DETEKSI TELUR INFERTIL MENGGUNAKAN JARINGAN SARAF TIRUAN MULTILAYER PERCEPTRON SKRIPSI MUHAMMAD ZAEN NAWAWI 081402022

  DETEKSI TELUR INFERTIL MENGGUNAKAN JARINGAN SARAF TIRUAN MULTILAYER PERCEPTRON SKRIPSI MUHAMMAD ZAEN NAWAWI 081402022

  DEPARTEMEN TEKNOLOGI INFORMASI FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2014 DETEKSI TELUR INFERTIL MENGGUNAKAN JARINGAN SARAF TIRUAN MULTILAYER PERCEPTRON SKRIPSI

  Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Teknologi Informasi

  MUHAMMAD ZAEN NAWAWI 081402022

  DEPARTEMEN TEKNOLOGI INFORMASI FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2014

  PERSETUJUAN Judul : DETEKSI TELUR INFERTIL MENGGUNAKAN

  JARINGAN SARAF TIRUAN MULTILAYER PERCEPTRON Kategori : SKRIPSI Nama : MUHAMMAD ZAEN NAWAWI Nomor Induk Mahasiswa : 081402022 Program Studi : SARJANA (S1) TEKNOLOGI INFORMASI Departemen : TEKNOLOGI INFORMASI Fakultas : ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI

  INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Komisi Pembimbing : Pembimbing 2 Pembimbing 1 Muhammad Fadly Syahputra, B.Sc.,M.Sc.IT Romi Fadillah Rahmat, B.Comp.Sc.,M.Sc NIP 198301292009121003 NIP 198603032010121004 Diketahui/Disetujui oleh Program Studi S1 Teknologi Informasi Ketua, Muhammad Anggia Muchtar, ST., MM.IT.

  NIP 198001102008011010

  PERNYATAAN DETEKSI TELUR INFERTIL MENGGUNAKAN JARINGAN SARAF TIRUAN MULTILAYER PERCEPTRON SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing telah disebutkan sumbernya.

  Medan, Juli 2014 Muhammad Zaen Nawawi 081402022

  UCAPAN TERIMA KASIH Puji dan syukur penulis sampaikan kehadirat Allah SWT yang tgelah memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini sebagai syarat untuk memperoleh ijazah Sarjana Teknologi Informasi, Program Studi S1 Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara. Ucapan terimakasih penulis sampaikan kepada:

  1. Kedua orang tua dan keluarga penulis yang telah memberikan dukungan dan motivasi baik materil dan spiritual, Ayahanda Ismail dan Ibunda Sumayati yang selalu sabar dalam mendidik dan membesarkan penulis.

  2. Bapak Romi Fadillah Rahmat, B.Comp.Sc,M.Sc selaku pembimbing satu dan Muhammad Fadly Syahputra, B.Sc.,M.Sc.IT selaku pembimbing dua yang telah banyak meluangkan waktu dan pikirannya, memotivasi dan memberikan kritik dan saran kepada penulis.

  3. Ucapan terima kasih juga ditujukan kepada Ibu Sarah Purnamawati, S.T., M.Sc. dan Bapak Baihaqi Siregar, ST., M.Sc selaku penguji yang telah bersedia menjadi dosen pembanding.

  4. Ucapan terima kasih juga ditujukan kepada Ketua dan Sekretaris Program Studi Teknologi Informasi, Bapak M. Anggia Muchtar, ST. MM.IT. dan Bapak M.

  Fadly Syahputra B.Sc,M.Sc.IT.

  5. Dekan dan Pembantu Dekan Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara, semua dosen dan pegawai di Program Studi Teknologi Informasi.

  6. Terima kasih kepada staf pegawai administrasi tata usaha Program Studi Teknologi Informasi, Ibu Delima Harahap dan terutama Abangda Faisal Hamid, yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan semua urusan administrasi di Program Studi Teknologi Informasi.

  7. Terima kasih kepada adinda Jalaluddin Sayuti, Khairatunnisak, Rabi’atul Adawiyah, Siti Saedah dan Zahid Alkhusairy yang selalu memberikan dukungan kepada saya, dan kepada saudari Nina Zakiyah yang telah meluangkan waktu dan pikiran untuk membantu saya dalam penyusunan skripsi ini.

