Analisa sound-spectrogram tangis bayi untuk deteksi penyakit jantung bawaan AWAL
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ANALISA SOUND-SPECTROGRAM TANGIS BAYI UNTUK
DETEKSI PENYAKIT JANTUNG BAWAAN
Disusun oleh :
HANA AFIFAH
M0210029
SKRIPSI
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
Mei 2016
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ANALISA SOUND-SPECTROGRAM TANGIS BAYI UNTUK
DETEKSI PENYAKIT JANTUNG BAWAAN
Disusun oleh :
HANA AFIFAH
M0210029
SKRIPSI
Diajukan untuk memenuhi sebagian
persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Sains
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
commit to user
Mei 2016
i
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
ii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa isi intelektual dari penelitian saya dengan
judul “ANALISA SOUND-SPECTROGRAM TANGIS BAYI UNTUK DETEKSI
PENYAKIT JANTUNG BAWAAN” adalah hasil kerja saya dan sepengetahuan saya
hingga saat ini isi Skripsi tidak berisi materi penelitian orang lain maupun telah
dipublikasikan untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di Universitas Sebelas Maret atau di
Perguruan Tinggi Negeri lainnya kecuali yang tertulis dalam daftar pustaka dalam Skripsi
ini dan ucapan terimakasih. Isi skripsi ini boleh dirujuk atau diperbanyak secara bebas
tanpa harus memberitahu penulis.
Surakarta, 16 Mei 2016
HANA AFIFAH
commit to user
iii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
MOTTO
“Jika kau merasa tidak lebih pandai dari teman-temanmu, maka kau harus belajar lebih
keras daripada teman-temanmu”
(Dian Sastro Wardoyo)
“Innovation distinguish between a leader and a follower”
(Steve Jobs)
“If you can’t explain it simply, you don’t understand well enough”
(Albert Einstein)
commit to user
iv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ANALISA SOUND-SPECTROGRAM TANGIS BAYI UNTUK DETEKSI
PENYAKIT JANTUNG BAWAAN
HANA AFIFAH
Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,
Universitas Sebelas Maret
ABSTRAK
Skripsi ini berfokus pada kajian perbandingan spektral tangis sakit bayi
normal dan tangis sakit bayi penderita penyakit jantung bawaan (Congenital Heart
Disease , CHD). Sebanyak sepuluh sampel tangis sakit bayi penderita CHD dan
bayi normal berusia kurang dari satu bulan direkam menggunakan Sony ICRecorder tipe ICD-PX333. Data digital kemudian diproses menggunakan piranti
lunak SFS untuk mendapatkan f0, formants, dan nilai Mel-Frequency Cepstral
Coefficients (MFCC) sebagai penciri spektral yang kemudian divisualkan dengan
DTW. Hasil kajian menunjukkan bahwa ciri spektral tangis bayi penderita CHD
terhadap tangis bayi normal mempunyai tingkat perbedaan signifikan, karenanya
tangis sakit bayi bisa dijadikan sebagai salah satu indikator pendeteksi penyakit
jantung bawaan secara dini. Di samping itu ditemukan anomali yang diduga
berkait dengan irisan dalam bentang frekuensi ambang maupun formant tangis
bayi normal dan penderita CHD.
Kata kunci: tangis bayi, penyakit jantung bawaan, Mel-Frequency Cepstral
Coefficients, Dynamic Time Warping
commit to user
v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
INFANT CRY FOR DETECTING CONGENITAL HEART DISEASE USING
SOUND-SPECTROGRAM ANALYSIS
HANA AFIFAH
Physics Department, Faculty of Mathematic and Natural Sciences,
Sebelas Maret University
ABSTRACT
This paper emphasize on acoustics spectral similarity analysis of normal
infant pain cry compared to infant spectrum with Congenital Heart Disease
(CHD). Ten cries signals of infant with CHD and normal infant aged less than a
month recorded by using Sony IC-Recorder ICD-PX333. The Speech Filing
System software utilized for estimating fundamental frequency, formants, and
MFCCs to be use as cry spectral characteristics to be visualized using DTW
technique. The result shows that both group partially has significant different
characteristics since anomalies occurred which is considered due to the
intersection on the values of fundamental frequency and formants of the both
groups. So that the infant pain cry can be used as one of the indicators for
detecting CHD in infant in the early stage of life.
