BAB 3 PERANCANGAN SISTEM
3.1
Diagram Blok Sistem
Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem.
Penjelasan diagram blok sistem di atas adalah sebagai berikut:
MATLAB MATLAB berfungsi sebagai tempat membuat program dan mengolah input berupa sinyal satu dimensi kemudian memproses representasi DCT dan LWT yang selanjutnya diaproksimasi baik secara linier maupun nonlinier. Program yang dibuat pada MATLAB akan menghasilkan hasil MSE dan PSNR. Selain itu MATLAB juga berfungsi sebagai user interface.
3.1.1 Cara Kerja Sistem Pertama user memasukkan input berupa sinyal satu dimensi. Kemudian sinyal satu dimensi tersebut akan dibuat dalam dua representasi tergantung pilihan user. Representasi yang pertama yaitu representasi secara DCT dan yang kedua yaitu representasi secara LWT. Representasi secara DCT berarti sinyal satu dimensi akan direpresentasikan menggunakan discrete cosine transform.
22
23 Sedangkan representasi secara LWT berarti sinyal satu dimensi akan direpresentasikan menggunakan lifting wavelet transform. Setelah direpresentasikan menggunakan discrete cosine transform ataupun lifting wavelet transform, proses yang dilakukan selanjutnya adalah melakukan aproksimasi. Aproksimasi yang dilakukan ada dua jenis yaitu aproksimasi linier dan aproksimasi nonlinier. Baik aproksimasi linier maupun aproksimasi nonlinier sama-sama akan mengambil sebagian jumlah data hasil inputan berupa sinyal satu dimensi yang telah direpresentasikan. Banyaknya jumlah data yang akan diambil adalah 10 %, 20 %, 30 %, 40 %, 50 %, 60 %, 70 %, 80 %, 90 % dari jumlah data secara keseluruhan. Langkah selanjutnya dilakukan representasi balik (inverse representation) menggunakan inverse discrete cosine transform (IDCT) ataupun inverse lifting wavelet transform (ILWT) dari jumlah data yang telah diambil. Apabila pertama kali digunakan
representasi
DCT
maka
data
yang
telah
diambil
akan
direpresentasikan balik menggunakan IDCT. Begitu juga apabila pertama kali digunakan
representasi
LWT
maka
data
yang
telah
diambil
akan
direpresentasikan balik menggunakan ILWT. Kemudian dilakukan proses untuk menghitung MSE dan PSNR dari data yang telah direpresentasikan balik menggunakan IDCT ataupun ILWT. Hasil MSE dan PSNR dari masing-masing representasi akan dibandingkan mana yang paling baik. Hasil MSE yang paling baik adalah yang semakin mengecil mendekati nol dari 10 % sampai 90 % jumlah data yang diambil. Hasil PSNR yang paling baik adalah yang semakin membesar dari 10 % sampai 90 % jumlah
24 data yang diambil. Hasil MSE dan PSNR inilah yang akan ditampilkan pada user interface di MATLAB.
3.2
Perancangan Perangkat Lunak Representasi dan aproksimasi DCT dan LWT menggunakan program yang dibuat pada MATLAB. Hasil MSE dan PSNR akan ditampilkan pada MATLAB. Kemudian dari hasil MSE dan PSNR dibandingkan mana yang lebih baik untuk setiap jenis sinyal, hasil MSE dan PSNR dari representasi DCT atau hasil MSE dan PSNR dari representasi LWT.
3.2.1
Perancangan Program Representasi DCT Program ini akan digunakan untuk merepresentasikan sinyal satu dimensi menjadi representasi DCT. Representasi DCT dilakukan dengan berbagai sinyal satu dimensi yang berbeda. Kemudian akan dilakukan dua macam aproksimasi yaitu aproksimasi linier dan juga aproksimasi nonlinier. Setelah itu dilakukan representasi balik IDCT dan kemudian dihitung berapa nilai MSE dan PSNR dari data hasil IDCT.
25 Berikut adalah diagram alir dari representasi DCT:
Gambar 3.2 Diagram Alir Program Representasi DCT.
3.2.1.1 Perancangan Program DCT-Aproksimasi Linier Program ini akan merepresentasikan DCT aproksimasi linier.
dengan
menggunakan
26 Berikut adalah diagram alir dari program DCT Linier:
Gambar 3.3 Diagram Alir Program DCT Linier.
