BAB 1 PENDAHULUAN Dalam bab ini akan dibahas latar belakang permasalahan yang dialami, khususnya permasalahan yang harus diatasi dalam pengambilan citra sampai proses analisis selanjutnya. Tujuan dan ruang lingkup pembahasan penelitian juga dijelaskan di dalam bab ini. Selanjutnya, tahapan penelitian akan dipaparkan secara terperinci dalam sub-bab selanjutnya. Bab ini ditutup dengan penjelasan mengenai sistematika penulisan laporan tugas akhir ini.
1.1 Latar Belakang Dermatologi merupakan salah satu cabang ilmu kedokteran yang memfokuskan diri pada organ terluar dari tubuh makhluk hidup, yaitu kulit. Kulit, pada manusia, merupakan bagian tubuh terluar yang langsung berinteraksi dengan lingkungan sekitar dan merupakan bagian tubuh yang cukup sensitif terhadap keadaan eksternal. Dengan kata lain, kulit merupakan komponen pelindung terluar pertama dari tubuh makhluk hidup. Berbagai cara telah dikembangkan untuk menjaga kondisi kulit supaya tetap berada di dalam kondisi yang optimal, baik dengan tujuan untuk perawatan maupun penyembuhan. Karena semakin kompleksnya berbagai gangguan atau penyakit pada kulit tersebut, maka kebutuhan metode ataupun alat bantu untuk mendukung proses diagnosis, perawatan, dan penyembuhan mutlak diperlukan. Sampai sekarang telah banyak dikembangkan berbagai macam alat ukur untuk menganalisis tingkat kesehatan kulit, salah satunya adalah dengan menggunakan replika kulit manusia yang terbuat dari suatu jenis silikon tertentu yang kemudian akan dianalisis menggunakan metode pengolahan citra. Replika kulit diambil pada suatu periode waktu tertentu dan selama periode tersebut kulit dari subyek yang bersangkutan akan diberikan suatu jenis kosmetik dengan kemanjuran tertentu. Proses analisis untuk
menguji
kemanjuran/effikasi
kosmetik
dapat
dilakukan
setelah
mendapatkan sebuah citra dijital dari replika kulit yang bersangkutan. Setelah
1
melalui proses analisis, maka akan didapat hasil yaitu berupa beberapa nilai parameter atau fitur yang mendeskripsikan karakteristik dari replika kulit yang diujicobakan. Akan tetapi, alat komersial tersebut memiliki harga yang cukup mahal, sehingga tidak semua kalangan masyarakat dapat menggunakannya secara leluasa. Biasanya alat tersebut dimiliki oleh perusahaan-perusahaan pembuat kosmetik, yang tujuannya adalah mengembangkan suatu jenis kosmetik yang aman untuk digunakan oleh masyarakat. Bidang pengolahan citra akan mencakup beberapa bagian penting, yaitu akuisisi citra, perbaikan kualitas citra, rekonstruksi citra, tahap kompresi citra, dan analisis citra dengan menggunakan berbagai macam metode. Secara umum, bidang pengolahan citra sangat mendukung di berbagai bidang kedokteran, tidak hanya di bidang dermatologi saja. Oleh karena itu, proses diagnosis yang dilakukan para ahli atau dokter terhadap pasien akan menjadi lebih mudah. Dengan kata lain, proses tersebut akan dilakukan secara non-invasif. Hal tersebut tentunya akan menjadi sebuah keuntungan baik bagi dokter atau ahli kesehatan yang bersangkutan maupun bagi pasien itu sendiri. Selain untuk keperluan di bidang kedokteran, metode pengolahan citra juga banyak digunakan di bidang militer, sistem penginderaan jauh, sistem telekomunikasi, bidang keamanan (security), bahkan dunia hiburan. Dunia dermatologi telah menjadi suatu bidang yang cukup menjanjikan di jaman modern ini. Semua orang ingin memiliki penampilan yang lebih baik. Salah satu cara yang ditempuh adalah menggunakan berbagai macam kosmetik dengan suatu fungsi tertentu. Pada beberapa kasus, banyak jenis kosmetik yang ada di pasaran tidak cocok dengan kulit si pengguna dan hal tersebut akan menimbulkan dampak secara langsung pada kulit yang bersangkutan, misalnya adanya iritasi kulit, gatal-gatal, dan lain-lain. Setiap jenis kosmetik juga memiliki tujuan yang berbeda-beda, misalnya ada yang bertujuan untuk menjaga kelembaban kulit, memperbaiki
tekstur
kulit,
menghilangkan
noda
kehitam-hitaman,
dan
sebagainya. Oleh karena setiap kulit manusia memiliki karakteristik yang spesifik, maka tidak semua kosmetik cocok bagi setiap orang.
