penggunaan persamaan difusi nonlinier dan deteksi tepi canny

advertisement
Seminar Sistem Informasi Indonesia (SESINDO2010) – ITS, Surabaya 4 Desember 2010
PENGGUNAAN PERSAMAAN DIFUSI NONLINIER DAN
DETEKSI TEPI CANNY UNTUK SEGMENTASI CITRA
MELANOMA
Bilqis Amaliah1 , Dwi Lailatul W2, Anny Yuniarti3, Isye Arieshanti 4, Chastine Fatichah5 ,M. Rahmat Widyanto6
1
Teknik Informatika, Fakultas Teknologi Informasi, ITS
2
Fakultas Ilmu Komputer, Universitas Indonesia
email : [email protected] ,[email protected], [email protected], [email protected],
[email protected], [email protected]
ABSTRAKSI
Segmentasi citra melanoma adalah pemisahan antara melanoma dengan kulit yang sehat.
Segmentasi ini merupakan langkah awal yang sangat penting yang akan menentukan hasil akhir diagnosis
kanker kulit. Suatu metode segmentasi yang dapat mengekstraksi karakter yang penting dari sebuah citra
melanoma akan dapat membantu para ahli penyakit kulit dalam mendiagnosis apakah suatu luka pada
kulit merupakan melanoma atau tidak. Oleh karena itu, diperlukan metode segmentasi yang akurat dan
efisien untuk citra melanoma.
Dalam beberapa tahun terakhir sudah banyak terdapat metode-metode yang digunakan untuk
melakukan segmentasi melanoma. Namun hanya beberapa dari metode tersebut yang dapat melakukan
segmentasi melanoma yang mengandung noise. Selain itu sebagian besar metode menambahkan langkahlangkah pada pre-processing yang juga berarti menambah cost dari algoritma yang digunakan.
Termotivasi oleh hal tersebut, dalam makalah ini akan diimplementasikan sebuah metode baru
pendeteksi tepi melanoma untuk citra melanoma yang mengandung noise (misalnya terdapat pasir atau
terdapat banyak rambut).
Metode yang diimplementasikan dibagi menjadi dua tahap. Tahap pertama adalah tahap smoothing,
yaitu penerapan Persamaan Difusi Nonlinear. Tahap kedua adalah deteksi tepi canny pada citra yang telah
di smoothing. Tujuan dari persamaan difusi nonlinier adalah untuk mendapatkan citra yang halus, yaitu
menghilangkan noise dan rambut, sehingga tidak akan mendeteksi tepi-tepi yang salah. Akurasi dari
metode ini adalah 0,474 sedangkan akurasi untuk metoda canny asli adalah 0.057
Kata kunci : Segmentasi, Canny edge detector, Nonlinear diffusion equation, kanker kulit, melanoma
Penyakit Kanker Kulit adalah suatu
penyakit yang ditandai dengan pertumbuhan
sel-sel kulit yang tidak terkendali, dapat
merusak jaringan di sekitarnya dan mampu
menyebar ke bagian tubuh yang lain. Penyakit
kanker kulit dapat digolongkan menjadi 2 jenis
yaitu benign/kanker jinak dan maligna/ kanker
ganas. Kanker benign berkembang biak secara
teratur dan membuat sekumpulan sel yang mirip
sel aslinya. Berbeda dengan kanker maligna
yang berkembang biak menjadi bentuk yang
tidak beraturan dan dengan cepat menyerang
jaringan sel lainnya, sehingga disebut kanker
ganas. Maligna sendiri dapat dibagi menjadi 3
jenis yaitu karsinoma, adenokarsinoma dan
melanoma.
Dari ketiga jenis kanker maligna,
melanoma adalah yang paling ganas dan paling
berpotensi menyebabkan kematian. Sel kanker
ini tumbuh dari melanosit, yaitu sel kulit yang
berfungsi menghasilkan zat warna melanin.
Kanker ini dicirikan dengan ABCD, yaitu A=
PENDAHULUAN
Jumlah penyakit kanker kulit dewasa
ini cenderung mengalami peningkatan, terutama
di kawasan Amerika, Australia dan Inggris.
