Perbedaan Pengolahan Citra, Computer Vision, dan Grafkom

Pengolahan citra adalah salah satu cabang dari ilmu informatika. Pengolahan citra berkutat pada usaha untuk melakukan transformasi suatu citra/gambar menjadi citra lain dengan menggunakan teknik tertentu.

Secara umum operasi pengolahan citra dapat diklasifikasikan dalam beberapa jenis berikut : 

1.       Perbaikan Kualitas citra (image enhancement)

Jenis operasi ini bertujuan untuk memperbaiki kualitas citra dengan cara memanipulasi parameter-parameter citra. Dengan operasi ini ciri-ciri khusus yang terdapat pada citra lebih ditonjolkan.

Yang termasuk dalam klasifikasi ini antara lain:

a)      Perbaikan kontras gelap / terang (contrast enhncement).

b)      Perbaikan tepian objek (edge enhancement)

c)       Penajaman (sharpening)

d)      Pemberian warna semu (pseudocoloring)

e)      Penyaringan derau (noise filtering)

2.       Pemugaran Citra (image restoration)

Operasi ini bertujuan untuk menghilangkan / meminimumkan cacat pada citra Tujuan pemugaran citra hampir sama dengan perbaikan.

Yang termasuk dalam klasifikasi ini antara lain:

a)      Penghilangan kesamaran (debluring).

b)      Penghilangan derau (noise)

3.       Pemampatan Citra(image compression)

Operasi ini bertujuan untuk memampatkan citra sehingga memori yang dibutuhkan untuk menyimpan citra lebih kecil, tetapi hasil citra yang telah dimampatkan tetap memiliki kualitas gambar yang bagus.

Contohnya adalah metode JPEG.

4.       Segmentasi citra (image segmentation)

Operasi ini bertujuan untuk memecah suatu citra ke dalam beberapa segmen dengan suatu kriteria tertentu. Jenis operasi ini erat kaitannya dengan pengenalan pola. 

5.       Analisis citra (image analysis)

Operasi ini bertujuan untuk menghitung besaran kuantitatif citra untuk menghasilkan deskripsinya. Teknik analisis citra mengekstraksi ciri-ciri tertetntu yang membantu dalam identifikasi objek. Proses segmentasi kadangkala diperlukan untuk melokalisasi objek yang diinginkan dari sekelilingnya.

Yang termasuk dalam klasifikasi ini antara lain:

a)      Pendeteksian tepian (edge detection).

b)      Ekstraksi batas (boundary)

c)       Representasi daerah (region)

6.       Rekonstruksi citra (image reconstruction)

Operasi ini bertujuan untuk membentuk ulang objek dari beberapa citra hasil proyeksi. operasi rekonstruksi citra banyak digunakan dalam bidang medis.

Contohnya adalah foto rontgen dengan sinar X digunkan untuk membentuk ulang gambar organ tubuh. 

Pengolahan citra mempunyai aplikasi yang sangat luas dalam berbagai bidang kehidupan kita antar lain : 

A.      Bidang Militer

a.       Mengenali sasaran peluru kendali melalui sensor visual.

b.      Mengidentifikasi pesawat musuh melalui radar.

c.       Teropong malam hari (night vision) 

B.      Bidang Medis / Kedokteran

a.       Mendeteksi retak/patah tulang dengan CT Scan.

b.      Rekonstuksi foto janin (USG).

c.       Mendeteksi kanker (kanker otak) 

C.      Bidang Biologi

Pengenalan jenis kromosom melalui gambar mikroskopis 

D.      Bidang Pendidikan

Pengolahan pendaftaran mahasiswa menggunakan scanner.
E.       Bidang Geografi dan Geologi
           a.       Pemetaan batas wilayah melalui foto udara / Landsat.
           b.      Mengenali jenis dan bentuk lapisan batuan bawah permukaan bumi melalui rekonstruksi hasil    seismic
F.       Bidang Kepolisian / Hukum
           a.       Pengelan pola sidik jari (finger print).
           b.      Rekonstruksi wajah pelaku kejahatan.
           c.       Pengenalan pola hasil uji balistik.
G.     Bidang Perdagangan

           a.       Pembacaan barcode pada barang di swalayan.

Mengenali huruf / angka pada suatu formulir secara otomatis.

H.      Bidang Hiburan

Pemampatan video (MPEG). 

I.        Komunikasi data

Pemampatan citra yang ditransmisi (Internet).

