PEWARNAAN CITRADisusun oleh : Dr. Lily Wulandari

Warna Citra

Dasar Warna

• Warna yang diterima oleh mata dari sebuah objek ditentukan oleh warna sinar yang dipantulkan oleh objek tersebut. Objek berwarnahijau karena objek tersebut memantulkan sinar hijau dengan panjanggelombang 450‐490 nanometer(nm).

• Warna sinar yang direspon oleh mata adalah sinar tampak (visible spectrum) dengan panjang gelombang berkisar dari 400nm(biru) sampai 700nm(merah).  

• Lihat gambar 1

Dasar Warna

• Warna‐warna yang diterima oleh mata merupakan hasil kombinasicahaya yang panjang gelombangnya berbeda. Penelitian menun‐jukkan: kombinasi warna yang memberikan rentang warna yang paling lebar adalah Red(R), Green(G), dan Blue(B). 

Gambar 1. Spektrum cahaya

Dasar Warna

• Ketiga warna tersebut dinamakan warna pokok (primaries), dan disingkat warna dasar RGB. 

• Warna‐warna lain dapat diperoleh dengan mencampurkan ketigawarna pokok tersebut dengan perbandingan tertentu, sesuai denganteori Young [1802] yang menyatakan bahwa sembarang warna dapatdihasilkan dari percampuran warna‐warna pokok C1, C2, dan C3 dengan persentase tertentu :

C = a C1 + b C2 + c C3

Dasar Warna

• Bila citra warna didigitasi, maka tiga buah filter digunakan untukmengekstraksi intensitas warna merah, hijau, dan biru, dan bilaketiganya dikombinasikan akan diperoleh persepsi warna. 

7

RGB color cube

Sistem koordinat dengan R, G, B sebagai sumbu/poros

Sumbu/poros Grayscale bergerak dari ( 0,0,0) sampai ( 1,1,1)

8

CMY color model

Sistem koordinat dengan C, M, Y sebagai sumbu/poros; Berguna untuk menjelaskan warna output untuk alat-alat hard-copy.Sumbu Grayscale bergerak dari (0,0,0) ke (1,1,1).Warna - substractive process.

Y

C

M Magenta Blue

Black

Cyan

Green

Red

Yellow

Atribut Warna 

• Selain RGB, warna juga dapat dimodelkan berdasarkan atributwarnanya. Setiap warna memiliki 3 buah atribut, yaitu intensity (I), hue (H), dan saturation (S).a. Intensity/brightness/luminanceAtribut yang menyatakan banyaknya cahaya yang diterima oleh matatanpa mempedulikan warna. Kisaran nilainya adalah antara gelap(hitam) dan terang (putih).

Atribut Warna 

b. HueMenyatakan warna sebenarnya, seperti merah, violet, dan kuning. Hue digunakan untuk membedakan warna‐warna dan menentukan kemerahan (redness), kehijauan (greenness), dsb. dari cahaya. Hue berasosiasi dengan panjang gelombang cahaya, dan bila disebut warna merah, violet atau kuning,  sebenarnya sedang menspesifikasikan hue‐nya.

c. SaturationMenyatakan tingkat kemurnian warna cahaya, yaitu mengindikasikan seberapa banyak warnaputih diberi‐kan pada warna. Sebagai contoh, warna merah adalah 100% warna jenuh (saturated color), sedangkan warna pink adalah warna merah dengan tingkat kejenuhan sangat rendah(karena ada warna putih di dalamnya). Jadi, jika hue menyatakan warna sebenarnya, makasaturation menyatakan seberapa dalam warna tersebut.

Atribut Warna 

• Dalam praktek, hue dikuantisasi dengan nilai dari 0 sampai 255; 0 menyatakanmerah, lalu memutar nilai‐nilai spektrum tersebut kembali lagike 0 untuk menyatakan merah lagi. Ini dapat dipandang sebagai sudut dari0° sampai 360°.

• Jika suatu warna mempunyai saturation = 0, maka warna tersebut tanpahue, yaitu dibuat dari warna putih saja. Jika saturation = 255, maka tidakada warna putih yang ditambahkan pada warna tersebut. Saturation dapatdigambarkan sebagai panjang garis dari titik pusat lingkaran ke titik warna.

• Intensity nilainya dari gelap sampai terang (dalam praktek, gelap = 0, terang = 255). Intensity dapat digambarkan sebagai garis vertikal yang menembus pusat lingkaran. 

Atribut Warna

• Ketiga atribut warna (I, H, dan S) digambarkan dalam model IHS (adajuga yang menyebutnya model HSV, dengan V = Value = I) yang diperlihatkan pada gambar 2.