Penyebab kanker kulit yang paling utama adalah
sinar ultraviolet (UV) dari matahari. Sinar UV
yang berhasil masuk ke kulit bagian dermis
merusak DNA sel kulit. Berdasarkan beberapa
penelitian, mereka orang-orang kulit putih yang
lebih banyak menderita jenis kanker kulit ini.
Hal tersebut diprediksikan sebagai akibat
seringnya mereka terkena cahaya matahari.
Padahal orang yang warna kulitnya lebih terang
(putih) jumlah pigmen warna kulitnya (melanin)
sedikit sehingga perlindungan kulit terhadap
sinar UV sangat kurang. Di Indonesia penderita
kanker
kulit
terbilang
sangat
sedikit
dibandingkan ke-3 negara tersebut, namun
demikian kanker kulit perlu dipahami karena
selain menyebabkan kecacatan (merusak
penampilan) juga pada stadium lanjut dapat
berakibat fatal bagi penderita.
55
Seminar Sistem Informasi Indonesia (SESINDO2010) – ITS, Surabaya 4 Desember 2010
Asimetrik, bentuknya tak beraturan. B= Border
atau pinggirannya juga tidak rata. C= Color atau
warnanya yang bervariasi dari satu area ke area
lainnya. Bisa kecoklatan sampai hitam. Bahkan
dalam kasus tertentu ditemukan berwarna putih,
merah dan biru. D= Diameternya lebih besar
dari 6 mm. Pada stadium lanjut kanker ini
menjadi
kanker
malignan
karena
kemungkinannya yg tinggi dalam berkembang
biak dan menyerang organ-organ lainnya.
Deteksi kanker melanoma pada tahap awal
dapat menambah harapan hidup pasien secara
signifikan. Oleh karena itu, deteksi awal kanker
melanoma sangatlah penting.
Beberapa karakter fisik seperti bentuk,
tepi, warna dan tekstur dapat membantu ahli
penyakit kulit dalam diagnosis kanker
melanoma. Ketidakteraturan tepi kanker kulit
adalah faktor yang paling penting dalam
diagnosis awal melanoma. Untuk mendapatkan
karakter penting tersebut digunakan metode
segmentasi terhadap citra melanoma. Tantangan
terbesar bagi para peneliti adalah menemukan
metode segmentasi citra yang efisien dan pasti.
Dari penelitian yang sudah ada sebelumnya
diungkapkan bahwa para ahli penyakit kulit
mengalami kesulitan ketika menggambarkan
tepi dari kanker kulit terutama saat perbedaan
antara kanker kulit dan kulit normal
disekitarnya sangat halus.
Dalam beberapa tahun terakhir sudah
banyak terdapat metode utuk melakukan
segementasi citra melanoma. Namun hanya
beberapa dari metode tersebut yang dapat
melakukan segmentasi terhadap citra yang
mengandung noise. Termotivasi oleh masalah
tersebut,dalam penelitian ini diimplementasikan
sebuah metode segmentasi baru citra melanoma
berbasis Persamaan Difusi Nonlinier dan
deteksi tepi canny untuk citra melanoma yang
sedikit atau banyak mengandung noise
dimana:
Difusi yang seimbang pada citra daerah
homogen yaitu dimana g ~ 1 memungkinkan
untuk di smoothing lebih banyak dalam
hubunganya dengan daerah tepi dimana g ~ 0.
Hal ini didaptkan dari batasan yang diajukan
dalam penelitian ini yaitu (1-g).