Ilmu Grafik Komputer pada dasarnya adalah suatu bidang komputer yang mempelajari cara-cara meningkatkan dan memudahkan komunikasi antara manusia dengan mesin(komputer) dengan jalan membangkitkan, menyimpan, dan memanipulasi gambar model suatu obyek mengunakan komputer. Grafika Komputer memungkinkan kita untuk berkomunikasi lewat gambar-gambar, bagan-bagan, dan diagram-diagram.

Tujuan dari grafik komputer ini adalah untuk memungkinkan manusia berkomunikasi lewat gambar, bagan-bagan, dan diagram.

A.      Definisi grafik komputer

Ada beberapa definisi grafika komputer sesuai dengan kebutuhan yang 

dibutuhkan dalam grafika tersebut yaitu :

1.       Komputer digunakan untuk menampilakn dan memanipulasi informasi dalam format bergambar atau grafis, baik visual-display unit (VDU) atau via printer atau plotter.

2.       Manipulasi dan penyajian data bergambar dengan komputer.

3.       [ dictionary ]

a.       Sekumpulan teknologi yang digunakan untuk menciptakan seni (art) dengan komputer.

b.      Seni atau desain yang diciptakan menggunakan teknologi. 

4.       [science and tecknology encyclopedia]suatu cabang ilmu komputer yang berhadapan dengan teknik dan teori sintesis gambar(image) komputer.

5.       [ Marketing terms ]gambar (pictures) yang diciptakan dan dimanipulasi melalui penggunaan alat komputer. Misalnya printer laser,mengapa disebut alat grafika komputer?sebab printer tesbut mengijinkan komputer mengeluarkan gambar.

6.       [ Britannica ]Grafika Komputer adalah penggunaan komputer untuk menghaasilkan gambar visual. Pada umumnya, format garfika komputer meliputi GIF, dan JPEG, untuk gambar tunggal , dan MPEG dan Quicktime, untuk gambar multiframe.

7.       [ Encyclopedia ]pepindahan data bergambar ke dalam dan ke luar komputer. Penggunaan teknik-teknik konversi analog-to-digitial, berbagai devices curve tracers, digitizers, dan ligth pens-dikoneksikan keterminal grafis komputer ; program computer-aided design, scanner optis adalah untuk menyimpan data bergambar pada komputer digital. 

8.       [WordNet]yaitu manipulasi dan penyajian data bergambar menggunakan komputer.

9.       [Wikipedia]grafik komputer (CG) adalah bidang dari komputasi visual, dimana penggunaan komputer akan menghasilkan gambar visual secara sintetis dan mengintegritasikan atau mengubah informasi mengenai ruang dan visual yang dicontohkan dari dunia nyata.

Ø  Sistem komputer Grafik

Didalam grafika komputer ini merupakan sistem yang memungkinkan operator untuk berdialog langsung dengan yang terlihat dilayar komputer yang dimana disebut sistem grafika komputer.

Ø  Keuntungan dari sistem interaktif ini adalah kemudahan meniru dan memanipulasi suatu kejadian di dunia nyata (real world) dilayar komputer.

Penggambaran Grafik

-> Dalam penggambaran garfik secara sederhana biasanya dibuat titik cukup banyak sehingga ciri dasar dari grafika sangat jelas.

Ilmu Grafika komputer yang akan saya ambil contoh di sini adalah Ilmu Grafika Komputer di bidang Meteorologi,untuk mengetahui siklus curah hujan pada suatu kawasan serta menganalisis factor-faktor yang mempengaruhi curah hujan tersebut. 

di sini juga untuk memebuat grafika komputer kita menggunkan Analisis wavelet merupakan metode yang umum digunakan pada berbagai bidang disiplin ilmu, salah satunya meteorologi.

-> Dengan menggunakan analisis wavelet pada curah hujan bulanan (time series) disuatu daerah dapat diketahui:

1.       Periode curah hujan daerah tersebut apakah setahun, setengah tahun atau memiliki periode lainnya serta kapan terjadinya.

2.       Faktor yang mempengaruhi curah hujan daerah tersebut. Misalnya,periode curah hujan daerah tersebut selama setengah tahun,maka dapat disimpulkan bahwa daerah tersebut dipengaruhi monsoon (sebab periode monsoon setiap setengah tahun sekali dan daerah yang dimaksud termasuk daerah yang dipengaruhi monsoon).

