Persepsi Citra dan Warna

Penglihatan pada Manusia
Mata adalah sistem pencitra yang dimiliki oleh manusia. Cahaya yang di
pantulkan (atau dipancarkan) oleh sebuah benda ditangkap oleh mata melalui
suatu sistem biokamera dengan satu lensa. Di belakang lensa mata akan terjadi
bayangan terbalik karena sifat optik dari lensa. Selanjutnya bayangan ini
diubah menjadi sinyal-sinyal biolistrik oleh retina untuk disampaikan ke otak.
Akhirnya orang mendapatkan kesan melihat benda tersebut setelah otak
menangkap dan mengolah sinyal-sinyal tersebut.

Didalam mata manusia ada dua jenis fotoreseptor, yang dapat dibedakan dari
bentuknya, yaitu fotoreseptor berbentuk batang silinder (rods) dan yang
berbentuk kerucut (cones). Fotoreseptor batang ukurannya panjang dan tipis,
dan jumlahnya sangat banyak hingga mencapai 100 juta buah. Fungsi dari
fotoreseptor ini adalah untuk menangkap luminansi citra dan mampu
menangkap bayangan meskipun pencahayaannya rendah. Fotoreseptor kerucut
bersifat pendek dan tebal. Fotoreseptor ini dimampatkan di suatu daerah pada
pusat mata yang disebut fovea.

Mata manusia dapat melihat karena adanya pantulan cahaya dari benda.
Cahaya yang dapat ditangkap oleh mata manusia berada pada daerah optik
dengan rentang panjang gelombang 350-780 nm. Intensitas cahaya dinyatakan
sebagai sebaran energi I(λ) dan mata manusia sanggup beroperasi pada 10 orde
derajat luminansi.
Luminansi atau intensitas adalah suatu ukuran absolut, tidak bergantung pada
cahaya disekitarnya. Luminansi pada suatu titik dalam ruang L(x,y)
menyatakan sebaran energi pada titik tersebut untuk suatu jangkauan panjang
gelombang.

Kualitas suatu citra dapat diukur dengan dua cara, yaitu secara subyektif dan
secara obyektif. Dalam pengukuran subyektif, pengujian dilakukan oleh manusia
Persepsi Citra dan Warna-2dimana suatu tim penilai disajikan gambar yang sama kemudian diminta
memberikan skor pada gambar tersebut. Skala kualitas biasanya dalam rentang
1 sampai 5, berkaitan dengan citra yang memiliki kualitas: tidak memuaskan,
jelek, rata-rata, baik, dan sangat baik. Secara obyektif, citra diukur dari MSE
dan variasi nilai ini. Kelebihan teknik pengukuran ini dibandingkan dengan cara
subyektif adalah: sederhana, kurang bergantung opini individu dan mudah
ditangani secara matematis. Kekurangannya adalah nilai yang diperoleh tidak
selalu mencerminkan apa yg dilihat oleh mata manusia.
Disamping MSE, dua ukuran obyektif yang sering dipakai dalam pengolahan
citra adalah SNR dan PSNR. Nilai SNR dan PSNR disukai karena skornya
menunjukkan kualitas dari sinyal atau citra, artinya, citra dengan SNR atau
PSNR yang tinggi memiliki kualitas yang lebih baik dari pada yang memiliki
SNR atau PSNR rendah.

Rerpresentasi Warna

Warna yang dilihat mata bergantung pada kandungan spektral (komposisi
panjang gelombang), misalnya cahaya dengan kandungan spektral tinggi pada
daerah 700 nm akan menunjukkan warna merah. Jika semua gelombang dalam daerah cahaya tampak memiliki energi seragam, maka akan terlihat warna
putih.
Pada tahun 1802, Thomas Young menemukan bahwa sebarang warna dapat
dibentuk dengan mencampurkan 3 warna utama secara benar. Ada beberapa
cara menyatakan warna dalam citra dijital. Salah satu diantaranya adalah
sistem luminansi-krominansi (Gambar 2.3). Luminansi menunjukkan kecerahan,
sedangkan krominansi—yang terdiri dari hue dan saturasi, menentukan warna.
Hue menentukan “tone” dari warna (kemerahan, kehijauan dst) dan bergantung
pada puncak panjang gelombang. Saturasi menggambarkan warna murni dan
bergantung pada sebaran (lebar pita) dari spektrum cahaya.
Mata manusia memiliki tiga tipe fotoreseptor kerucut,masing-masing dengan
puncak sensitivitas bergantung λ. Spektra serapan Si(λ) dari fotoreseptor ini
memiliki puncak disekitar 450 nm (biru), 550 nm (hijau), dan 620 nm (kuning-
hijau). Sensasi warna yang digambarkan oleh tanggapan spektralnya. Gambar
2.4 menunjukkan blok diagram penangkapan cahaya berwarna oleh fotoreseptor
mata.
Sistem warna lain yang juga sering dipakai adalah CIE (Commision
Internationale de L’Eclairage/ komite internasional standard warna) yang
menyatakan warna dalam spektra primer RGB (Red-Green-Blue). Sumber
utama yang dipakai dalam sistem ini adalah cahaya monokromatis dengan
panjang gelombang 700 nm (merah), 546 nm (hijau), dan 435 nm (biru). Sinar
putih referensi memiliki spektrum datar dengan komposisi R=G=B=1.