Lahirnya of Komputer Dijital Tomografi Komputer

12/2/2009
Pengolahan Citra Dijital (Digital Image
Processing)
Peranan Strategis Penguasaan
Teknologi Pengolahan Citra
Dodi Sudiana
Departemen Teknik Elektro
Fakultas Teknik Universitas Indonesia
The first photograph in the world:
Joseph Nicéphore Niépce, View from the Window at Le Gras, 1826.
Pertemuan Ilmiah Nasional Rekayasa Perangkat Nuklir 2009
“Peranan Personal Rekayasa dalam melakukan Inovasi aHasil Perekayasaaan yang berkualitas
Rabu, 11 Nopember 2009, Auditorium Gedung 71, Kawasan Puspiptek Serpong
Lahirnya of Komputer Dijital
Contoh: citra satelit Bulan
Era dijital menjadi tonggak berkembangnya
pengolahan data
p itu pengolahan
p g
g (Digital
( g Image
g
Apa
citra digital
Processing-DIP)?
• Pengolahan citra dijital menggunakan komputer (dijital)
DIP bergantung pada perkembangan komputer dijital
dan teknologi pendukung lainnya (mis. penyimpan
data (storage), display dan transmisi)
Tomografi Komputer (CT)
Gambar pertama bulan yang diambil US spacecraft Ranger
7 pada 31 Juli 1964 jam 9:09 pagi
Boom Citra Digital 20 tahun terakhir
Akuisisi
(perolehan) citra
• Kamera Digital, scanner
• MRI dan pencitraan ultrasonik
• Pencitraan infra (merah) dan
microwave
• Internet, wireless communication
Transmisi
Olympus E-330 – 7.5 MPixel
Tampilan
(Display)
Sir Godfrey N. Housefield dan Prof. Allan M. Cormack berbagi
Hadiah Nobel Kedokteran tahun 1979 karena menemukan
Computer Tomography (CT)
• Printers, LCD monitor, digital TV
QWIP camera
Canon DR-3060, 40 ppm
FF in Malibu
1
12/2/2009
Pengolahan Citra dimulai dari Akuisisi Citra
Memperbesar
kemampuan
sistem visi
manusia
Aplikasi pada spektrum Visible (1): Fotografi
• Mulai dari spektrum cahaya
tampak (visible) hingga
spektrum tak tampak (nonvisible))
• Dari sistem pengindraan jarak
dekat (close-distance sensing)
hingga jauh (remote sensing)
Visible (II): Film
Visible (III): Penegakan hukum dan Biometrik
Visible (IV): Light Microscopy
Visible (V): Pengindraan Jauh (Remote Sensing)
Badai Andrew dilihat oleh
NOAA GEOS
Taxol (250×)
Cholesterol (40×)
Amerika waktu malam
(Nov. 27, 2000)
Microprocessor (60×)
2
12/2/2009
Gelombang Mikro: Citra Radar
Infra Merah: Citra Termal
Suhu tubuh manusia (pixel
berwarna merah)
Warna-warni menunjukkan
perbedaan suhu
Pegunungan di Tibet Tenggara
Gelombang Radio: MRI dan Astronomi
Ultra Violet: Fluorescence Microscopy
MRI
lutut
tulang belakang
kepala
visible
infrared
radio
Astronomi
Jagung normal
Sinar X: Diagnosa Medis
dada
Jagung sakit
Sinar Gamma: PET dan Astronomi
Cygnus Loop di konstelasi
Cygnus
kepala
Positron Emission Tomography
(PET)
3
12/2/2009
Modus pencitraan non-Electro-Magnetic
• Mengubah “gelombang suara”
menjadi sinyal citra
• Melewatkan berkas elektron
melalui suatu spesimen (obyek
yang akan diteliti)
Acoustic imaging
Electron microscopy
• Memeriksa perubahan global
pada ekspresi genetis sel-sel dan
jaringan tubuh
• Dibuat oleh komputer (bersifat
maya)
Fluorescent Microarray
Imaging
Citra sintetis dalam
Computer Graphics
Citra Akustik
visible
seismik
Lokasi potensial minyak/gas
Mikroskop Elektron
Citra Sintetis: Gambar Kartun
Citra Scanning Electron Microscopy (SEM) 2500× kerusakan IC
(integrated circuit)
(benang putih adalah oksida yang muncul akibat kerusakan termal)
Citra Sintetis dalam Game
Virtual Reality (Photorealistic)
Age of Empire III oleh Ensemble Studios
4
12/2/2009
Pengolahan Grafis dalam Seni
Gabungan Grafis dan Foto: GIS
Grafis di Kedokteran
Teknik-teknik Pengolahan Citra
Segmentasi Citra
Metode Morfologi
Ekstraksi Citra
Interpretasi Citra Medis
Validasi Teknik Analisis Citra
Computer-aided diagnosis dalam mamografi
Aplikasi medis lainnya
Morgantown,WV di Google Map
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.
•
•
•
•
•
•
•
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.
Sistem Citra dalam Medis
Perkembangan beberapa abad hingga abad 20 di bidang:
•
•
•
•
•
Computed Tomography (CT)
Magnetic Resonance Imaging (MRI)
Digital Subtraction Angiography
Doppler 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
5
12/2/2009
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 angiogram
MRI
PET
X-ray angiograms
fMRI
Ultrasound
Kidney
Breast
UCLA Brain Mapping Division
Los Angeles, CA 90095
6
12/2/2009
Flow Analysis
Here is an example using
Visage on a data source totally
different than its original
design had anticipated. In this
case the data comes from an
MR scanner
Terima kasih
7