TE

PEMANFAATAN EMANFAATAN TEKNOLOGI WEB SERVICES PADA PENGOLAHAN CITRA CITR MEDIS TESIS

Oleh TIGOR HAMONANGAN NASUTION 087034034/TE

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012

Universitas Sumatera Utara

Telah Diuji pada Tanggal: 20 Januari 2012

PANITIA PENGUJI TESIS Ketua : Prof. Dr. Ir. Usman Baafai Anggota : 1. Dr. Benny B. Nasution, Dipl.Ing, M.Eng 2. Prof. Dr. Opim Salim Sitompul, M.Si 3. Fakhruddin Rizal Batubara, ST, MTI 4. Fahmi, S.T, M.Sc

Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK Topik yang diangkat pada penelitian ini adalah perancangan sistem berbasis jaringan untuk pemanfaatan aplikasi pengolahan citra medis. Berbeda dengan aplikasi standalone, sistem yang dirancang dapat digunakan untuk banyak pengguna sehingga dapat mengurangi biaya dalam pembelian komputer berkemampuan tinggi untuk pengolahan citra medis. Sistem yang dirancang dapat bekerja di berbagai macam platform dengan grafis antar muka berbasis web. Sistem dibangun dengan menggunakan teknologi web services. Tahapan penelitian meliputi pengumpulan data dan perancangan sistem berbasis jaringan. Data yang digunakan merupakan data citra medis hasil scan MRI dengan format DICOM. Sistem terdiri dari aplikasi server dan aplikasi klien dengan menggunakan bahasa pemrograman Java dan librari ITK untuk pengolahan citra medis. Sistem berkomunikasi dengan teknologi web services XML-RPC untuk pertukaran data dengan menggunakan format XML. Uji coba sistem dilakukan dengan membandingkan sistem berbasis jaringan dengan aplikasi standalone pengolahan citra medis. Hasil pengolahan citra yang dilakuakan menggunakan sistem jaringan tidak berbeda dengan hasil yang diperoleh pada sistem standalone. Waktu yang dibutuhkan untuk proses lebih cepat dari proses yang dilakukan standalone dengan perbedaan yang cukup signifikan pada kasus multi klien. Uji coba sistem berjalan dengan baik dan sesuai dengan yang diharapkan sehingga sistem ini dapat diterapkan untuk mendistribusikan data hasil pengolahan citra medis. Kata-kata kunci: web services, XML-RPC, pengolahan citra medis, sistem berbasis jaringan

i Universitas Sumatera Utara

ABSTRACT The topic discussed in this study is a network-based system design for the utilization of medical image processing application. The system is different from the application of standalone system designed to be used by many users, that it can minimize the cost of purchasing many computers to process the medical image. The system designed can work at various kinds of platforms with web-based interface graphic. This system is built by using web-service technology. The stages of study included data collecting and web-based system design. The data used were the medical image scanned by using MRI with DICOM format. The system consisted of server application and client application using the Java programming language and ITK library for medical image management. The system communicated using XML-RPC web-service technology for data exchanging by using XML format. The system try out was performed by comparing the web-based system with the application of standalone medical image processing. The system try out ran well in accordance with what expected that this system can be applied to distribute the data resulted from medical image processing. Keywords: Web-Services, XML-RPC, Medical Image Processing, Network-Based System

