PENGENALAN GERAK ISYARAT MENGGUNAKAN LAYAR SENTUH VIRTUAL DAN NEURAL NETWORK BACKPROPAGATION
TESIS
STEPHANUS PRIYOWIDODO 107038023
PROGRAM STUDI S2 TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014
Universitas Sumatera Utara
PENGENALAN GERAK ISYARAT MENGGUNAKAN LAYAR SENTUH VIRTUAL DAN NEURAL NETWORK BACKPROPAGATION TESIS Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh ijazah Magister Teknik Informatika
STEPHANUS PRIYOWIDODO 107038023
PROGRAM STUDI S2 TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul Tesis
Nama Mahasiswa Nomor Induk Mahasiwa Program Studi Fakultas
Komisi Pembimbing
: PENGENALAN GERAK ISYARAT MENGGUNAKAN LAYAR SENTUH VIRTUAL DAN NEURAL NETWORK BACKPROPAGATION : STEPHANUS PRIYOWIDODO : 107038023 : Magister Teknik Informatika : Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara
:
Pembimbing 2
Pembimbing 1
Prof. Dr. Muhammad Zarlis
Prof. Dr. Opim Salim Sitompul
Diketahui/disetujui oleh Magister Teknik Informatika Ketua,
Prof. Dr. Muhammad Zarlis NIP. 195707011986011003
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
PENYATAAN
PENGENALAN GERAK ISYARAT MENGGUNAKAN LAYAR SENTUH VIRTUAL DAN NEURAL NETWORK BACKPROPAGATION TESIS Saya mengakui bahwa tesis ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing telah disebutkan sumbernya.
Medan, 07 Februari 2014
STEPHANUS PRIYOWIDODO 107038023
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan di bawah ini : Nama
: STEPHANUS PRIYOWIDODO
NIM
: 107038023
Program Studi
: Magister Teknik Informatika
Jenis Karya Ilmiah
:
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif (Non-Exclusive Royalti Free Right) atas tesis saya yang berjudul: PENGENALAN GERAK ISYARAT MENGGUNAKAN LAYAR SENTUH VIRTUAL DAN NEURAL NETWORK BACKPROPAGATION Berserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media, memformat, mengelola dalam bentuk database, merawat dan mempublikasikan tesis saya tanpa meminta izin dari saya, selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis dan sebagai pemegang dan/atau sebagai pemilik hak cipta. Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya. Medan, 07 Februari 2014
STEPHANUS PRIYOWIDODO 107038023
Universitas Sumatera Utara
Telah diuji pada Tanggal : 07 Februari 2014
PANITIA PENGUJI TESIS Ketua
:
Prof. Dr. Opim Salim Sitompul
Anggota
: 1. Prof. Dr. Muhammad Zarlis 2. Prof. Dr. Herman Mawengkang 3. Dr. Benny Benyamin Nasution 4. Dr. Poltak Sihombing, M.Kom
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Syukur AlhamduLILLAH penulis panjatkan ke hadirat ALLAH SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga tesis ini selesai. Perkenankanlah penulis mengucapkan terima kasih kepada: Rektor Universitas Sumatera Utara, Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu DTM&H, M.Sc(CTM),Sp.A(K) atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Magister. Dekan Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara, Prof. Dr. Muhammad Zarlis, yang memberi kesempatan kepada penulis menjadi mahasiswa Program Magister pada Program Studi Magister Teknik Informatika Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara. Ketua Program Studi Magister Teknik Informatika Prof. Dr. Muhammad Zarlis, sekretaris Program Studi Bapak Muhammad Andri Budiman, ST., M.Comp.Sc yang telah banyak memberikan saran dan arahan sehingga tesis ini dapat diselesaikan, beserta seluruh staf pengajar dan administrasi pada Program Studi Magister Teknik Informatika Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara. Terimakasih dan penghargaan yang tinggi penulis ucapkan kepada Prof. Dr. Opim Salim Sitompul selaku Pembimbing Utama yang dengan penuh perhatian telah memberikan dorongan serta bimbingan kepada penulis, demikian juga kepada Prof. Dr. Muhammad Zarlis selaku Pembimbing Lapangan yang dengan penuh kesabaran menuntun dan membimbing penulis hingga selesainya penelitian ini. Kepada seluruh keluarga, handai tolan yang telah memberikan dorongan dan semangat, penulis ucapkan terima kasih, hanya ALLAH SWT sebaik-baik pemberi balasan. Sebagai penutup, penulis berharap adanya kritik dan saran yang membangun guna penyempurnaan penelitian ini.
