TUGAS AKHIR PENGENALAN NADA GAMELAN KENONG SECARA REAL TIME MENGGUNAKAN EKSTRAKSI CIRI DCT DAN FUNGSI JARAK CHEBYSHEV

  

TUGAS AKHIR

PENGENALAN NADA GAMELAN KENONG SECARA

REAL TIME MENGGUNAKAN EKSTRAKSI CIRI DCT DAN

FUNGSI JARAK CHEBYSHEV

  Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

  Program Studi Teknik Elektro Oleh:

  YOGI ISWORO WALASAKTI NIM: 095114005

  

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  

FINAL PROJECT

REAL TIME TONE RECOGNITION OF GAMELAN

KENONG

USING DCT FEATURE EXTRACTION AND CHEBYSHEV

DISTANCE FUNCTION

  Presented as Partial Fulfillment of the Requirements To Obtain the Sarjana Teknik Degree

  In Electrical Engineering Study Program

  

YOGI ISWORO WALASAKTI

NIM: 095114005

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP MOTTO : “MENOLAK KALAH” Skripsi ini kupersembahkan untuk….

  Yesus Kristus Pembimbingku yang setia Papa dan Mama tercinta Keluargaku tercinta

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  

INTISARI

Minat orang untuk dapat memainkan alat musik tradisional semakin tinggi.

  Sebagian orang dapat memainkan alat musik tersebut. Terkadang mereka tidak mengetahui nada yang sedang mereka mainkan atau tidak hafal dengan nada gamelan. Salah satu contoh alat musik tradisional adalah karawitan atau gamelan. Diperlukan sebuah sistem yang dapat membantu untuk mengenali nada-nada dari alat musik gamelan yang dimainkan. Dalam hal ini alat musik gamelan yang akan dikenali adalah alat musik kenong.

  Sistem pengenalan nada gamelan ini menggunakan mikrofon untuk merekam suara nada gamelan. Nada yang terekam diproses menggunakan laptop untuk menjalankan proses pengenalan dan mengenali nada terekam. Proses pengenalan nada meliputi beberapa subproses diantaranya merekam, frame blocking, normalisasi, windowing, ekstraksi ciri, fungsi jarak, dan penentuan hasil nada pengenalan.

  Sistem pengenalan nada gamelan kenong menggunakan fungsi jarak Chebyshev. Program pengenalan sudah berhasil dibuat dan dapat bekerja sesuai dengan yang diharapkan. Pada program pengenalan ini menampilkan gelombang suara nada terekam, spektrum ekstraksi ciri DCT, dan nada yang berhasil dikenali. Pada program ini, parameter pengenalan terbaik (100%) yaitu pada panjang terkecil DCT 64 dengan alpha 50, panjang DCT 128 dengan alpha 0, panjang DCT 256 dengan alpha 50, dan 100, dan panjang DCT 512 dengan alpha 0, 50, 100. Program pengenalan nada gamelan kenong hanya mengenali nada-nada dasar (ji, ro, lu, pat, mo, nem, pi).

  Kata kunci: Gamelan Kenong, Discrete Cosine Transform(DCT), Fungsi Jarak Chebyshev, Pengenalan Nada.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  

ABSTRACT

  Interest of people to be able to play traditional intruments getting higher. Some people to be able to play this intruments. Sometimes they do not know the tone they're playing or not familiar with the tones of gamelan. For example the traditional musical instrument is called karawitan or gamelan. Needed a system that could help to identify the tones of gamelan musical instruments being played. In this case, the gamelan musical intrument which would to identify is kenong musical instrument.

  Tone recognition system of gamelan kenong use microphone to record the sound of gamelan. The recorded tone was processed using laptop which is to run recognition process and recognize the recorded tone. Recognition tone process involve some subprocess including is recording, frame blocking, normalitation, windowing, feature extraction, distance function, and determining the result of tone recognition.

