RANCANG BANGUN PENGENALAN AKSARA BALI CETAK DENGAN METODE TEMPLATE MATCHING DAN LIBRARY OPENCV PADA ANDROID TUGAS AKHIR
Diajukan Guna Memenuhi Sebagian Persyaratan Dalam Rangka Menyelesaikan Pendidikan Sarjana Strata Satu (S1) Program Studi Teknologi Informasi
AYU PRATIWI PRADNYAWATI NIM. 1204505070
JURUSAN TEKNOLOGI INFORMASI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA JIMBARAN – BALI 2016
RANCANG BANGUN PENGENALAN AKSARA BALI CETAK DENGAN METODE TEMPLATE MATCHING DAN LIBRARY OPENCV PADA ANDROID TUGAS AKHIR
Diajukan Guna Memenuhi Sebagian Persyaratan Dalam Rangka Menyelesaikan Pendidikan Sarjana Strata Satu (S1) Program Studi Teknologi Informasi
AYU PRATIWI PRADNYAWATI NIM. 1204505070
JURUSAN TEKNOLOGI INFORMASI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA JIMBARAN – BALI 2016
ii
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi (Tugas Akhir) ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Bukit Jimbaran, Juli 2016
Ayu Pratiwi Pradnyawati
iii
iv
v
ABSTRAK Aksara Bali merupakan Kebudayaan Bali. Budaya bangsa yang patut untuk dilestarikan, diperlukan suatu sistem pengenalan Aksara Bali yang dapat digunakan sebagai media pengenalan dan pembelajaran. Pengenalan Aksara Bali dapat dikembangkan menggunakan media Teknologi Smartphone, Teknik-teknik pengolahan citra digital dapat berfungsi untuk mengembangkan suatu Teknologi Aksara Bali berbasis Smartphone dengan membutuhkan fungsi-fungsi Library OpenCV dalam Metode Template Matching dan Metode Envelope. Metode tersebut dipilih karena dapat mengetahui pola-pola Aksara Bali yang mudah untuk dikenali dan dibandingkan. Metode Envelope bertujuan untuk proses Ekstraksi Ciri, Metode Template Matching bertujuan untuk pencocokan yang dihitung melalui perhitungan jarak menggukan Metode Euclidean Distance. Aplikasi pengenalan Aksara Bali bertujuan untuk dapat membaca dan mengenali karakter suatu citra Aksara Bali. Berdasarkan hasil analisa aplikasi diperoleh tingkat keberhasilan pengenalan Aksara Bali Cetak dengan persentase 99,36%. Kata Kunci: Aksara Bali, Metode Template Matching, Metode Envelope.
vi
ABSTRACT Balinese script is the Balinese Culture. Cultural nation that deserves to be preserved, we need a Balinese-recognition system that can be used as a medium of recognition and learning. The recognition for Balinese term can be developed using Smartphone media technology, techniques of digital image processing can be used to develop Smartphone technology for Balinese script, it also requires OpenCV Library functions in the Template Matching Method and Method of Envelope. This method was selected because it can determine the patterns of Balinese became more easier to recognize and comparison. The Envelope Method having goals to process Feature Extraction, The Template Matching Method having goals to match that calculated by the distance calculation method using Euclidean Distance. Balinese script recognition application having goals to be able read and recognize the character based on picture of the Balinese script. Based on the analysis of applications obtained recognition success rate Balinese Print with a percentage of 99.36%. Keywords: Balinese Script, Template Matching Method, Envelope Method
vii
KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kehadapan Ida Sang Hyang Widhi Wasa/Tuhan Yang Maha Esa, karena atas Asung Kerta Wara Nugraha-Nya, akhirnya penulis dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini. Laporan Tugas Akhir yang berjudul “Rancang Bangun Pengenalan Aksara Bali Cetak dengan Metode Tamplate Matching dan Library OpenCV Pada Android” ini disusun sebagai syarat guna untuk memenuhi sebagian persyaratan menyelesaikan Program Sarjana S-1 pada Jurusan Teknologi Informasi Universitas Udayana. Dalam penyusunan laporan Tugas Akhir ini, penulis mendapatkan petunjuk dan bimbingan dari berbagai pihak. Sehubungan dengan hal tersebut pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada: 1.