2
Penelitian-penelitian untuk menguji kemanjuran/effikasi dari berbagai kosmetik ini telah banyak dilakukan oleh para ahli kesehatan kulit maupun para ahli kosmetik. Salah satu cara yang dilakukan adalah dengan menggunakan replika kulit dan bersifat non-invasif. Akan tetapi, sistem yang diperlukan untuk melakukan analisis terhadap kulit manusia masih tergolong mahal, karena harus membeli seperangkat alat lengkap yang terdiri dari perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak (software). Oleh karena itulah, diperlukan suatu metode lain yang dapat membantu menganalisis karateristik kulit manusia melalui fitur-fitur tertentu menggunakan metode pengolahan citra umum dan sederhana, serta dapat diandalkan, tapi dalam harga yang tidak terlalu mahal. Metode tersebut diharapkan akan dapat menggantikan komponen perangkat keras dan lunak dari alat yang bersangkutan dan pihak produsen produk kosmetik hanya membutuhkan bagian replikanya saja, yang harganya tidak seberapa jika dibandingkan dengan alat lengkapnya. Penelitian tugas akhir ini merupakan kelanjutan dari pekerjaan yang dipresentasikan pada ICICI (International Conference on Instrumentation, Communication, and Information Technology) 2007, yang diselenggarakan oleh Program Studi Fisika ITB, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, pada tanggal 8-9 Agustus 2007 [26].
1.2 Identifikasi Masalah Masalah yang akan dihadapi di dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: •
metode apa yang dapat digunakan untuk mendapatkan citra dijital dari replika kulit (akuisisi citra dijital) ?
•
metode apa saja yang dapat digunakan untuk memperbaiki citra dijital yang didapat, sehingga citra tersebut dianggap cukup memadai untuk proses analisis selanjutnya (proses normalisasi citra dijital) ?
•
bagaimana penggunaan algoritma pengolahan citra yang tepat untuk menentukan
beberapa
nilai
parameter
atau
fitur
yang
dapat
merepresentasikan perubahan karakteristik kulit manusia, yang nantinya dapat digunakan mengevaluasi effikasi moisturizer ?
3
1.3 Maksud dan Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut: •
melakukan penelitian awal dalam proses analisis tekstur kulit manusia, sebagai suatu metode alternatif dalam tahap pengujian kemanjuran/effikasi kosmetik, khususnya moisturizer, secara kuantitatif.
•
mengembangkan metode-metode untuk menganalisis citra dijital yang didapat dari replika kulit manusia sehingga dapat menunjukkan adanya perbedaan tekstur antara periode awal dan akhir dimana dalam periode tersebut diberikan suatu jenis kosmetik tertentu yang belum diketahui effikasinya.
•
mendapatkan hasil proses analisis berupa suatu nilai yang dapat mengevaluasi effikasi moisturizer dengan mengamati perubahan nilai parameter pada suatu citra replika kulit.
•
hasil analisis tersebut diharapkan dapat membantu para ahli dermatologi dalam melakukan proses analisis perubahan tekstur kulit secara kuantitatif dengan metode yang bersifat non-invasif.
1.4 Batasan Masalah •
Citra dijital dari kulit manusia didapatkan dari replika kulit yang dibuat oleh PT. Martina Berto, Jakarta (replika kulit diambil pada daerah lengan kanan dan kiri serta bersifat non-patologis).
•
Replika kulit diambil dalam rentang periode 0 sampai 4 minggu, dalam lokasi, aturan pengambilan data, dan kondisi lingkungan yang sama.
•
Karakteristik kulit yang berada di dalam replika tersebut dianggap homogen, sehingga dapat dipilih beberapa daerah yang tidak mengandung gelembung udara untuk proses analisis.
•
Menggunakan beberapa metode pengolahan citra (pendekatan statistik dan jaringan saraf tiruan) yang akan menentukan karakteristik tekstur kulit manusia, berdasarkan nilai parameter dari suatu alat komersial tertentu.
4
•
Hasil dari sistem ini hanya akan menghasilkan nilai-nilai fitur tekstur yang dapat merepresentasikan kondisi kulit manusia, baik sebelum maupun sesudah diberikan moisturizer.
•
Titik berat dari penelitian ini adalah mengembangkan suatu metode pengolahan citra dengan bantuan perangkat lunak MATLAB.