Keywords: infant cry, congenital heart disease, Mel-Frequency Cepstral
Coefficients, Dynamic Time Warping
commit to user
vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Allah SWT atas segala limpahan nikmat dan
karuniaNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan Skripsi. Sholawat
dan salam senantiasa penulis haturkan kepada Rasulullah SAW sebagai
pembimbing seluruh umat manusia.
Skripsi yang penulis susun sebagai bagian dari syarat untuk mendapatkan
gelar Sarjana Sains ini penulis beri judul “ANALISA SOUND-SPECTROGRAM
TANGIS BAYI UNTUK DETEKSI PENYAKIT JANTUNG BAWAAN”.
Tuntasnya Skripsi ini adalah suatu kebahagiaan bagi penulis. Setelah hampir satu
tahun penulis harus berjuang untuk menuntaskan Skripsi ini. Kepada berbagai
pihak yang telah membantu penulis menyelesaikan Skripsi ini penulis
mengucapkan terimakasih. Atas bantuan yang begitu besar selama proses Skripsi
ini, ucapan terimakasih secara khusus penulis sampaikan kepada:
1. Bapak Iwan Yahya selaku pembimbing I, pembimbing akademik, dan
kepala lab iARG, yang dengan sangat sabar dan ikhlas selalu
membantu dalam setiap kesulitan dan perjuangan, juga sebagai
sandaran inspirasi bagi setiap anak didiknya.
2. Bapak Nuryani selaku pembimbing II yang senantiasa dengan ringan
hati memberikan masukan, nasihat dan semangat agar Skripsi cepat
tuntas.
3. Bapak Harjana dan Bapak Mohtar Yunianto selaku penguji I dan II
yang sangat baik hati memberikan saran secara detail pada revisi
Skripsi.
4. Rumah Sakit Dr. Moewardi Surakarta, Klinik Ibu & Anak Solopeduli,
Bu Mia, Bu Hesti, Bu Heriyanti, dan seluruh perawat yang membantu
dalam pengambilan data tangis bayi.
5. Keluarga iARG: Restu Kristiani, Eki Muqowi, Rayhan Hanina,
Mustika Cahya, Endang Wulandari, Putriana Husnul, Aris, Syakir,
commit to user
vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Tito, Hanief, Julius, terimakasih atas semangat dan keceriaan kalian
menjadikan saya tak pernah jenuh dalam menghabiskan waktu di lab.
6. Seluruh Keluarga saya: Papa Arief Pudjiana, Mama Isrohayah,
“Mama” Kuswartini, Mba Vina Arismatika, Mas Heru Susiyanto,
“Dek” Ariantini Dewi, Bapak Ahmadi, Ibu Sunarti, (Alm) Mas Aziz
Widiyanto, Mas Widyo Sulastomo, Mas Yusuf Helmi, Mas Farid Hari
Mulyanto, kesayangan Zaola Esa Caronita, terimakasih telah
senantiasa memberikan semangat dan selalu mendoakan agar Skripsi
lancar, tuntas, dan lulus dengan membawa ilmu yang bermanfaat.
7. Khairul Hadi, terimakasih atas semangat dan bantuannya dalam
penyelesaian pemrograman di Skripsi ini.
8. Teman – teman seperjuangan dan sepermainan: Deli Yusuf, Agfa
Herison, Louis Sihombing, Fajriatur Rohmah, Wildan Fakhri, Ahmad
Ma‟arij, Desti, Rahma Mega, Aprillia, dan Risalatul Hanifah, yang
selalu dengan ikhlas memberikan kebahagiaan dan menghadirkan
keceriaan menjadikan penulis tidak terlalu stress dalam penyelesaian
skripsi.
9. Dan pihak – pihak lain yang terkait dalam penyelesaian Skripsi ini
yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu.