Bapak Prof. Ir. Ngakan Putu Gede Suardana, MT.,Ph.D sebagai Dekan Fakultas Teknik Universitas Udayana.
2.
Bapak Dr.Eng I Putu Agung Bayupati, S.T., M.T selaku Ketua Jurusan Teknologi Informasi Fakultas Teknik Universitas Udayana.
3.
Bapak Prof. Dr. I Ketut Gede Darma Putra, S.Kom.,M.T. selaku dosen pembimbing I yang telah banyak meluangkan waktu memberikan dorongan, bimbingan, tuntunan dan kesabaran selama penyusunan laporan Tugas Akhir ini.
4.
Ibu Ni Kadek Ayu Wirdiani, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing II yang telah banyak meluangkan waktu memberikan dorongan, bimbingan, tuntunan dan kesabaran selama penyusunan laporan Tugas Akhir ini.
5.
Segenap dosen pengajar dan pegawai di jurusan Teknologi Informasi Fakultas Teknik Universitas Udayana.
6.
Kepada orangtua, Ibu Ni Made Megawati, S.Si, Bapak Serda I Nyoman Sukra, Kakak Ayu Ade Mediyani, Amd,KL, Adik Ayu Widi Resty Rinjani, serta kerabat yang senantiasa memberikan dukungan semangat sehingga membantu penyusunan laporan ini.
7.
I Made Jaya Swastika S.TI, sebagai pendamping dan pemberi semangat didalam penyelesaian penelitian, dan terus memberikan motivasi untuk
vi
tetap semangat dan berjuang didalam perkuliahan di Jurusan Teknologi Informasi. 8.
Rekan-rekan seperjuangan mahasiswa Teknologi Informasi angkatan 2012 Yunita, Mauren, Indah, Dayu, Utami dan temen-temen yang lain, karena telah memberikan sumbangan ide, pemikiran dan pengetahuan sehingga membantu dalam penyusunan laporan tugas akhir. Penulis menyadari bahwa laporan ini jauh dari sempurna baik dalam
materi maupun penulisan. Kritik dan saran yang bersifat membangun dari semua pihak sangat diharapkan. Akhir kata, semoga laporan ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak sesuai dengan yang diharapkan.
Blahkiuh, Juni 2016
Ayu Pratiwi Pradnyawati
vii
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL................................................................................... ii PERNYATAAN.......................................................................................... iii ABSTRAK .................................................................................................. iv ABSTRACT .................................................................................................. v KATA PENGANTAR ................................................................................ vi DAFTAR ISI ............................................................................................... viii DAFTAR GAMBAR .................................................................................. xii DAFTAR TABEL ....................................................................................... xiv DAFTAR RUMUS ..................................................................................... xv KODE PROGRAM ..................................................................................... xvi BAB I PENDAHULUAN ......................................................................... 1 1.1
Latar Belakang ................................................................................ 1
1.2
Rumusan Masalah ........................................................................... 3
1.3
Tujuan Penelitian............................................................................. 3
1.4
Manfaat Penelitian........................................................................... 3
1.5
Batasan Masalah .............................................................................. 4
1.6
Sistematika Penulisan ...................................................................... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA................................................................. 6 2.1
State Of The Art ............................................................................... 6
2.2
Aksara Bali ...................................................................................... 8
2.3
Citra Digital ..................................................................................... 13 2.3.1 Citra Biner ........................................................................... 13
2.4
Pengolahan Citra Digital ................................................................. 14 2.4.1 Akuisisi Citra ....................................................................... 15 2.4.2 Preprocessing ...................................................................... 16 2.4.2.1 Grayscale ................................................................. 16 2.4.2.2 Biner ........................................................................ 16 2.4.3
Segmentasi .......................................................................... 17 2.4.3.1 Metode Projection Profile ....................................... 17
2.4.4 Ekstraksi Fitur ..................................................................... 19 viii
2.4.5
Pencocokan .......................................................................... 19 2.4.5.1 Metode Template Matching .................................... 19 2.4.5.1 Metode Euclidean Distance .................................... 20
2.5