  Tone recognition system of gamelan kenong use Chebyshev distance function. Recognition program has successfully created and can work well. In this recognition program is shows the sound wave of recorded tone, spectrum of DCT feature extraction, and the tone which is successfully to recognize. In this program, the best recognition parameter (100%) that is length of DCT 64 with alpha 50, length of DCT 128 with alpha 0, length of DCT 256 with alpha 50, 100, and length of DCT 512 with alpha 0, 50, 100. The tone recognition program of gamelan kenong only recognize the basic tones (ji, ro, lu, pat, mo, nem, pi).

  Keywords: Gamelan Kenong, Discrete Cosine Transform, Chebyshev distance function, recognition tone.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

KATA PENGANTAR

  Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus karena telah memberikan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini dengan baik. Laporan tugas akhir ini disusun untuk memenuhi syarat memperoleh gelar sarjana.

  Selama pembuatan tugas akhir ini penulis menyadari bahwa ada begitu banyak pihak yang telah memberikan bantuan baik bantuan materi, moral maupun dukungan. Oleh karena itu penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada :

  1. Drs. Johanes Eka Priyatma, M.Sc., Ph.D, Rektor Universitas Sanata Dharma

  2. Paulina Haruningsih Prima Rosa, S.si., M.Sc, Dekan Fakultas Sains dan Teknologi

  3. Petrus Setyo Prabowo, S.T., M.T., Ketua Program Studi Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma.

  4. Dr.Linggo Sumarno, dosen pembimbing yang dengan penuh setia, kesabaran dan pengertian untuk membimbing dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

  5. Wiwien Widyastuti, S.T., M.T. dan Dr.Iswanjono selaku dosen penguji yang telah memberi masukkan, kritik dan saran serta merevisi penulisan tugas akhir ini.

  6. Bapak dan Ibu dosen yang telah mengajarkan banyak ilmu yang bermanfaat selama menempuh pendidikan di Universitas Sanata Dharma.

  7. Kedua orang tua penulis yang telah banyak memberikan dukungan doa, kasih sayang dan motivasi selama menempuh pendidikan di Universitas Sanata Dharma.

  8. Keluarga besarku yang telah memberi dukungan selama menempuh pendidikan di Universitas Sanata Dharma.

  9. Teman

• – teman seperjuangan Teknik Elektro 2009 yang telah menemani pada saat menempuh pendidikan di Universitas Sanata Dhama.

  10. Semua pihak yang tidak bisa disebutkan satu persatu yang telah banyak

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .......................................................................................................... i

HALAMAN PERSETUJUAN .......................................................................................... iii

HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................................... iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ............................................................................ v

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP ................................................ vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA

  

ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ........................................................ vii

  

INTISARI ........................................................................................................................... viii

ABSTRACT ....................................................................................................................... ix

KATA PENGANTAR ....................................................................................................... x

DAFTAR ISI ...................................................................................................................... xii

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................................... xiv

DAFTAR TABEL .............................................................................................................. xvi

BAB I PENDAHULUAN .................................................................................................. 1

  1.1. Latar Belakang ........................................................................................................... 1

  1.2. Tujuan dan Manfaat Penelitian .................................................................................. 2

  1.3. Batasan Masalah......................................................................................................... 2

  1.4. Metodologi Penelitian ................................................................................................ 2

  

BAB II DASAR TEORI .................................................................................................... 4

  2.1. Alat Musik Gamelan Kenong..................................................................................... 4

  2.2. Sampling ..................................................................................................................... 5

  2.3. Frame Blocking .......................................................................................................... 5

  PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  2.8. Mikrofon (Microphone) ............................................................................................. 9

  2.9. Matlab ........................................................................................................................ 10

  

BAB III PERANCANGAN PENELITIAN ..................................................................... 12

  3.1. Sistem Pengenalan Nada Alat Musik Gamelan Kenong ............................................ 12

  3.2. Perancangan Nada Referensi...................................................................................... 16

  3.3. Nada Uji ..................................................................................................................... 17