Implementasi Numerik
Solusi numerik dari persamaan pada
model ini didapatkan dengan metode yang
berbeda. Citra direpresentasikan oleh matrik N
X M. Diasumsikan ‫ ݆݅ݑ‬menunjukkan nilai
intesitas citra u pada piksel (‫ ݅ݔ‬ǡ ‫ ) ݆ݕ‬dengan i =
1,2,...,N dan j = 1,2,...,M. Persamaan
mendapatkan citra berubah pada waktu ‫ ݊ݐ‬ൌ
݊ο‫ ݐ‬dengan n = 1,2,.....Jadi notasi untuk
‫ݑ‬ሺ‫ ݅ݔ‬ǡ ‫ ݆ݕ‬ǡ ‫ ݊ݐ‬ሻ dengan ‫݆݊݅ݑ‬
Jika diasumsikan L(u) adalah:
L(u)
(11)
‫ݑ׏‬
ൌ ݃ ȁ‫ݑ׏‬ȁ݀݅‫ ݒ‬ቀȁ‫ ݑ׏‬ȁቁ െ ߣሺͳ െ ݃ሻሺ‫ ݑ‬െ ݈ሻǡ
Maka dapat dituliskan ‫ݐݑ‬ൌL(u). Dan
dengan metode Euler persamaan tersebut
menjadi:
‫݆݊݅ݑ‬൅ͳ ൌ ‫ ݆݊݅ݑ‬+ Dt Lሺ‫ ݆݊݅ݑ‬ሻ
(12)
Dengan ‫ Ͳ݆݅ݑ‬ൌ ‫ܫ‬൫‫ ݅ݔ‬ǡ ‫ ݆ݕ‬൯
Pada Penelitian ini diajukan model
difusi baru yaitu model dari Barcelos dkk [1].
Model ini juga merupakan modifikasi dari
model-model yang telah dijelaskan sebelumnya.
Dalam model ini diusulkan persamaan untuk
mengeliminasi atau menghilangkan noise dan
mendeteksi tepi objek pada sebuah citra dimana
hanya ada 2 parameter yang saling terkait dan
bergantung pada citra tersebut. Perbaikan citra I
ditujukan pada persamaan berikut ini:
‫ݑ׏‬
Persamaan Difusi ȁ‫ݑ׏‬ȁ݀݅‫ ݒ‬ቀȁ‫ݑ׏‬ȁቁ menjadi:
‫ݑ׏‬
ȁ‫ݑ׏‬ȁ݀݅‫ ݒ‬ቀ ቁ ൌ ȁ‫ ݑ׏‬ȁ
‫ݑ׏‬
‫ ݐݑ‬ൌ ݃ȁ‫ݑ׏‬ȁ݀݅‫ ݒ‬ቀȁ‫ ݑ׏‬ȁቁ െ ߣሺͳ െ ݃ሻሺ‫ ݑ‬െ
(10)
‫ݑ‬ሺ‫ݔ‬ǡ Ͳሻ ൌ ‫ܫ‬ሺ‫ݔ‬ሻǡ
‫߲߳ݔ‬Ωǡ ‫ ݐ‬൐ Ͳǡ
݃ = ݃ሺȁ‫ݑ כ ߪܩ׏‬ȁሻ
‫ܫ‬ሺ‫ݔ‬ሻ ൌoriginal image
‫ݑ‬ሺ‫ݔ‬ǡ ‫ݐ‬ሻ
=
image
yang
telah
dismoothing pada skala t
ߣ = sebuah parameter
ሺ‫ ݑ‬െ ݈ሻ = batasan yang disarankan oleh
Nordstorm
ሺͳ െ ݃ሻ = batasan yang diajukan oleh