  8. Terima kasih juga kepada sahabat-sahabat mahasiswa Teknologi Informasi yang tidak dapat penulis sampaikan satu persatu. Dan juga sahabat-sahabat di Pesantren Ar-raudlatul hasanah. Akhir kata, saya ucapkan terima kasih kepada semua pihak yang terkait dalam penyelesaian skripsi ini yang tidak bisa saya sebut satu persatu. Semoga Allah memberi rahmat dan keberkahan kepada kita semua.

  ABSTRAK Telur infertil adalah telur yang tidak mengalami perkembangan embrio pada saat penatasan. Pendeteksian telur infertil secara otomatis akan memberikan kemudahan saat penyeleksian dan pemindahan telur infertil tepat waktu, yang akan membawa keuntungan bagi peternakan seperti efesiensi tempat dan kontaminasi penyakit yang mempengaruhi penetesan karena telur infertil bisa menjadi tempat perkembangan jamur. Sebuah metode terdiri dari machine vision dan jaringan saraf tiruan multilayer perceptron dirancang. Dengan meletakkan telur dekat sumber cahaya dengan latar belakang hitam dalam ruangan gelap telur difoto dengan kamera kualitas tinggi. Dari citra yang dihasilkan kamera diekstrak fitur atau ciri-ciri yang membedakan antara telur fertil dan telur infertil. Shape index, roundness dan elongation diekstrak dari bentuk telur, sedangkan nilai rata-rata hue, saturation dan intensity diekstrak dari warna telur. Enam nilai fitur ekstraksi dijadikan nilai neuron pada lapisan inputan jaringan saraf tiruan multilayer perceptron. 100 data sampel digunakan untuk pelatihan jaringan dan pegujian memorasi dan 125 data sampel berbeda digunakan untuk uji generalisasi. Laju pembelajaran yang digunakan adalah 0.0005 dan parameter momentum sebesar 0.02 tingkat akurasi yang dihasilkan 98% untuk pelatihan dan 96% untuk uji generalisasi. Kata kunci : telur infertil, identifikasi, fitur ekstraksi, multilayer perceptron. INFERTILE EGGS DETECTION USING MULTILAYER PERCEPTRON NEURAL NETWORK ABSTRACT Infertile eggs are eggs that embryonic development did not occur on it when hacthery procces held. Automatic infertile eggs detection give ease to select and timely removal of the infertile eggs. which will bring benefits to the hactheries such space efficiency and egg contamination due to diseases caused by infertile eggs. A method based on machine vision and artificial neural network multilayer perceptron designed. By laying eggs near a light source with a black background in a dark room eggs photographed with a high resolution camera. Image that acquired by camera extracted from it features or characteristics that distinguish between fertile eggs and infertile eggs. Shape index, roundness and elongation extracted from the shape of the eggs, while the average value of hue, saturation and intensity are extracted from the color of the eggs. Six values of feature extraction is used as neurons value in the input layer of a multilayer perceptron neural network. 100 samples are used for training the network and memorization test and anoter 125 different samples used for generalization test. The value of learning rate used is 0.0005 and the momentum parameter is 0,02. After test phase done , accuracy rate is 98% for memorizing test and 96% for the generalization test. Keywords : infertile egg, identification, feature extraction, multilayer perceptron.

