UNIVERSITAS BINA NUSANTARA Program Studi Ganda Teknik Informatika – Matematika Skripsi Sarjana Program Ganda Semester Genap 2005/2006
Irvan Hendrik NIM : 0500586986
Abstrak Informasi mengenai data diri seseorang saat ini sangat penting dan sulit didapat jika data orang tersebut sangat banyak. Salah satu teknik untuk mendapatkan informasi adalah dari foto wajah orang tersebut, dimana dari foto tersebut akan didapat identitas dan informasi tentang orang tersebut. Teknik ini dikenal dengan teknik pengenalan wajah ( face recognition). Banyak peneliti yang telah meneliti dan merancang program aplikasi pengenalan wajah dengan berbagai macam metode dengan masing-masing kekurangan dan kelebihannya. Tujuan skripsi ini adalah untuk merancang dan membangun sebuah program aplikasi pengenalan wajah dengan memanfaatkan metode Laplacianfaces yang kemudian diklarifikasikan dengan metode nearest-neighbor classifier, sehingga dengan memasukkan citra baru, komputer mengenali citra tersebut. Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan dua buah metode, yaitu metode studi pustaka dan metode penelitian laboratorium. Setelah dilakukan pengujian diperoleh hasil analisis bahwa sistem dapat mengenali sebagian besar citra wajah yang diuji. Beberapa kesalahan pengenalan terjadi karena subyek yang akan dikenali memiliki kemiripan yang tinggi dengan data-data dalam data training.
Kata Kunci : Pengenalan wajah, Laplacianfaces, Nearest-neighbor classifier.
iv
KATA PENGANTAR Puji dan Syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah membimbing penulis dalam menyelesaikan skripsi yang berjudul “Perancangan Program Aplikasi Pengenalan Wajah dengan Metode Laplacianfaces“. Skripsi ini disusun untuk memenuhi syarat gelar penyelesaian studi Teknik Informatika dan Matematika S1 di Universitas Bina Nusantara. Dalam penyusunan skripsi ini penulis banyak mendapatkan bantuan serta dukungan moral dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada: 1. Bapak Prof. Dr. Gerardus Polla, M. App. Sc., selaku Rektor Universitas Bina Nusantara. 2. Bapak Ngarap Imanuel Manik, Drs., M.Kom., selaku Ketua Jurusan Matematika, Bapak Rojali, S.Si., selaku Sekertaris Jurusan Matematika yang telah memberikan kesempatan, kepercayaan dan semangat serta dukungan bagi penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. 3. Bapak Wikaria Gazali, S.Si, M.T., selaku Dekan fakultas MIPA dan dosen pembimbing
yang
telah
banyak
menyediakan
waktu,
memberikan
kepercayaan, kesempatan dan membimbing penulis dalam meyelesaikan skripsi ini. 4. Bapak Djunaidy Santoso, Dipl.Ing., M.Kom., selaku dosen pembimbing yang telah banyak menyediakan waktu, membantu, memberikan sumbangan pemikiran, dan membimbing penulis dalam menyelesaikan masalah-masalah yang ditemui selama penulisan skripsi ini. v
5. Bapak Dr. Ir. Haryono Soeparno, M.Sc., yang memberikan referensi dalam mengerjakan program aplikasi. 6. Keluarga dari penulis yang memberikan dukungan baik secara moral maupun finansial untuk menyelesaikan skripsi ini. 7. Xiaofei He yang merumuskan dan membantu penulis dalam memahami algorithma Laplacianfaces. 8. Deng Cai yang membantu dan membimbing penulis dalam pembuatan program aplikasi 9. Teman-teman mahasiswa yang secara langsung maupun tidak langsung telah memberikan dukungan kepada penulis. 10. Teman-teman lain yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah memberikan bantuan tidak ternilai selama penyusunan skripsi ini.
Penulis juga menyadari bahwa skripsi ini belumlah sempurna, maka penulis mengharapkan saran dan kritik untuk membangun skripsi ini. Penulis berharap agar skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi pembaca. Terima kasih.
