April 15, 2013

PENGOLAHAN CITRA (kOORDINAT WARNA DAN FILE FORMAT CITRA)

PENGOLAHAN CITRA 1. KOORDINAT WARNA A. BERDASARKAN KONSEPSI WARNA CIE (Commission International de I’Eclairage) atau International lighting Committee adalah lembaga yang membakukan warna pada tahun 1931. CIE mula-mula menstandarkan panjang gelombang warna-warna pokok sebagai berikut : R : 700 nm G : 546.1 nm B : 435.8 nm CIE mendefinisikan model warna dengan menggunakan warna -warna fiktif (yaitu, warna yang secara fisik tidak dapat direalisasikan), yang dilambangkan dengan X, Y, dan Z. Model warna tersebut dinamakan model XYZ. Warna-warna dispesifikasikan dengan jumlah relatif warna pokok fiktif. Keuntungan utama dari model ini adal ah luminance atau brigntness sinyal disediakan langsung oleh Y. Jadi, nilai Y memberikan citra greyscale dari citra berwarnanya. Kromatisitas (chromaticity of color) masing-masing warna pokok, menunjukkan persentase relatif suatu warna pokok di antara warna pokok lainnya pada warna yang diberikan, yang definisikan sebagai X=X/(X+Y+Z) Y=Y/(X+Y+Z) Z=Z/(X+Y+Z) Warna putih acuan dinyatakan dengan X = Y = Z = 1. Jumlah seluruh nilai kromatisitas warna adalah satu: X + Y + Z = 1 atau Z = 1 – (X + Y) Jelas hanya dua nilai x dan y yang dibutuhkan untuk menspesifikasikan kromatisitas warna, karena jika x dan y diketahui, z dapat dihitung dengan persamaan Z = 1 – (X + Y) .Warna lebih tepat dinyatakan dengan kromatisitas x dan y dan luminansi Y. NTSC (RGB) NTSC (National Television System Committee) adalah komite nasional yang menciptakan standar warna(RN, GN, BN) untuk pesawat penerima televisi. Komite ini menentukan tiga buah phosphor utama dari spektrum sinar yang ada yaitu merah, hijau dan biru. Untuk warna referensi adalah warna putih di mana merupakan gabungan (tristimulus) dari tiga buah warna utama dengan RN = GN = BN = 1. Tabel berikut menunjukkan nilai gabungan dari ketiga warna tersebut untuk beberapa warna-warna utama dari koordinat warna NTSC sedangkan rN, gN, bN adalah nilai-nilai krominannya. Merah Kuning Hijau Cyan Biru Magenta Putih Hitam RN 1.0 1.0 0.0 0.0 0.0 1.0 1.0 0.0 GN 0.0 1.0 1.0 1.0 0.0 0.0 1.0 0.0 BN 0.0 0.0 0.0 1.0 1.0 1.0 1.0 0.0 rN 1.0 0.5 0.0 0.0 0.0 0.5 0.333 0.333 gN 0.0 0.5 1.0 0.5 0.0 0.0 0.333 0.333 bN 0.0 0.0 0.0 0.5 1.0 0.5 0.333 0.333 Koordinat Ruang Warna NTSC Koordinat ruang warna untuk sistem transmisi NTSC (Y, I, Q) dibangun untuk fasilitas transmisi gambar berwarna yang menggunakan jalur televisi monochrome yang telah ada tanpa menambah lebar pita yang diperlukan. Koordinat Y adalahmelambangkan luminance sedangkan I dan Q melambangkan hue dansaturation dari sebuah warna yang memiliki lebar pita jauh lebih kecil dibandingkan sinyal luminance. Komponen I, Q ditransmisikan pada sebuah jalur sub-pembawa menggunakan modulasi quadrature, sehingga spektrum dari I, Q tidak saling tumpang tindih dengan spektrum Y dan lebar pita yang diperlukan untuk transmisi tidak berubah. Hubungan sistem Y, I, Q dengan sistem RN, GN, BN merupakan transformasi linear seperti berikut: Untuk menentukan sistem kebalikannya adalah dengan mentransformasinya terhadap matrik inversnya. B. BERDASARKAN RUANG WARNA HSV Model HSV (Hue Saturatuion Value) menunjukkan ruang warna dalam bentuk tiga komponen utama, yaitu hue, saturation dan value (atau disebut juga brightness). Hue adalah sudut dari 0 sampai 360 derajat. Biasanya 0 adalah merah, 60 derajat adalah kuning, 120 derajat adalah hijau, 180 derajat adalah cyan, 240 derajat adalah biru dan 300 derajat adalah magenta. Hue menunjukkan jenis warna (seperti merah, biru atau kuning) atau corak warna, yaitu tempat warna tersebut ditemukan dalam