Surakarta, 16 Mei 2016
Penulis
commit to user
viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
HALAMAN PUBLIKASI
Sebagian skripsi saya dipublikasikan pada Jurnal Fisika dan Aplikasinya
(JFA) Vol. 12, No. 2, Edisi Juni 2016, dengan judul “Analisis Spektrum Akustik
Tangis Bayi Penderita Penyakit Jantung Bawaan Menggunakan Teknik DTW”.
commit to user
ix
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL .................................................................................... i
HALAMAN PENGESAHAN ...................................................................... ii
HALAMAN PERNYATAAN ...................................................................... iii
HALAMAN MOTTO .................................................................................. iv
HALAMAN ABSTRAK .............................................................................. v
HALAMAN ABSTRACT ............................................................................. vi
KATA PENGANTAR .................................................................................. vii
HALAMAN PUBLIKASI............................................................................ ix
DAFTAR ISI ................................................................................................. x
DAFTAR TABEL ........................................................................................ xii
DAFTAR GAMBAR .................................................................................... xiii
DAFTAR SIMBOL ...................................................................................... xv
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................ xvi
BAB I PENDAHULUAN ........................................................................ 1
1.1. Latar Belakang........................................................................ 1
1.2. Perumusan Masalah ............................................................... 2
1.3. Batasan Masalah .................................................................... 2
1.4. Tujuan Penelitian ................................................................... 3
1.5. Manfaat Penelitian ................................................................. 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA .............................................................. 4
2.1. Getaran ................................................................................. 4
2.2. Gelombang Bunyi ................................................................ 6
2.3. Prinsip Superposisi ............................................................... 10
2.3.1. Getaran dengan frekuensi yang sama ................................... 10
2.3.2. Getaran dengan frekuensi yang berbeda .............................. 11
2.4. Analisa Spektral ................................................................... 12
2.4.1. Frekuensi Ambang (f0) ......................................................... 12
2.4.2. Formant (f1, f2, f3, ..., fn) ........................................................ 12
2.4.3. Fourier transform ................................................................ 13
2.4.4. Pendekatan cepstral .............................................................. 14
2.4.5. MFCC................................................................................... 15
2.4.6. Linier Predictive Coding ...................................................... 17
2.5. Dynamic Time Warping ....................................................... 18
2.6. Tangisan Bayi....................................................................... 18
2.6.1. Mekanisme Produksi
Tangisan
commit
to userBayi .................................... 18
2.6.2. Penelitian Sebelumnya Tentang Tangisan Bayi ................... 20
x
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
2.7. Penyakit Jantung Bawaan
(Conginetal Heart Disease, CHD) .......................................
2.8. Sound-Spectrogram ..............................................................
BAB III METODOLOGI PENELITIAN.................................................
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian ..............................................
3.2. Alat dan Subjek Penelitian ...................................................
3.2.1. Alat Yang Akan Digunakan Dalam Penelitian ....................
3.2.2. Subjek Penelitian..................................................................
3.3. Proses Penelitian ..................................................................
3.4. Prosedur Penelitian...............................................................
3.4.1. Perolehan Data .....................................................................
3.4.2. Filtering dan Re-sampling ...................................................
3.4.3. Windowing ...........................................................................
3.4.4. Pemotongan Gelombang (Cuplikan) ....................................
3.5. Metode Penelitian.................................................................
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ..........................
4.1. Hasil Pengukuran Durasi Tangis Inspirasi, Jeda, dan
Ekspirasi pada Bayi Penderita CHD dan Bayi Normal ........
4.2. Hasil Pengukuran f0, f1, f2, dan f3 pada Tangis Bayi
Penderita CHD dan Bayi Normal .........................................
4.3. Hasil Pengujian Hipotesa Menggunakan Tehnik
Dynamic Time Warping (DTW)...........................................
BAB V PENUTUP ....................................................................................
5.1. Kesimpulan ..........................................................................
5.2. Saran .....................................................................................
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................
LAMPIRAN ..................................................................................................
commit to user
xi
22
23
25
25
25
25
25
26
27
27
28
28
28
28
29
29
31
35
40
40
40
41
45
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 4.1.
Tabel 4.2.
Tabel 4.3.
Rata – rata Panjang Tangis Inspirasi, Jeda, dan Ekspirasi
Antara Neonatal Penderita CHD dan Neonatal Normal .
30
Perbandingan Nilai Frekuensi Formant Pada Subyek yang
Diteliti .............................................................................
