81
2. Kalibrasi Media Pengujian
Sampel beras diamati menggunakan kamera yang terpasang pada meja penampang. kalibrasi dalam pengujian citra beras bertujuan untuk menentukan
filtrasi terbaik dalam menghasilkan objek tiap butir beras selama proses pengambilan citra. Kalibrasi difungsikan dalam menentukan rentang batas warna
dalam filtrasi objek sebagai foreground terhadap media pengamatan sebagai background
, serta berfungsi menentukan jarak kamera pengamatan terhadap objek pengamatan. Filtrasi terbaik memberikan hasil data yang lebih akurat.
a. Penentuan Rentang Warna Thresholding
Pengamatan menggunakan media berwarna gelap untuk dapat mengambil warna butir beras yang cerah. Alas penampang yang digunakan adalah kain fanel
berwarna biru, merah, hitam, hijau, hijau gelap, coklat dan biru gelap. Hasil kalibrasi dari media memenuhi rentang warna background pada Tabel 9.
Pada kalibrasi media pengamatan, ditemukan beberapa penolakan data, atau data yang tidak tepat untuk digunakan sebagai rentang filtrasi. Rentang warna beras
memiliki kisaran diatas 120, sehingga beberapa data yang memiliki nilai piksel diatas 200 dapat ditolak. Dilihat dari varian, maka standar deviasi yang dapat
diterima memiliki nilai standar deviasi lebih dari 13 point. Setelah terjadi penolakan pada beberapa data, maka dapat diambil
keputusan rentang yang dapat digunakan rentang merah berada pada rentang minimal 0 sampai maksimal 173, warna hijau pada rentang minimal 0 sampai
maksimal 190, dan warna biru pada rentang minimal 0 sampai maksimal 158. Hasil pengubahan filtrasi menunjukkan hasil sesuai dengan Gambar 24.
82 Tabel 9. Rentang Warna Kalibrasi
No Pengujian Citra
Merah Hijau
Biru Maks
Min Mean
StDev Maks Min
Mean StDev Maks
Min Mean
StDev
1 Biru
90 30
57 8,0
128 53
89 11,4
237 118
192 16,1
2 Merah
232 145
203 17,2
49 9
20 4,3
58 4
21 5,8
3 Hijau
gelap 1 185
40 78
12,7 227
64 113
15,8 223
59 112
16,7
4 Hijau
gelap 2 149
39 70
8,9 167
65 104
11,3 157
57 97
11,5
5 Hijau
89 26
52 8,2
197 116
156 15,0
182 101
141 14,5
83 6
Coklat 1 146
68 103
13,4 157
74 110
14,0 157
73 110
13,9
7 Coklat 2
157 68
104 13,2
178 76
112 13,3
183 72
111 13,3
8 Hitam 1
91 20
46 9,1
107 24
54 10,2
107 25
55 10,4
9 Hitam 2
72 14
41 8,3
87 23
52 9,7
89 22
52 10,0
10 Biru
Gelap 1 106
24 63
11,9 118
31 73
13,2 124
37 81
13,9
11 Biru
Gelap 2 173
21 52
10,6 190
30 63
11,2 158
31 71
11,4 Nilai Kalibrasi max
173 190
158 = data memiliki rentang varian yang terlalu tinggi
---- = data ditolak dikarenakan lebih dari maksimal nilai kalibrasi
84 Berdasarkan Gambar 24, maka kain fanel berwarna biru, merah, dan hijau
tidak dapat digunakan sebagai media pengamatan. Kain fanel coklat memiliki keseluruhan varian ditolak, tetapi tidak memiliki rentang yang melampaui data yang
digunakan, sehingga tetap dapat digunakan. Sedangkan pada percobaan pengambilan gambar kedua, warna coklat terdeteksi melampaui filtrasi yang
ditentukan dikarenakan pengambilan citra mendapatkan titik cahaya yang memiliki warna biru yang lebih tinggi.
Gambar 24. Hasil Filtrasi Dengan Rentang Warna Yang Ditentukan Lebarnya rentang yang digunakan, maka diperlukan alternatif rentang baru,
yakni menggunakan rentang kain fanel hitam dengan filtrasi merah pada rentang minimal 0 sampai maksimal 91, warna hijau pada rentang minimal 0 sampai
maksimal 107, dan warna biru pada rentang minimal 0 dan maksimal 107.
b. Jarak Pengamatan
Jarak pengamatan dilakukan kalibrasi berdasarkan ketinggian kamera terhadap objek. Kalibrasi terhadap jarak pengamatan mempengaruhi tingkat fokus
atau jumlah piksel objek pengamatan, dan pembatasan maksimal blob detection
85 dalam mengamati suatu butir utuh. Percobaan menggunakan 21 butir utuh yang
disebar diatas kain fanel dan dilakukan blob detection untuk diamati panjang dan lebar piksel yang dihasilkan. Semakin besar jarak pengamatan objek maka semakin
kecil ukuran butir utuh yang dihasilkan, begitu juga sebaliknya, sedangkan semakin kecil jarak kamera, menghasilkan data sampel lebih sedikit untuk dideteksi.