Barceloz
PERSAMAAN DIFUSI NONLINIER
݈ǡ‫߳ݔ‬Ωǡ‫ݐ‬൐Ͳǡ
߲‫ݑ‬
ȁ ൌ Ͳǡ
߲݊ Ω
‫߳ݔ‬Ω ‫ܴ ؿ‬
56
‫ ݕݕ ݑ ʹݔ ݑ‬െʹ‫ ݕݔ ݑ ݕ ݑ ݔ ݑ‬൅‫ݔݔ ݑ ʹݕ ݑ‬
‫ ʹݔ ݑ‬൅‫ʹݕ ݑ‬
(13)
Turunan pada persamaan (13) diperoleh dengan:
‫݅ݑ‬൅ͳǡ݆ െ ‫݅ݑ‬െͳǡ݆ ‫ ݔݑ‬൫‫ ݅ݔ‬ǡ ‫ ݆ݕ‬൯ ൎ ʹ݄
‫݅ݑ‬ǡ݆ ൅ͳ െ ‫݅ݑ‬ǡ݆ െͳ ൫‫ݔ‬
൯
‫ ݅ ݕݑ‬ǡ ‫ ݆ݕ‬ൎ ʹ݄
‫݅ݑ‬൅ͳǡ݆ െ ʹ‫ ݆݅ݑ‬൅ ‫݅ݑ‬െͳǡ݆ ‫ ݔݔݑ‬൫‫ ݅ݔ‬ǡ ‫ ݆ݕ‬൯ ൎ ݄ʹ
‫݅ݑ‬ǡ݆ ൅ͳ െ ʹ‫ ݆݅ݑ‬൅ ‫݅ݑ‬ǡ݆ െͳ ‫ ݕݕݑ‬൫‫ ݅ݔ‬ǡ ‫ ݆ݕ‬൯ ൎ ݄ʹ
Seminar Sistem Informasi Indonesia (SESINDO2010) – ITS, Surabaya 4 Desember 2010
‫ ݕݔݑ‬൫‫ ݅ݔ‬ǡ ‫ ݆ݕ‬൯ ൎ ‫݆݊݅ݑ‬൅ͳ ͳ
ሾ‫ݑ‬
െ ‫݅ݑ‬൅ͳǡ݆ െͳ
Ͷ݄ʹ ݅൅ͳǡ݆ ൅ͳ
െ ‫݅ݑ‬െͳǡ݆ ൅ͳ ൅ ‫݅ݑ‬െͳǡ݆ െͳ ሿ
dengan h=1, persamaan (13) menjadi:
ʹ
݊
݊
‫݅ݑ‬൅ͳǡ݆
െ ‫݅ݑ‬െͳǡ݆
݊
݊
݊
‫ۍ‬
‫ې‬
ቆ
ቇ ൫‫݅ݑ‬ǡ݆
൅ͳ Ȃ ʹ‫ ݆݅ݑ‬൅ ‫݅ݑ‬ǡ݆ െͳ ൯
ʹ
‫ێ‬
‫ۑ‬
ʹ
ʹ Ȃ
‫ێ‬
‫ۑ‬
݊
݊
݊
݊
‫ݑ‬
െ ‫݅ݑ‬െͳǡ݆
െ ‫݅ݑ‬ǡ݆ െͳ
‫ݑ‬
‫ێ‬
‫ۑ‬
ቇ ൅ ቆ ݅ǡ݆ ൅ͳ
ቇ
ቆ ݅൅ͳǡ݆
ʹ
ʹ
‫ێ‬
‫ۑ‬
݊
݊
݊
݊
݊
݊
݊
݊
‫݅ݑ ێ‬൅ͳǡ݆
െ ‫݅ݑ‬െͳǡ݆
െ
‫ݑ‬
െ
‫ݑ‬
െ
‫ݑ‬
൅
‫ݑ‬
‫݅ݑ‬ǡ݆
‫ݑ‬
݅ǡ݆ െͳ
݅൅ͳǡ݆ െͳ
݅െͳǡ݆ ൅ͳ
݅െͳǡ݆ െͳ ‫ۑ‬
ቇ ቆ ൅ͳ
ቇ ቆ ݅൅ͳǡ݆ ൅ͳ
ቇ‫ۑ‬
‫ ʹێ‬ቆ
ʹ
ʹ
Ͷ
݊
݊ ‫ێ‬
‫ۑ‬
ൌ ‫ ݆݅ݑ‬൅ ο‫ݐ‬ሺ݆݃݅
ʹ
ʹ
݊
݊
݊
݊
‫݅ݑ‬ǡ݆
െ ‫݅ݑ‬െͳǡ݆
‫݅ݑ‬൅ͳǡ݆
‫ێ‬
‫ۑ‬
൅ͳ െ ‫݅ݑ‬ǡ݆ െͳ
ቇ ൅ቆ
ቇ
ቆ
‫ێ‬
‫ۑ‬
ʹ
ʹ
‫ێ‬
‫ۑ‬
ʹ
݊
݊
‫݅ݑ‬ǡ݆
൅ͳ െ ‫݅ݑ‬ǡ݆ െͳ
‫ێ‬
‫ۑ‬
݊
݊
݊
ቆ
ቇ ൫‫݅ݑ‬൅ͳǡ݆ Ȃ ʹ‫ ݆݅ݑ‬൅ ‫݅ݑ‬െͳǡ݆ ൯
ʹ
‫ێ‬
‫ۑ‬
൅
‫ێ‬
‫ۑ‬
ʹ
ʹ
݊
݊
݊
݊
‫݅ݑ‬ǡ݆ ൅ͳ െ ‫݅ݑ‬ǡ݆ െͳ
‫݅ݑ‬൅ͳǡ݆ െ ‫݅ݑ‬െͳǡ݆
‫ێ‬
‫ۑ‬
ቇ ൅ቆ
ቇ
ቆ
ʹ
ʹ
‫ۏ‬
‫ے‬
െ ߣሺͳ െ ݆݃݅݊ ሻሺ‫ ݆݊݅ݑ‬െ ‫ Ͳ݆݅ݑ‬ሻሻ
dengan batasan:
DETEKSI TEPI CANNY
Tujuan dari deteksi tepi pada umumnya
adalah mengurangi jumlah data dalam sebuah
citra
secara
signifikan,
sekaligus
mempertahankan sifat-sifat struktural citra yang
