Bab I Pendahuluan
I.1.
Latar Belakang
Teh hitam merupakan salah satu komoditas ekspor andalan Indonesia. Komoditas ini merupakan komoditas mewah2, di mana mutu teh merupakan salah satu penggerak utama tingkat penerimaan konsumen.
Mutu teh merupakan fungsi dari beberapa hal, sebagaimana diatur dalam SNI 01 1902 – 2000 (Badan Standardisasi Nasional, 2000). Pengawasan mutu teh merupakan bagian dari tahapan produksi secara keseluruhan.
Salah satu parameter mutu yang diukur dalam penentuan mutu teh adalah parameter fisik partikel teh hitam. Pengamatan meliputi faktor penampakan, aroma, warna, dan lainnya(Badan Standardisasi Nasional, 2000).
Badan Standardisasi Nasional mendeskripsikan metode penilaian mutu teh hitam dengan pengamatan langsung. Penilai dilatih dengan metode pembandingan, di mana ia diekspos dengan sekian contoh teh hitam dan kelas mutu yang sesuai dengan sampel teh tersebut sampai tahap di mana ia dapat memberikan penilaian sesuai dengan standard. Pola ini dapat memberikan dua batasan, yakni penilaian mutu teh hitam bersifat kualitatif dan subjektif. Ini adalah penyebab mengapa belum ada data hubungan antara parameter fisik teh hitam dan kelas mutu teh hitam.
Perancang suatu sistem pakar harus dapat menemukan suatu metode untuk mengkuantifikasi hubungan tersebut sebelum dapat membangun sistem pakar yang sesuai. Ia dapat melakukannya dengan menginferensi hubungan tersebut atau mengkuantifikasi data masukan dan membuat suatu sistem dapat latih untuk mengkuantisi hubungan tersebut. 2
Mewah dalam arti banyak faktor yang menentukan tingkat penerimaan konsumen selain harga.
1
Salah satu alternatif pengenalan mutu teh hitam dapat diterapkan dengan menggunakan pendekatan pengolahan citra. Masalah yang timbul adalah penggunaan pengolahan citra sangat rentan terhadap gangguan dari sampel yang dibaca polanya; diperlukan upaya tambahan untuk mengeliminir gangguan tersebut.
Karena sifat hubungan antara parameter fisik teh dengan kelas mutu teh cenderung kualitatif, diperlukan suatu upaya untuk mengkuantisi hubungan tersebut ke dalam suatu sistem persamaan matematis yang dirancang untuk beradaptasi dengan pola hubungan yang diinginkan, yakni sistem jaringan syaraf tiruan3.
Agar suatu jaringan syaraf tiruan dapat beradaptasi dengan baik terhadap bentuk permasalahan, harus dibentuk suatu pasangan masukan dan keluaran sistem yang ideal dan gangguan pada data harus dapat diminimalisir. Peranan analisis bentuk untuk uji hubungan antara parameter fisik dan kelas mutu cukup penting, agar secara manual dapat ditemukan suatu parameter fisik yang memiliki hubungan yang erat dengan parameter keluaran.
Dalam pemilihan jaringan syaraf tiruan yang digunakan, aspek kecocokan antara faktor laten dari jaringan syaraf tiruan dan masalah yang dihadapi menjadi salah satu pertimbangan dalam pemilihan jaringan syaraf tiruan yang sesuai.
Dalam membangun suatu perangkat lunak, suatu metodologi yang sesuai dipilih dan diterapkan kepada lingkungan pembangunan perangkat lunak untuk menjamin kelangsungan siklus hidup perangkat lunak.
Paradigma pembangunan perangkat lunak yang ada tidak dirancang khusus untuk pengembangan perangkat lunak berbasis pelatihan. Tahapan analisis bentuk dan 3
Merujuk pada tiruan jaringan syaraf secara matematis, bukan jaringan syaraf tiruan yang sebenarnya (Rich & Knight, 1991) .
2
pelatihan jaringan syaraf tiruan adalah bagian dari masing – masing tahapan analisis dan pengujian.
I.2.
Rumusan Masalah
Masalah yang akan dicoba untuk dieksplorasi dikelompokkan sebagai berikut. 1. Parameter fisik apa saja yang dapat dipakai sebagai parameter masukan dalam pengenalan pola teh hitam dengan pendekatan pengolahan citra? 2. Parameter mana yang harus dipakai untuk meminimalisir gangguan akibat korelasi yang rendah terhadap kelas mutu? 3. Bagaimana pemilihan jaringan syaraf tiruan dilakukan? 4. Bagaimana parameter tersebut diimplementasikan dalam suatu perangkat lunak pengolahan citra teh hitam? Seberapa besar performa perangkat lunak tersebut?
I.3.