  3.4. Tampilan Program Pada GUI Matlab ........................................................................ 17

  3.5. Perancangan Diagram Blok........................................................................................ 18

  3.6. Perancangan Subsistem Program ............................................................................... 24

  3.6.1 Subsistem Sampling .......................................................................................... 24

  3.6.2 Subsistem Pengenalan Nada ............................................................................. 24

  

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................................... 26

  4.1. Pengujian Program Pengenalan Nada Gamelan Kenong Secara Real Time Menggunakan Ekstrasi Ciri DCT dan Fungsi Jarak Chebyshev ................................ 26

  4.1.1 Pengenalan Nada ............................................................................................... 28

  4.2. Hasil Pengujian Program Pengenalan Terhadap Tingkat Pengenalan Nada Gamelan Kenong ....................................................................................................................... 34

  4.2.1 Pengujian Parameter Pengaturan Nada Gamelan Kenong ................................ 34

  4.2.2 Pengujian Untuk Menentukan Batasan Nilai Jarak Optimal ............................ 40

  4.2.3 Pengujian Dengan Nada Masukkan Gamelan dan Bonang .............................. 41

  

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................................ 46

  5.1. Kesimpulan ................................................................................................................ 46

  5.2. Saran ........................................................................................................................... 46

  

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................................ 47

LAMPIRAN ....................................................................................................................... 48

  PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Blok Model Perancangan ............................................................................. 3Gambar 2.1 Kenong ......................................................................................................... 4Gambar 2.2 Frame Blocking ............................................................................................ 6Gambar 2.3 Kaiser window dengan nilai atau β yang berbeda-beda ......................... 6Gambar 2.4 Contoh Kartu Suara...................................................................................... 9Gambar 2.5 Tampilan window Matlab ............................................................................ 11Gambar 3.1 Blok Diagram Keseluruhan Sistem .............................................................. 12Gambar 3.2 (a) Gamelan Kenong, (b) Tabuh Gamelan ................................................... 13Gambar 3.3 Desktop Microphone INTOPIC JAZZ-012 ................................................. 13Gambar 3.4 Diagram Blok Pengenalan Nada .................................................................. 15Gambar 3.5 Diagram blok Proses Pengambilan Nada Referensi .................................... 16Gambar 3.6 Tampilan Utama Program ............................................................................ 17Gambar 3.7 Diagram blok Keseluruhan .......................................................................... 19Gambar 3.8 Diagram alir Proses Rekam ......................................................................... 19Gambar 3.9 Diagram alir Frame Blocking ...................................................................... 20Gambar 3.10 Diagram blok normalisasi ............................................................................ 21Gambar 3.11 Diagram blok windowing Kaiser ................................................................. 22Gambar 3.12 Diagram blok DCT ...................................................................................... 22Gambar 3.13 Diagram blok Fungsi Jarak .......................................................................... 23Gambar 3.14 Diagram blok Penentuan Nada Hasil Pengenalan ....................................... 24Gambar 4.1 Ikon Matlab 7.0.4 ......................................................................................... 26

  PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Gambar 4.5 Grafik Pengaruh Panjang DCT Pada Tingkat Pengenalan .......................... 35Gambar 4.6 Grafik Pengaruh Nilai Alpha Pada Tingkat Pengenalan.............................. 35Gambar 4.7 Grafik Jarak Antara Nada Lu dan Pat dengan Nilai Alpha 0 dan Panjang

  DCT (a) 16, (b) 32, (c) 64, (d) 128, (e) 256 ................................................. 36

Gambar 4.8 Grafik Jarak Antara Nada Lu dan Pat dengan Panjang DCT 256 dan Nilai

  Alpha (a) 0, (b) 50, (c) 100, (d) 1000........................................................... 39

