Computer Vision

Selamat datang kembali di NephilimVx kali ini saya akan menjelaskan sebuah materi tentang Computer Vision sekaligus materi ini sebagai prasyarat kuliah online saya di kampus Universitas Budi Luhur Matakuliah Metodologi Riset Kelompok SI.

Dibuat Atas Nama :
NIM : 1612501468
Nama : M.Febriyan Dwiki Prayoga
Matakuliah : Metodologi Riset
Kelompok : SI
Dosen : Dr. Achmad Solichin, S.Kom., M.T.I

Pengertian Computer Vision

Computer Vision adalah bidang yang mencakup metode untuk memperoleh, mengolah, menganalisis, dan memahami data visual seperti gambar dan video.

Menurut beberapa definisi dan istilah tentang Computer Vision :

Computer Vision didefinisikan sebagai salah satu cabang ilmu pengetahuan yang mempelajari bagaiamana komputer dapat mengenali obyek yang diamati / diobservasi.
Computer Vision adalah kombinasi antara Pengolahan Citra dan Pengenalan Pola.
Konsep dasar yang melandasi computer vision adalah computer becomes seeing machines, menjadikan komputer sebagai mesin yang mampu menangkap informasi visual yang ada di lingkungannya.
Tujuan utama dari Computer Vision adalah agar komputer atau mesin dapat meniru kemampuan perseptual mata manusia dan otak, atau bahkan dapat mengunggulinya untuk tujuan tertentu.
Computer Vision adalah ilmu dan teknologi mesin yang melihat, di mana mesin mampu mengekstrak informasi dari gambar yang diperlukan untuk menyelesaikan tugas tertentu.

Lalu Cabang ilmu ini bersama Artificial Intelligence / (Intelijensia Semu) akan mampu menghasilkan sebuah Visual Intelligence System / (sistem intelijen visual). Perbedaannya adalah Computer Vision lebih mempelajari bagaimana komputer dapat mengenali obyek yang diamati / diobservasi.

Namun, komputer grafika lebih ke arah pemanipulasian gambar (visual) secara digital. Bentuk sederhana dari grafika komputer adalah grafika komputer 2D yang kemudian berkembang menjadi grafika komputer 3D, Pemprosesan Citra (image processing), dan Pengenalan Pola (pattern recognition). Grafika komputer sering dikenal juga dengan istilah Visualisasi Data.

Aplikasi yang dihasilkan Computer Vision

Beberapa aplikasi yang dihasilkan dari Computer Vision antara lain :

1. Robotic – navigation and control
2. Medical Image Analysis – measurement and interpretation of many types of images
3. Industrial Inspection – measurement, fault checking, process control
4. Optical Character Recognition – text reading
5. Remote Sensing – land use and environmental monitoring
6. Psychology, AI – exploring representation and computation in natural vision

Bagian/Part dari Computer Vision

ada 2 bagian antara lain :

Pengolahan Citra (Image Processing)

merupakan bidang yang berhubungan dengan proses transformasi citra/gambar (image). Proses ini bertujuan untuk mendapatkan kualitas citra yang lebih baik.

Pengenalan Pola (Pattern Recognition)

Bidang ini berhubungan dengan proses identifikasi obyek pada citra atau interpretasi citra. Proses ini bertujuan untuk mengekstrak informasi/pesan yang disampaikan oleh gambar/citra.

Hubungan dari kedua kombinasi ini dapat dilihat pada gambar berikut :

Fungsi/Proses pada Computer Vision

Untuk menunjang tugas Computer Vision, terdapat beberapa fungsi pendukung ke dalam sistem ini, yaitu :

Proses penangkapan citra (Image Acquisition)

Image Acqusition pada manusia dimulai dengan mata, kemudian informasi visual diterjemahkan ke dalam suatu format yang kemudian dapat dimanipulasi oleh otak.
Senada dengan proses di atas, computer vision membutuhkan sebuah mata untuk menangkap sebuah sinyal visual.
Umumnya mata pada computer vision adalah sebuah kamera video.
Kamera menerjemahkan sebuah scene atau image.
Keluaran dari kamera adalah berupa sinyal analog, dimana frekuensi dan amplitudonya (frekuensi berhubungan dengan jumlah sinyal dalam satu detik, sedangkan amplitudo berkaitan dengan tingginya sinyal listrik yang dihasilkan) merepresentasikan detail ketajaman (brightness) pada scene.
Kamera mengamati sebuah kejadian pada satu jalur dalam satu waktu, memindainya dan membaginyamenjadi ratusan garis horizontal yang sama.
Tiap‐tiap garis membuat sebuah sinyal analog yang amplitudonya menjelaskan perubahan brightness sepanjang garis sinyal tersebut.
Kemudian sinyal listrik ini diubah menjadi bilangan biner yang akan digunakan oleh komputer untuk pemrosesan.
Karena komputer tidak bekerja dengan sinyal analog, maka sebuah analog‐to‐digital converter (ADC), dibutuhkan untuk memproses semua sinyal tersebut oleh komputer.
ADC ini akan mengubah sinyal analog yang direpresentasikan dalam bentuk informasi sinyal tunggal ke dalam sebuah aliran (stream) sejumlah bilangan biner.
Bilangan biner ini kemudian disimpan di dalam memori dan akan menjadi data raw yang akan diproses.