akan digunakan untuk pengolahan citra lebih
jauh. Terdapat banyak algoritma untuk
mendeteksi tepi, salah satunya adalah algoritma
yang dikembangkan oleh John F. Canny (JFC)
pada tahun 1986 [5]. Meskipun sudah cukup
lama, algoritma ini telah menjadi salah satu
standar metode deteksi tepi yang masih
digunakan dalam penelitian. Tujuan dari JFC
adalah untuk mengembangkan sebuah algoritma
yang optimal yang sesuai dengan kriteria
berikut ini:
1. Deteksi: Probabilitas untuk mendeteksi
titik tepi yg sebenarnya harus
dimaksimalkan sementara probabilitas
untuk mendeteksi titik-titik yang bukan
tepi harus diminimalkan, Hal ini terkait
dengan memaksimalkan rasio signalto-noise (SNR).
2. Pelokalan: Tepi yang terdeteksi harus
sedekat mungkin dengan tepi yang
sebenarnya.
3. Jumlah respon: satu tepi yang
sebenarnya
tidak
boleh
tidak
menghasilkan lebih dari satu tepi yang
terdeteksi.
Dengan formula matematika JFC tentang
kriteria tersebut, Canny Edge Detector dapat
݊
݊
݊
݊
݊
݊
‫݆Ͳݑ‬
ൌ ‫݆ͳݑ‬
ǡ ‫݆ܰݑ‬
ൌ ‫ܰݑ‬െͳ݆
ǡ ݀ܽ݊‫Ͳ݅ݑ‬
ൌ ‫ܰͳݑ‬
݊
ൌ ‫ܰͳݑ‬െͳ
Fungsi ݆݃݅݊ diberikan oleh:
ͳ
݆݃݅݊ ൌ ͳ൅ȁ‫׏‬ሺ‫ܩ‬
ʹ
ߪ ‫ ݑכ‬ሻȁ
(15)
Perhitungan numerik untuk ‫ ݆݊݅ݑ כ ߪܩ‬diberikan
oleh persamaan berikut ini:
‫ ݆݊݅ݑ כ ߪܩ‬ൌ ͳ
݊
ሼ‫ ܩ‬ሺͳǡͳሻ‫݅ݑ‬െͳǡ݆
െͳ
͵͸ ߪ
݊
൅ ‫ ߪܩ‬ሺെͳǡͳሻ‫݅ݑ‬൅ͳǡ݆
െͳ
݊
൅ ‫ ߪܩ‬ሺͳǡ െͳሻ‫݅ݑ‬െͳǡ݆
൅ͳ
݊
൅ ‫ ߪܩ‬ሺെͳǡ െͳሻ‫݅ݑ‬൅ͳǡ݆
൅ͳ
݊
൅ ͳ͸‫ ߪܩ‬ሺͲǡͲሻ‫݅ݑ‬ǡ݆
݊
൅ Ͷሾ‫ ߪܩ‬ሺͲǡͳሻ‫݅ݑ‬ǡ݆
െͳ
݊
൅ ‫ ߪܩ‬ሺͳǡͲሻ‫݅ݑ‬െͳǡ݆
݊
൅ ‫ ߪܩ‬ሺെͳǡͲሻ‫݅ݑ‬൅ͳǡ݆
݊
൅ ‫ ߪܩ‬ሺͲǡ െͳሻ‫݅ݑ‬൅ͳǡ݆
൅ͳ ሿሽ
ͳ
dimana ‫ ߪܩ‬ሺ‫ݔ‬ǡ ‫ݕ‬ሻ ൌ ʹߨߪ ʹ ݁
‫ ʹ ݔ‬൅‫ʹ ݕ‬
ʹߪ ʹ
.