Setelah direpresentasikan dengan DCT, data hasil DCT kemudian diambil sebanyak 10 %, 20 %, 30 %, 40 %, 50 %, 60 %, 70 %, 80 %, 90 % dari jumlah data secara keseluruhan. Selanjutnya sisa data yang tidak diambil dijadikan nol. Misalkan data hasil DCT sebagai berikut: - 0,02 - 0,11 - 0,17 0,42 0,02 0,07 0,18 - 0,32 - 0,28 0,05. Jika persentase data yang diambil adalah 40 % maka data yang diambil adalah sebanyak 4 data. Hal ini didapat dari 40 % dikalikan dengan banyaknya jumlah data hasil DCT. Dari contoh tersebut jumlah data hasil DCT adalah sebanyak 10 data. Jadi data yang diambil = 40 % x 10 = 4 data. Sehingga datanya akan menjadi seperti berikut: - 0,02 - 0,11 - 0,17 0,42 0 0 0 0 0 0.
27 3.2.1.2 Perancangan Program DCT-Aproksimasi Nonlinier Program ini akan merepresentasikan DCT
dengan
menggunakan
aproksimasi nonlinier. Berikut adalah diagram alir dari program DCT Nonlinier:
Gambar 3.4 Diagram Alir Program DCT Nonlinier.
Setelah direpresentasikan dengan DCT, data hasil DCT kemudian diabsolutkan sehingga datanya tidak ada yang negatif. Data-data tersebut kemudian disort (diurutkan) dari yang terbesar ke yang terkecil nilainya. Hal ini
28 dilakukan untuk mempermudah dalam pengambilan persentase jumlah data. Selanjutnya diambil sebanyak 10 %, 20 %, 30 %, 40 %, 50 %, 60 %, 70 %, 80 %, 90 % dari jumlah data secara keseluruhan. Kemudian sisa data yang tidak diambil dijadikan nol. Setelah itu data yang diambil dikembalikan ke tempat semula sebelum diurutkan. Selain itu data juga menjadi kembali negatif jika sebelum diabsolutkan bertanda negatif dan akan tetap positif jika sebelum diabsolutkan bertanda positif. Misalkan data hasil DCT sebagai berikut: - 0,02 0,11 - 0,17 0,42 0,02 0,07 0,18 - 0,32 - 0,28 0,05. Data hasil DCT yang diabsolutkan akan menjadi: 0,02 0,11 0,17 0,42 0,02 0,07 0,18 0,32 0,28 0,05. Kemudian data tersebut diurutkan dari yang terbesar ke yang terkecil menjadi: 0,42 0,32 0,28 0,18 0,17 0,11 0,07 0,05 0,02 0,02. Apabila persentase data yang diambil adalah 40 % maka data yang diambil adalah sebanyak 4 data. Sehingga datanya akan menjadi seperti berikut: 0,42 0,32 0,28 0,18 0 0 0 0 0 0. Terakhir data yang diambil dikembalikan ke tempat semula sebelum diurutkan dan apabila data tersebut sebelum diabsolutkan bertanda negatif maka data tersebut akan bertanda negatif. Apabila data tersebut sebelum diabsolutkan bertanda positif maka data tersebut akan bertanda positif sehingga datanya akan menjadi: 0 0 0 0,42 0 0 0,18 - 0,32 - 0,28 0.
3.2.2
Perancangan Program Representasi LWT Program ini akan digunakan untuk merepresentasikan sinyal satu dimensi menjadi representasi LWT. Representasi LWT dilakukan dengan berbagai macam sinyal satu dimensi yang berbeda. Kemudian akan dilakukan dua macam
29 aproksimasi yaitu aproksimasi linier dan juga aproksimasi nonlinier. Setelah itu dilakukan representasi balik ILWT dan kemudian dihitung berapa nilai MSE dan PSNR dari data hasil ILWT. Berikut adalah diagram alir dari representasi LWT:
Gambar 3.5 Diagram Alir Program Representasi LWT.
30 3.2.2.1 Perancangan Program LWT-Aproksimasi Linier Program ini akan merepresentasikan LWT
dengan
menggunakan
aproksimasi linier. Berikut adalah diagram alir dari program LWT Linier:
Gambar 3.6 Diagram Alir Program LWT Linier.