Gambar 4.9 Sound Level Meter ....................................................................................... 42Gambar 4.10 Gamelan Bonang .......................................................................................... 44Gambar 4.11 Gamelam Gong ............................................................................................ 44

  PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Spesifikasi Desktop Microphone INTOPIC JAZZ 012 .................................... 14Tabel 3.2 Keterangan Tampilan Program ........................................................................ 18Tabel 4.1 Jarak antara nada lu dan pat dengan nilai alpha 0 ............................................ 36Tabel 4.2 Jarak antara nada lu dan pat dengan panjang DCT 256.................................... 38Tabel 4.3 Hasil Pengujian Real-Time ............................................................................... 40Tabel 4.4 Jarak minimal tiap nada .................................................................................... 41Tabel 4.5 Pengujian Jarak Mikrofon dan Volume Suara .................................................. 42Tabel 4.6 Hasil pengujian dengan gamelan kenong ......................................................... 43Tabel 4.7 Hasil pengujian dengan gamelan bonang ......................................................... 43Tabel 4.8 Hasil pengujian dengan gamelan gong ............................................................. 44

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Seni musik sudah menjadi sorotan di banyak kalangan masyarakat. Seni musik

  ada yang dinamakan seni musik tradisional. Banyak orang yang mau untuk dapat memainkan alat musik tradisional. Salah satu contoh alat musik tradisional adalah karawitan atau gamelan. Sebagian orang dapat memainkan alat musik tersebut. Terkadang mereka tidak mengetahui nada yang sedang mereka mainkan atau tidak hafal dengan nada gamelan. Diperlukan sebuah sistem yang dapat membantu untuk mengenali nada-nada dari alat musik yang dimainkan. Dalam hal ini adalah alat musik gamelan khususnya alat musik kenong. Alat musik kenong mempunyai dua jenis yaitu slendro dan pelog.

  Berdasarkan hal di atas, penulis ingin membuat sebuah sistem berupa software yang dapat mengenali nada alat musik gamelan. Pada kasus ini alat musik gamelan kenong khususnya kenong pelog. Sistem ini meniru kepekaan seorang pelaras. Pelaras sendiri adalah seorang pembuat alat musik gamelan. Sistem ini dapat juga membantu seorang pelaras saat melakukan penyetelan nada alat musik gamelan. Sistem ini juga dapat berfungsi sebagai pengenalan nada kepada anak kecil. Anak kecil perlu untuk mengenal tentang musik sejak dini karena merangsang perkembangan otak. Pengenalan musik tradisional dari dini dapat pula menjaga kelestarian budaya yang dimiliki Indonesia.

  Sistem ini membandingkan secara langsung nada 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 yang akan dimainkan. Nada yang akan dimainkan dibandingkan dengan nada yang telah tersimpan pada sistem tersebut (data base). Setelah itu, dilakukan proses ekstrak ciri menggunakan

  

Discrete Cosine Transform (DCT). Pembandingan nada yang dimainkan menggunakan

  fungsi jarak Chebyshev. Dari langkah ini diperoleh perbandingan yang terkecil dengan nada data base. Perbandingan terkecil ini merupakan nada yang dimainkan dan dipilih sebagai keluaran.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  memilih metode ini untuk mengembangkan tentang pengenalan nada alat musik dan metode ekstraksi ciri yang digunakan.

  1.2. Tujuan dan Manfaat

  Tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah menghasilkan sistem pengenalan nada suara pada alat musik gamelan kenong. Manfaat dari penelitian ini adalah :

  1. Sebagai alat bantu masyarakat untuk mengenali nada pada alat musik gamelan kenong pelog meliputi 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.