Stephanus Priyowidodo
Universitas Sumatera Utara
i
ABSTRAK
Pengenalan gerak isyarat sangat penting untuk penggunaan beberapa jenis aplikasi seperti antar-muka manusia mesin, pengendali interaksi robot, robot untuk keperluan pribadi, sistem pemantau khusus dan robot sebagai alat bantu khusus. Kendala dalam pengenalan gerak isyarat diantaranya teknik pengambilan koordinat objek, pemrosesan data objek, pemilihan parameter neural network dan tingkat ketepatan pengenalan. Penelitian ini menggunakan teknik layar sentuh virtual untuk memperoleh data koordinat objek, data selanjutnya diproses dengan algoritma Bresenham dan dijadikan input pada neural network backpropagation. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa layar sentuh virtual dapat digunakan sebagai alternatif pengambilan data koordinat objek, algoritma Bresenham dapat membantu memaksimalkan penggambaran data dan neural network backpropagation dapat mengenali seluruh gerak isyarat atau seratus persen data dengan baik setelah error lebih kecil 0.8.
Kata Kunci : Layar Sentuh Virtual , Neural Network, Backpropagation
Universitas Sumatera Utara
ii
GESTURES RECOGNITION USING VIRTUAL TOUCH SCREEN AND BACKPROPAGATION NEURAL NETWORK ABSTRACT
Gesture recognition is very important to use several types of applications such as human machine interface, control robot interaction, robot for personal use, special monitoring and robotic systems as a special tool. Constraints in gesture recognition techniques including retrieval object coordinates, object data processing, the selection of the neural network parameters and the level of recognition accuracy. This study uses a virtual touch screen technique to obtain the coordinates of the data object, the data is further processed by the Bresenham algorithm and used as inputs to the neural network backpropagation. The results of this study indicate that the virtual touch screen can be used as an alternative to the object coordinate data collection, Bresenham algorithm can help maximize the depiction of data and back propagation neural network can recognize all gestures or one hundred percent of the data well after the error is smaller 0.8.
Keywords : Virtual Touch Screen, Neural Network, Backpropagation
Universitas Sumatera Utara
iii
DAFTAR ISI
Halaman Abstrak Abstract Daftar Isi
i ii iii
Bab I
Pendahuluan 1.1 Latar Belakang 1.2 Perumusan Masalah 1.3 Batasan Masalah 1.4 Tujuan Penelitian 1.5 Manfaat Penelitian
1 1 3 3 4 4
Bab II
Tinjauan Pustaka 2.1 Sensor RGB-D 2.1.1 Kinect 2.1.2 Skeleton 2.1.3 Microsoft API Skeleton 2.2 Neural Network 2.2.1 Fungsi Aktivasi 2.2.2 Neural Network Backpropagation 2.2.2.1 Algoritma Backpropagation 2.3 Algoritma Pengisian Pixel Bresenham 2.4 Algoritma Penghilang Duplikasi Data 2.3 Riset-riset Terkait
5 5 6 7 7 10 12 13 14 16 17 18
Bab III
Metodologi Penelitian 3.1 Pembangunan Aplikasi 3.1.1 Antar-muka Layar Sentuh Virtual 3.1.2 Antar-muka Peubah 3.1.3 Aplikasi Neural Network 3.2 Percobaan 3.3 Dataset 3.4 Instrumen Penelitian
19 19 19 20 20 20 21 23
Bab IV
Hasil dan Pembahasan 4.1 Pendahuluan 4.2 Layar Sentuh Virtual 4.3 Pengujian Neural Network 4.4 Hasil Percobaan 4.4.1 Percobaan Pertama 4.4.2 Percobaan Kedua 4.5 Penguijian
24 24 24 29 30 31 33 34
Universitas Sumatera Utara
iv
Bab V
Kesimpulan dan Saran 5.1 Kesimpulan 5.2 Saran
Daftar Pustaka Lampiran 1. Daftar Publikasi Ilmiah 2. Contoh Data Teks 1 3. Contoh Data Teks 2 4. Source Code
37 37 37 39 42 42 43 47 52
Universitas Sumatera Utara
