560 likes | 1.1k Views
Turunan Numerik. Bahan Kuliah IF4058 Topik Khusus Informatika I Oleh ; Rinaldi Munir (IF-STEI ITB). Definisi Turunan ( derivatif ).
E N D
TurunanNumerik BahanKuliah IF4058 TopikKhususInformatika I Oleh; RinaldiMunir (IF-STEI ITB) IF4058 Topik Khusus Informatika I: Metode Numerik/Teknik Informatika ITB
DefinisiTurunan (derivatif) • Bilapersamaanfungsif(x) diberikansecaraeksplisit, makakitadapatmenentukanfungsiturunannya, f '(x), f "(x), ..., f (n+1)(x), lalumenggunakannyauntukmenghitungnilaiturunanfungsidix = t. • Tetapijikafungsif(x) tidakdiketahuisecaraeksplisit, tetapikitahanyamemilikibeberapatitik data saja. Padakasussepertiinikitatidakdapatmenemukannilaiturunanfungsisecaraanalitik. • Sebaliknya, padakasus lain, meskipunf(x) diketahuisecaraeksplisittetapibentuknyarumitsehinggamenentukanfungsiturunannyamerupakanpekerjaan yang tidakmangkus IF4058 Topik Khusus Informatika I: Metode Numerik/Teknik Informatika ITB
PersoalanTurunanNumerik • Persoalanturunannumerikialahmenentukanhampirannilaiturunanfungsif yang diberikandalambentuktabel. • Tigapendekatandalammenghitungturunannumerik: 1. Hampiranselisihmaju 2. Hampiranselisihmundur 3. Hampiranselisihpusat IF4058 Topik Khusus Informatika I: Metode Numerik/Teknik Informatika ITB
HampiranSelisihMaju (forward difference approximation) IF4058 Topik Khusus Informatika I: Metode Numerik/Teknik Informatika ITB
Hampiranselisih-mundur(backward difference approximation) IF4058 Topik Khusus Informatika I: Metode Numerik/Teknik Informatika ITB
Hampiranselisih-pusat(central difference approximation) IF4058 Topik Khusus Informatika I: Metode Numerik/Teknik Informatika ITB
Rumus-rumusturunannumerikuntukketigapendekatantersebutdapatditurunkandenganduacara, yaitu: • Denganbantuanderet Taylor • Denganhampiranpolinominterpolasi • Keduacaratersebutmenghasilkanrumus yang sama. IF4058 Topik Khusus Informatika I: Metode Numerik/Teknik Informatika ITB
PenurunanRumusdenganDeretTaylor IF4058 Topik Khusus Informatika I: Metode Numerik/Teknik Informatika ITB
IF4058 Topik Khusus Informatika I: Metode Numerik/Teknik Informatika ITB
IF4058 Topik Khusus Informatika I: Metode Numerik/Teknik Informatika ITB
IF4058 Topik Khusus Informatika I: Metode Numerik/Teknik Informatika ITB
IF4058 Topik Khusus Informatika I: Metode Numerik/Teknik Informatika ITB
RumusuntukTurunanKedua, f ’’(x), denganBantuanDeretTaylor IF4058 Topik Khusus Informatika I: Metode Numerik/Teknik Informatika ITB
IF4058 Topik Khusus Informatika I: Metode Numerik/Teknik Informatika ITB
IF4058 Topik Khusus Informatika I: Metode Numerik/Teknik Informatika ITB
IF4058 Topik Khusus Informatika I: Metode Numerik/Teknik Informatika ITB
PenurunanRumusTurunanNumerikdenganPolinomInterpolasi • Polinom Newton-Gregory: IF4058 Topik Khusus Informatika I: Metode Numerik/Teknik Informatika ITB
IF4058 Topik Khusus Informatika I: Metode Numerik/Teknik Informatika ITB
IF4058 Topik Khusus Informatika I: Metode Numerik/Teknik Informatika ITB
IF4058 Topik Khusus Informatika I: Metode Numerik/Teknik Informatika ITB
IF4058 Topik Khusus Informatika I: Metode Numerik/Teknik Informatika ITB
RumusuntukTurunanKedua, f "(x), denganPolinomInterpolasi IF4058 Topik Khusus Informatika I: Metode Numerik/Teknik Informatika ITB
IF4058 Topik Khusus Informatika I: Metode Numerik/Teknik Informatika ITB
