EVALUASI AKURASI PENGUKURAN KEDALAMAN CITRA RGB PADA MICROSOFT KINECT SDK
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Akademik Studi Strata Satu (S1) Teknik Informatika Universitas Muhammadiyah Malang
Oleh : Bayu Nur Hasym 08560028
JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2013
LEMBAR PERSETUJUAN
EVALUASI AKURASI PENGUKURAN KEDALAMAN CITRA RGB PADA MICROSOFT KINECT SDK
TUGAS AKHIR
Oleh : Bayu Nur Hasym 08560028
Telah Direkomendasikan Untuk Diajukan Sebagai Judul Tugas Akhir Di Teknik Informatika Universitas Muhammadiyah Malang
Menyetujui,
Pembimbing I
Pembimbing II
(Ir. M. Irfan MT )
(Ali Sofyan Kholimi, S.Kom)
i
LEMBAR PENGESAHAN EVALUASI AKURASI PENGUKURAN KEDALAMAN CITRA RGB PADA MICROSOFT KINECT SDK
TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana Strata Satu Teknik Informatika Universitas Muhammadiyah Malang
Disusun Oleh : Bayu Nur Hasym 08560028
Tugas Akhir ini telah diuji dan dinyatakan lulus oleh tim penguji pada tanggal 31 Januari 2013
Mengetahui/Menyetujui
Penguji I
Penguji II
(Wahyu Andhyka Kusuma, S.Kom)
( Denar Regata AkbiS.Kom )
Mengetahui Ketua Jurusan Teknik Informatika
(Eko Budi Cahyono, S.Kom, MT ) NIP. 108.9504.0330
ii
LEMBAR PERNYATAAN Yang bertanda tangan di bawah ini: Nama
: Bayu Nur Hasym
NIM
: 08560028
Fakultas / Jurusan
: Teknik / TeknikInformatika
Dengan ini saya menyatakan bahwa Tugas Akhir dengan judul “EVALUASI
AKURASI PENGUKURAN KEDALAMAN CITRA RGB PADA MICROSOFT KINECT SDK” beserta seluruh isinya adalah karya saya sendiri dan bukan merupakan karya tulis orang lain, baik sebagian maupun keseluruhan,
kecuali
dalam
bentuk
kutipan
yang
telah
disebutkan
sumbernya.Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya. Apabila kemudian ditemukan adanya pelanggaran terhadap etika keilmuan dalam karya saya ini, atau diklaim dari pihak lain terhadap keaslian karya saya ini maka saya siap menanggung segala bentuk resiko/sanksi yang berlaku.
Malang, 31Januari 2013 Yang MembuatPernyataan
(Bayu Nur Hasym) Mengetahui, Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing II
(Ir. M. Irfan, MT)
(Ali Sofyan Kholimi, S.Kom)
iii
LEMBAR PERSEMBAHAN
Puji syukur kepada Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Penulis menyampaikan dan ucapan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada : 1.
Allah SWT yang telah membantu dan menjawab semuadoa-doa yang telah hamba panjatkan sehingga hamba bias menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik.
2.
Bapak IR.M. Irfan,MT selaku dosen pembimbing I.
3.
Bapak Ali Sofyan Kholimi, S.Kom selaku dosen pembimbing II.
4.
Seluruh
bapak
dan
ibu
dosen
Teknik
Informatika
Universitas
Muhammadiyah Malang, terima kasih atas ilmu yang diberikan. 5.
Ayah dan Ibu tercinta, terima kasih atas doa-doanya, terima kasih atas cinta kasih kalian yang takhenti-hentinya ayah dan ibu berikan kepadaku.
6.
My the best partner Hanum Indira Dewi thank you for your advices, thank you for supporting me, thank you for everything
7.
Seluruh teman-teman Teknik Informatika angkatan 2008.
8.
Laptopku yang sudah tua dan hamper sekarat terima kasih sudah menemaniku selama ini T.T
9.