32
Tabel Hasil Minimal, Maksimal, Rata-rata dan Standar
Deviasi (SD) Untuk f0, f1, f2, f3 Dari Neonatal Normal dan
Penderita CHD ...............................................................
34
commit to user
xii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1.
Gambar 2.2.
Gambar 2.3.
Gambar 2.4.
Halaman
Sebuah Massa Menempel Pada Ujung Pegas Yang Dapat
Bergerak Maju Mundur Pada Bidang Tanpa Gesekan. 4
Elemen Tipis Gas Dengan Ketebalan
Yang
Dipengaruhi Oleh Gelombang Bunyi........................
8
Masing – Masing Mewakili Gerak Harmonik Sederhana
Sepanjang Sumbu X Pada Frekuensi Sudut Ω Untuk
Mendapatkan Hasil Simpangan Gerak Harmonik
Sederhana
Pada
..............
11
Superposisi Dari Dua Simpangan Harmonik Sederhana
Dan
Ketika
.
Perlambatan
Memodulasi Kurva
Antara Nilai
Gambar 2.5.
Gambar 2.6.
Gambar 2.7.
Gambar 2.8.
Gambar 2.9.
Gambar 2.10.
Gambar 3.1.
Gambar 3.2.
Gambar 4.1.
Gambar 4.2.
Gambar 4.3.
Gambar 4.4.
Gambar 4.5.
Gambar 4.6.
......................
12
Proses Akustik Untuk Memperoleh MFCC ..............
16
Mel-Frequency Filterbank ........................................
17
Optimal Warping Path ..............................................
18
Skema Secara Umum Untuk Produksi Suara Manusia. 19
Vocal Tract Bayi Dan Dewasa. Epiglotis (E), Langit –
Langit Keras (HP), Laring (La), Mandibula (M), Rongga
Hidung (N), Langit-Langit Lunak (SP), Lidah (T), Dan
Mulut (Li). .................................................................
20
Sound-Spectrogram Tangis Bayi Normal .................
23
Diagram Alir Penelitian ............................................
26
Gambar Sony IC Recorder Tipe ICD-PX333 ...........
27
Sinyal Tangis Inspirasi Pada Bayi CHD (Atas) Dan
Normal (Bawah) ........................................................
29
Sinyal Jeda Pada Bayi CHD (Atas) Dan Normal
(Bawah) .....................................................................
29
Sinyal Tangis Ekspirasi Pada Bayi CHD (Atas) Dan
Normal (Bawah) ........................................................
30
Sinyal Tangis Bayi Normal (Atas) Dan CHD (Bawah)
Yang Dipotong Sepanjang 1 Detik ...........................
31
Spektrogram Dari Cuplikan Tangis Bayi Pada Gambar
(4.4) ...........................................................................
32
Perbandingan Nilai
Formant
commit
to userf1 Antara Tangis Bayi
xiii
perpustakaan.uns.ac.id
Gambar 4.7.
Gambar 4.8.
Gambar 4.9.
digilib.uns.ac.id
Normal (solid) Dengan Bayi CHD (dotted) ..............
33
Indikator Kemiripan Dalam Skala Abu-abu .............
36
Pola DTW Tangis Bayi Penderita CHD Berturut – turut
Dari (a).CHD[1] Hingga (o).CHD[15] Dengan Referensi
CHD[2]......................................................................
35
Pola DTW Tangis Bayi Normal Berturut – turut
Dari (a).N[1] Hingga (o).N[15] Dengan Referensi
CHD[2]......................................................................
36
commit to user
xiv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR SIMBOL
: Tekanan
: Volume
: Massa jenis
: Massa
: Percepatan
: Kecepatan
: Percepatan
: Gaya
⁄
⁄
⁄
⁄
: Frekuensi
: Modulus Bulk
: Konstanta pegas
: Kecepatan sudut
: Waktu
⁄
⁄
commit to user
xv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1.
Data rentang waktu tangisan inspirasi, jeda, dan
ekspirasi antara tangis sakit bayi normal dan penderita
penyakit jantung bawaan..............................................
Lampiran 2.
45
Beberapa data MFCC dari tangis sakit bayi normal
(N[1]) dan bayi penderita penyakit jantung bawaan
Lampiran 3
(CHD[1])....................................................................
47
Kelaikan Etik………………………………………….