Sistem Koordinat Warna

• CIE (Commission International de l’Eclairage) atau International LightingCommittee adalah lembaga yang membakukan warna pada tahun 1931. CIE mula‐mula menstandarkan panjang gelombang warna‐warna pokoksebagai berikut :

R : 700 nmG : 546.1 nmB : 435.8 nm

• Warna‐warna lain dapat dihasilkan dengan mengkombinasikan ketigawarna pokok tersebut. Model warna yang digunakan sebagai acuandinamakan model RGB.

Sistem Koordinat Warna

• RGB bukan satu‐satunya warna pokok yang dapat digunakan untukmenghasilkan kombinasi warna. Warna lain dapat juga digunakansebagai warna pokok (misalnya C = Cyan, M = Magenta, dan Y = Yellow).

• Karena itu CIE mendefinisikan model warna dengan menggunakanwarna‐warna fiktif, yang dilambangkan dengan X, Y, dan Z. Model warna tersebut dinamakan model XYZ.

Kromatisitas (chromaticity of color)

• Kromatisitasmasing‐masing warna pokok, menunjukkan persentaserelatif suatu warna pokok di antara warna pokok lainnya pada warnayang diberikan, yang definisikan sebagai :

• Warna putih acuan dinyatakan dengan X = Y = Z = 1 

Kromatisitas (chromaticity of color)

• Jumlah seluruh nilai kromatisitas warna adalah satu: x + y + z = 1  atau z = 1 – (x + y)

hanya dua nilai x dan y yang dibutuhkan untuk menspesifikasikan kromatisitas warna, karena jika x dan y diketahui, z dapat dihitung.

• Warna lebih tepat dinyatakan dengan kromatisitas x dan y dan luminansi Y.

• Koordinat kromatisitas digunakan untuk menggambarkan diagram kromatisitas.

Model dan Konversi Warna

Model Warna RGB

• Citra dalam RGB direpresentasikan oleh 3 bidang yang salingbergantungan, masing‐masing bidang memiliki 1 warna primer. Penggunaan model RGB untuk pengolah citra diperlukan bila citradiekspresikan oleh 3 bidang warnanya. Model RGB dipakai pada LANDSAT (NASA) untuk memonitor permukaan bumi.

Model Warna CMY

• Warna cyan (C) , magenta (M), dan yellow (Y) adalah warnakomplementer terhadap red, green, dan blue. Dua buah warnadisebut komplementer jika dicampur dengan perbandingan yang tepat menghasilkan warna putih. Misalnya, magenta jika dicampurdengan perbandingan yang tepat dengan green menghasilkan putih, karena itu magenta adalah komplemen dari dari green.

• Model CMY dapat diperoleh dari model RGB dengan perhitunganberikut :

Model Warna YIQ

• Model ini dirancang dengan pertimbangan bahwa sistem penglihatanmanusia memiliki sensitivitas yang tinggi terhadap luminasidibandingkan terhadap hue atau saturation.

• Model YIQ digunakan untuk siaran TV berwarna, karena transmisisignal dapat dilakukan lebih efisien dibandingkan dengan model RGB. Konversi dari RGB ke YIQ dilakukan dengan persamaan :

Model Warna HSI

• Model HSI cocok untuk mendeskripsikan warna berdasarkaninterpretasi manusia. 

• Pada model ini, informasi warna citra dijelaskan melalui komponenH(Hue), S(Saturation) dan I(Intensity). 

• Model HSI dipakai untuk perancangan sistem otomatis untukmenentukan kesegaran buah & sayur.

• Komponen model RGB dikonversikan ke model HSI sebagai berikut :

Model Warna HSI

Steganografi

Pendahuluan

• Steganography adalah Teknik menyembunyikan data rahasia di dalammedia digital sehingga keberadaannya tidak diketahui orang.

• Steganografi menggunakan algoritma simetri, yakni menggunakankunci yang sama

• Steganografi membutuhkan 2 properti :• Media Penampung• Data yang akan disembunyikan

Pendahuluan

• Format yang biasa digunakan diantaranya : • Format image : bitmap (bmp), gif, pcx, jpeg, dll. • Format audio : wav, voc, mp3, dll. • Format lain : teks file, html, pdf, dll.

• Kegunaan Steganografi :• Data Hiding, bertujuan untuk menyamarkan eksistensi (keberadaan) data rahasia sehingga sulit dideteksi.

• Watermarking, bertujuan melindungi hak cipta suatu produk

Sejarah Steganografi

• Steganografi sudah dikenal oleh bangsa Yunani.• Penguasa Yunani dalam mengirimkan pesan rahasia menggunakankepala budak atau prajurit sebagai media. Rambut budak dibotaki, lalu pesan rahasia ditulis pada kulit kepala budak. Ketika rambutbudak tumbuh, budak tersebut diutus untuk membawa pesanrahasia di kepalanya.