Thank You for DOTA
iv
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan hidayah-Nya sehingga peneliti dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul : “EVALUASI AKURASI PENGUKURAN KEDALAMAN CITRA
RGB PADA MICROSOFT KINECT SDK” Pada penelitian tugas akhir ini, dilakukan pengujian tingkat akurasi mengenai informasi jarak virtual yang diperoleh tanpa melakukan pengukuran secara langsung dengan menggunakan kamera kinect, dengan adanya system ini user dapat memperoleh informasi mengenai jarak tanpa harus melakukan pengukuran secara langsung. Jarak yang ingin diketahui di identifikasikan oleh warna yang muncul padajarak yang dimaksud. Penulis menyadari dengan sepenuhnya bahwa penelitian ini masih jauh dari kesempurnaan oleh sebab itu penulis mengharapkan masukan berupa saran maupun kritikan yang membangun untuk pengembangan system perhitungan jarak terhadap citra dengan kinect sensor ini lebih lanjut.
v
DAFTAR ISI LEMBAR PERSETUJUAN .............................................................................. i LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................... ii LEMBAR PERNYATAAN ............................................................................... iii ABSTRAK .......................................................................................................... iv ABSTRACT ........................................................................................................ v LEMBAR PERSEMBAHAN............................................................................ vi KATA PENGANTAR....................................................................................... vii DAFTAR ISI ...................................................................................................... viii DAFTAR GAMBAR ..........................................................................................xi BAB I PENDAHULUAN ................................................................................... 1 1.1 Latar Belakang .......................................................................................... 1 1.2 Rumusan Masalah ..................................................................................... 2 1.3 Tujuan Masalah ......................................................................................... 2 1.4 Batasan Masalah........................................................................................ 3 1.5 Metodologi Penyelesaian Masalah ............................................................ 3 1.6 Sistematikan Penulisan.............................................................................. 4 BAB II LANDASAN TEORI ............................................................................. 5 2.1 Visi Komputer (Computer Vision) ............................................................ 5 2.1.1 Definisi Visi Komputer .................................................................... 5 2.1.2 Hirarki Computer Vision ................................................................. 5 2.1.3 Tahapan-Tahapan Dalam Visi Komputer ........................................ 6 2.1.3.1 Proses Penangkapan Citra ...................................................... 6 2.1.3.2 Proses Pengolahan Citra ......................................................... 6 2.1.3.3 Analisa Data Citra .................................................................. 6 2.1.3.4 Proses Pemahaman Data Citra ............................................... 6 vi
2.2 Kinect ...................................................................................................... 7 2.2.1 Komponen Utama Kinect ............................................................... 7 2.2.1.1 Kamera Infra Merah (IR Light Camera) .............................. 8 2.2.1.2 Kamera RGB ........................................................................ 8 2.1.1.3 CMOS Sensor....................................................................... 8 2.1.1.4 Sensor Kedalaman (Depth Image Sensor) ........................... 8 2.2.2 Kedalaman Kinect .......................................................................... 9 2.2.2.1 Resolusi Kedalaman Kinect ................................................. 12 2.2.3 Kinect Geometri ............................................................................. 12 2.3 Citra RGB ............................................................................................... 13 2.3.1 Range Kamera Kinect .................................................................... 14 2.4 Kinect Software Development Kit (SDK) .............................................. 14 2.5 Metode Root Mean Squarred Error (RMSE) ........................................... 15 BAB III ANALISA DAN PERANCANGAN SISTEM .................................. 16 3.1 Analisa Sistem......................................................................................... 16 3.2 Perancangan Sistem ................................................................................ 16 3.2.1 Spesifikasi Kebutuhan .................................................................... 16 3.2.2 Fokus Kamera Terhadap Benda ..................................................... 18 3.2.2.1 Pencahayaan Terhadap Objek .............................................. 18 3.2.2.2 Letak Kamera Terhadap Objek ............................................ 19 3.2.3 Objek Yang Digunakan .................................................................. 20 3.2.4 Flowchart Sistem............................................................................ 21 3.3 Desain Interface ...................................................................................... 23 BAB IV IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN SISTEM ............................ 26 4.1 Implementasi Sistem ............................................................................... 26 4.1.1Kedalaman Kinect Sebenarnya ....................................................... 28