OpenCV ........................................................................................... 20 2.5.1 OpenCV pada Android ........................................................ 21
BAB III METODE DAN PERANCANGAN SISTEM .............................. 22 3.1
Tempat dan Waktu Penelitian ......................................................... 22
3.2
Data ................................................................................................. 22 3.2.1 Sumber Data ........................................................................ 22 3.2.2 Jenis Data............................................................................. 22 3.2.2.1 Data Primer .............................................................. 22 3.2.2.2 Data Sekunder.......................................................... 23
3.3
Populasi dan Sample........................................................................ 23 3.3.1 Populasi ............................................................................... 23
3.4
Materi dan Alur Penelitian .............................................................. 24 3.4.1 Materi .................................................................................. 24 3.4.2 Alat Penelitian ..................................................................... 24 3.4.3 Alur Penelitian ..................................................................... 25
3.5
Perancangan Sistem......................................................................... 26 3.5.1 Gambaran Umum Sistem .................................................... 26 3.5.1.1 Gambaran Umum Proses Pendaftaran ..................... 26 3.5.1.2 Gambaran Umum Pengenalan ................................. 27 3.5.2 Akuisisi Citra ....................................................................... 28 3.5.3 Preprocessing ...................................................................... 29 3.5.4 Segmentasi ........................................................................... 29 3.5.5 Resize ................................................................................... 30 3.5.6 Ekstraksi Fitur ..................................................................... 30 3.5.6.1 Metode Simpul (Envelope).................................... 30 3.5.7
3.6
Pencocokan ......................................................................... 32
Data Flow Diagram (DFD)............................................................. 33 3.6.1 Diagram Jenjang (Hierarchy Chart) ................................... 33
ix
3.6.2 DFD Level 0 ........................................................................ 35 3.6.3 DFD Level 1 (Pendaftaran) ................................................. 35 3.6.4 DFD Level 1 (Pengenalan) .................................................. 37 3.7
Algoritma Pemrograman ................................................................. 38 3.7.1
Diagram Alir (Flowchart) ................................................... 38 3.7.1.1 Flowchart Pendaftaran ............................................ 38
3.8
Rancangan Database....................................................................... 41
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS SISTEM .................................... 45 4.1
Analisis Umum Aplikasi ................................................................. 45 4.1.1 Analisis Aplikasi Pendaftaran ............................................. 45 4.1.2 Analisis Umum Aplikasi Pengenalan .................................. 46
4.2
Pengujian Sistem ............................................................................. 48 4.2.1
Pengujian Interface Aplikasi ............................................... 49 4.2.1.1 Tampilan Splash Screen ........................................ 49 4.2.1.2 Tampilan Halaman Utama..................................... 50 4.2.1.3 Tampilan Menu Ambil Foto .................................. 51 4.2.1.4 Tampilan Halaman Preprocessing ........................ 51 4.2.1.5 Tampilan Halaman Segmentasi ............................. 52 4.2.1.6 Tampilan Halaman Resize ..................................... 53 4.2.1.7 Tampilan Hasil ...................................................... 55 4.2.1.8 Tampilan Tambah Data ......................................... 56 4.2.1.9 Tampilan Pemilihan Akuisisi Citra Tambah Data. 57 4.2.1.10 Tampilan Crop Tambah Data ................................ 58 4.2.1.11 Tampilan Pengisian Gambar Aksara, Nama Aksara dan Deskripsi Aksara ............................... 59 4.2.1.12 Tampilan Hasil Tambah Data ................................ 60 4.2.1.13 Tampilan Halaman About ...................................... 61 4.2.1.14 Tampilan Validasi Menu Exit ................................ 61
4.3
Skenario Pengujian.......................................................................... 62
4.4
Analisis Sistem ................................................................................ 62 4.4.1
Analisis Sistem .................................................................... 62
x
4.4.2
Analisi FAR (False Acceptance Rate) ................................ 64
4.4.3
Kelebihan dan Kelemahan Aplikasi .................................... 65