Dengan asumsi U = ‫ ݆݊݅ݑ כ ߪܩ‬, didapatkan:
ȁ‫׏‬ሺ‫ݑ כ ߪܩ‬ሻȁʹ ൌ ȁȁʹ ൌ ൬
൬
݊
݊
ܷ݅ǡ݆
൅ͳ െܷ݅ǡ݆ െͳ
ʹ
൰
ʹ
(17)
݊
݊
ܷ݅൅ͳǡ݆
െܷ݅െͳǡ݆
ʹ
ʹ
൰ ൅
57
SESINDO 2010-Jurusan Sistem Informasi ITS
menggunakan template sebanyak delapan
yang mewakili 8 arah sehingga orientasi
edge dapat ditunjukkan oleh template
dengan respon magnitudo terbesar.
Untuk langkah ini, algoritma Canny
menggunakan Operator Sobel. Kernel
yang digunakan untuk menentukan gradien
pada arah x dan y ditunjukkan pada
persamaan (18).
memberikan hasil optimal untuk tepi pada kelas
tertentu.
Algoritma Canny Edge Detector
Algoritma Canny secara umum memiliki
langkah-langkah sebagai berikut :
a. Penghalusan (Smoothing)
Tidak dapat dipungkiri bahwa citra yang
diambil dari sebuah kamera akan
mengandung beberapa noise. Untuk
mencegah kesalahan deteksi tepi karena
noise, maka noise tersebut harus dikurangi.
Hal ini dapat dilakukan dengan proses
smoothing atau juga disebut filtering.
Oleh karena itu pertama kali harus
dilakukan smoothing pada citra.Biasanya
teknik yang digunakan pada tahap ini
adalah filter Gaussian. Proses filter
Gaussian dapat dilakukan terhadap citra
secara keseluruhan (hasil akhir berupa 1
citra baru), atau dilakukan terpisah (hasil
akhir berupa dua buah citra yaitu blur
horizontal dan vertikal). Contoh hasil
smoothing menggunakan filter Gaussian
dengan ߪ ൌ ͳǡͶ ditunjukkan pada Gambar
1
െͳ
‫ ܺܩܭ‬ൌ ൥െʹ
െͳ
ͳ
ʹ
ͳ
൥ Ͳ
Ͳ
Ͳ൩
െͳ െʹ െͳ
Ͳ ͳ
Ͳ ʹ൩
Ͳ ͳ
(18)
‫ ܻܩܭ‬ൌ
Besarnya gradien yang juga disebut
sebagai kekuatan edge dapat ditentukan
sebagai
jarak
Euclidean
dengan
menerapkan Hukum Pythagoras seperti
pada persamaan (19). Hal ini terkadang
disederhanakan dengan menerapkan jarak
Manhattan seperti yang ditunjukkan pada
persamaan (20) untuk mengurangi
kompleksitas komputasi.
ȁ‫ ܩ‬ȁ ൌ ඥ‫ ʹݔܩ‬൅ ‫ʹݕܩ‬
(19)
ȁ‫ ܩ‬ȁ ൌ ȁ‫ ݔܩ‬ȁ ൅ ȁ‫ ݕܩ‬ȁ
(20)
dimana: ‫ ݔܩ‬dan ‫ ݕܩ‬adalah gradien
pada arah x dan y
Jarak Euclidean telah diterapkan pada
citra uji coba. Kekuatan tepi yang telah
dihitung dibandingkan dengan citra hasil
smoothing pada Gambar 2.x
Gambar 1. Hasil filter Gaussian terhadap
citra original
b. Menghitung Potensi Gradien Citra
Gradien merupakan operator yang
paling mendekati definisi dari sebuah
edge. Oleh sebab itu dalam kuliah
pengolahan citra, operator berbasis turunan
menjadi materi pengantar.Pada langkah
menghitung potensi gradien citra ada dua
buah informasi yang dibutuhkan yaitu
kekuatan edge (edge strength/magnitude),
dan
arah
edge
(edge
direction/orientation).