ii Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT atas nikmat dan karunia yang telah diberikan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan tesis dengan judul “Pemanfaatan Teknologi Web Services Pada Pengolahan Citra Medis””. Salawat beriring salam tak lupa penulis persembahkan kepada junjungan Umat Islam, Nabi Muhammad SAW. Dalam penyelesaian tesis ini penulis banyak mendapat bantuan, bimbingan, dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu dengan segala kerendahan hati, penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya atas segala bimbingan, bantuan serta dukungannya kepada Bapak Prof. Dr. Ir. Usman Baafai, selaku ketua komisi pembimbing dan Bapak Dr. Benny B. Nasution, Dipl.Ing. M.Eng selaku anggota komisi pembimbing yang telah mengarahkan dan membimbing penulis selama penyelesaian tesis ini. Tak lupa penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Prof. Dr. Opim Salim Sitompul, M.Si, Bapak Fakhruddin R. Batubara, ST, MTI, dan bapak Fahmi, S.T, M.Sc selaku Pembanding utama yang telah memberikan kritik dan masukan terhadap tesis ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada orang tua penulis, Bapak Indra Sakti Nasution dan Ibu Kartika atas doanya. Terima kasih juga kepada abang penulis Arief Zulkarnain Nasution, ST, kakak penulus Indah Karvina Nasution, Amd, dan adik penulis Ria Iriany Nasution, Amd yang selalu menjadi penyemangat penulis.

iii Universitas Sumatera Utara

Terima kasih juga kepada wanita yang spesial bagi penulis, Erna Kurnia, SE yang selalu menemani dan memberikan semangat kepada penulis. Tak lupa ucapan terima kasih kepada keluarga dan teman-teman penulis yang telah banyak memberikan semangat dan perhatian sehingga tesis ini selesai. Penulis menyadari bahwa tesis ini masih jauh dari kesempurnaan. Penulis berharap semoga tesis ini dapat berguna untuk menambah cakrawala ilmu pengetahuan bagi para pembaca.

Medan, Januari 2012 Penulis,

Tigor H. Nasution

iv Universitas Sumatera Utara

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

Saya yang bertanda tangan di bawah ini: Nama

: Tigor Hamonangan Nasution

Tempat / Tanggal Lahir

: Medan / 15 April 1985

Jenis Kelamin

: Laki-laki

Agama

: Islam

Status Perkawinan

: Belum Menikah

Pekerjaan

: Staff Honorer Pusat Sistem Informasi USU

Alamat Rumah

: Jl. Perbatasan Barat No. 5 Medan

Telepon

: 08126303460

Email

: [email protected]

Pendidikan Formal 1991 – 1997

: SD Islam Azizi

1997 – 2000

: SMP Negeri 2 Medan

2000 – 2001

: SMU Negeri 13 Medan

2001 – 2003

: SMU Negeri 3 Medan

2003 – 2007

: Fakultas Teknik Departemen Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektro, Universitas Sumatera Utara, Medan

v Universitas Sumatera Utara

Kegiatan Ilmiah No

Judul Karya Ilmiah / Penelitian

Pelaksana / Jurnal

Tahun

1

Perancangan Aplikasi Wireless

USU/ Tugas Akhir

2007

USU / Tesis

2012

Perangkat Bergerak Menggunakan Teknologi J2ME 2

Pemanfaatan Teknologi Web Services Pada Pengolahan Citra Medis

Demikian daftar riwayat hidup ini saya perbuat dengan sebenar-benarnya.

Tertanda

( Tigor H. Nasution )

vi Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI Halaman ABSTRAK ................................................................................................................. i ABSTRACT ................................................................................................................ ii KATA PENGANTAR..............................................................................................iii DAFTAR RIWAYAT HIDUP.................................................................................. v DAFTAR ISI ........................................................................................................... vii DAFTAR GAMBAR ............................................................................................... ix DAFTAR TABEL ..................................................................................................... x DAFTAR ISTILAH ................................................................................................. xi BAB 1 PENDAHULUAN ........................................................................................ 1 1.1 Latar Belakang........................................................................................ 1 1.2 Perumusan Masalah................................................................................ 5 1.3 Batasan Masalah ..................................................................................... 6 1.4 Tujuan Penelitian.................................................................................... 6 1.5 Manfaat Penelitian.................................................................................. 6 1.6 Sistematika Pembahasan......................................................................... 7 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................... 8 2.1 Pengolahan Citra Medis ......................................................................... 8 2.2 ITK........................................................................................................ 12 2.3 Komunikasi Data Citra Medis Pada Jaringan Komputer ..................... 12 2.4 Web Services......................................................................................... 13 2.4.1 XML-RPC.................................................................................... 15 BAB 3 METODE PENELITIAN............................................................................ 18 3.1 Rancangan Penelitian ........................................................................... 18 3.2 Pengumpulan Data Citra Medis ........................................................... 18 3.3 Pemodelan Sistem................................................................................. 18 3.4 Segmentasi Citra Medis........................................................................ 20 3.5 Komunikasi Data Citra Medis Dengan Web Services .......................... 23 3.6 Pembuatan Aplikasi Standalone........................................................... 27 3.7 Pembuatan Prototipe Sistem................................................................. 28 vii Universitas Sumatera Utara