Jakarta, 15 Juli 2006
Penulis
vi
DAFTAR ISI Halaman Abstrak ..........................................................................................................................iv Kata Pengantar ...............................................................................................................v Daftar Isi ......................................................................................................................vii Daftar Tabel ..................................................................................................................ix Daftar Gambar................................................................................................................x Daftar Lampiran ............................................................................................................xi
BAB 1PENDAHULUAN ..........................................................................1 1.1 1.2 1.3 1.4
Latar Belakang .................................................................................................1 Ruang Lingkup .................................................................................................3 Tujuan dan Manfaat ..........................................................................................4 Metodologi ........................................................................................................5
Bab 2 Landasan teori ..................................................................................6 2.1 2.2 2.3 2.4
2.5 2.6 2.7
Definisi Citra, Pengolahan Citra dan Pengenalan Pola ……………….…...…6 Computer vision……………………………………………………….…...…7 LPP ……………………………………………………………………....…7 Laplacianfaces ……………………………………………………………...9 2.4.1 PCA projection………………………………………………….……10 2.4.2 Constructing the nearest-neighbor graph…………….…......10 2.4.3 Choosing the Weight ………………………………….….11 2.4.4 Eigenmap …………………………………………….…....11 nearest neighbor classifier ………………………………………………....12 Borland Delphi …………………………………………………………….13 Penelitian Relevan ………………………………………………….……….13
Bab 3 Metodologi Perancangan …………………………..…………....15 3.1 3.2
3.3
Input data citra wajah………………………………………..………………15 Perancangan program aplikasi ……………………………..………………..18 3.2.1 Pengurangan Dimensi dengan PCA ………………..………………18 3.2.2 Pembentukkan Matriks Bobot………………………..……………....22 3.2.2.1 Pembentukkan nearest-neighbor graph ……..…………....22 3.2.2.2 Pembentukan bobot …………………………..…………….23 3.2.3 Laplacianfaces…………………………………………..…………....24 3.2.4 Tahap Pemberian Identitas ……………………………..…………….26 3.2.5 Tahap Pengenalan ……………………………………..……………..29 Diagran alir Modul …………………………………………..…………....30 3.3.1 Diagram Alir Modul Perhitungan Laplacianfaces ……..…………….30 3.3.1.1 Diagram alir Pengurangan Dimensi dengan PCA ..………..30 3.3.1.2 Diagram alir Pembentukkan Matriks Bobot ……..………31 3.3.1.3 Diagram alir Laplacianfaces ………………………..……33 3.3.2 Diagram alir modul pengenalan ………………………………..…….34
Bab 4 Implementasi dan Evaluasi …………………………………....35 4.1
Spesifikasi sistem ……………………………………………..…………….35 4.1.1 Spesifikasi Perangkat Keras ……………………………..…………35 vii
4.2
4.3
4.1.2 Spesifikasi Perangkat Lunak ……………………………..…………..35 Mekanisme Kerja Sistem ………………………………………..…………..36 4.2.1 Tampilan Awal…………………………………………..…………...36 4.2.2 Modul Inisialisasi ………………………………………..…………36 4.2.3 Modul Hitung Laplacianfaces ……………………………..………....37 4.2.4 Modul Pengenalan………………………………………..…………..38 4.2.5 Modul Keterangan………………………………………..…………..39 Evaluasi Hasil Pengujian Program……………………………..…………....40 4.3.1 Pengujian Terhadap Citra yang Berada Dalam Training Set …...........40 4.3.2 Pengujian Terhadap Citra yang Tidak Berada Dalam Training Set …52
Bab 5 Kesimpulan dan Saran …………………………………………..59 5.1 Kesimpulan ……………………………………………………………….....59 5.2 Saran ………………………………………..……………………………….60 Daftar Pustaka ………………………………………..……………………………....61 Daftar Riwayat Hidup ………………………………..……………………………....63 Lampiran
viii
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 3.1 Tabel Pemberian Identitas ………………………………………….........29 Tabel 4.1 Tabel Hasil Pengenalan Citra yang Terdapat Pada Training Set ……......51 Tabel 4.2 Tabel Hasil Pengenalan Citra yang Tidak Terdapat Pada Training Set….57
ix
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Gambar 3.1 Gambar 3.2 Gambar 3.3 Gambar 3.4 Gambar 3.5 Gambar 3.6 Gambar 4.1 Gambar 4.2 Gambar 4.3 Gambar 4.4 Gambar 4.5
Halaman Daur Hidup Perangkat Lunak .................................................................15 Citra Wajah yang digunakan sebagai sampel dalam penelitian ……......18 Gambar Diagram Alir Modul Perhitungan Laplacianfaces ……………30 Gambar Diagram Alir Pengurangan Dimensi dengan PCA …………...31 Gambar Diagram Alir Pembentukkan Matriks Bobot …………………32 Gambar Diagram Alir Laplacianfaces …………………………………33 Gambar Diagram Alir Modul Pengenalan ……………………………..34 Gambar Tampilan Layar Awal ………………………………………...36 Gambar Tampilan Modul Form Inisialisasi ……………………………37 Gambar Tampilan Modul Hitung Laplacianfaces……………………...38 Gambar Tampilan Modul Pengenalan …………………………………39 Gambar Tampulan Modul Keterangan ………………………………...40
x
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Lampiran 2 Lampiran 3 Lampiran 4
Halaman Listing Program Modul Unitimage.pas ………………………………..L1 Listing Program Modul Inisialisasi.pas ………………………….......L17 Listing Program Modul Unitrecog.pas ……………………………...L20 Listing Program Modul About.pas……………………………………L22
xi