48
commit to user
xvi
digilib.uns.ac.id
ANALISA SOUND-SPECTROGRAM TANGIS BAYI UNTUK
DETEKSI PENYAKIT JANTUNG BAWAAN
Disusun oleh :
HANA AFIFAH
M0210029
SKRIPSI
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
Mei 2016
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ANALISA SOUND-SPECTROGRAM TANGIS BAYI UNTUK
DETEKSI PENYAKIT JANTUNG BAWAAN
Disusun oleh :
HANA AFIFAH
M0210029
SKRIPSI
Diajukan untuk memenuhi sebagian
persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Sains
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
commit to user
Mei 2016
i
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
ii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa isi intelektual dari penelitian saya dengan
judul “ANALISA SOUND-SPECTROGRAM TANGIS BAYI UNTUK DETEKSI
PENYAKIT JANTUNG BAWAAN” adalah hasil kerja saya dan sepengetahuan saya
hingga saat ini isi Skripsi tidak berisi materi penelitian orang lain maupun telah
dipublikasikan untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di Universitas Sebelas Maret atau di
Perguruan Tinggi Negeri lainnya kecuali yang tertulis dalam daftar pustaka dalam Skripsi
ini dan ucapan terimakasih. Isi skripsi ini boleh dirujuk atau diperbanyak secara bebas
tanpa harus memberitahu penulis.
Surakarta, 16 Mei 2016
HANA AFIFAH
commit to user
iii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
MOTTO
“Jika kau merasa tidak lebih pandai dari teman-temanmu, maka kau harus belajar lebih
keras daripada teman-temanmu”
(Dian Sastro Wardoyo)
“Innovation distinguish between a leader and a follower”
(Steve Jobs)
“If you can’t explain it simply, you don’t understand well enough”
(Albert Einstein)
commit to user
iv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ANALISA SOUND-SPECTROGRAM TANGIS BAYI UNTUK DETEKSI
PENYAKIT JANTUNG BAWAAN
HANA AFIFAH
Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,
Universitas Sebelas Maret
ABSTRAK
Skripsi ini berfokus pada kajian perbandingan spektral tangis sakit bayi
normal dan tangis sakit bayi penderita penyakit jantung bawaan (Congenital Heart
Disease , CHD). Sebanyak sepuluh sampel tangis sakit bayi penderita CHD dan
bayi normal berusia kurang dari satu bulan direkam menggunakan Sony ICRecorder tipe ICD-PX333. Data digital kemudian diproses menggunakan piranti
lunak SFS untuk mendapatkan f0, formants, dan nilai Mel-Frequency Cepstral
Coefficients (MFCC) sebagai penciri spektral yang kemudian divisualkan dengan
DTW. Hasil kajian menunjukkan bahwa ciri spektral tangis bayi penderita CHD
terhadap tangis bayi normal mempunyai tingkat perbedaan signifikan, karenanya
tangis sakit bayi bisa dijadikan sebagai salah satu indikator pendeteksi penyakit
jantung bawaan secara dini. Di samping itu ditemukan anomali yang diduga
berkait dengan irisan dalam bentang frekuensi ambang maupun formant tangis
bayi normal dan penderita CHD.
Kata kunci: tangis bayi, penyakit jantung bawaan, Mel-Frequency Cepstral
Coefficients, Dynamic Time Warping
commit to user
v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
INFANT CRY FOR DETECTING CONGENITAL HEART DISEASE USING
SOUND-SPECTROGRAM ANALYSIS
HANA AFIFAH
Physics Department, Faculty of Mathematic and Natural Sciences,
Sebelas Maret University
ABSTRACT
This paper emphasize on acoustics spectral similarity analysis of normal
infant pain cry compared to infant spectrum with Congenital Heart Disease
(CHD). Ten cries signals of infant with CHD and normal infant aged less than a
month recorded by using Sony IC-Recorder ICD-PX333. The Speech Filing
System software utilized for estimating fundamental frequency, formants, and
MFCCs to be use as cry spectral characteristics to be visualized using DTW
technique. The result shows that both group partially has significant different
characteristics since anomalies occurred which is considered due to the
intersection on the values of fundamental frequency and formants of the both
groups. So that the infant pain cry can be used as one of the indicators for
detecting CHD in infant in the early stage of life.