3.       Beberapa periode yang dominant dan tidak dominan

4.       Menentukan pola curah hujan daerah tersebut apakah termasuk daerah : lokal,ekuatorial atau monsoon

Contoh kita bisa menggunakan analisis wavelet interaktif dan dengan memasukan data time series kita bisa mengetahui hasilnya seperti contoh dibawah ini dengan menggunakan data curah hujan denpasar.dat selama tahun 1985-2006

Visi Komputer adalah ilmu dan teknologi mesin yang melihat, di mana lihat dalam hal ini berarti bahwa mesin mampu mengekstrak informasi dari gambar yang diperlukan untuk menyelesaikan tugas tertentu. Sebagai suatu disiplin ilmu, visi komputer berkaitan dengan teori di balik sistem buatan bahwa ekstrak informasi dari gambar. Data gambar dapat mengambil banyak bentuk, seperti urutan video, pandangan dari beberapa kamera, atau data multi-dimensi dari scanner medis.

Sebagai disiplin teknologi, visi komputer berusaha untuk menerapkan teori dan model untuk pembangunan sistem visi komputer. Contoh aplikasi dari visi komputer mencakup sistem untuk:

1.       Pengendalian proses (misalnya, sebuah robot industri atau kendaraan otonom).

2.       Mendeteksi peristiwa (misalnya, untuk pengawasan visual atau orang menghitung).

3.       Mengorganisir informasi (misalnya, untuk pengindeksan database foto dan gambar urutan).

4.       Modeling benda atau lingkungan (misalnya, inspeksi industri, analisis citra medis).

5.       Interaksi (misalnya, sebagai input ke perangkat untuk interaksi komputer-manusia).

Komputer visi berkaitan erat dengan kajian visi biologis. Bidang studi visi biologis dan model proses fisiologis di balik persepsi visual pada manusia dan hewan lainnya. Komputer visi, di sisi lain, studi dan menggambarkan proses diimplementasikan dalam perangkat lunak dan perangkat keras di belakang sistem visi buatan. pertukaran Interdisipliner antara visi biologi dan komputer telah terbukti bermanfaat bagi kedua bidang.

Komputer visi, dalam beberapa hal, invers grafis komputer. Sementara komputer grafis menghasilkan data gambar dari model 3D, visi komputer sering menghasilkan model 3D dari data citra. Ada juga kecenderungan kombinasi dari dua disiplin, misalnya, sebagaimana dibahas dalam realitas ditambah.

Sub-domain dari visi komputer termasuk adegan rekonstruksi, deteksi event, pelacakan video, pengenalan obyek, belajar, indexing, estimasi gerak, dan pemulihan citra.

Negara seni

Komputer visi adalah bidang beragam dan relatif baru belajar. Pada hari-hari awal komputasi, sulit untuk memproses set bahkan cukup besar data citra. Tidak sampai akhir 1970-an bahwa penelitian lebih terfokus lapangan muncul. Komputer visi mencakup berbagai topik yang sering berhubungan dengan disiplin lain, dan akibatnya tidak ada perumusan standar "masalah visi komputer". Selain itu, tidak ada rumusan standar tentang bagaimana komputer masalah penglihatan harus diselesaikan. Sebaliknya, terdapat banyak sekali metode untuk memecahkan berbagai tugas visi komputer yang terdefinisi dengan baik, dimana metode sering sangat tugas spesifik dan jarang dapat digeneralisir rentang aplikasi yang luas. Banyak metode dan aplikasi yang masih dalam keadaan penelitian dasar, tetapi metode semakin banyak menemukan cara mereka ke produk komersial, di mana mereka sering merupakan bagian dari sistem yang lebih besar yang dapat menyelesaikan tugas-tugas kompleks (misalnya, di bidang medis gambar, atau pengendalian mutu dan pengukuran dalam proses industri). Pada kebanyakan aplikasi praktis visi komputer, komputer adalah pra-diprogram untuk menyelesaikan tugas tertentu, namun metode berdasarkan pembelajaran yang sekarang menjadi semakin umum.

Bidang Terkait

Hubungan antara visi komputer dan berbagai bidang lainnya.

Banyak kesepakatan kecerdasan buatan dengan perencanaan otonom atau musyawarah untuk sistem robotical untuk menavigasi melalui lingkungan. Pemahaman yang rinci tentang lingkungan ini diperlukan untuk menavigasi melalui mereka. Informasi tentang lingkungan dapat diberikan oleh sistem visi komputer, bertindak sebagai sensor visi dan memberikan informasi tingkat tinggi tentang lingkungan dan robot. Kecerdasan buatan dan topik-topik berbagi komputer visi lain seperti pengenalan pola dan teknik pembelajaran. Akibatnya, visi komputer kadang-kadang dilihat sebagai bagian dari bidang kecerdasan buatan atau ilmu bidang komputer secara umum.