spektrum warna. Merah, kuning dan ungu (purple) adalah kata-kata yang menunjukkan hue. Saturasi (saturation) suatu warna adalah ukuran seberapa besar kemurnian dari warna tersebut. Sebagai contoh, suatu warna yang semuanya merah tanpa putih adalah saturasi penuh. Jika ditambahkan putih ke merah, hasilnya lebih berwarna-warni dan warna bergeser dari merah ke merah muda (pink). Hue masih tetap merah tetapi nilai saturasinya berkurang. Saturasi biasanya bernilai 0 sampai 1 (atau 0% sampai 100%) dan menunjukkan nilai keabu-abuan warna dimana 0 menunjukkan abu-abu dan 1 menunjukkan warna primer murni. Komponen ketiga dari HSV adalah value atau disebut juga intensitas (intensity), yaitu ukuran seberapa besar kecerahan suatu warna atau seberapa besar cahaya datang dari suatu warna. Nilai value dari 0% sampai 100%. Gambar 1. Gambar Nilai Hue, Saturation dan Value Suatu warna dengan nilai value 100% akan tampak sangat cerah dan suatu warna dengan nilai value 0 akan tampak sangat gelap. Sebagai contoh, Jika hue adalah merah dan value bernilai tinggi maka warna akan kelihatan cerah tetapi ketika nilai value bernilai rendah maka warna tersebut akan kelihatan gelap. Gambar 2. Gambar Koordinat HSV dalam Kubus Warna RGB Dengan sistem Koordinat HSV, beberapa pengamatan dapat dilakukan sehubungan dengan daerah warna kubus RGB. Yang pertama adalah vertek-vertek cyan, magenta dan kuning dari kubus yang menunjukkan warna lebih carah daripada merah, hijau dan biru karena merah hijau dan biru diproyeksikan lebih rendah ke sumbu netral. Dengan cara yang sama, semua warna dalam piramid yang ditunjukkan vertek C,Y,M dan W berhubungan ke warna-warna lebih terang dan piramid yang ditunjukkan oleh titik pusat dan vertek R,G dan B berhubungan ke warna-warna yang lebih gelap. Warna dekat sumbu netral dalam kubus akan mempunyai banyak warna karena saturasinya kurang dan warna yang lebih jauh dari sumbu ini akan tampak lebih hidup. Dalam praktek, hue dikuantisasi dengan nilai dari 0 sampai 255; 0 menyatakan merah, lalu memutar nilai -nilai spektrum tersebut kembali lagi ke 0 untuk menyatakan merah lagi. Ini dapat dipandang sebagai sudut dari 0° sampai 360°. Jika suatu warna mempunyai saturation = 0, maka warna tersebut tanpa hue, yaitu dibuat dari warna putih saja. Jika saturation = 255, maka tidak ada warna putih yang ditambahkan pada warna tersebut. Saturation dapat digambarkan sebagai panjang garis dari titik pusat lingkaran ke titik warna. Intensity nilainya dari gelap sampai terang (dalam praktek, gelap = 0, terang = 255). Intensity dapat digambarkan sebagai garis vertikal yang menembus pusat lingkaran. Ketiga atribut warna (I, H, dan S) digambarkan dalam model IHS (ada juga yang menyebutnya model HSV, dengan V = Value = I) 2. FORMAT FILE CITRA JENIS-JENIS FORMAT CITRAJPEG (.jpg) JPEG atau Joint Photographic Experts Group adalah format gambar yang banyak digunakan untuk menyimpan gambar-gambar dengan ukuran lebih kecil. Ada beberapa karakteristik gambar dalam JPEG yang tentu kita tahu pasti memiliki ekstensi .jpg atau .jpeg. :p Selain itu JPEG juga mampu menayangkan warna dengan kedalaman 24-bit true color. Mengkompresi gambar dengan sifat lossy. Dan umumnya digunakan untuk menyimpan gambar-gambar hasil foto. Jika kita ingin menampilkan gambar foto ataupun gambar dengan detail yang rumit dan bergradasi, kita bisa menggunakan jenis file ini. File JPEG dapat menghasilkan gambar yang hampir seperti aslinya. File JPEG dapat menghasilkan warna sampai dengan 16 juta warna. Toh, warna yang disediakan oleh web browser hanya terbatas sampai dengan 216 warna. Namun demikian web browser akan menggantikan warna yang tidak tersedia dengan