  2. Membantu seorang pelaras untuk pembuatan dan penyetelan nada alat musik gamelan kenong pelog.

  1.3. Batasan Masalah

  Penulis menetapkan beberapa batasan masalah yang dianggap perlu pada perancangan ini, yaitu sebagai berikut: a. Nada gamelan kenong pelog yang dikenali adalah nada 1, 2, 3, 4, 5, 6, dan 7.

  b. Menggunakan MATLAB dalam pembuatan program pada komputer.

  c. Pengambilan suara melalui line in microphone pada komputer.

  d. Sistem yang dibuat bersifat realtime.

  e. Menggunakan ekstrak ciri Discrete Cosine Transform (DCT), Kaiser Window, fungsi jarak Chebyshev.

  1.4. Metodologi Penelitian

  Langkah-langkah dalam pengerjaan tugas akhir:

  a. Mencari dan mengumpulkan bahan

• –bahan referensi berupa buku–buku dan jurnal –jurnal.

  b. Merancang subsistem software. Tahap ini bertujuan untuk mencari bentuk model yang optimal dari sistem yang akan dibuat dengan mempertimbangkan dari berbagai faktor

• –faktor permasalahan dan kebutuhan yang telah

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  yang sudah disediakan dalam software. Sistem akan mengolah interupsi yang diterima dan memulai proses recording sampai user memberikan interupsi kembali untuk menghentikan proses recording. Setelah itu, user memberikan interupsi untuk memulai proses pengenalan nada. Komputer akan mengolah nada dan menyajikannya sebagai sebuah informasi.

  d. Analisa dan penyimpulan hasil percobaan. Analisa data dilakukan dengan meneliti pengaruh variasi DCT, variasi nilai alpha pada window Kaiser sebanyak 700 percobaan ( 7 nada x 5 variasi DCT x 4 variasi alpha x 5 pengujian). Penyimpulan hasil percobaan dilakukan dengan mencari nilai DCT, dan variabel alpha pada Kaiser yang tertinggi dalam pengenalan nada. Pada analisa juga akan dilakukan perbandingan hasil pengenalan dengan alat musik gamelan yang lain yaitu Gong dan Bonang.

  Sebagai indikator keberhasilan sistem pemrosesan suara dilihat dari tingkat pengenalan program dalam mengenali nada suara gamelan kenong.

  Kenong

  Komputer SoundCard Pengenalan Nada Microphone

Gambar 1.1 Blok Model Perancangan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

BAB II DASAR TEORI 2.1. Alat Musik Gamelan Kenong Gamelan kenong merupakan satu set instrumen jenis gong yang berposisi

  horizontal, ditumpangkan pada tali yang ditegangkan pada bingkai kayu[2]. Dalam memeberi batasan struktur suatu gendhing, kenong adalah instrumen kedua yang paling penting setelah gong. Satu set gamelan lengkap biasanya memiliki sebanyak sepuluh kenong. Slendro kenong 2 3 5 6 1, pelog kenong 2 3 5 6 7 1. Dalam tumbuk nem gamelan (di mana nada nem (6) di pengaturan slendro sama dengan nada nem (6) di pengaturan pelog), kenong 6 slendro dapat dipertukarkan dengan kenong 6 pelog. Kenong 5 slendro juga dapat digunakan sebagai kenong 4 pelog. Dalam tumbuk lima gamelan, kenong 5 slendro dipertukarkan dengan kenong 5 pelog. Kenong 7 pelog juga dapat digantikan untuk kenong 6 slendro.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  5

  Kenong merupakan instrumen penting berikutnya setelah gong dalam melukiskan struktur gendhing. Kenong membagi Gongan menjadi dua atau empat frase kenong atau kenongan. Selain berfungsi untuk menggaris bawahi struktur musik, kenong juga berhubungan dengan melodi gendhing.

