FILTERING

“Digital image processing” diperkenalkan pertama kali di New York, USA pada awal tahun
1920-an. Pertama kalinya digunakan untuk meningkatkan kualitas gambar Koran yang dikirimkan oleh kabel bawah laut yang terbentang antara London dan New York. Sampai tahun 1960-an perkembangannya tidaklah terlalu menggembirakan. Namun pada akhir tahun 1960-an, dimana perkembangan komputer yang pesat dan mampu menawarkan kecepatan dan kapasitas yang lebih tinggi memacu perkembangan dari implementasi algoritma pemrosesan citra yang lebih pesat lagi. Untuk saat ini penggunaan dari pemrosesan citra telah melingkupi berbagai macam disiplin ilmu diantaranya bidang Arsitektur, Geografi, Ilmu Komputer, Kedokteran, Fotografi, Arkeologi, dan lain sebagainya. Tujuan utama dari “Digital image processing” tersebut selain untuk meningkatkan kualitas gambar yang diperoleh, juga dimaksudkan untuk memproses data yang diperoleh untuk ditanggapi secara otomatis oleh sebuah mesin atau peralatan. Kelebihan dari penggunaan “Digital image processing” adalah
dalam hal ketepatan dan flesibilitasnya. Sedangkan kerugiannya adalah dalam hal kecepatan dan biaya sebagai akibat dari pemanfaatan proses yang lebih kompleks.

Dalam “Digital Image Processing”, sebuah gambar dianggap sebagai deretan bilanganbilangan
yang disusun dalam sebuah larik dua dimensi. Sebuah gambar merupakan larik persegi
panjang dan berisi pixel-pixel yang dapat ditentukan nilainya. Sebagai contoh dapat kita
definisikan bahwa fungsi untuk masing-masing pixel adalah a(x,y) dengan a adalah
amplitudo(misalnya kecerahan dan sebagainya) dari sebuah titik yang berada dalam koordinat
(x,y). Amplitudo dari tiap-tiap pixel berupa bilangan real atau integer. Nilai minimum amplitudo
dari sebuah pixel adalah 0 yang merepresentasikan warna hitam sedangkan umumnya nilai
maksimumnya adalah 255 yang merepresentasikan warna putih. Sebuah gambar digital a[m,n] merupakan hasil diskritisasi dari sebuah gambar analog a(x,y) menggunakan proses sampling yang seringkali disebut dengan proses digitization. Contoh akibat dari proses tersebut terlihat pada Gambar 1. dimana untuk pixel yang terletak di koordinat [m=10, n=3] memiliki nilai integer dari kecerahan sebesar 110. Dalam gambar tersebut, terdapat 16 baris dan 16 kolom, dengan nilai yang diberikan kepada masing-masing merupakan hasil pembulatan nilai integer rata-rata terdekat dari dari kecerahan pixel tersebut. Sebuah gambar berwarna sendiri dapat direpresentasikan dengan sebuah array dua dimensi berisi data kombinasi warna merah, hijau, dan biru (atau dikenal sebagai RGB atau Red Green Blue). Nilai dari masing-masing warna tersebut berkisar antara 0 sampai 255. Terdapat dua cara untuk menyimpan masing-masing pixel yaitu dengan cara menyimpan masing-masing pixel dalam bentuk single bit yang berarti bahwa komputer hanya dapat menggunakan nilai 0 dan 1 atau hitam dan putih saja untuk masing-masing pixel dan dengan cara menyimpan masingmasing-masing pixel dalam data-data byte berukuran 8 bit. Jika menggunakan cara terakhir ini, maka nilai maksimum dari masing-masing pixel adalah 255. “Image filtering” sering pula dinamakan proses penghalusan gambar yang utamanya digunakan untuk mengurangi efek-efek yang tidak diinginkan yang muncul dalam sebuah gambar digital sebagai akibat dari kesalahan sistem sampling atau sebab lain.

GrayScale Filter
GrayScale filter diciptakan untuk mengubah sebuah gambar berwarna menjadi sebuah
gamabr hitam putih dengan cara mengubah efek warna dari masing-masing pixel menjadi derajat
keabu-abuan.. Prosesnya adalah dengan memanfaatkan operasi & terhadap komponenkomponen
warna merah, hijau, dan biru dari masing-masing pixel dengan 255 namun
sebelumnya untuk masing-masing warna dilakukan pembobotan menjadi abu-abu dengan
operator right shift. Selanjutnya mengalikan dengan 0xff terhadap komponen warna dari masingmasing
pixel akan mengubah warna dari masing-masing pixel ke dalam derajat keabu-abuan
tertentu.

Low Pass Filter
Low pass filter dilakukan untuk menghilangkan ruang derau berfrekuensi tinggi dari sebuah
gambar digital. Istilah derau atau “Noise” digunakan sebagai efek samping dari proses konversi
pola dari energi cahaya menjadi energi listrik selama proses konversi gambar dari bentuk analog
menjadi bentuk digital. Noise merupakan variasi yang tidak diinginkan terjadi dalam sebuah pixel.
Low pass filter juga digunakan untuk mengurangi detail dari gambar atau justru
membuat gambar menjadi lebih kabur dari sebelumnya. Perhatikan bahwa filter ini akan
menghilangkan atau mengurangi derau-derau berfrekuensi tinggi dari gambar menjadi frekuensi
yang lebih rendah. Frekuensi tinggi dari sebuah pixel dapat diperlihatkan dengan melihat tinggkat
ketajaman gambar dari pixel tersebut. Untuk lebih jelas perhatikanlah contoh listing
LowPassFilter.java. Dalam contoh tersebut digunakan masking berukuran 3x3 dengan masingmasing
elemen akan diberi nilai 0.1111111 atau 1/9 berarti filter yang digunakan mereduksi
frekuensi masing-masing pixel menjadi 1/9 kali.

Negative Filter
Negative filter dibuat dengan cara mengubah efek warna dari masing-masing pixel.
Prosesnya adalah dengan memanfaatkan operasi XOR terhadap komponen-komponen warna
merah, hijau, dan biru dari masing-masing pixel dengan 255 . Dengan mengaklikan dengan 0xff
dengan komponen warna dari masing-masing pixel akan membalik warna dari masing-masing
pixel misalnya hitam menjadi putih dan begitu pula sebaliknya.