Keywords: infant cry, congenital heart disease, Mel-Frequency Cepstral
Coefficients, Dynamic Time Warping
commit to user
vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Allah SWT atas segala limpahan nikmat dan
karuniaNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan Skripsi. Sholawat
dan salam senantiasa penulis haturkan kepada Rasulullah SAW sebagai
pembimbing seluruh umat manusia.
Skripsi yang penulis susun sebagai bagian dari syarat untuk mendapatkan
gelar Sarjana Sains ini penulis beri judul “ANALISA SOUND-SPECTROGRAM
TANGIS BAYI UNTUK DETEKSI PENYAKIT JANTUNG BAWAAN”.
Tuntasnya Skripsi ini adalah suatu kebahagiaan bagi penulis. Setelah hampir satu
tahun penulis harus berjuang untuk menuntaskan Skripsi ini. Kepada berbagai
pihak yang telah membantu penulis menyelesaikan Skripsi ini penulis
mengucapkan terimakasih. Atas bantuan yang begitu besar selama proses Skripsi
ini, ucapan terimakasih secara khusus penulis sampaikan kepada:
1. Bapak Iwan Yahya selaku pembimbing I, pembimbing akademik, dan
kepala lab iARG, yang dengan sangat sabar dan ikhlas selalu
membantu dalam setiap kesulitan dan perjuangan, juga sebagai
sandaran inspirasi bagi setiap anak didiknya.
2. Bapak Nuryani selaku pembimbing II yang senantiasa dengan ringan
hati memberikan masukan, nasihat dan semangat agar Skripsi cepat
tuntas.
3. Bapak Harjana dan Bapak Mohtar Yunianto selaku penguji I dan II
yang sangat baik hati memberikan saran secara detail pada revisi
Skripsi.
4. Rumah Sakit Dr. Moewardi Surakarta, Klinik Ibu & Anak Solopeduli,
Bu Mia, Bu Hesti, Bu Heriyanti, dan seluruh perawat yang membantu
dalam pengambilan data tangis bayi.
5. Keluarga iARG: Restu Kristiani, Eki Muqowi, Rayhan Hanina,
Mustika Cahya, Endang Wulandari, Putriana Husnul, Aris, Syakir,
commit to user
vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Tito, Hanief, Julius, terimakasih atas semangat dan keceriaan kalian
menjadikan saya tak pernah jenuh dalam menghabiskan waktu di lab.
6. Seluruh Keluarga saya: Papa Arief Pudjiana, Mama Isrohayah,
“Mama” Kuswartini, Mba Vina Arismatika, Mas Heru Susiyanto,
“Dek” Ariantini Dewi, Bapak Ahmadi, Ibu Sunarti, (Alm) Mas Aziz
Widiyanto, Mas Widyo Sulastomo, Mas Yusuf Helmi, Mas Farid Hari
Mulyanto, kesayangan Zaola Esa Caronita, terimakasih telah
senantiasa memberikan semangat dan selalu mendoakan agar Skripsi
lancar, tuntas, dan lulus dengan membawa ilmu yang bermanfaat.
7. Khairul Hadi, terimakasih atas semangat dan bantuannya dalam
penyelesaian pemrograman di Skripsi ini.
8. Teman – teman seperjuangan dan sepermainan: Deli Yusuf, Agfa
Herison, Louis Sihombing, Fajriatur Rohmah, Wildan Fakhri, Ahmad
Ma‟arij, Desti, Rahma Mega, Aprillia, dan Risalatul Hanifah, yang
selalu dengan ikhlas memberikan kebahagiaan dan menghadirkan
keceriaan menjadikan penulis tidak terlalu stress dalam penyelesaian
skripsi.
9. Dan pihak – pihak lain yang terkait dalam penyelesaian Skripsi ini
yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu.