• Bangsa Romawi mengenal steganografi dengan menggunakantinta tak tampak (invisible ink) untuk menuliskan pesan. 

• Tinta tersebut dibuat dari campuran sari buah, susu dan cuka. Jika tintadigunakan untuk menulis maka tulisannya tidak tampak. Tulisan tersebutdapat di baca dengan cara memanaskan kertas tersebut

Kriteria Steganografi

• Media ataupun data yang disembunyikan bisa berupa teks, citra, audio maupun video.

• Kriteria yang harus diperhatikan dalam penyembunyian data :• Fidelity, Mutu citra penampung tidak jauh berubah

• Setelah penambahan data rahasia, citra hasil steganografi masih terlihat baik. Pengamat tidak mengetahui kalau di dalam citra tersebut terdapat data rahasia

• Robustness• Data yang disembunyikan harus tahan (robust) terhadap berbagai operasimanipulasi yang dilakukan pada citra penampung, seperti pengubahan kontras,penajaman, kompresi, rotasi, zooming, croping, enkripsi, dsb.

• Recovery• Data yang disembunyikan harus dapat diekstraksi kembali.

28

Prisoner’s Problem

Pesan rahasia: “Lari jam satu”

Alice Bob

Fred

• Bagaimana Bob mengirim pesan rahasia kepada Alice tanpa diketahuioleh Fred?

• Alternatif 1: mengenkripsinya

LariJamSatu xjT#9uvmY!r$

Fred pasti curiga!

• Alternatif 2: menyembunyikannya di dalam pesan lain

Lupakan asal rumor itu, jaga agar matamu sehat atau turunkanubanmu

Fred tidak akan curiga!

Information hiding dengan steganografi!

31

Pesan (message)

1. Teks“Torang semua bersodara”

2. Audio 

3. Gambar (image)

4. Video

Properti Steganografi

1. Embedded message (hiddentext): pesan yangdisembunyikan.

2. Cover‐object (covertext): pesan yang digunakan untuk menyembunyikanembedded message.

3. Stego‐object (stegotext):  pesan yang sudah berisi pesan embedded message.

4. Stego‐key: kunci yang digunakan untuk menyisipkan pesan dan mengekstraksi pesan dari stegotext.

Properti Steganografi

Encoding(embeddin)

covertext

hiddentext

key

Decoding(extraction)

stegotext

key

hiddentext

covertext

34

Contoh‐Contoh

Lupakan asal rumor itu, jaga aga matamu sehat atau turunkan ubanmu

Covertext: upakan sal umor tu aga aga atamu ehat tau turunkan banmu

Hiddentext: Lari jam satu

Stegotext: Lupakan asal rumor itu, jaga aga matamu sehat atau turunkan ubanmu

Contoh‐contoh

Gerakan orang‐orang dari yogya enggan ambil resiko

Covertext: erakan rang‐rang ari ogya nggan mbil esiko

Hiddentext: Good year

Stegotext: Gerakan orang‐orang dari yogya enggan ambil resiko

37

• Steganografi di dalam film Mercury Rising danBeautiful Mind

38

Steganografi VS Kriptografi

• Steganografi dapat dianggap pelengkap kriptografi (bukan pengganti).

• Steganografi: menyembunyikan keberadaan (existence) pesanTujuan: untuk menghindari kecurigaan (conspicuous)

• Kriptografi: menyembunyikan isi (content) pesanTujuan: agar pesan tidak dapat dibaca

40

Metode Steganografi

Least Significant Bit Insertion (LSB). Transformation. Redundant Pattern Encoding. Spread Spectrum method.

Least Significant Bit Insertion (LSB)

• Contohnya pada file image pesan dapat disembunyikan denganmenggunakan cara menyisipkannya pada bit rendah atau bit yang paling kanan (lsb) pada data pixel yang menyusun file tersebut

• Metode Steganografi yang lain adalah menyembunyikan data dalam fungsimatematika yang disebut algoritma compression. Dua fungsi tersebutadalah Discrete Cosine Transformation (DCT) dan Wavelet Transformation. 

• Fungsi Wavelet yaitu mentransformasi data dari satu tempat (domain) ketempat (domain) yang lain. Fungsi DCT yaitu mentransformasi data daritempat spatial (spatial domain) ke tempat frekuensi (frequency domain). 

Redundant Pattern Encoding

Ide dari Redundant Pattern Encoding adalah untuk menggambarpesan kecil pada kebanyakan gambar. 

Keuntungan dari metode ini adalah dapat bertahan dari cropping (kegagalan), kerugiannya yaitu tidak dapat menggambar pesan yang lebih besar

Spread Spectrum Steganografi

Spread Spectrum steganography terpencar‐pencar sebagai pesan

yang diacak (encrypt) melalui gambar (tidak seperti dalam LSB). 