Proses pengolahan citra (Image Processing)

Tahapan berikutnya computer vision akan melibatkan sejumlah manipulasi utama (initial manipulation) dari data binary tersebut.
Image processing membantu peningkatan dan perbaikan kualitas image, sehingga dapat dianalisa dan di olah lebih jauh secara lebih efisien.
Image processing akan meningkatkan perbandingan sinyal terhadap noise (signal‐to‐noise ratio = s/n).
Sinyal‐sinyal tersebut adalah informasi yang akan merepresentasikan objek yang ada dalam image.
Sedangkan noise adalah segala bentuk interferensi, kekurangpengaburan, yang terjadi pada sebuah objek.

Analisa data citra (Image Analysis)

Image analysis akan mengeksplorasi scene ke dalam bentuk karateristik utama dari objek melalui suatu proses investigasi.
Sebuah program komputer akan mulai melihat melalui bilangan biner yang merepresentasikan informasi visual untuk mengidentifikasi fitur‐fitur spesifik dan
karekteristiknya.
Lebih khusus lagi program image analysis digunakan untuk mencari tepi dan batas‐batasan objek dalam image.
Sebuah tepian (edge) terbentuk antara objek dan latar belakangnya atau antara dua objek yang spesifik.
Tepi ini akan terdeteksi sebagai akibat dari perbedaan level brightness pada sisi yang berbeda dengan salah satu batasnya.

Proses pemahaman data citra (Image Understanding)

Ini adalah langkah terakhir dalam proses computer vision, yang mana spesifik objek dan hubungannya diidentifikasi.
Pada bagian ini akan melibatkan kajian tentang teknik-teknik artificial intelligent.
Understanding berkaitan dengan template matching yang ada dalam sebuah scene.
Metoda ini menggunakan program pencarian (search program) dan teknik penyesuaian pola (pattern matching techniques).

Penerapan Computer Vision

Lalu implementasi/penerapan dari Compute Vision dalam berbagai bidang antara lain :

1. Bidang Pertahanan dan Keamanan (Militer)

Contohnya adalah deteksi tentara musuh atau kendaraan dan bimbingan rudal. Sistem lebih canggih untuk panduan mengirim rudal-rudal ke daerah daripada target yang spesifik dan pemilihan target yang dibuat ketika rudal mencapai daerah berdasarkan data citra diperoleh secara lokal.

Konsep modern militer, seperti “kesadaran medan perang”, menunjukkan bahwa berbagai sensor, termasuk sensor gambar, menyediakan kaya setinformasi tentang adegan tempur yang dapat digunakan untuk mendukung keputusan strategi. Dalam hal ini, pengolahan otomatis data yang digunakan untuk mengurangi kompleksitas dan informasi sekering dari sensor ganda untuk meningkatkan keandalan.

2. Bidang Didalam kendaraan Otonom

Contohnya adalah kendaraan otonom, yang meliputi submersibles, kendaraan darat (robot kecil dengan roda, mobil atau truk), kendaraan udara, dan kendaraan udara tak berawak (UAV). Tingkat berkisar otonomi dari sepenuhnya otonom (berawak) kendaraan untuk kendaraan di manasistem visi berbasis komputer mendukung driver atau pilot dalam berbagai situasi.

Sepenuhnya otonom kendaraan biasanya menggunakan visi komputer untuk navigasi, yakni untuk mengetahui mana itu, atau untuk menghasilkan peta lingkungan (SLAM) dan untuk mendeteksi rintangan. Hal ini juga dapat digunakan untuk mendeteksi peristiwa-peristiwa tugas tertentu yang spesifik, e. g., sebuah UAV mencari kebakaran hutan. Contoh sistem pendukung sistem peringatan hambatan dalam mobil, dan sistem untuk pendaratan pesawat otonom.

Beberapa produsen mobil telah menunjukkan sistem otonomi mengemudi mobil,tapi teknologi ini masih belum mencapai tingkat di mana dapat diletakkan di pasar. Adabanyak contoh kendaraan otonom militer mulai dari rudal maju, untuk UAV untuk misipengintaian atau bimbingan rudal. Ruang eksplorasi sudah dibuat dengan kendaraan otonom menggunakan visi komputer, e. g., NASA Mars Exploration Rover dan Rover ExoMars ESA.

3. Bidang Industri.

Kadang-kadang disebut visi mesin, dimana informasi ini diekstraksi untuk tujuan mendukung proses manufaktur. Salah satu contohnya adalah kendali mutu dimana rincian atau produk akhir yang secara otomatis diperiksa untuk menemukan cacat. Contoh lain adalah pengukuran posisi dan orientasi rincian yang akan dijemput oleh lengan robot. Mesin visi juga banyak digunakan dalam proses pertanian untuk menghilangkan bahan makanan yang tidak diinginkan dari bahan massal, proses yang disebut sortir optik.

