12/2/2009
1
Peranan Strategis Penguasaan Peranan Strategis Penguasaan Teknologi Pengolahan CitraTeknologi Pengolahan Citra
Dodi SudianaDepartemen Teknik ElektroFakultas Teknik Universitas Indonesia
Pertemuan Ilmiah Nasional Rekayasa Perangkat Nuklir 2009“Peranan Personal Rekayasa dalam melakukan Inovasi aHasil Perekayasaaan yang berkualitasRabu, 11 Nopember 2009, Auditorium Gedung 71, Kawasan Puspiptek Serpong
Pengolahan Citra Dijital (Digital Image Processing)
The first photograph in the world:Joseph Nicéphore Niépce, View from the Window at Le Gras, 1826.
Era dijital menjadi tonggak berkembangnya pengolahan data
Apa itu pengolahan citra digital (Digital Image
Lahirnya of Komputer Dijital
p p g g ( g gProcessing-DIP)?• Pengolahan citra dijital menggunakan komputer (dijital)
DIP bergantung pada perkembangan komputer dijital dan teknologi pendukung lainnya (mis. penyimpandata (storage), display dan transmisi)
Contoh: citra satelit Bulan
Gambar pertama bulan yang diambil US spacecraft Ranger 7 pada 31 Juli 1964 jam 9:09 pagi
Tomografi Komputer (CT)
Sir Godfrey N. Housefield dan Prof. Allan M. Cormack berbagiHadiah Nobel Kedokteran tahun 1979 karena menemukanComputer Tomography (CT)
Boom Citra Digital 20 tahun terakhir
Akuisisi(perolehan) citra
• Kamera Digital, scanner• MRI dan pencitraan ultrasonik• Pencitraan infra (merah) dan
microwave
• Internet, wireless communicationTransmisi
Tampilan(Display)
• Printers, LCD monitor, digital TV
Olympus E-330 – 7.5 MPixel
Canon DR-3060, 40 ppm
QWIP camera
FF in Malibu
12/2/2009
2
Pengolahan Citra dimulai dari Akuisisi Citra
• Mulai dari spektrum cahayatampak (visible) hinggaspektrum tak tampak (non-visible)
Memperbesarkemampuansistem visi
)• Dari sistem pengindraan jarak
dekat (close-distance sensing) hingga jauh (remote sensing)
sistem visimanusia
Aplikasi pada spektrum Visible (1): Fotografi
Visible (II): Film Visible (III): Penegakan hukum dan Biometrik
Visible (IV): Light Microscopy
Taxol (250×) Cholesterol (40×) Microprocessor (60×)
Visible (V): Pengindraan Jauh (Remote Sensing)
Badai Andrew dilihat olehNOAA GEOS
Amerika waktu malam(Nov. 27, 2000)
12/2/2009
3
Infra Merah: Citra Termal
Suhu tubuh manusia (pixel berwarna merah)
Warna-warni menunjukkanperbedaan suhu
Gelombang Mikro: Citra Radar
Pegunungan di Tibet Tenggara
Gelombang Radio: MRI dan Astronomi
MRI
lutut tulang belakang kepala
visible infrared radio
Astronomi
Ultra Violet: Fluorescence Microscopy
Jagung normal Jagung sakit
Sinar X: Diagnosa Medis
dada kepala
Sinar Gamma: PET dan Astronomi
Positron Emission Tomography(PET)
Cygnus Loop di konstelasiCygnus
12/2/2009
4
• Mengubah “gelombang suara” menjadi sinyal citra
Acoustic imaging
• Melewatkan berkas elektronmelalui suatu spesimen (obyekyang akan diteliti)
Electron microscopy
Modus pencitraan non-Electro-Magnetic
• Memeriksa perubahan global pada ekspresi genetis sel-sel danjaringan tubuh
Fluorescent Microarray Imaging
• Dibuat oleh komputer (bersifatmaya)
Citra sintetis dalamComputer Graphics
Citra Akustikvisible seismik
Lokasi potensial minyak/gas
Mikroskop Elektron
Citra Scanning Electron Microscopy (SEM) 2500× kerusakan IC (integrated circuit)
(benang putih adalah oksida yang muncul akibat kerusakan termal)
Citra Sintetis: Gambar Kartun
Citra Sintetis dalam Game
Age of Empire III oleh Ensemble Studios
Virtual Reality (Photorealistic)
12/2/2009
5
Pengolahan Grafis dalam Seni Grafis di Kedokteran
Gabungan Grafis dan Foto: GIS
Morgantown, WV di Google Map
Teknik-teknik Pengolahan CitraSegmentasi Citra
Metode Morfologi
Ekstraksi Citra
Interpretasi Citra Medis
Validasi Teknik Analisis Citra
Computer-aided diagnosis dalam mamografi
Aplikasi medis lainnya• Echocardiography• Cardiac Image Analysis: gerakan dan deformasi• Ultrasonik Angiography dan Intravascular • Pencitraan Vascular Imaging dan Analisisnya• Pencitraan dan Analisis Pulmonary • Konstruksi Atlas dan Analisis Citra Otak• Dll.
Pengecekan Cargo di Bandara (CAT)
Computed Axial Tomography
Divalidasi dan sertifikasi FAA
Mampu mendeteksi bom
Prinsip kerja• multiple detector arrays and a spiral-scanning mode to allow for continuous data collection to
produce either a 3-D or 2-D image of an entire bag• When the system alarms on a suspect bag, the parts of the object of interest are highlighted. The
operator can then rotate the image of the object to view it from different perspectives to resolve the alarm. The system can analyze a bag in seven seconds.
• The scanner circles an object 360°, capturing 24 helical slices, each 22 ms in duration. (There are actually two slices captured in that interval: one high energy, the other a lower-value radiation.) A total of 6,048 detectors — in 24 rows of 252 — pick up the energy penetrating the bag. This energy is amplified and converted to digital format with 16-bit A/D converters sampling at 2 ksamples per second.
Sistem Citra dalam Medis
Perkembangan beberapa abad hingga abad 20 di bidang:
• Computed Tomography (CT)• Magnetic Resonance Imaging (MRI)• Digital Subtraction Angiography• Doppler Ultrasound ImagingDoppler Ultrasound Imaging• Teknik lainnya berbasis emisi nuklir, seperti:
• PET: Positron Emission Tomography• SPECT: Single Photon Emission Computed Tomography
Hal ini memberi kemudahan dan nilai tambah bagi para radiolog untuk deteksi dan diagnosa penyakit yang lebih dipercaya
Pencitraan sinar x konvensional akan digantikan panel datar detektor sinar x
12/2/2009
6
Pengolahan dan Analisis (V.F. Roiz)
Pengolahan Citra Medis• Terkait pengembangan pendekatan masalah
khusus untuk memperbaiki kualitas citra medis untuk visualisasi atau analisis
Analisis Citra Medis• Pengembangan teknik untuk memenuhi
kebutuhan pengkajian subjektif dan kualitatif oleh para pakar
• Memberikan berbagai informasi baru bersifat kuantitatif, obyektif dan dapat direproduksi
CT scan MRI
Same patient
MRI PET
MRI angiogram
X-ray angiograms
Ultrasound
Kidney
Breast
fMRI
UCLA Brain Mapping DivisionLos Angeles, CA 90095