Setelah direpresentasikan dengan LWT, data hasil LWT kemudian diambil sebanyak 10 %, 20 %, 30 %, 40 %, 50 %, 60 %, 70 %, 80 %, 90 % dari jumlah data secara keseluruhan. Selanjutnya sisa data yang tidak diambil dijadikan nol. Misalkan data hasil LWT sebagai berikut: - 0,52 - 0,41 0,27 0,02 0,82 - 0,17 0,18 - 0,25 - 0,18 - 0,15. Jika persentase data yang diambil adalah 70 % maka data yang diambil adalah sebanyak 7 data. Hal ini didapat dari 70 % dikalikan dengan banyaknya jumlah data hasil LWT. Dari contoh tersebut jumlah data hasil LWT adalah sebanyak 10 data. Jadi data yang diambil = 70 % x 10 = 7 data. Sehingga datanya akan menjadi seperti berikut: - 0,52 - 0,41 0,27 0,02 0,82 0,17 - 0,18 0 0 0.
31 3.2.2.2 Perancangan Program LWT-Aproksimasi Nonlinier Program ini akan merepresentasikan LWT
dengan
menggunakan
aproksimasi nonlinier. Berikut adalah diagram alir dari program LWT Nonlinier:
Gambar 3.7 Diagram Alir Program LWT Nonlinier.
32 Setelah direpresentasikan dengan LWT, data hasil LWT kemudian diabsolutkan sehingga datanya tidak ada yang negatif. Data-data tersebut kemudian disort (diurutkan) dari yang terbesar ke yang terkecil nilainya. Hal ini dilakukan untuk mempermudah dalam pengambilan persentase jumlah data. Selanjutnya diambil sebanyak 10 %, 20 %, 30 %, 40 %, 50 %, 60 %, 70 %, 80 %, 90 % dari jumlah data secara keseluruhan. Lalu sisa data yang tidak diambil dijadikan nol. Setelah itu data yang diambil dikembalikan ke tempat semula sebelum diurutkan. Selain itu data juga menjadi kembali negatif jika sebelum diabsolutkan bertanda negatif dan akan tetap positif jika sebelum diabsolutkan bertanda positif. Misalkan data hasil LWT sebagai berikut: - 0,52 - 0,41 0,27 0,02 0,82 - 0,17 - 0,18 - 0,25 - 0,18 - 0,15. Data hasil LWT yang diabsolutkan akan menjadi: 0,52 0,41 0,27 0,02 0,82 0,17 0,18 0,25 0,18 0,15. Kemudian data tersebut diurutkan dari yang terbesar ke yang terkecil menjadi: 0,82 0,52 0,41 0,27 0,25 0,18 0,18 0,17 0,15 0,02. Apabila persentase data yang diambil adalah 70 % maka data yang diambil adalah sebanyak 7 data. Sehingga datanya akan menjadi seperti berikut: 0,82 0,52 0,41 0,27 0,25 0,18 0,18 0 0 0. Terakhir data yang diambil dikembalikan ke tempat semula sebelum diurutkan dan apabila data tersebut sebelum diabsolutkan bertanda negatif maka data tersebut akan bertanda negatif. Apabila data tersebut sebelum diabsolutkan bertanda positif maka data tersebut akan bertanda positif sehingga datanya akan menjadi: - 0,52 - 0,41 0,27 0 0,82 0 - 0,18 - 0,25 - 0,18 0.
33 3.3
Tampilan User Interface Dalam tampilan user interface telah dirancang sedemikian rupa sehingga user dapat dengan mudah menggunakannya. Berikut merupakan gambar dari tampilan user interface yang digunakan pada “Comparison of One Dimensional DCT and LWT Sparse Representation” ini:
Gambar 3.8 Tampilan user interface.
User interface yang digunakan memiliki komponen-komponen seperti yang terlihat pada gambar di atas. Fungsi-fungsi dari setiap komponenkomponen tersebut adalah sebagai berikut:
34 1.
Panel “Input dari file”.
Gambar 3.9 Panel “Input dari file”. Panel ini berfungsi untuk mengambil file suara dengan ekstensi .wav sebagai input yang akan diproses. Cara mengambil file suara dilakukan dengan mengklik kotak yang paling kanan. Setelah memilih file suara maka nama file suara tersebut akan ditampilkan pada kotak yang berwarna putih. 2.