warna yang serupa yang tersedia, hingga tampilan gambar tetap akan terlihat cantik. Ukuran file JPEG biasanya lebih besar daripada GIF. GIF (.gif)Jenis file gambar ini sering kita jumpai dan sering kita Pakai, Salah satu ciri khas tipe gambar berekstensi GIF adalah bisa memainkan animasi gambar sederhana. Beberapa karakteristik lain format gambar GIF adalah mampu menayangkan maksimum sebanyak 256 warna karena format GIF menggunakan 8-bit untuk setiap pixel-nya. Selain itu GIF juga mampu mengkompresi gambar dengan sifat lossless dan mendukung warna transparan. File GIF digunakan untuk mengkompresi file asli sampai dengan 256 warna. Karena sangat tidak mungkin menggunakan file asli untuk ditampilkan ke web mengingat ukuran file asli (dalam bentuk bitmap) luar biasa besarnya. File GIF bisa menghasilkan baik gambar statis maupun dinamis (animasi). Sangat cocok untuk gambar dengan pemisahaan warna yang jelas (tidak bergradasi) seperti logo dan teks. PNG (.png) PNG atau Portable Network Graphics adalah salah satu format penyimpanan citra yang menggunakan metode pemadatan yang tidak menghilangkan bagian dari citra tersebut. Secara umum PNG dipakai untuk Citra Web. Citra dengan format PNG mempunyai faktor kompresi yang lebih baik dibandingkan dengan GIF (5%-25% lebih baik dibanding format GIF). File PNG bisa bekerja baik pada gambar dengan pemisahan warna jelas maupun bergradasi. File PNG terbagi atas PNG-8 dan PNG-24. PNG-8 dapat mengkompresi gambar dengan ukuran file lebih kecil daripada GIF. Sementara PNG-24 menyimpan file dengan ukuran yang lebih besar. PNG-24 biasa digunakan untuk gambar foto ataupun bergradasi, karena gambar yang dihasilkan akan lebih tajam. Kelebihan lainnya, PNG mendukung gambar transparansi. Untuk Web, format PNG mempunyai 3 keuntungan dibandingkan format GIF: Channel Alpha (transparansi). Gamma (pengaturan terang-gelapnya citra en:”brightness”). Penayangan citra secara progresif (progressive display) Untuk keperluan pengolahan citra, meskipun format PNG bisa dijadikan alternatif selama proses pengolahan citra namun format JPEG masih menjadi pilihan yang lebih baik. TIFF (.tif , .tiff) TIFF (Tagged Image File Format) adalah format yang fleksibel yang biasanya disimpan sebagai 8 bits atau 16 bits per warna (merah, hijau, biru) untuk 24-bit dan total 48-bit, masing-masing, menggunakan nama file TIFF atau TIF. Fleksibilitas TIFF di anggap sebagai berkah dan kutukan, karena tidak ada satu pun reader yang membaca seluruh file TIFF. TIFF adalah lossy dan lossless; sebagian menawarkan kompresi lossless yang baik untuk citra bi-level (hitam&putih). Beberapa kamera digital bisa menyimpan dengan format TIFF, menggunkan algoritma kompresi LZW untuk penyimpanan lossless. Format citra TIFF tidak di dukung oleh kebanyakan browser web. TIFF tetap diterima sebagai sebuah standar file fotografi dalam bisnis percetakan. TIFF bisa menangani space warna untuk peralatan tertentu, seperti CMYK yang di definisikan oleh tinta percetakan press. RAW RAW ditujukan untuk yang tersedia secara opsional di beberapa kamera digita. Format ini biasanya kompresi lossless atau nearly-lossless, dan menghasilkan file yang lebih keci dari format TIFF dari proses penuh sebuah kamera digital. Format raw tidak distandarisasi atau didokumentasi, dan berbeda-beda di antara berbagai perusahaan pembuat kamera. Banyak program grafik dan editor citra mungkin tidak menerima sebagian format ini, dan format-format lama telah dihentikan penggunaannya. Spesifikasi Adobe’s Digital Negative adalah percobaan untuk standarisasi format citra raw yang digunakan kamera, atau untuk penyimpan data citra yang dikonversi dari format citra