2.2. Sampling

  Proses sampling adalah proses mengubah sinyal analog, menjadi nilai-nilai waktu diskrit, yang dinyatakan sebagai dengan adalah periode sampling[3]. Istilah lain yang sering digunakan dalam sampling adalah frekuensi sampling, yang tidak lain adalah kebalikan dari periode sampling, yaitu

  Secara praktis, proses sampling dilakukan dengan mengalikan sinyal analog dengan deretan sinyal impuls. Jika sinyal tertinggi dari sinyal analog adalah maka sinyal harus di- sampling dengan frekuensi sampling paling sedikit dua kali frekuensi tertinggi sinyal analog tersebut, atau Prinsip tersebut disebut sebagai kriteria Nyquist. Frekuensi disebut sebagai Nyquist rate. Jika dinyatakan dalam bentuk periode sampling, dapat dinyatakan sebagai: 2.3.

   Frame Blocking

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  6 N

  2 data

Gambar 2.2. Frame BlockingGambar 2.2 menjelaskan contoh dari frame blocking dimana keseluruhan

  N

  dibagi menjadi 5 M (frame). Setiap M tersebut memiliki jumlah data yang sama yaitu 2 data pada Gambar 2.2. Pada implementasinya jumlah frame blocking tidak ada ketentuannya, tergantung dari kebutuhan suatu sistem.

2.4. Kaiser Window

  Kaiser window adalah salah satu jenis window. Dalam Kaiser window, parameter β menentukan ketinggian dari sidelobe seperti yang terlihat pada Gambar 2.3. Untuk pemberian nilai β, ketinggian sidelobe tergantung dengan panjang window[5].

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  7

  Dimana adalah orde 0 dari fungsi Bessel: Biasanya Kaiser window diparameterkan dengan: Kaiser window juga dapat didefinisikan dari , ,

  , , dan : dan

2.5. Discrete Cosine Transform (DCT)

  Discrete Cosine Transform adalah teknik untuk mengubah sinyal ke dalam

  komponen frekuensi dasar[6]. Discrete Cosine Transform proses ekstraksi ciri suatu data suara maupun gambar. Setelah mengekstraksi ciri, setiap koefisien transform dapat dikodekan secara independen tanpa kehilangan efisiensi kompresi[7]. Definisi DCT yang paling umum panjang N adalah:

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  8

  untuk ….., N-1. Dengan cara yang sama, transformasi inverse didefinisikan sebagai: untuk

  = 0, 1, 2,….., N-1. Pada persamaan (2.1) dan (2.2) didefinisikan sebagai Hal ini jelas dari (2.1) bahwa untuk . Koefisien transformasi pertama adalah nilai rata-rata urutan sampel. Nilai ini disebut DC koefisien. Semua koefisien transformasi lainnya disebut koefisien AC.

2.6. Fungsi Jarak Chebyshev (Chebyshev Distance Function)

  Fungsi Jarak Chebyshev juga disebut nilai jarak maksimum, menghitung besarnya absolut perbedaan koordinat dari sepasang obyek. Fungsi Jarak ini dapat digunakan untuk variabel baik ordinal maupun kuantitatif. Fungsi jarak Chebyshev dapat dilihat pada persamaan(2.16) merupakan pengembangan dari fungsi jarak Minkowski dapat dilihat pada persamaan(2.15)[8].

  (2.15) Jika lambda

  (λ) bernilai tak terhingga ( ), maka (2.16)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  9

2.7. Kartu Suara (Sound Card)

  Kartu suara merupakan sebuah periperal pada komputer sebagai I/O suara yang memberikan kemampuan pada komputer untuk menghasilkan suara yang dapat didengar oleh pengguna baik melalui speaker atau headphone. Pada dasarnya setiap kartu suara memiliki: a. Digital Signal Processor (DSP) yang akan menangani semua jenis komputasi.

  b. Digital to Analog Converter (DAC) sebagai keluaran suara ke speaker.

  c. Analog to Digital Converter (ADC) sebagai masukan suara.

  d. Read Only Memory (ROM) atau Flash sebagai penyimpanan data.

  e. Musical Instrument Digital Interface (MIDI) untuk menyambungkan beberapa peralatan musik eksternal.

  f. Jack untuk menyambungkan kartu suara dengan speaker pada jalur line out atau microphone pada jalur line in.