1.5 Metode Pemecahan Masalah Tugas akhir ini diselesaikan dalam beberapa tahap, yaitu: 1. Identifikasi Masalah Penentukan latar belakang masalah yang hendak dikemukakan, tujuan penelitian, cara pelaksanaan proses analisis, dan berbagai kemungkinan permasalahan yang mungkin dihadapi, baik dimulai dari perumusan masalah, pengambilan citra dijital sampai pada tahap analisis. 2. Tahap studi pustaka dan studi lapangan Tahap ini menjelaskan mengenai proses belajar dari beberapa literatur yang berhubungan dengan dunia dermatologi dan pencitraan, khususnya pada metode-metode non-invasif dalam melakukan analisis terhadap kesehatan kulit manusia. Selain itu, pihak PT. Martina Berto, Jakarta memberikan bantuan berupa replika kulit manusia dan beberapa pengetahuan yang terkait dengan cara menganalisis tekstur kulit. 3. Tahap perancangan sistem Berbagai macam cara akan dicoba untuk mendapatkan citra kulit manusia yang dapat digunakan untuk proses analisis. Komponen masukan yang diperlukan untuk sistem ini adalah sebuah citra dijital yang berasal dari replika kulit dan akan menghasilkan komponen keluaran berupa suatu nilai yang dapat merepresentasikan fitur-fitur dari citra yang bersangkutan. 4. Pengembangan metode analisis Metode analisis tekstur yang akan diaplikasikan pada citra dijital dirancang dengan menggunakan perangkat lunak MATLAB. Pada tahap
5
ini dilakukan percobaan-percobaan menggunakan citra dijital kulit dengan metode yang sederhana terlebih dahulu, yang akan dilanjutkan dengan metode lain yang juga dianggap dapat menunjukkan perubahan karakteristik tekstur kulit tersebut, baik sebelum maupun setelah diberikan moisturizer. 5. Pengujian citra dengan metode tersebut dan analisis hasil pengujian Setelah merancang algoritma yang akan digunakan untuk proses analisis, maka algoritma tersebut akan diujicobakan kepada beberapa citra dijital replika kulit. Dari beberapa fitur yang dihitung, selanjutnya akan dipilih beberapa fitur yang memiliki korelasi yang cukup baik dengan parameter tekstur kulit yang berasal dari PT. Martina Berto, Jakarta. Fitur-fitur hasil seleksi tersebut akan menjadi masukan untuk sistem jaringan saraf tiruan (JST), yang akan menghasilkan suatu nilai parameter tekstur kulit. Perubahan nilai-nilai fitur pada periode tertentu tersebut diharapkan dapat memberikan suatu petunjuk dimana telah terjadi perubahan tekstur kulit. Hasil dari perubahan karakteristik tekstur kulit tersebut akan digunakan untuk mengevaluasi effikasi moisturizer secara kuantitatif. 6. Kesimpulan dan saran yang didasarkan pada hasil pengujian Setelah
mendapatkan
hasil-hasil
tersebut,
maka
diperoleh
suatu
kesimpulan dari proses analisis dan saran-saran untuk perbaikan maupun pengembangan di masa mendatang. 1.6 Sistematika Penulisan Laporan Tugas Akhir ini ditulis dengan sistematika sebagai berikut: •
Bab I: Pendahuluan Bab pertama berisi mengenai latar belakang permasalahan, identifikasi masalah, maksud dan tujuan penelitian, batasan masalah, metode pemecahan masalah, dan sistematika penulisan laporan.
6
•
Bab II: Teori Dasar Bab kedua berisi mengenai berbagai teori dasar yang menjadi landasan dalam penelitian ini. Adapun teori-teori yang dibahas di dalam bab ini adalah teori pengolahan citra dijital, anatomi kulit dan fungsinya, mekanisme moisturizer, teori mengenai tekstur yang umum digunakan beserta cara analisisnya, dan pengantar mengenai sistem jaringan saraf tiruan (JST) yang digunakan.
•
Bab III: Perancangan dan Implementasi Sistem Bab ketiga berisi penjelasan mengenai perancangan dan pengembangan algoritma yang akan digunakan untuk proses analisis, baik berupa metode untuk perbaikan citra maupun analisis tekstur kulit, serta perancangan sistem jaringan saraf tiruan.
•
Bab IV: Pengujian dan Analisis Sistem Bab ini berisi mengenai proses pengujian dari algoritma yang telah dirancang menggunakan beberapa citra dijital tekstur kulit dan melakukan proses analisis terhadap hasil pengujian tersebut.
•
Bab V: Kesimpulan dan Saran Bab ini berisi kesimpulan akhir penelitian secara keseluruhan dan saran yang ditujukan untuk perbaikan dan pengembangan lebih lanjut di masa yang akan datang.
7