Surakarta, 16 Mei 2016
Penulis
commit to user
viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
HALAMAN PUBLIKASI
Sebagian skripsi saya dipublikasikan pada Jurnal Fisika dan Aplikasinya
(JFA) Vol. 12, No. 2, Edisi Juni 2016, dengan judul “Analisis Spektrum Akustik
Tangis Bayi Penderita Penyakit Jantung Bawaan Menggunakan Teknik DTW”.
commit to user
ix
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL .................................................................................... i
HALAMAN PENGESAHAN ...................................................................... ii
HALAMAN PERNYATAAN ...................................................................... iii
HALAMAN MOTTO .................................................................................. iv
HALAMAN ABSTRAK .............................................................................. v
HALAMAN ABSTRACT ............................................................................. vi
KATA PENGANTAR .................................................................................. vii
HALAMAN PUBLIKASI............................................................................ ix
DAFTAR ISI ................................................................................................. x
DAFTAR TABEL ........................................................................................ xii
DAFTAR GAMBAR .................................................................................... xiii
DAFTAR SIMBOL ...................................................................................... xv
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................ xvi
BAB I PENDAHULUAN ........................................................................ 1
1.1. Latar Belakang........................................................................ 1
1.2. Perumusan Masalah ............................................................... 2
1.3. Batasan Masalah .................................................................... 2
1.4. Tujuan Penelitian ................................................................... 3
1.5. Manfaat Penelitian ................................................................. 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA .............................................................. 4
2.1. Getaran ................................................................................. 4
2.2. Gelombang Bunyi ................................................................ 6
2.3. Prinsip Superposisi ............................................................... 10
2.3.1. Getaran dengan frekuensi yang sama ................................... 10
2.3.2. Getaran dengan frekuensi yang berbeda .............................. 11
2.4. Analisa Spektral ................................................................... 12
2.4.1. Frekuensi Ambang (f0) ......................................................... 12
2.4.2. Formant (f1, f2, f3, ..., fn) ........................................................ 12
2.4.3. Fourier transform ................................................................ 13
2.4.4. Pendekatan cepstral .............................................................. 14
2.4.5. MFCC................................................................................... 15
2.4.6. Linier Predictive Coding ...................................................... 17
2.5. Dynamic Time Warping ....................................................... 18
2.6. Tangisan Bayi....................................................................... 18
2.6.1. Mekanisme Produksi
Tangisan
commit
to userBayi .................................... 18
2.6.2. Penelitian Sebelumnya Tentang Tangisan Bayi ................... 20
x
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
2.7. Penyakit Jantung Bawaan
(Conginetal Heart Disease, CHD) .......................................
2.8. Sound-Spectrogram ..............................................................
BAB III METODOLOGI PENELITIAN.................................................
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian ..............................................
3.2. Alat dan Subjek Penelitian ...................................................
3.2.1. Alat Yang Akan Digunakan Dalam Penelitian ....................
3.2.2. Subjek Penelitian..................................................................
3.3. Proses Penelitian ..................................................................
3.4. Prosedur Penelitian...............................................................
3.4.1. Perolehan Data .....................................................................
3.4.2. Filtering dan Re-sampling ...................................................
3.4.3. Windowing ...........................................................................
3.4.4. Pemotongan Gelombang (Cuplikan) ....................................
3.5. Metode Penelitian.................................................................
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ..........................
4.1. Hasil Pengukuran Durasi Tangis Inspirasi, Jeda, dan
Ekspirasi pada Bayi Penderita CHD dan Bayi Normal ........
4.2. Hasil Pengukuran f0, f1, f2, dan f3 pada Tangis Bayi
Penderita CHD dan Bayi Normal .........................................
4.3. Hasil Pengujian Hipotesa Menggunakan Tehnik
Dynamic Time Warping (DTW)...........................................
BAB V PENUTUP ....................................................................................
5.1. Kesimpulan ..........................................................................
5.2. Saran .....................................................................................
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................
LAMPIRAN ..................................................................................................
commit to user
xi
22
23
25
25
25
25
25
26
27
27
28
28
28
28
29
29
31
35
40
40
40
41
45
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 4.1.
Tabel 4.2.
Tabel 4.3.
Rata – rata Panjang Tangis Inspirasi, Jeda, dan Ekspirasi
Antara Neonatal Penderita CHD dan Neonatal Normal .
30
Perbandingan Nilai Frekuensi Formant Pada Subyek yang
Diteliti .............................................................................
32
Tabel Hasil Minimal, Maksimal, Rata-rata dan Standar
Deviasi (SD) Untuk f0, f1, f2, f3 Dari Neonatal Normal dan
Penderita CHD ...............................................................