  Beberapa kartu suara sudah terpasang secara pabrikan (on board) pada

  

motherboard komputer, tetapi bisa juga ditambahkan untuk keperluan yang lebih lanjut

  pada slot PCI motherboard[9]. Gambar 2.6 adalah contoh dari sound card dengan 1 line in dan 3 line out.

Gambar 2.4 Contoh Kartu Suara

  Dalam proses perekaman suara dengan menggunakan kartu suara ada beberapa pengaturan awal, yaitu: a. Sampling Rate, telah dijelaskan pada poin 2.2 b. Channel yang digunakan, yaitu mono atau stereo. Satu channel menandakan mode mono, 2 Channel menandakan mode stereo.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  10

  untuk merubah suara menjadi getaran listrik sinyal Analog untuk selanjutnya diperkuat dan diolah sesuai dengan kebutuhan, pengolahan berikutnya dengan power amplifier dari suara yang berintensitas rendah menjadi lebih keras terakhir diumpan ke-speaker.

  Pemilihan mikrofon harus dilakukan dengan lebih hati-hati. Hal ini dilakukan untuk mencegah berkurangnya kemampuan mikrofon dari performa yang optimal. Karakteristik mikrofon yang harus diperhatikan ketika akan memilih sebuah mikrofon adalah: a. Prinsip cara kerja mikrofon dari jenis mikrofon itu sendiri

  b. Daerah respon frekuensi suara yang mampu dicuplik oleh mikrofon

  c. Sudut atau arah pencuplikan mikrofon

  d. Output sinyal listrik yang dihasilkan mikrofon

  e. Bentuk fisik mikrofon Agar lebih efektif, mikrofon yang digunakan haruslah sesuai kebutuhan dan seimbang antara sumber suara yang ingin dicuplik, misalnya suara manusia, alat musik, suara kendaraan, atau yang lainnya dengan sistem tata suara yang digunakan seperti sound sistem untuk live music, alat perekaman, dan sebagainya[10].

2.9. Matlab

  Matlab merupakan bahasa pemrograman yang hadir dengan fungsi dan karakteristik yang berbeda dengan bahasa pemrograman lain[11]. Matlab merupakan bahasa pemrograman level tinggi yang dikhususkan untuk kebutuhan komputasi teknis, visualisasi dan pemrogaman. Matlab dikembangkan oleh Mathworks, yang pada awalnya dibuat untuk mengakses data matrik pada proyek LINPACK dan EISPACK. Pada lingkungan kerja Matlab, ada beberapa bagian dari window yang dipakai, yaitu:

  1. Current Directory

  Current Directory menampilkan isi dari direktori kerja saat menggunakan

  Matlab. Direktori ini dapat diganti sesusai dengan tempat direktori kerja yang diinginkan.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  11

  3. Command Window

  Command Window adalah window utama dari Matlab. Di sini adalah tempat

  untuk, menjalankan fungsi, mendeklarasikan variabel, menjalankan proses, serta melihat isi variabel.

  4. Workspace

  Workspace berfungsi untuk menampilkan seluruh variabel yang sedang aktif

  pada saat pemakaian Matlab. Apabila variabel berupa data matriks berukuran besar, maka user dapat melihat isi dari seluruh data dengan melakukan double

  click pada variabel tersebut. Matlab secara otomatis akan menampilakn window “array editor” yang berisikan data pada setiap variabel yang dipilih user.

Gambar 2.4 menunjukan tampilan dari software Matlab yang digunakan dalam perancangan program pengenalan nada.Gambar 2.5 Tampilan window Matlab

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Bab III PERANCANGAN 3.1. Sistem Pengenalan Nada Alat Musik Gamelan Kenong Sistem pengenalan nada alat musik gamelan kenong menggunakan sebuah

  

software yang berfungsi untuk user interface. Software yang dibuat menggunakan program

Matlab. Software bertujuan untuk memudahkan user saat melakuan pengenalan nada.