Panel “Input yang tersedia”.
Gambar 3.10 Panel “Input yang tersedia”. Panel ini berfungsi untuk mengambil input yang telah disediakan sehingga user dapat memilih salah satu input yang tersedia. Input yang telah disediakan adalah berupa jenis sinyal yang berbeda-beda. 3.
Panel “Proses”.
Gambar 3.11 Panel “Proses”.
35 Panel ini berisi proses-proses yang ingin dilakukan pada input yang telah dipilih. Proses-prosesnya antara lain jenis transformasi yang ingin dilakukan, jenis aproksimasi yang ingin dilakukan, dan persentase data yang ingin diambil. Dalam panel ini terdapat juga satu buah tombol yaitu tombol “Proses” yang berguna untuk memproses input yang telah dipilih beserta jenis transformasi, jenis aproksimasi, dan persentase data yang user inginkan. 4.
Panel “Hasil”.
Gambar 3.12 Panel “Hasil”. Panel ini berfungsi untuk menampilkan hasil MSE dan PSNR. Hasil PSNR dinyatakan dalam desibel (dB). 5.
Tombol “Reset”.
Gambar 3.13 Tombol “Reset”. Tombol ini berfungsi untuk mengembalikan kondisi menjadi keadaan semula. 6.
Tombol “Exit”.
Gambar 3.14 Tombol “Exit”.
36 Tombol ini berfungsi bagi user untuk keluar dari program Signal_Processing ini. 7.
Axes “Sinyal Asli”.
Gambar 3.15 Axes “Sinyal Asli”. Axes ini berfungsi untuk menampilkan data sinyal input asli dalam bentuk grafik. 8.
Axes “Sinyal Output”.
Gambar 3.16 Axes “Sinyal Output”.
37 Axes ini berfungsi untuk menampilkan data sinyal output yang telah diproses dalam bentuk grafik.
User interface yang dirancang juga memiliki validasi apabila user salah dalam menginput yang berupa pesan kesalahan (error message). Pesan kesalahan yang ada dalam user interface ini antara lain: ●
Pesan kesalahan “Masukkan Input File”.
Gambar 3.17 Pesan kesalahan “Masukkan Input File”. Pesan kesalahan ini akan terjadi ketika user membatalkan untuk mengambil input dari file. ●
Pesan kesalahan “Pilih Jenis Sinyal”.
Gambar 3.18 Pesan kesalahan “Pilih Jenis Sinyal”. Pesan kesalahan ini akan terjadi ketika user tidak memasukkan inputan pada proses untuk memilih jenis sinyal (user memilih ....................... pada panel “Input yang tersedia” bagian Jenis Sinyal).
38 ●
Pesan kesalahan “Pilih Jenis Transformasi”.
Gambar 3.19 Pesan kesalahan “Pilih Jenis Transformasi”. Pesan kesalahan ini akan terjadi ketika user tidak memasukkan apaapa pada proses untuk memilih jenis transformasi (user memilih ....................... pada panel “Proses” bagian Jenis Transformasi). ●
Pesan kesalahan “Pilih Jenis Aproksimasi”.
Gambar 3.20 Pesan kesalahan “Pilih Jenis Aproksimasi”. Pesan kesalahan ini akan terjadi ketika user tidak memasukkan apaapa pada proses untuk memilih jenis aproksimasi (user memilih ....................... pada panel “Proses” bagian Jenis Aproksimasi).
39 ●
Pesan kesalahan “Pilih Persentase Data”.
Gambar 3.21 Pesan kesalahan “Pilih Persentase Data”. Pesan kesalahan ini akan terjadi ketika user tidak memasukkan apaapa pada proses untuk memilih persentase data (user memilih ....................... pada panel “Proses” bagian Persentase Data). ●
Pesan kesalahan “Pilih kembali semua inputan”.
Gambar 3.22 Pesan kesalahan “Pilih kembali semua inputan”. Pesan kesalahan ini akan terjadi ketika user mengklik tombol “Reset”.
Dengan perancangan user interface yang dilengkapi dengan komponenkomponen dan pesan kesalahan seperti yang telah dideskripsikan di atas, user diharapkan dapat dengan mudah menggunakan user interface ini.