Kalibrasi diperlukan dalam menentukan jarak pengamatan yang cukup untuk dapat mendeteksi data lebih dari 100 butir beras, dengan piksel butir menir
berukuran 25 dari butir utuh. Semisal dalam minimal blob 5 maka butir utuh sebesar x butir atau
. =
= . = . =
Pengujian jarak pengamatan ditunjukkan pada Tabel 10. Citra hasil pengambilan citra pengujian jarak pengamatan ditunjukkan dalam Lampiran 6.
Tabel 10. Hasil Uji Jarak Pengamatan Uji
Jarak Kamera
Area pengamatan Citra Maksimum
Maks Blob
Luas cm butir
Panjang Lebar
Luas 1
5 cm 4,4 3,3
± 40 88 29
66 76 5.016
88 2
10 cm 8,7 6,6
± 159 44 16
15 44 704
44 3
15 cm 10,7 8,0
± 252 32 11
12 36 432
36 4
20 cm 14,8 11,1
± 455 25 9
9 26 234
26 5
25 cm 18,3 13,7
± 696 19 9
6 21 171
21 6
30 cm 21,3 16
± 947 16 6
5 18 96
18 Rasio
± 947 5.016
86 Kamera yang digunakan memiliki dimensi citra sebesar 640 x 480 piksel,
butir utuh yang digunakan memiliki panjang 0,6 cm. Area pengamatan menggunakan perbandingan area, sesuai persamaan 84.
� �
ℎ �
� �
=
� �
� �
atau �
=
, �
� �
∗ ∗
81
Pada jarak pengamatan 15 cm, diketahui panjang butir utuh menghasilkan
maksimal panjang citra berukuran 32 x 11 piksel, dan maksimal lebar citra berukuran 12 x 36 piksel. Maksimal piksel yang dicapai yakni 36, sesuai rumusan
87 didapat luas area pengamatan dengan panjang sesuai dengan hasil 85 sebesar , cm, dan lebar sesuai dengan hasil 86 sebesar 8 cm. Panjang dan lebar pada
jarak pengamatan 15 cm sebesar 10,7 x 8 cm, dan jumlah butir yang mampu ditempatkan dalam meja pengamatan dengan hasil 87 sebesar 252 butir.
� �
=
,
∗ =
, 82
� =
,
∗ =
83 Ansumsi yang digunakan, setiap butir menempati persegi sebesar nilai
maksimal blob, dengan jarak antar butir merupakan sisa lebar butir utuh. ℎ
=
, ,
,
= =
84 Berdasarkan data Tabel 10, luas area pada jarak pengamatan 10 cm,
dapat menghasilkan kurang lebih 159
butir utuh, apabila jarak antar butir membutuhkan lebih besar, maka butir utuh yang dapat diamati lebih sedikit. Selain itu, apabila
dalam sekali pengamatan, butir yang mampu terdeteksi sebanyak 60 dari total butir, maka butir yang terdeteksi sebesar 95 butir, sehingga tidak dapat digunakan
sebagai kalibrasi karena terlalu sedikit. Kalibrasi terhadap luas area menggunakan
87 jarak minimal pengamatan sebesar 15 cm. Pada jarak pengamatan 30 cm, Luas citra
butir utuh sebesar 96 piksel. Luas citra butir utuh lebih besar dari 96 piksel pada jarak pengamatan dibawah 25 cm. Apabila dalam pengamatan membutuhkan piksel
pengamatan butir kuning minimal 3 x 3 piksel atau 9 piksel, maka kalibrasi pengujian ukuran butir utuh menggunakan jarak maksimal pengamatan 20 cm.
Berdasarkan kedua ansumsi, kamera mampu menangkap objek terbaik pada rentang jarak pngamatan [15, 20] cm
. Pada rentang tersebut, diambil
kecenderungan nilai terbaik dalam memprediksi jarak pengamatan. Uji korelasi diperlukan untuk mampu memperhitungkan titik potong pada kedua pengujian
regresi linear antara nilai sumbu-X dan sumbu-Y sesuai persamaan 88. = +
85 dengan,
=
∑ ∑
2
− ∑ ∑ .
