multimedia Message Service).

Citra (image) –istilah lain untuk gambar– sebagai salah satu komponen multimedia memegang peranan sangat penting sebagai bentuk informasi visual. Citra mempunyai karakteristik yang tidak dimiliki oleh data teks, yaitu citra kaya dengan informasi. Ada sebuah peribahasa yang berbunyi “sebuah gambar bermakna lebih dari seribu kata” (a picture is more than a thousand words). Maksudnya tentu sebuah gambar dapat memberikan informasi yang lebih banyak daripada informasi tersebut disajikan dalam bentuk kata-kata (tekstual). Bab pertama ini berisi pembahasan mengenai citra dan pengolahannya. Selain itu, di dalam bab ini dipaparkan pula bidang-bidang yang berkaitan dengan pengolahan citra, seperti grafika komputer dan pengenalan pola. 

Pengolahan citra adalah pemrosesan citra, khususnya dengan menggunakan komputer, menjadi citra yang kualitasnya lebih baik. Sebagai contoh, citra burung nuri pada Gambar 1.2 (a) tampak agak gelap, lalu dengan operasi pengolahan citra kontrasnya diperbaiki sehingga menjadi lebih terang dan tajam (b). Umumnya, operasi-operasi pada pengolahan citra diterapkan pada citra bila :

• Elemen di dalam citra perlu dikelompokkan, dicocokkan, atau diukur,
• Sebagian citra perlu digabung dengan bagian citra yang lain.
• Perbaikan citra perlu dilakukan untuk meningkatkan kualitas penampakan di dalam citra,

Grafik Komputer adalah bidang studi yang mempelajari cara pembuatan dan memanipulasi gambar dengan menggunakan objek-objek primitif, seperti titik, garis, kotak dsb. objek-objek primitif tersebut memerlukan data deskriptif untuk melukis elemen-elemen gambar. Contoh data deskriptif adalah koordinat titik, panjang garis, jari-jari lingkaran, warna dsb.

Terminologi lain yang berkaitan erat dengan pengolahan citra adalah computer vision atau machine vision. Pada hakikatnya, computer vision mencoba meniru cara kerja sistem visual manusia (human vision). Human vision sesungguhnya sangat kompleks. Manusia melihat objek dengan indera penglihatan (mata), lalu citra objek diteruskan ke otak untuk diinterpretasi sehingga manusia mengerti objek apa yang tampak dalam pandangan matanya. Hasil interpretasi ini mungkin digunakan untuk pengambilan keputusan (misalnya menghindar kalau melihat mobil melaju di depan).

Computer vision merupakan proses otomatis yang mengintegrasikan sejumlah besar proses untuk persepsi visual, seperti akuisisi citra, pengolahan citra, klasifikasi, pengenalan (recognition), dan membuat keputusan. Computer vision terdiri dari teknik-teknik untuk mengestimasi ciri-ciri objek di dalam citra, pengukuran ciri yang berkaitan dengan geometri objek, dan menginterpretasi informasi geometri tersebut. Mungkin berguna bagi anda untuk mengingat persamaan berikut:

Vision = Geometry + Measurement + Interpretation

Proses-proses di dalam computer vision dapat dibagi menjadi tiga aktivitas:

1. Memperoleh atau mengakuisisi citra digital. 
2. Melakukan teknik komputasi untuk memperoses atau memodifikasi data citra (operasi-operasi pengolahan citra). 
3. Menganalisis dan menginterpretasi citra dan menggunakan hasil pemrosesan untuk tujuan tertentu, misalnya memandu robot, mengontrol peralatan, memantau proses manufaktur, dan lain -lain.

Berikut klasifikasikan proses-proses di dalam computer vision dalam hirarkhi:

Dari penjelasan di atas, dapat kita lihat bahwa pengolahan citra dan pengenalan pola merupakan bagian dari computer vision. Pengolahan citra merupakan proses awal (preprocessing) pada computer vision, sedangkan pengenalan pola merupakan proses untuk menginterpretasi citra. Teknik-teknik di dalam pengenalan pola memainkan peranan penting dalam computer vision untuk mengenali objek. 

Jika dihubungkan dengan grafika komputer, maka computer vision merupakan kebalikannya. Grafika komputer membentuk (sintesis) citra, sedangkan computer vision mengoraknya (analisis). Pada masa awal kedua bidang ini, tidak ada hubungan antara keduanya, tetapi beberapa tahun belakangan kedua bidang tersebut berkembang semakin dekat. Computer vision menggunakan representasi kurva dan permukaan dan beberapa teknik lain dari grafika komputer, sedangkan grafika komputer menggunakan teknik -teknik di dalam computer vision untuk memuat citra realistik (virtual reality). 

Aplikasi Pengolahan Citra 

Pengolahan citra mempunyai aplikasi yang sangat luas dalam berbagai bidang kehidupan. Di bawah ini disebutkan beberapa aplikasi dalam beberapa bidang :

1. Bidang perdagangan yaitu pembacaan kode batang (bar code) yang tertera pada barang (umum digunakan di pasar swalayan/supermarket) dan mengenali huruf/angka pada suatu formulir secara otomatis.
2.  Bidang militer yaitu mengenali sasaran peluru kendali mela lui sensor visual dan mengidentifikasi jenis pesawat musuh. 
3. Bidang kedokteran yaitu pengolahan citra sinar X untuk mammografi (deteksi kanker payudara), NMR (Nuclear Magnetic Resonance), dan mendeteksi kelainan tubuh dari foto sinar X, serta rekonstruksi foto janin hasil USG. 
4. Bidang biologi yaitu pengenalan jenis kromosom melalui gambar mikroskopik. 
5. Komunikasi data yaitu pemampatan citra yang ditransmisi. 
6. Hiburan yaitu pemampatan video (MPEG) 
7. Robotika, Visualy-guided autonomous navigation.
8. Pemetaan, klasifikasi penggunaan tanah melalui foto udara/LANDSAT. 
9. Geologi. mengenali jenis batu-batuan melalui foto udara/LANDSAT.
10. Hukum yaitu pengenalan sidik jari dan pengenalan foto narapidana.

Aplikasi Grafik Komputer :  

• Grafik Presentasi

Bidang lain yang berhubungan dengan grafika komputer adalah grafik presentasi yang dapat berupa cetakan, slide, dan transparansi. Grafik presentasi biasanya digunakan untuk melengkapi laporan keuangan, sains, data ekonomi, dan lain-lain. Bentuk grafik presentasi tersebut adalah chart, bar chart, pie chart, dan lain-lain. 

• Computer Art

Metode grafika komputer digunakan dalam aplikasi commercial art dan fine art. Seniman menggunakan bermacam-macam perangkat lunak grafik, dan kadang dilengkapi dengan perangkat keras khusus. Contoh perangkat lunak yang digunakan yaitu Corel Draw, Adobe Photoshop, Adobe Ilustrator, Macromedia, dan sebagainya.

•  Film

Pada pembuatan film layar lebar, komputer banyak digunakan untuk menunjang proses pemodelan, visualisasi, dan editing. Misalnya dalam proses special effect, film animasi.

Aplikasi Komputer Vision : 

• Pengendalian proses (misalnya, sebuah robot industri atau kendaraan otonom). 
• Mendeteksi peristiwa (misalnya, untuk pengawasan visual atau orang menghitung). 
• Mengorganisir informasi (misalnya, untuk pengindeksan database foto dan gambar urutan). 
• Modeling benda atau lingkungan (misalnya, inspeksi industri, analisis citra medis atau model topografi). 
• Interaksi (misalnya, sebagai input ke perangkat untuk interaksi komputer-manusia).