BAB V Simpulan ........................................................................................ 67 5.1
Simpulan.......................................................................................... 67
5.2
Saran ................................................................................................. 68
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................. 69 CURICULUM VITAE ................................................................................. 71
xi
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Citra Awal ............................................................................... 18 Gambar 2.2 Grafik dari Projection Profile .................................................. 18 Gambar 3.1 Pendaftaran Aksara Bali .......................................................... 26 Gambar 3.2 Pengenalan Aksara Bali .......................................................... 27 Gambar 3.3 ProseS Konversi Citra Original ke Citra Binary ..................... 29 Gambar 3.4 Proses Segmentasi Projection Profile ...................................... 29 Gambar 3.5 Contoh Citra Hasil Resize ....................................................... 30 Gambar 3.6 Contoh Perhitungan Metode Simpul (Top Bottoms) ............... 31 Gambar 3.7 Contoh Perhitungan Metode Simpul (Left Right) ................... 31 Gambar 3.8 Hasi Pengabungan TopBootoms (kiri) dan LeftRight (kanan). 32 Gambar 3.9 Diagram Konteks Aplikasi Pengenalan Aksara Bali .............. 33 Gambar 3.10 Hierarchy chart Pengenalan Aksara Bali Berbasis Android 34 Gambar 3.11 DFD Level 0 .......................................................................... 35 Gambar 3.12 DFD Level 1 Pendaftaran ...................................................... 36 Gambar 3.13 DFD Level 1 Pengenalan ...................................................... 37 Gambar 3.14 Flowchart Pendaftaran .......................................................... 39 Gambar 3.15 Flowchart Pengenalan ........................................................... 40 Gambar 4.1 Analisis Umum Aplikasi Pendaftaran ..................................... 46 Gambar 4.2 Analisis Umum Aplikasi Pengenalan ...................................... 47 Gambar 4.3. Tampilan Splash Screen ......................................................... 49 Gambar 4.4 Tampilan Menu Utama............................................................ 50 Gambar 4.5 Tampilan Menu Ambil Foto .................................................... 51 Gambar 4.6 Tahap Biner ............................................................................. 52 Gambar 4.7 Tampilan Tahap Segmentasi ................................................... 53 Gambar 4.8 Tampilan Halaman Perkarkter Segmentasi ............................. 54 Gambar 4.9 Tampilan Halaman Hasil ......................................................... 55 Gambar 4.10 Tampilan Tambah Data, Masuk ke Halaman Tambah data (Kiri) dan Proses Tambah Data (Kanan) .................................. 56 Gambar 4.11 Tampilan Pemilihan Akuisisi Citra Tambah Data ................ 57 Gambar 4.12 Tampilan Crop Tambah Data ................................................ 58 xii
Gambar 4.13 Tampilan Pengisian Gambar Aksara, Nama Aksara dan Deskripsi Aksra ..................................................................... 59 Gambar 4.14 Tampilan Hasil Tambah Data ............................................... 60 Gambar 4.15 Halaman Menu About............................................................ 61 Gambar 4.16 Halaman Menu Exit ............................................................... 62
xiii
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Aksara Wianjana ......................................................................... 10 Tabel 2.2 Sandangan Suara ......................................................................... 11 Tabel 2.3 Pengangge Tengenan .................................................................. 12 Tabel 3.1 Sample Aksara Wianjana ............................................................ 23 Tabel 3.2 Tabel Aksara ............................................................................... 41 Tabel 4.1 Data Uji Aksara Bali ................................................................... 63 Tabel 4.2 Pengujian Device......................................................................... 65
xiv
DAFTAR RUMUS
Rumus 2.1 Perhitungan Grayscale.............................................................. 16 Rumus 2.2 Persamaan Template ................................................................. 20 Rumus 2.3 Perhitungan Euclidean Distance............................................... 20 Rumus 2.4 Perhitungan Nilai Matriks.......................................................... 20 Rumus 2.5 Nilai Euclidean Distance ........................................................... 20 Rumus 4.1 Perhitungan Rata-rata Kesusksesan ........................................... 62 Rumus 4.2 Perhitungan FAR (False Acceptance Rate) ............................... 64
xv
KODE PROGRAM Kode Program 4.1 Kode Program Segmentasi ........................................... 48
xvi