Ada dua buah operator yang dapat
digunakan untuk menetukan potensi
gradien ini, yaitu Operator Sobel dan
Operator Kirsch. Kedua operator ini
mewakili dua buah pendekatan yang
memiliki landasan ide yang berbeda dalam
menghitung gradien. Operator Sobel
memanfaatkan dua buah template edge
pada dua arah tegak lurus (horizontal dan
vertikal) dan menghitung arah edge dari
arctangent kedua nilai tersebut. Lain
halnya dengan Operator Kirsch yang
Gambar 2. Citra Gradient Magnitude
Pada gambar tersebut terlihat jelas
bahwa citra gradien (b) telah menunjukkan
tepinya dengan cukup jelas. Namun
demikian, tepi-tepi tersebut terlalu lebar
sehingga tidak menunjukkan dimana
tepatnya tepi-tepinya. Untuk mengatasi hal
tersebut, arah tepi harus ditentukan dengan
menggunakan persamaan(21)
58
SESINDO 2010-Jurusan Sistem Informasi ITS
ߠ ൌ ܽ‫ ݊ܽݐܿݎ‬ቀ
(21)
c.
ȁ‫ ݕܩ‬ȁ
ȁ‫ ݔܩ‬ȁ
High-Threshold (thresholding umum) atau
(di sini kaidah tambahannya) jika piksel
tersebut memiliki intensitas kekuatan edge
yang lebih besar dari Low-Threshold dan
terhubung dengan piksel yang nilainya
lebih besar dari High-Threshold. Untuk
menentukan keterhubungan suatu piksel
dengan piksel lainnya digunakan teknik
yang dinamakan edge-linking yang pada
dasarnya sama dengan flood-fill (di kuliah
grafika).
ቁ
Non-Maximal Suppression
Non-maximal supression adalah
membuang potensi gradien di suatu piksel
dari kandidat edge jika piksel tersebut
bukan merupakan maksimal lokal pada
arah edge di posisi piksel tersebut (di
sinilah arah gradien diperlukan). Tujuan
dari langkah ini adalah untuk mengubah
tepi yang “kabur” pada citra gradien
menjadi tepi yang “tajam”. Berikut ini
adalah
langkah-langkah
Nonmaximal supression:
- Untuk setiap piksel (x,y), tentukan arah
gradien terdekat sesuai dengan arah 8
ketetanggaan.
- Bandingkan besar gradien piksel (x,y)
dengan besar piksel pada titik dari dua
arah yg ditentukan pada langkah
sebelumnya.
- Jika besar gradien piksel (x,y) lebih
besar dari kedua titik tadi,maka piksel
tersebut dipertahankan. Tetapi jika
gradiennya lebih kecil dari salah satu saja
dari kedua titik tadi, maka piksel tersebut
dihapus.
contoh
citra
hasil
Non-Maximal
Suppression terdapat pada Gambar 2.8.
UJI COBA
Hasil Uji Coba Akurasi Metode Penelitian
Dan Metode Canny
Uji coba pada proses ini bertujuan
untuk mengevaluasi kinerja antara metode pada
Penelitian dan metode Canny. Metode Canny
adalah metode deteksi tepi citra yang
menggunakan Gaussian Filtering. Oleh karena
itu, pada uji coba ini akan ditunjukkan
perbandingan hasil akurasinya, yaitu pada Tabel
1
Dari hasil uji coba akurasi metode
Penelitian dan Metode Canny pada Tabel di atas
dapat dilihat bahwa Metode Penelitian, yang
merupakan modifikasi Metode Canny dengan
mengganti proses smoothingnya, memiliki nilai
akurasi yang lebih tinggi dibandingkan Metode
Canny yang asli. Jadi, dapat diambil kesimpulan
bahwa metode Penelitian ini lebih baik daripada
metode pembanding yaitu metode Canny.
Namun demikian, metode Penelitian ini masih
memiliki nilai akurasi yang kecil.
Berikut adalah antar muka aplikasi :
d. Hysteresis Thresholding
Hasil dari langkah non-maximal
suppression adalah citra yang berisi
kandidat edge serta intensitas dari
kekuatan edge di posisi piksel tersebut.
Langkah terakhir adalah thresholding atau
klasifikasi tiap piksel apakah termasuk
dalam kategori piksel edge atau tidak.