raw proprietary. BMP (.bmp) File format BMP (Windows bitmap) menangani file grafik di sistem operasi Microsoft Windows. Umunya, file BMP tidak dikompresi, maka ukurannya besar. Keuntungannya adalah kesederahanaannya, diterima luas, dan dikenali program-progam Windows. Biasanya digunakana oleh aplikasi dan system operasi Microsoft Windows. Merupakan kompresi tipe lossless PBM PBM kepanjangan dari Portable Bitmap Format. Merupakan format citra hitam-putih yang sederhana. PBM memerlukan satu bit tiap pixel. Tidak seperti format citra lainnya, format PBM merupakan plain text yang bisa diolah dengan menggunakan pengolah teks. Format PBM merupakan bagian dari PNM (Portable Pixmap File Format). PGM PGM kepanjangan dari Portable Graymap Format. Merupakan format citra abu-abu yang sederhana. Format PGM memerlukan delapan bit tiap pixel. PGM merupakan citra mentah dengan kompresi tipe lossless. Format PGM merupakan bagian dari PNM (Portable Pixmap File Format PPM PPM kepanjangan dari Portable Pixmap Format. Merupakan format citra berwarna yang sederhana. PPM memerlukan 24 bit tiap pixel. PPM merupakan citra mentah dengan kompresi tipe lossless. Format PPM merupakan bagian dari PNM (Portable Pixmap File Format). PORTABLE IMAGE FILE FORMAT Format ini memiliki bagian diantarannya adalah portable bitmap, portable graymap, portable pixmap, dan portable network map dengan format berturut-turut adalah .pbm, .pgm, .ppm dan .pnm. Format ini baik digunakan untuk menyimpan dan membaca kembali data citra. CGM CGM (Computer Graphics Metafile) adalah format file untuk grafik vektor 2D, grafik raster, dan text, dan didefinisikan oleh ISO/IEC 8632. semua elemen grafisl bisa dispesifikasikan di source file tekstual yang bisa di-compile menjadi file binary atau satu diantara dua representasi. CGM menyediakan fungsi pertukaran data grafis untuk representasi komputer dari informasi grafis 2D yang tidak tergantung aplikasi apa pun, sistem, platform, atau peralatan. Standar ini telah di adopsi di area ilustrasi teknis dan desain profesional, tetapi telah diambil alih oleh format SVG dan DXF. PCX PCX adalah sebuah format gambar yang dikembangkan oleh ZSoft Corporation yang berasal dari Marietta, Georgia, Amerika Serikat. PCX adalah format gambar yang aslinya diciptakan untuk PC Paintbrush (PCX = "Personal Computer eXchange") dan telah menjadi salah satu format gambar DOS yang paling diterima, meskipun keberadaannya sejak DOS telah digantikan oleh format yang lebih canggih semisal GIF, JPG dan PNG. Sebuah file PCX adalah format file berbentuk raster; kepala filenya menyimpan informasi tentang perangkat keras monitor (resolusi layar, kedalaman warna, informasi palet, jumlah bit dst.) secara terpisah dari gambarnya. Hal ini membuat sebuah file PCX dapat dipindahkan dan dibuka di perangkat komputer lain dengan perangkat keras yang berbeda. Sebuah file PCX biasanya dapat menyimpan gambar-gambar dengan indeks palet 2 hingga 4 bit dan 16 hingga 256 warna, namun sekarang telah ditambah untuk menyimpan gambar-gambar true color (24-bit). MPEG (.mpg) Format ini digunakan di dunia internet dan diperuntukkan sebagai format penyimpanan citra bergerak (video). Format ini mendukung video dengan kompresi ber-rugi. POSTSCRIPT (.ps, .eps, .epfs) Format ini diperkenalkan sebagai format untuk menyimpan citra buku elektronik . Dalam format ini, citra dipresentasikan kedalam deret nilai decimal atau hexadecimal yang dikodekan ke dalam ASCII. RGB(.rgb)Format ini menggunakan format penyimpanan citra yang dibuat oleh silicon graphics untuk menyimpan citra berwarna. RAS (.ras) Format .ras digunakan untuk menyimpan citra dengan format RGB tanpa kompresi.