∑
2
− ∑
2
, =
∑ . − ∑ ∑ ∑
2
− ∑
2
Jumlah butir dan blob yang terdeteksi ditentukan nilai variabel yang digunakan pada uji korelasi. Data input terlebih dahulu dilakukan normalisasi. Nilai
variabel korelasi ditunjukkan pada Tabel 11. Tabel 11. Korelasi Jarak Pengamatan Terhadap Variabel Butir dan Blobs
Jara k x
Pengamatan y Variabel
Butir y
1
Blobs y
2
x
2
y
1 2
y
2 2
xy
1
xy
2
5 40
0,01519 88
0,377682 25
0,000231 0,142644 0,07595 1,888410
10 159
0,057504 44
0,188841 100 0,003307 0,035661
0,57504 1,888410 15
252 0,091139
36 0,154506 225
0,008306 0,023872 1,367085 2,317590 20
455 0,162749
26 0,111588 400
0,026487 0,012452 3,25498 2,231760
25 696
0,282821 21
0,090129 625 0,079988 0,008123 7,070525 2,253225
30 947
0,390597 18
0,077253 900 0,152566 0,005968 11,71791 2,317590
Total 2549
1 233
1 2275
0,270885 0,22872
24,06149 12,89699
88 Berdasarkan tabel 11, dapat direpresentasikan dalam bentuk grafik sesuai
dengan Diagram 21.
Diagram 21. Regresi Linear Data Pengamatan Diketahui variabel yang digunakan :
- Bebas : x = jarak pengamatan dalam cm - Kontrol : y
1
= Jumlah butir beras; y
2
= Maksimal luas blobs yang dihasilkan Faktor jumlah butir beras, dan maksimal luas blobs yang dihasilkan
mengalami perpotongan grafik fungsi. Perpotongan grafik fungsi tersebut merupakan jarak pengamatan terbaik yang dapat digunakan dalam pengujian.
Penentuan nilai perpotongan diawali dengan menentukan persamaan regresi linear pada pola hubungan tiap grafik fungsi sebagai berikut,
1. Fungsi regresi pada pola hubungan x dan y
1
=
∗ −
∗ , −
∗
=
− ,
−
=
− ,
= − , =
, −
∗ −
∗
=
, −
−
=
,
= , maka regresi linear antara x dengan y
1
memenuhi persamaan 89, = − ,
+ , 86
-0,1 0,1
0,2 0,3
0,4 0,5
5 cm 10 cm
15 cm 20 cm
25 cm 30 cm
butir Blobs
Linear butir Linear Blobs
89 2.
Fungsi regresi pada pola hubungan x dan y
2
=
∗ −
∗ , −
∗
=
− ,
−
=
,
= , =
, −
∗ −
∗
=
, −
−
=
− ,
= − , maka regresi linear antara x dengan y
2
memenuhi persamaan 90, y = ,
− , 87
Pada perpotongan grafik fungsi, nilai y
1
= y
2
, sehingga persamaan 89 dan 90 dapat memenuhi persamaan 91. Persamaan 91 menunjukkan jarak pengamatan
X sebesar 17,49974529 atau sekitar 18 cm. ,
− , = − ,
+ , ,
+ , = ,
+ , ,
= , = ,
88 Nilai perpotongan pada rentang [15, 20] dapat didekati dengan menentukan
kedua persamaan garis pada dua titik. Variabel z merupakan nilai sumbu Y, maka
perpotongan grafik dapat ditentukan sebagai berikut, 1.
Fungsi linear jumlah butir beras − z
z − z = x − x
x − x − ,
, − ,
= x −
− − ,
=
x−
. , − ,
= , − ,
= , − ,
90 = ,
− , 89
2. Fungsi linear Maksimal luas blobs
− z z − z =
x − x x − x
− , ,
− , =
x − −
− , =
x−
. − , − ,
= − , + ,
= − , + ,
= − , + ,
90 Pada perpotongan grafik fungsi, nilai z
y1
= z
y2
. sehingga persamaan 92 dan 93 dapat memenuhi persamaan 94. Persamaan 94 menunjukkan jarak
pengamatan X sebesar ,
atau sekitar 18 cm. ,
− , = − ,
+ , ,
+ , = ,
+ , =
, ,
= ,
= 91
Persamaan 91 dan 94 memberikan pendekatan hasil yang sama yakni = cm. Maka jarak pengamatan terbaik pada pengujian sebesar 18 cm,
dihitung dari kamera sampai objek pengamatan. Pada jarak 18 cm, maksimal blobs
y sesuai dengan persamaan 95. = − ,
+ , = − ,
+ , = − ,
+ ,
91 = ,
92 Maksimal blob detection sebesar
= , pada data normal, atau
sebesar ,
∗ =
, =
pada denormalisasi data. Maksimal Blobs pada pengujian menggunakan nilai sebesar 30 piksel.
3. Rancangan Sistem GUI Pada Ekstraksi Sampel
Kategori