Gambar digital

Gambar digital adalah sebuah representasi numerik (biasanya biner) dari sebuah gambar dua-dimensi. Sebuah gambar digital bisa termasuk jenis Vector atau Bitmap tergantung pada apakah resolusi gambar digital tersebut tetap atau tidak.

Bitmap

Gambar Bitmap memiliki jumlah piksel yang terbatas. Jumlah piksel di baris dan kolom sebuah gambar bitmap tidak bisa berubah. Piksel adalah elemen individu terkecil di sebuah gambar dan menyimpan nilai keterangan warna di titik tersebut. Ketika memperbesar gambar bitmap, gambar akan terlihat pecah.

Biasanya, piksel disimpan di komputer sebagai gambar bitmap atau raster map, dalam bentuk susunan dua dimensi integer kecil. Dan biasanya di transmisi atau di simpan dalam bentuk yang sudah dikompresi.

Vektor

Gambar vektor berasal dari geometry matematika (Vektor). Secara matematis, sebuah vektor terdiri dari sebuah titik yang memiliki arah dan panjang.

Biasanya, elemen bitmap dan vektor digabungkan dalam suatu gambar. Sebagai contoh, sebuag billboard yang memiliki text (vektor) dan foto (bitmap).

Tampilan gambar digital

Gambar digital bisa ditampilkan dengan perangkat lunak untuk menampilkan gambar seperti "Windows Photo Viewer". Penjelajah web dapat menampilkan format gambar standar seperti GIF, JPEG dan PNG. Beberapa penjelajah web bisa menampilkan format SVG.

Sejarah

Mesin faks digital awal seperti sistem transmisi gambar kabel Bartlane mendahului kamera digital dan komputer beberapa dekade. Gambar pertama yang dipindai, disimpan, dan diciptakan ulang dalam piksel digital ditampilkan pada Standar Eastern Automatic Computer (SEAC) di NIST.[1] Kemajuan pencitraan digital berlanjut pada awal 1960-an, bersamaan dengan perkembangan program luar angkasa dan dalam penelitian medis. Proyek di Jet Propulsion Laboratory, MIT, Bell Labs, dan Universitas Maryland, antara lain, menggunakan gambar digital untuk memajukan citra satelit, konversi standar wirephoto, pencitraan medis, teknologi videophone, pengenalan karakter, dan peningkatan foto[2]

Perkembangan pesat dalam pencitraan digital dimulai dengan diperkenalkannya sirkuit terintegrasi MOS pada tahun 1960-an dan mikroprosesor pada awal 1970-an, seiring dengan kemajuan dalam penyimpanan memori komputer terkait, teknologi tampilan, dan algoritma kompresi data.

Penemuan tomografi aksial terkomputerisasi (CT scan), menggunakan sinar-X untuk menghasilkan gambaran digital "irisan" melalui objek tiga dimensi, sangat penting dalam diagnosis medis. Selain asal-usul gambar digital, digitalisasi gambar analog memungkinkan peningkatan dan restorasi artefak arkeologi dan mulai digunakan di bidang yang sangat beragam seperti kedokteran nuklir, astronomi, penegakan hukum, pertahanan, dan industri.[3]

Kemajuan teknologi mikroprosesor membuka jalan bagi pengembangan dan pemasaran perangkat pengikat muatan (CCD) untuk digunakan dalam berbagai perangkat pengambilan gambar dan secara bertahap menggantikan penggunaan film analog dan kaset dalam fotografi dan videografi menjelang akhir abad ke-20. Kekuatan komputasi yang diperlukan untuk memproses penangkapan gambar digital juga memungkinkan gambar digital yang dihasilkan komputer mencapai tingkat kesempurnaan yang mendekati fotorealistik.[4]

Sensor gambar digital

Sensor gambar semikonduktor pertama adalah CCD, yang dikembangkan oleh Willard S. Boyle dan George E. Smith di Bell Labs pada tahun 1969.[5] Saat meneliti teknologi MOS, mereka menyadari bahwa muatan listrik adalah analogi dari gelembung magnetik dan dapat disimpan pada kapasitor MOS kecil. Karena cukup mudah untuk membuat serangkaian kapasitor MOS berturut-turut, mereka menghubungkan tegangan yang sesuai sehingga muatan dapat diinjak dari satu ke yang lain.[6] CCD adalah sirkuit semikonduktor yang kemudian digunakan dalam kamera video digital pertama untuk penyiaran televisi.[7][8]

Sensor CCD awal mengalami shutter lag. Ini sebagian besar diselesaikan dengan penemuan photodiode terjepit (PPD).[9] Ini ditemukan oleh Nobukazu Teranishi, Hiromitsu Shiraki dan Yasuo Ishihara di NEC pada tahun 1980.[9][10] Ini adalah struktur fotodetektor dengan lag rendah, noise rendah, efisiensi kuantum tinggi dan arus gelap rendah.[9][11] Pada tahun 1987, PPD mulai dimasukkan ke dalam sebagian besar perangkat CCD, menjadi perlengkapan dalam kamera video elektronik konsumen dan kemudian kamera digital still. Sejak saat itu, PPD telah digunakan di hampir semua sensor CCD dan kemudian sensor CMOS.[9][12]

Sensor piksel aktif NMOS (APS) ditemukan oleh Olympus di Jepang pada pertengahan 1980-an. Ini dimungkinkan oleh kemajuan dalam fabrikasi perangkat semikonduktor MOS, dengan penskalaan MOSFET mencapai tingkat mikron yang lebih kecil dan kemudian sub-mikron.[13][14] NMOS APS dibuat oleh tim Tsutomu Nakamura di Olympus pada tahun 1985.[15] Sensor piksel aktif CMOS (sensor CMOS) kemudian dikembangkan oleh tim Eric Fossum di NASAJet Propulsion Laboratory pada tahun 1993.[9] Pada tahun 2007, penjualan sensor CMOS telah melampaui sensor CCD.[16][17]