3.7.1 Pembuatan Aplikasi Server.......................................................... 33 3.7.2 Pembuatan Aplikasi Klien ........................................................... 34 3.8 Instrumen Penelitian ............................................................................. 35 3.8.1 Perangkat Keras ........................................................................... 35 3.8.2 Perangkat Lunak .......................................................................... 36 BAB 4 HASIL DAN ANALISIS ............................................................................ 37 4.1 Hasil Perancangan Sistem .................................................................... 37 4.2 Pengujian Multi Klien .......................................................................... 42 4.3 Analisis Hasil Perancangan .................................................................. 47 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN................................................................... 49 5.1 Kesimpulan........................................................................................... 49 5.2 Saran..................................................................................................... 49 DAFTAR PUSTAKA

viii Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR Nomor

Judul

Halaman

1.1 Skema Sistem Berbasis Jaringan dengan Menggunakan Web Services.................. 3 3.1 Diagram Use Case................................................................................................. 19 3.2 Transportasi Data Dengan XML-RPC .................................................................. 26 3.3 Diagram Kelas Klien............................................................................................. 29 3.4 Diagram Kelas Server ........................................................................................... 29 3.5 Digram Activity Segmentasi Otsu ........................................................................ 30 3.6 Diagram Activity Segmentasi Multilevel ............................................................. 31 3.7 Diagram Activity Simpan ..................................................................................... 32 4.1 Citra Hasil Segmentasi dengan 2 Threshold ......................................................... 39 4.2 Citra Hasil Segmentasi dengan 3 Threshold ......................................................... 40 4.3 Citra Hasil Segmentasi dengan 4 Threshold ......................................................... 41 4.4 Grafik Waktu Rata-rata Proses Tiap Tahap .......................................................... 46

ix Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL Nomor

Judul

Halaman

1.1 Perbedaan Dengan Penelitian Sebelumnya............................................................. 4 4.1 Perbandingan Hasil Pengujian .............................................................................. 38 4.2 Percobaan Dengan Lima Klien ............................................................................. 42 4.3 Percobaan Dengan Sepuluh Klien......................................................................... 43 4.4 Percobaan Dengan Lima Belas Klien ................................................................... 44 4.5 Percobaan Dengan Dua Puluh Klien..................................................................... 45 4.6 Waktu Rata-rata Proses Tiap Tahap...................................................................... 46

x Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISTILAH A Applet Java aplikasi, sebuah program aplikasi yang menggunakan web browser klien untuk menyediakan antarmuka pengguna. Array Suatu struktur yang terdiri dari sejumlah elemen yang memiliki tipe data yang sama.

B Browser sebuah program yang digunakan untuk melihat dokumen HTML.

C Clustering Pengelompokan sejumlah hal yang serupa. cross-platform Lintas platform. CT Computed Temography; Metode pemeriksaan organ tubuh dengan memindai mereka dengan sinar X dan menggunakan komputer untuk membangun serangkaian crosssectional scan sepanjang sumbu tunggal.