vii
4.2 Pengujian Sistem ..................................................................................... 29 4.3 Tabel Hasil Pengujian Dan Evaluasi ....................................................... 41 4.4 Interface Aplikasi .................................................................................... 42 BAB V PENUTUP ............................................................................................. 45 5.1 Kesimpulan ............................................................................................. 45 5.2 Saran ........................................................................................................ 45 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 47
viii
DAFTARGAMBAR Gambar 2.1 Skema Computer Vision ................................................................. 5 Gambar 2.2 Kinect Sensor .................................................................................. 7 Gambar 2.3 IR Projector dan IR Camera ............................................................ 9 Gambar 2.4 Pengulangan Titik Kinect ................................................................ 10 Gambar 2.5 Near Infrared ................................................................................... 11 Gambar 2.6 Cara Kerja Kinect sensor................................................................. 11 Gambar 2.7 Jarak Terbaik Menggunakan Kinect ............................................... 12 Gambar 2.8 Model Geometrik Pada Kinect ....................................................... 13 Gambar 2.9 Citra RGB ....................................................................................... 13 Gambar3.1 Pandangan Kamera Terhadap Objek Dari Atas ............................... 19 Gambar3.2 Pandangan Kamera Terhadap Objek Dari Kamera .......................... 19 Gambar3.3 Kubus ............................................................................................... 20 Gambar3.4 Balok ................................................................................................ 20 Gambar3.5 Flowchart Sistem .............................................................................. 21 Gambar3.6 Desain Interface................................................................................ 23 Gambar3.7 Kamera RGB dan Depth Kamera ..................................................... 24 Gambar4.1 Pengambilan Fungsi Kinect ............................................................. 26 Gambar4.2 Pengambilan Gambar Oleh Kinect ................................................... 27 Gambar4.3 Gambar Dari Kamera RGB .............................................................. 28 Gambar4.4 Gambar Dari Kamera Kedalaman .................................................... 29 Gambar4.5 Jarak Maksimum Kinect Sensor ....................................................... 40
ix
Gambar4.6 Struktur Menu Aplikasi .................................................................... 42 Gambar4.7 Tampilan Awal Sistem ..................................................................... 43 Gambar4.8 Tampilan Button Start ...................................................................... 43 Gambar4.9 Tampilan Button Stop ...................................................................... 44
x
DAFTAR PUSTAKA [1]
Trucco,Emmanuel & Verri Alsessandro , 1998,"Introductory Techniques for 3-D Computer Vision", Prentice Hall
[2]
The OpenCV Reference Manual, Release august 17, 2011.Zhang, Cha & Zhang, Zhengyou,”Calibration Between Depth and Color Sensor For Commodity Depth Cameras”,Communication
and
Collaboration
Systems
Group,
Microsoft
Research,{chazhang, zhang}@microsoft.com [3]
Smisek, Jan , Jancosek, Michal & Pajdla, Thomas, 2011”3D with Kinect”,CMP, Dept. of Cybernetics, FEE, Czech Technical University in Prague
[4]
Crock, Nathan, 2011 http://mathnathan.com/2011/02/03/depthvsdistance/
[5]
A Time-Of-Flight Depth Sensor – System Description, Issues and SolutionsS. Burak Gokturk, Hakan Yalcin, Cyrus Bamji.
[6]
Kourosh Khoshelham * and Sander Oude Elberink “Accuracy and Resolution of Kinect Depth Data for Indoor Mapping Applications”
[7]
Herrera C, Daniel, Kannala, Juho & Heikkila, Janne, ,2011”Accurate and Practical Calibration of a Depth and Color Camera Pair”,Machine Vision Group,University of Oulu
[8]
http://www.xbox.com/en-US/kinect?xr=shellnav diakses tanggal 1 januari 2013
[9]
http://www.ecse.rpi.edu/Homepages/qji/CV/3dvision_intro diakses tanggal 1 januari 2013
[10]
http://library.binus.ac.id/eColls/eThesis/Bab2/2012-1-00533-mtif%202.pdf
diakses
tanggal 1 januari 2013 [11]
http://digilib.ittelkom.ac.id diakses tanggal 1 januari 2013
[12]
http://library.binus.ac.id/eColls/eThesis/Bab2/2007-2-00461-MTIF diakses tanggal 1 januari 2013
[13]
repository.binus.ac.id/content/J0464/J046451315.doc diakses tanggal 1 januari 2013
[14]
http://msdn.microsoft.com/en-us/library/hh438998.aspx diakses tanggal 1 januari 2013
[15]
http://repository.usu.ac.id/bitstream/.../4/Chapter%20II.pdf diakses tanggal 20 maret 2013
47