Kompresi gambar digital

Sebuah perkembangan penting dalam teknologi kompresi gambar digital adalah discrete cosine transform (DCT), teknik kompresi lossy yang pertama kali diajukan oleh Nasir Ahmed pada tahun 1972.[18] Kompresi DCT digunakan dalam JPEG, yang diperkenalkan oleh Joint Photographic Experts Group pada tahun 1992.[19][20] JPEG mengkompres gambar ke ukuran file yang jauh lebih kecil, dan telah menjadi format file gambar yang paling banyak digunakan di Internet.[21]

Referensi

  1. ^ Fiftieth Anniversary of First Digital Image Diarsipkan 2010-10-14 di Wayback Machine..
  2. ^ Azriel Rosenfeld, Picture Processing by Computer, New York: Academic Press, 1969
  3. ^ Gonzalez, Rafael, C; Woods, Richard E (2008). Digital Image Processing, 3rd Edition. Pearson Prentice Hall. hlm. 577. ISBN 978-0-13-168728-8. 
  4. ^ Jähne, Bernd (1993). Spatio-temporal image processing, Theory and Scientific Applications. Springer Verlag. hlm. 208. ISBN 3-540-57418-2. 
  5. ^ James R. Janesick (2001). Scientific charge-coupled devices. SPIE Press. hlm. 3–4. ISBN 978-0-8194-3698-6. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2020-11-15. Diakses tanggal 2020-06-06. 
  6. ^ Williams, J. B. (2017). The Electronics Revolution: Inventing the Future. Springer. hlm. 245–8. ISBN 978-3-319-49088-5. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2020-11-15. Diakses tanggal 2019-10-10. 
  7. ^ Boyle, William S; Smith, George E. (1970). "Charge Coupled Semiconductor Devices". Bell Syst. Tech. J. 49 (4): 587–593. doi:10.1002/j.1538-7305.1970.tb01790.x. 
  8. ^ Cressler, John D. (2017). "Let There Be Light: The Bright World of Photonics". Silicon Earth: Introduction to Microelectronics and Nanotechnology, Second Edition. CRC Press. hlm. 29. ISBN 978-1-351-83020-1. 
  9. ^ a b c d e Fossum, Eric R.; Hondongwa, D. B. (2014). "A Review of the Pinned Photodiode for CCD and CMOS Image Sensors". IEEE Journal of the Electron Devices Society. 2 (3): 33–43. doi:10.1109/JEDS.2014.2306412 alt=Dapat diakses gratis. 
  10. ^ U.S. Patent 4,484,210: Solid-state imaging device having a reduced image lag
  11. ^ Moynihan, Tom (29 December 2011). "CMOS Is Winning the Camera Sensor Battle, and Here's Why". Diarsipkan dari versi asli tanggal 25 September 2015. Diakses tanggal 10 April 2015. 
  12. ^ "CCD and CMOS sensors". Canon Professional Network. Diarsipkan dari versi asli tanggal 28 April 2018. Diakses tanggal 28 April 2018. 
  13. ^ Fossum, Eric R. (12 July 1993). Blouke, Morley M., ed. "Active pixel sensors: are CCDs dinosaurs?". SPIE Proceedings Vol. 1900: Charge-Coupled Devices and Solid State Optical Sensors III. Charge-Coupled Devices and Solid State Optical Sensors III. International Society for Optics and Photonics. 1900: 2–14. Bibcode:1993SPIE.1900....2F. CiteSeerX 10.1.1.408.6558 alt=Dapat diakses gratis. doi:10.1117/12.148585. 
  14. ^ Fossum, Eric R. (2007). "Active Pixel Sensors" (PDF). Eric Fossum. 
  15. ^ Matsumoto, Kazuya; et al. (1985). "A new MOS phototransistor operating in a non-destructive readout mode". Japanese Journal of Applied Physics. 24 (5A): L323. Bibcode:1985JaJAP..24L.323M. doi:10.1143/JJAP.24.L323. 
  16. ^ "CMOS Image Sensor Sales Stay on Record-Breaking Pace". IC Insights. May 8, 2018. Diarsipkan dari versi asli tanggal 21 June 2019. Diakses tanggal 6 October 2019. 
  17. ^ Sze, Simon Min; Lee, Ming-Kwei (May 2012). "MOS Capacitor and MOSFET". Semiconductor Devices: Physics and Technology : International Student Version. John Wiley & Sons. ISBN 9780470537947. Diakses tanggal 6 October 2019. 
  18. ^ Bühlmann, Matthias (2022-09-28). "Stable Diffusion Based Image Compression". Medium (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2022-11-02. 
  19. ^ "T.81 – Digital Compression and Coding of Continuous-Tone Still Images – Requirements and Guidelines" (PDF). CCITT. September 1992. Diarsipkan dari versi asli (PDF) tanggal 30 December 2019. Diakses tanggal 12 July 2019. 
  20. ^ Ahmed, N.; Natarajan, T.; Rao, K.R. (1974). "Discrete Cosine Transform" (PDF). IEEE Transactions on Computers: 90–93. doi:10.1109/T-C.1974.223784. Diarsipkan dari versi asli (PDF) tanggal 2011-11-25. 
  21. ^ "The JPEG image format explained". BT.com. BT Group. 31 May 2018. Diarsipkan dari versi asli tanggal 5 August 2019. Diakses tanggal 5 August 2019. 
Kembali kehalaman sebelumnya