  DAFTAR ISI Halaman

  2.6.1.1 Fungsi Sigmoid Biner

  18 BAB 3

  2.7 Penelitian terdahulu

  17

  2.6.3 Pengupdate Bobot dengan Momentum

  17

  2.6.2 Inilisialisasi Bobot dengan Acak

  16

  16

  3.1 Akuisi Data

  2.6.1 Fungsi Aktifasi

  14

  2.6 Algoritma Multilayer Perceptron

  13

  2.5.1 Komponen Jaringan Saraf Tiruan

  13

  2.5 Jaringan Saraf Tiruan

  20

  21

  2.4.2 Ekstraksi fitur bentuk

  26

  3.4.2 Proses Pelatihan

  34

  3.4.1 Perancangan Multilayer Perceptron

  34

  3.4 Multilayer Perceptron

  32

  3.3.2.Ekstraksi Fitur Bentuk Telur

  3.3.1 Ekstraksi Fitur Warna Telur

  3.2 Pengolahan Citra

  25

  3.3 Ekstraksi Fitur

  24

  3.2.2 Citra Biner

  23

  3.2.1 Citra Keabuan

  22

  11

  9

  PERSETUJUAN ii

  1

  1.4 Tujuan Penelitian

  2

  1.3 Batasan Masalah

  2

  1.2 Rumusan Masalah

  1

  1.1 Latar Belakang

  BAB 1

  1.5 Manfaat Penelitian

  DAFTAR GAMBAR x

  DAFTAR TABEL ix

  DAFTAR ISI vii

  ABSTRACT vi

  ABSTRAK v

  UCAPAN TERIMA KASIH iv

  PERNYATAAN iii

  3

  3

  2.4.1 Ekstraksi fitur warna

  2.3 Pengolahan Citra

  9

  2.4 Ekstraksi Fitur

  9

  2.3.2 Citra Biner

  8

  2.3.1 Citra Keabuan (Grayscale)

  7

  7

  1.6 Metodologi Penelitian

  2.2 Machine Vision

  6

  2.1 Telur Infertil

  6

  4 BAB 2

  1.7 Sistematika Penulisan

  3

  36

  3.4.3 Proses Pengujian

  36 BAB 4

  37

  4.1 Implementasi

  37

  4.2 Pengujian

  39

  4.2.1 Persiapan Jaringan

  39

  4.2.2 Hasil Pengujian

  42

  4.2.2.1 Hasil Uji Memorasi

  43

  4.2.2.2 Hasil Uji Generalisasi

  47 BAB 5

  52

  5.1 Kesimpulan

  52

  5.2 Saran

  52 DAFTAR PUSTAKA

  53 LAMPIRAN A : DATA SAMPEL

  56 DAFTAR TABEL Halaman

Tabel 4.1 Fungsi-fungsi CImg yang digunakan

  37 Tabel 4.2 Fungsi-fungsi MLP yang digunakan

  38 Tabel 4.3 Nilai nilai fitur yang dijadikan nilai neuron di lapisan input

  40 Tabel 4.4 Hasil pengenalan data latihan multilayer perceptron

  43 Tabel 4.5 Hasil pengenalan data uji multilayer perceptron

  47 DAFTAR GAMBAR Halaman

Gambar 2.1 Bagian bagian telur

  6 Gambar 2.2 Machine Vision

  7 Gambar 2.3 Representasi nilai Intensity

  10 Gambar 2.4 Representasi nilai Hue

  10 Gambar 2.3 Representasi nilai Saturation

  11 Gambar 2.6 Fungsi sigmoid biner dengan rentang (0,1)

  17 Gambar 3.1 Skema Dasar Pendeteksian Telur Infertil

  20 Gambar 3.2 Citra telur yang dihasilkan oleh machine vision

  21 Gambar 3.3 Pengolahan Citra Citra RGB, Citra Grayscale dan Citra Biner

  22 Gambar 3.4 Flowchart proses grayscaling

  23 Gambar 3.5 Citra hasil proses grayscaling

  24 Gambar 3.6 Flowchart proses thresholding

  24 Gambar 3.7 Citra hasil proses thresholding

  25 Gambar 3.8 Matrik penyimpanan nilai fitur

  25 Gambar 3.9 Flowchart fitur ekstraksi nilai intensity

  28 Gambar 3.10 Nilai intensity hasil fitur ekstraksi warna

  28 Gambar 3.11 Flowchart fitur ekstraksi nilai hue

  29 Gambar 3.12 Nilai hue hasil fitur ekstraksi warna

  30 Gambar 3.13 Flowchart fitur ekstraksi nilai saturation

  32 Gambar 3.14 Nilai saturation hasil fitur ekstraksi warna.

  32 Gambar 3.15 Contoh Fitur Ekstraksi berdasarkan batas (boundary-based).

  32 Gambar 3.16 Contoh perbedaan nilai fitur telur infertil dan fertile.

  34 Gambar 3.17 Arsitektur jaringan saraf tiruan multilayer perceptron

  35 Gambar 4.1 Grafik uji memorasi

  46 Gambar 4.2 Grafik uji generalisasi

  51