4. Bidang pengolahan citra medis.

Daerah ini dicirikan oleh ekstraksi informasi dari data citra untuk tujuan membuat diagnosis medis pasien. Secara umum, data citra dalam bentuk gambar mikroskop, gambar X-ray, gambar angiografi, gambar ultrasonik, dan gambar tomografi. Contoh informasi yang dapat diekstraksi dari data gambar tersebut deteksi tumor, arteriosclerosis atau perubahan memfitnah lainnya.

Hal ini juga dapat pengukuran dimensi organ, aliran darah, dll. Area aplikasi ini juga mendukung penelitian medis dengan memberikan informasi baru, misalnya,tentang struktur otak, atau tentang kualitas perawatan medis.

5. Bidang Neurobiologi.

Contohnya adalah sistem biological vision. Selama abad terakhir, telah terjadi studi ekstensif dari mata, neuron, dan struktur otak dikhususkan untuk pengolahan rangsangan visualpada manusia dan berbagai hewan. Hal ini menimbulkan gambaran kasar, namun rumit, tentang bagaimana “sebenarnya” sistem visi beroperasi dalam menyelesaikan tugas -tugas visi tertentu yang terkait. Hasil ini telah menyebabkan subfield di dalam visi komputer di mana sistem buatanyang dirancang untuk meniru pengolahan dan perilaku sistem biologi, pada berbagai tingkat.

6. Bidang Industri Perfilman

Contohnya adalah semua efek-efek di dunia akting , animasi, dan penyotingan adegan film semua direkam dengan perangkat elektronik yang dihubungkan dengan komputer. Animasinya juga di kembangkan mempergunakan animasi yang dibuat dengan aplikasi komputer.Sebagai contoh film-film Hollywood berjudul TITANIC itu sebenarnya tambahananimasi untuk menggambarkan kapal raksasa yang pecah dan tenggelam, sehingga tampak menjadi seolah-olah mirip dengan kejadian nyata.

7. Bidang Kecerdasan Buatan.

Keterkaitan dengan perencanaan otonom atau musyawarah untuk sistem robotical untuk menavigasi melalui lingkungan. Pemahaman yang rinci tentang lingkungan ini diperlukan untuk menavigasi melalui mereka. Information about the environment could beprovided by a computer vision system, acting as a vision sensor and providing high-level information about the environment and the robot. Informasi tentang lingkungan dapatdiberikan oleh sistem visi komputer, bertindak sebagai sensor visi dan memberikan informasi tingkat tinggi tentang lingkungan dan robot.

Buatan kecerdasan dan visi lain berbagi topik komputer seperti pengenalan pola dan teknik pembelajaran. Akibatnya, visi komputer kadang-kadang dilihat sebagai bagian dari bidang kecerdasan buatan atau ilmu bidang komputer secara umum.

8. Bidang Pemrosesan Sinyal.

Banyak metode untuk pemrosesan sinyal satu-variabel, biasanya sinyal temporal,dapat diperpanjang dengan cara alami untuk pengolahan sinyal dua variabel atau sinyalmulti-variabel dalam visi komputer. Namun, karena sifat spesifik gambar ada banyak metode dikembangkan dalam visi komputer yang tidak memiliki mitra dalam pengolahan sinyal satu-variabel.

Sebuah karakter yang berbeda dari metode ini adalah kenyataan bahwa mereka adalah non-linear yang bersama-sama dengan dimensi-multi sinyal, mendefinisikan sub field dalam pemrosesan sinyal sebagai bagian dari visi komputer.

9. Bidang Fisika.

Fisika merupakan bidang lain yang terkait erat dengan Computer Vision. sistem Computer vision bergantung pada sensor gambar yang mendeteksi radiasi elektromagnetik yangbiasanya dalam bentuk baik cahaya tampak atau infra-merah sensor dirancang dengan mengunakan fisika solid-state. Proses di mana cahaya merambat dan mencerminkan off permukaan dijelaskan menggunakan optik. sensor gambar canggih bahkan meminta mekanika kuantum untuk memberikan pemahaman lengkap dari proses pembentukangambar. Selain itu, berbagai masalah pegukuran fisika dapat di atasi dengan menggunakanComputer Vision, untuk gerakan misalnya dalam cairan.

10. Bidang matematika murni.

Sebagai contoh, banyak metode dalam visi komputer didasarkan pada statistik, optimasi atau geometri. Akhirnya, bagian penting dari lapangan dikhususkan untuk aspek pelaksanaan visi komputer, bagaimana metode yang ada dapat diwujudkan dalam berbagai kombinasiperangkat lunak dan perangkat keras, atau bagaimana metode ini dapat dimodifikasi untuk mendapatkan kecepatan pemrosesan tanpa kehilangan terlalu banyak kinerja .

Video Computer Vision

Sumber Referensi :

Cari Blog Ini

NephilimVx

Computer Vision

Komentar

Posting Komentar