Bidang yang paling erat kaitannya dengan visi komputer pengolahan citra, analisis citra dan visi mesin. Ada yang signifikan tumpang tindih dalam berbagai teknik dan aplikasi yang menutupi. Ini berarti bahwa teknik-teknik dasar yang digunakan dan dikembangkan dalam bidang ini kurang lebih sama, sesuatu yang dapat diartikan sebagai hanya ada satu lapangan dengan nama yang berbeda. Di sisi lain, tampaknya perlu untuk kelompok penelitian, jurnal ilmiah, konferensi dan perusahaan untuk menyajikan atau memasarkan diri sebagai milik khusus untuk salah satu bidang dan, karenanya, berbagai penokohan yang membedakan masing-masing bidang dari yang lain telah disajikan.

Karakterisasi berikut akan muncul yang relevan tetapi tidak harus diambil sebagai universal diterima:

1.       Pengolahan citra dan analisis citra cenderung untuk fokus pada gambar 2D, bagaimana mengubah satu gambar yang lain, misalnya, dari operasi pixel-bijaksana seperti peningkatan kontras, daerah operasi seperti ekstraksi tepi atau penghapusan noise, atau transformasi geometri seperti memutar gambar. karakterisasi ini menunjukkan bahwa pengolahan gambar / analisis tidak memerlukan asumsi atau menghasilkan interpretasi tentang isi gambar.

2.       Visi Komputer cenderung untuk berfokus pada adegan 3D diproyeksikan ke satu atau beberapa gambar, misalnya, bagaimana merekonstruksi struktur atau informasi lain tentang adegan 3D dari satu atau beberapa gambar. Komputer visi sering mengandalkan pada asumsi yang lebih kompleks atau kurang tentang adegan digambarkan dalam gambar.

3.       Visi Mesin cenderung untuk fokus pada aplikasi, terutama di bidang manufaktur, misalnya, visi robot otonom berbasis dan sistem untuk inspeksi berbasis visi atau pengukuran. Ini berarti bahwa teknologi sensor gambar dan teori kontrol sering terintegrasi dengan pengolahan data citra untuk mengontrol robot dan bahwa pemrosesan real-time ditekankan dengan cara implementasi efisien dalam hardware dan software. Hal ini juga menyiratkan bahwa kondisi eksternal seperti pencahayaan dapat dan sering lebih terkontrol dalam visi mesin daripada di visi komputer umum, yang dapat memungkinkan penggunaan algoritma yang berbeda.

4.       Ada juga bidang pencitraan yang disebut yang terutama berfokus pada proses menghasilkan gambar, tapi kadang-kadang juga berkaitan dengan pengolahan dan analisis gambar. Sebagai contoh, pencitraan medis berisi banyak bekerja pada analisis data gambar dalam aplikasi medis.

5.       Akhirnya, pengenalan pola adalah bidang yang menggunakan berbagai metode untuk mengekstrak informasi dari sinyal pada umumnya, terutama didasarkan pada pendekatan statistik. Sebuah bagian penting dari bidang ini dikhususkan untuk menerapkan metode ini untuk data citra.

Aplikasi untuk visi komputer

Salah satu bidang aplikasi yang paling menonjol adalah computer vision medis atau pengolahan citra medis. Daerah ini dicirikan oleh ekstraksi informasi dari data citra untuk tujuan membuat diagnosis medis pasien. Secara umum, data citra dalam bentuk gambar mikroskop, gambar X-ray, gambar angiografi, gambar ultrasonik, dan gambar tomografi. Contoh informasi yang dapat diekstraksi dari data gambar tersebut deteksi tumor, arteriosclerosis atau perubahan memfitnah lainnya. Hal ini juga dapat pengukuran dimensi organ, aliran darah, dll area aplikasi ini juga mendukung penelitian medis dengan memberikan informasi baru, misalnya, tentang struktur otak, atau tentang kualitas perawatan medis.

Sebuah wilayah aplikasi kedua dalam visi komputer di industri, kadang-kadang disebut visi mesin, dimana informasi ini diekstraksi untuk tujuan mendukung proses manufaktur. Salah satu contohnya adalah kendali mutu dimana rincian atau produk akhir yang secara otomatis diperiksa untuk menemukan cacat. Contoh lain adalah pengukuran posisi dan orientasi rincian yang akan dijemput oleh lengan robot. Mesin visi juga banyak digunakan dalam proses pertanian untuk menghilangkan bahan makanan yang tidak diinginkan dari bahan massal, proses yang disebut sortir optik