Tujuan Tesis
I.3.1. Tujuan Tesis ini bertujuan untuk menemukan penyelesaian atas permasalahan yang ditemukan. 1. Analisis korelasi antara parameter fisik dan kelas mutu teh hitam. 2. Memilih parameter fisik yang terbuktikan memiliki hubungan yang erat dengan parameter mutu teh hitam. 3. Memilih jaringan syaraf tiruan yang sesuai untuk diterapkan dalam pengamatan teh hitam. 4. Membangun prototipe perangkat lunak berdasarkan parameter yang didapatkan dan menguji performansinya sesuai dengan standard pengembangan perangkat lunak.
I.3.2. Alternatif Penyelesaian Terpilih Alternatif metode yang dipilih untuk mencapai tujuan tesis dapat dijabarkan sebagai berikut.
3
1. Sampel yang digunakan berupa sampel teh hitam ortodoks campuran. Penghamparan dilakukan secara manual dan tanpa menggunakan alat di atas kertas berwarna tunggal (misal, kuning). Penghamparan dilakukan sehingga terdapat jarak yang signifikan antar butiran teh. Warna yang dipilih sebagai latar adalah warna yang kemungkinan besar tidak terdapat pada teh. 2. Pengambilan citra dilakukan dalam media terisolasi menggunakan kamera super makro4. Pengaruh dari luar seperti cahaya lingkungan harus dapat diminimasi. Dalam penelitian ini, ruang pengambilan citra dan perangkat pengambilan citra yang digunakan harus selalu tetap dalam
keseluruhan
penelitian;
distorsi
antar
perangkat
keras
ditiadakan. 3. Parameter yang dipertimbangkan dalam pengukuran adalah seperti pada Lampiran 7. 4. Analisis korelasi dilakukan untuk mengetahui tingkat hubungan antara setiap parameter fisik dan parameter mutu teh hitam seperti pada Persamaan II-1. 5. Parameter fisik yang memiliki hubungan erat dengan parameter mutu dipakai untuk membangun perangkat lunak, karena parameter ini secara matematis lebih menentukan kelas mutu dibandingkan dengan parameter fisik dengan hubungan lebih lemah. 6. Pemilihan jaringan syaraf tiruan yang sesuai dilakukan dengan metode pemberian filter berdasarkan kebutuhan pengamatan teh hitam. 7. Prototipe Perangkat Lunak. a. Dibangun dua buah perangkat lunak untuk pengujian, salah satu dibangun hanya dengan parameter fisik hasil uji korelasi, dan yang lain dibangun dengan seluruh parameter yang diukur. Performa sistem diukur sesuai dengan standard pembangunan perangkat
lunak,
dan
dibandingkan.
4
Kamera jarak dekat, < 10 cm.
4
performa
kedua
sistem
akan
b. Perangkat lunak yang akan dibangun berbasis pelatihan (jaringan syaraf tiruan), karena pola hubungan antara parameter fisik dan parameter mutu teh hitam bersifat kualitatif dan indeduktif. 8. Pembangunan Perangkat Lunak. a. Paradigma
yang
dipilih
adalah
paradigma
terstruktur
(prediktif), karena seluruh kebutuhan perangkat lunak dapat diketahui pada tahapan awal. b. Struktur perangkat lunak akan dibangun dengan struktur berbasis objek. c. Dalam penelitian ini, tahapan analisis adalah bagian dari tahapan analisa kebutuhan perangkat lunak. Tahapan pelatihan perangkat lunak adalah bagian dari tahapan pengujian perangkat lunak.
I.4.
Ruang Lingkup dan Batasan
Dalam penelitian ini terdapat beberapa pekerjaan yang dilakukan oleh penulis. Pekerjaan tersebut meliputi hal – hal berikut. 1. Studi literatur: a. Teknologi pengolahan teh hitam. b. Analisis bentuk dalam pengolahan citra. c. Uji statistik dan korelasi. d. Jaringan syaraf tiruan. e. Pengenalan pola citra. 2. Pengambilan sampel teh hitam dengan perangkat pengolahan citra. 3. Analisis fisik teh hitam. a. Eksplorasi dan analisis bentuk teh hitam untuk mendapatkan rangkaian parameter siap uji. b. Analisis matematis untuk menkuantifikasi hubungan antara parameter uji dengan kelas mutu teh hitam. c. Penurunan kesimpulan atas parameter apa saja yang cocok digunakan untuk perangkat lunak pengenalan citra.
5
4. Pemilihan jaringan syaraf tiruan yang digunakan. 5. Pembangunan prototipe perangkat lunak berdasarkan parameter uji. a. Analisa kebutuhan perangkat lunak b. Perancangan perangkat lunak c. Implementasi rancangan perangkat lunak d. Pengujian perangkat lunak 6. Kesimpulan hasil penelitian dan saran pengembangan.
6