D Diagram activity representasi grafis dari alur kerja kegiatan bertahap dan tindakan dengan dukungan untuk pilihan, iterasi dan konkurensi

xi Universitas Sumatera Utara

Diagram class Jenis diagram struktur statis yang menggambarkan struktur dari suatu sistem dengan menunjukkan class sistem, atribut mereka, operasi (atau metode), dan hubungan antar kelas. Diagram use case Daftar langkah-langkah, biasanya mendefinisikan interaksi antara peran (dikenal dalam UML sebagai "aktor") dan sistem, untuk mencapai tujuan. DICOM Digital Imaging and Communications in Medicine; Standar untuk menangani, menyimpan, mencetak, dan mengirimkan informasi dalam pencitraan medis.

E

F Framework Kerangka kerja perangkat lunak yang digunakan untuk mengimplementasikan struktur standar sebuah aplikasi untuk sistem operasi tertentu. G GUI Graphical User Interface; Antarmuka pengguna berdasarkan grafis (ikon dan gambar dan menu), bukan teks, menggunakan mouse serta keyboard sebagai perangkat input.

H Header Tambahan data pada awal blok data.

xii Universitas Sumatera Utara

HTTP Hypertext Transfer Protocol; sebuah protokol aplikasi untuk didistribusikan, kolaboratif, sistem informasi hypermedia. HTTP POST Salah satu metode permintaan yang didukung oleh protokol HTTP yang digunakan oleh World Wide Web. I ITK Insinght Segmentation and Registration Toolkit; Librari open-source untuk pengolahan citra baik 2D maupun 3D khususnya untuk citra medis.

J

K Klien Perangkat lunak yang mengakses layanan remote pada komputer lain.

L Librari Koleksi dari subprogram yang digunakan untuk mengembangkan perangkat lunak.

M Method Sepotong kode yang terkait dengan kelas atau objek untuk melakukan tugas.

xiii Universitas Sumatera Utara

MRI Magnetic Resonance Imaging; Teknik pencitraan medis yang digunakan di radiologi untuk memvisualisasikan struktur internal secara rinci.

N

O

P Pixel Satu titik dalam citra raster, atau elemen layar terkecil dalam perangkat layar, Platform Framework di mana aplikasi dapat dijalankan. Port Koneksi virtual data antara program komputer melalui jaringan komputer.

Q

R Region growing Metode segmentasi berbasis pixel citra karena melibatkan pemilihan poin benih awal. Remote procedure call antar-proses komunikasi yang memungkinkan sebuah program komputer untuk mengeksekusi subrutin atau prosedur dalam ruang alamat yang lain (umumnya pada komputer lain pada jaringan berbagi).

xiv Universitas Sumatera Utara

REST Representational State Transfer; Arsitektur perangkat lunak untuk sistem hypermedia terdistribusi seperti World Wide Web

S Segmentasi Proses partisi gambar digital menjadi beberapa segmen (set piksel, juga dikenal sebagai superpixels) Server Sebuah aplikasi server, sistem operasi, komputer, atau alat. SOAP Simple Object Access Protocol; Spesifikasi protokol untuk bertukar informasi terstruktur dalam pelaksanaan Web Services dalam jaringan komputer.

T Threshold Nilai ambang batas. thresolding Metode sederhana pada segmentasi citra.

U UDDI Universal Description, Discovery and Integration; Platform independen berbasis XML.

V

xv Universitas Sumatera Utara

W Web Services Metode komunikasi antara dua perangkat elektronik melalui web. WSDL Web Services Description Language; Sebuah bahasa berbasis XML yang digunakan untuk menggambarkan fungsionalitas yang ditawarkan oleh Web Services. X XML Extensible Markup Language; Sebuah bahasa markup yang mendefinisikan seperangkat aturan pengkodean untuk dokumen dalam format yang dapat dibaca baik manusia dan mesin.

XML-RPC Protokol (RPC) yang menggunakan XML untuk mengkodekan panggilan dan HTTP sebagai mekanisme transportasi Y

Z

xvi Universitas Sumatera Utara