RingkasanRumus-RumusTurunan IF4058 Topik Khusus Informatika I: Metode Numerik/Teknik Informatika ITB
IF4058 Topik Khusus Informatika I: Metode Numerik/Teknik Informatika ITB
IF4058 Topik Khusus Informatika I: Metode Numerik/Teknik Informatika ITB
Contoh IF4058 Topik Khusus Informatika I: Metode Numerik/Teknik Informatika ITB
IF4058 Topik Khusus Informatika I: Metode Numerik/Teknik Informatika ITB
IF4058 Topik Khusus Informatika I: Metode Numerik/Teknik Informatika ITB
IF4058 Topik Khusus Informatika I: Metode Numerik/Teknik Informatika ITB
TerapanTurunanNumerikdalamBidangPengolahanCitra • Citra digital dapatdisajikanolehmatriksf yang berukuranMNdenganbentuk • Tiapelemenmatriksadalahbilanganbulatdalamrentang [0..255] untukcitra 8 bit. IF4058 Topik Khusus Informatika I: Metode Numerik/Teknik Informatika ITB
Salahsatuproses yang terdapatdalampengolahancitraialahpendeteksiantepi. • Tepimerupakanfeature yang pentingpadasuatucitra. • Tepididefinisikansebagaiperubahanintensitas yang besardalamjarak yang singkat. • Perbedaanintensitasinilah yang menampakkanrincianpadagambar. Tepimemberikaninformasibatas-batasobjekdenganlingkungannyaataudenganobjek yang lain, featureuntukmengidentifikasiobjek, danuntukterapanpenapisancitra. IF4058 Topik Khusus Informatika I: Metode Numerik/Teknik Informatika ITB
IF4058 Topik Khusus Informatika I: Metode Numerik/Teknik Informatika ITB
IF4058 Topik Khusus Informatika I: Metode Numerik/Teknik Informatika ITB
Salahsatupendekatamyangdipakaidalampendeteksiansisiadalahdengankemiringandiferensial (differential gradient). • Secaramatematisperubahanintensitas yang besardalamjarak yang sangatsingkatdapatdipandangsebagaisuatufungsi yang memilikikemiringan yang besar. • Pengukurankemiringansuatufungsidilakukandenganmenghitungturunanpertamanya. IF4058 Topik Khusus Informatika I: Metode Numerik/Teknik Informatika ITB
Dalamcitra digital, pendeteksiantepidapatdilakukandengancara yang mirip, yaitudenganturunanpertamanyasecaraparsialdalamruangdiskrit: • yang dalamhalinikeduaturunanparsialdidefinisikansebagai IF4058 Topik Khusus Informatika I: Metode Numerik/Teknik Informatika ITB
IF4058 Topik Khusus Informatika I: Metode Numerik/Teknik Informatika ITB
Kekuatantepipadasetiappixelcitradihitungdenganrumus: G[f(x,y)] = | fx2 | + | fy2 | • ataudenganrumus G[f(x,y)] = max ( fx2 | , | fy2 |) • Suatupixeldianggapsebagaipixelsisijikakekuatantepinyadiatasnilaiambang (threshold) tertentu. IF4058 Topik Khusus Informatika I: Metode Numerik/Teknik Informatika ITB
D1(x) danD1( y) merupakanhampiranselisih-maju. Hampiran lain yang dipakaiadalahhampiranselisih-pusat, yaitu: IF4058 Topik Khusus Informatika I: Metode Numerik/Teknik Informatika ITB
Operator lain yang digunakanuntukmendeteksisisiadalah yang berdasarkanpadaoperasiturunankedua, yang dikenaldengan operator Laplace (Laplacian). • Operator Laplace mendeteksilokasitepilebihakuratkhususnyapadatepi yang curam. IF4058 Topik Khusus Informatika I: Metode Numerik/Teknik Informatika ITB
IF4058 Topik Khusus Informatika I: Metode Numerik/Teknik Informatika ITB
Jikadigunakanhampiranselisih-maju, maka operator Laplace diturunkansebagaiberikut: IF4058 Topik Khusus Informatika I: Metode Numerik/Teknik Informatika ITB
(a) citrabotol; (b) hasilpendeteksiantepidengan operator Laplace IF4058 Topik Khusus Informatika I: Metode Numerik/Teknik Informatika ITB