Untuk membaca suatu pesan, penerima memerlukan algoritma yaitu

crypto‐key dan stego‐key. 

Metode ini juga masih mudah diserang yaitu penghancuran atau

pengrusakan dari kompresi dan proses image (gambar)

Teknik Penyembunyian Data

• Penyembunyian data dilakukan dengan mengganti bit‐bit data di dalam segmen citra denganbit‐bit data rahasia.

• Metode yang paling sederhana adalah metode modifikasi LSB (Least Significant Bit Modification)

• Pada susunan bit di dalam sebuah byte (1 byte = 8 bit), terdapat :• MSB (Most Significant Bit), bit yang paling berarti• LSB (Least Significant Bit), bit yang kurang berarti

• Contoh :• 11011000

• *merah = MSB• *hijau = LSB

Teknik Penyembunyian Data

• Contoh:• Data Penampung :

• Dalam byte = {10,10,14,21}• Dalam bit = {00001010,00001010,00001110, 00010101}

• Data rahasia : 14 (dalam bit : 1110)

• Hasil Steganography :• Dalam bit = {00001011,00001011,00001111, 00010100}• Dalam byte = {11, 11, 15, 20}

47

Metode LSB (spatial domain)

Mengganti bit LSB dengan bit data.

11010010

MSB LSB

LSB = Least Significant Bit

MSB = Most Siginificant Bit

• Penyembunyian data dilakukan dengan mengganti bit‐bit data di dalam segmencitra dengan bit‐bit data rahasia.

• Mengubah bit LSB hanya mengubah nilai byte satu lebih tinggi atau satu lebihrendah dari nilai sebelumnya tidak berpengaruh terhadap persepsivisual/auditori.

Pada susunan bit di dalam sebuahbyte (1 byte = 8 bit), terdapat :

Metode LSB• Misalkan penyisipan pada citra 24‐bit.• Setiap pixel panjangnya 24 bit (3 x 3 byte, masing‐masing komponen R (1 byte), G (1 byte), dan B (1 byte))

00110011 10100010 11100010(misal pixel berwarna merah)

• Misalkan embedded message:  010

• Encoding:

00110010 10100011 11100010(pixel berwarna “merah berubah sedikit”, tidak dapatdibedakan secara visual dengan citra aslinya)

49

Metode LSB

• Jika pesan = 10 bit, maka jumlah byte yang digunakan = 10 byte

• Contoh susunan byte yang lebih panjang:00110011  10100010   11100010    10101011  0010011010010110  11001001   11111001    10001000  10100011

• Pesan: 1110010111

• Hasil penyisipan pada bit LSB:00110011 10100011 11100011    10101010 0010011010010111 11001000 11111001 10001001 10100011

Metode LSB

• Ukuran data yang akan disembunyikan bergantung pada ukuran cover‐object.

• Citra 24‐bit ukuran 256  256 pixel = 65536 pixel.

• Setiap pixel berukuran 3 byte (komponen RGB), berarti ada 65536  3 = 196608 byte. 

• Setiap 1 bytemenyembunyikan satu bit di LSB‐nya, maka ukuran data yang dapat disembunyikan:

196608/8 = 24576 byte

Metode LSB

• Untuk memperkuat teknik penyembunyian data, bit‐bit data rahasia tidakdigunakan mengganti byte‐byte yang berurutan, namun dipilih susunanbyte secara acak. 

• Pembangkit bilangan acak‐semu (PRNG: pseudo‐random number generator) digunakan untuk membangkitkan bilangan acak.

• Umpan (seed) untuk bilangan acak berlaku sebagai kunci (stego‐key).

• Misalnya jika terdapat 50 byte dan 6 bit data yang akan disembunyikan, maka byte yang diganti bit LSB‐nya dipilih secara acak, misalkan bytenomor 36, 5, 21, 10, 18, 49. 

Ekstraksi Pesan dari Stego‐Object

• Pesan yang disembunyikan di dalam citra dapat diungkap kembalidengan mengekstraksinya.  

• Posisi byte yang menyimpan bit pesan dapat diketahui dari bilanganacak yang dibangkitkan oleh PRNG. 

• Jika kunci yang digunakan pada waktu ekstraksi sama dengan kuncipada waktu penyisipan, maka bilangan acak yang dibangkitkan juga sama. 

• Dengan demikian, bit‐bit data rahasia yang bertaburan di dalam citradapat dikumpulkan kembali.

Steganography dengan Transformsi Wavelet

• Penyisipan data

Steganography dengan Transformsi Wavelet

• Ekstraksi Data

Selesai