Pada tahap ini bisa saja menggunakan
threshold yang berdasarkan pada satu nilai
tertentu. Namun pemilihan threshold yang
hanya menggunakan satu nilai ini memiliki
keterbatasan yaitu adanya kemungkinan
piksel yang hilang padahal sebetulnya
meruapakan piksel edge (false-negative)
ataupun dimasukkannya piksel yang
sebetulnya merupakan noise sebagai piksel
edge (false-positive). Oleh sebab itu dalam
melakukan klasifikasi tidak hanya
diperlukan intensitas dari kekuatan edge
sebagai pertimbangan namun juga topologi
(keterhubungan antar-piksel) lokal dari
piksel tersebut.
Sederhananya hysteresis thresholding
adalah klasifikasi dengan dua buah nilai
High-threshold dan Low-Threshold. suatu
piksel disahkan sebagai piksel edge jika
nilainya lebih besar atau sama dengan
Gambar 3. Antar Muka Aplikasi
Hasil segmentasi untuk fig_1.jpg :
Gambar 4. Segmentasi fig_1.jpg
Hasil segmentasi untuk fig_20.jpg :
59
SESINDO 2010-Jurusan Sistem Informasi ITS
6.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Barceloz, C.A.Z., Pires, V.B., 2009. An
Gambar 6. Segmentasi fig_20.jpg
Tabel 1. Nilai akurasi Metode Penelitian dan
Metode Canny
No
Citra
Metode
Metode
Penelitian
Canny
1
Fig_1.jpg
0.292
0.0662
2
Fig_2.jpg
0.451
0.0022
3
Fig_3.jpg
0.454
0.0047
4
Fig_4.jpg
0.389
0.0063
5
Fig_5.jpg
0.521
0.0022
6
Fig_6.jpg
0.260
0.100
7
Fig_7.jpg
0.158
0.0216
8
Fig_8.jpg
0.877
0.0856
9
Fig_9.jpg
0.241
0.0025
10
Fig_10.jpg
0.231
0.0280
11
Fig_11.jpg
0.354
0.0020
12
Fig_12.jpg
0.272
0.0380
13
Fig_13.jpg
0.87
0.0270
14
Fig_14.jpg
0.612
0.0273
15
Fig_15.jpg
0.136
0.0289
16
Fig_16.jpg
0.283
0.2112
17
Fig_17.jpg
0.229
0.2753
18
Fig_18.jpg
0.119
0.0243
19
Fig_19.jpg
0.418
0.2246
20
Fig_20.jpg
0.278
0.0957
21
Fig_21.jpg
0.210
0.0106
22
Fig_22.jpg
0.251
0.1182
23
Fig_23.jpg
0.488
0.0590
24
Fig_24.jpg
0.300
0.0051
25
Fig_25.jpg
0.208
0.0043
26
Fig_26.jpg
0.263
0.0065
27
Fig_27.jpg
0.240
0.0024
28
Fig_28.jpg
0.409
0.0085
29
Fig_29.jpg
0.313
0.0184
30
Fig_30.jpg
0.676
0.2052
Rata-rata
0.474
0.057
KESIMPULAN
a.
b.
Kombinasi antara metode Nonlinier
Diffusion Equation dan metode Canny
dapat digunakan untuk segmentasi pada
citra melanoma untuk mendapatkan bagian
tepi dari objek melanoma pada sebuah citra.
Penggunaan Nonlinier Diffusion Equation
dalam proses smoothing
citra dapat
memberikan hasil yang baik apabila
digunakan nilai-nilai parameter yang tepat.
60
Automatic Based Nonlinear Diffusion
Equation Scheme for Skin Lesion
Segmentation. Science Direct on Applied
Mathematics and Computation 215(2009),
251-261.
[2] Mrazek, Pavel, 2001. Nonlinear Diffusion
for Image Filtering and Monotonicity
Enhancement
[3] http://www.dermatlas.com/derm/
[4] J.Balck, Michael, Sapiro, Guilermo, 2009.
Robust Anisotropic Diffusion. IEEE on
Image Processing Canny, J., 1986. A
Computational
Approach to Edge
Detection. IEEE Transactions on Pattern
Analysis Machine Intelligence 8 (6), 679698.
Download