34
commit to user
xii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1.
Gambar 2.2.
Gambar 2.3.
Gambar 2.4.
Halaman
Sebuah Massa Menempel Pada Ujung Pegas Yang Dapat
Bergerak Maju Mundur Pada Bidang Tanpa Gesekan. 4
Elemen Tipis Gas Dengan Ketebalan
Yang
Dipengaruhi Oleh Gelombang Bunyi........................
8
Masing – Masing Mewakili Gerak Harmonik Sederhana
Sepanjang Sumbu X Pada Frekuensi Sudut Ω Untuk
Mendapatkan Hasil Simpangan Gerak Harmonik
Sederhana
Pada
..............
11
Superposisi Dari Dua Simpangan Harmonik Sederhana
Dan
Ketika
.
Perlambatan
Memodulasi Kurva
Antara Nilai
Gambar 2.5.
Gambar 2.6.
Gambar 2.7.
Gambar 2.8.
Gambar 2.9.
Gambar 2.10.
Gambar 3.1.
Gambar 3.2.
Gambar 4.1.
Gambar 4.2.
Gambar 4.3.
Gambar 4.4.
Gambar 4.5.
Gambar 4.6.
......................
12
Proses Akustik Untuk Memperoleh MFCC ..............
16
Mel-Frequency Filterbank ........................................
17
Optimal Warping Path ..............................................
18
Skema Secara Umum Untuk Produksi Suara Manusia. 19
Vocal Tract Bayi Dan Dewasa. Epiglotis (E), Langit –
Langit Keras (HP), Laring (La), Mandibula (M), Rongga
Hidung (N), Langit-Langit Lunak (SP), Lidah (T), Dan
Mulut (Li). .................................................................
20
Sound-Spectrogram Tangis Bayi Normal .................
23
Diagram Alir Penelitian ............................................
26
Gambar Sony IC Recorder Tipe ICD-PX333 ...........
27
Sinyal Tangis Inspirasi Pada Bayi CHD (Atas) Dan
Normal (Bawah) ........................................................
29
Sinyal Jeda Pada Bayi CHD (Atas) Dan Normal
(Bawah) .....................................................................
29
Sinyal Tangis Ekspirasi Pada Bayi CHD (Atas) Dan
Normal (Bawah) ........................................................
30
Sinyal Tangis Bayi Normal (Atas) Dan CHD (Bawah)
Yang Dipotong Sepanjang 1 Detik ...........................
31
Spektrogram Dari Cuplikan Tangis Bayi Pada Gambar
(4.4) ...........................................................................
32
Perbandingan Nilai
Formant
commit
to userf1 Antara Tangis Bayi
xiii
perpustakaan.uns.ac.id
Gambar 4.7.
Gambar 4.8.
Gambar 4.9.
digilib.uns.ac.id
Normal (solid) Dengan Bayi CHD (dotted) ..............
33
Indikator Kemiripan Dalam Skala Abu-abu .............
36
Pola DTW Tangis Bayi Penderita CHD Berturut – turut
Dari (a).CHD[1] Hingga (o).CHD[15] Dengan Referensi
CHD[2]......................................................................
35
Pola DTW Tangis Bayi Normal Berturut – turut
Dari (a).N[1] Hingga (o).N[15] Dengan Referensi
CHD[2]......................................................................
36
commit to user
xiv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR SIMBOL
: Tekanan
: Volume
: Massa jenis
: Massa
: Percepatan
: Kecepatan
: Percepatan
: Gaya
⁄
⁄
⁄
⁄
: Frekuensi
: Modulus Bulk
: Konstanta pegas
: Kecepatan sudut
: Waktu
⁄
⁄
commit to user
xv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1.
Data rentang waktu tangisan inspirasi, jeda, dan
ekspirasi antara tangis sakit bayi normal dan penderita
penyakit jantung bawaan..............................................
Lampiran 2.
45
Beberapa data MFCC dari tangis sakit bayi normal
(N[1]) dan bayi penderita penyakit jantung bawaan
Lampiran 3
(CHD[1])....................................................................
47
Kelaikan Etik………………………………………….
48
commit to user
xvi