Software ini berperan sebagai pusat proses pengenalan nada, seperti memulai perekaman

hingga menampilkan hasil nada yang dikenali.

  Sistem pengenalan nada ini dilakukan secara real time. Diperlukan beberapa komponen selain software yang digunakan dalam pengenalan nada. Diantaranya alat musik gamelan kenong sebagai sumber suara, mikrofon, laptop yang didalamnya terdapat soundcard. Gambar 3.1 memperlihatkan blok diagram keseluruhan dari sistem pengenalan nada pada alat musik gamelan kenong.

Gambar 3.1 Blok Diagram Keseluruhan Sistem

  1. Gamelan Kenong Alat musik gamelan kenong berfungsi sebagai sumber suara dalam pengenalan nada tersebut. Gamelan kenong menghasilkan nada 1(ji), 2(ro), 3(lu), 4(pat), 5(mo), 6(nem), 7(pi). Gamelan kenong yang digunakan adalah gamelan kenong pelog. Di

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  (a) (b)

Gambar 3.2 (a) Gamelan Kenong (b) Tabuh Gamelan

  2. Mikrofon Mikrofon yang digunakan adalah desktop microphone INTOPIC dengan model JAZZ-012 yang dapat dilihat pada gambar 3.3. Desktop microphone sangat mudah digunakan dan dibawa karena bentuknya yang sangat ringan. Desktop microphone hanya dapat mendengar suara dari jarak dekat (±10 cm dari sumber suara).

  Penentuan jarak mikrofon dengan sumber suara berdasarkan beberapa kali percobaan yang telah dilakukan. Pada saat jarak melebihi dari 10 cm, hasil pada percobaan memperlihatkan ada noise yang tertangkap oleh mikrofon. Pada saat pengambilan nada mikrofon perlu didekatkan dari sumber resonansi suara untuk mendapatkan hasil yang baik tanpa ada distorsi dan noise. Spesifikasi dari desktop mikrofon INTOPIC JAZZ 012 dapat dilihat pada tabel 3.1.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Tabel 3.1 Spesifikasi Desktop Microphone INTOPIC JAZZ 012

  Frequency Response 100 Hz - 16 KHz

• 58 dB ± 3 dB

  Sensitivity

  2.2 K Ω

  Output Impedance

  2.5 m

  Cable Length

  3.5 mm Stereo

  Audio Output Connector

  250(H)×75(W)×80(D) mm

  Dimension

  220 gram

  Weight

  3. Sound Card Sound card berfungsi mengubah sinyal analog dari mikrofon menjadi sinyal digital.

  Sound card yang digunakan adalah sound card yang sudah terpasang pada motherboard laptop. Dalam konversi sinyal analog menjadi sinyal digital dan

  kemudian disimpan diperlukan pengaturan sampling rate (frekuensi sampling). Pengaturan tersebut dilakukan pada proses perekaman oleh program yang akan dibuat.

  4. Proses Perekaman Proses perekaman adalah proses masuknya data nada terekam berupa sinyal digital.

  Saat proses perekaman berlangsung, sinyal analog dikonversi menjadi sinyal digital dengan frekuensi sampling yang sudah ditentukan. Sinyal digital kemudian disimpan dan digambarkan dalam sebuah plot. Data nada yang telah disimpan disebut nada terekam dan kemudian dapat diproses untuk dikenali lewat proses pengenalan nada.

  5. Proses Pengenalan Nada

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  fungsi jarak, dan penentuan. Proses pengenalan nada dapat dilihat pada Gambar 3.4.

Gambar 3.4 Diagram Blok Pengenalan Nada

  a. Frame blocking Proses ini memilih data dari data nada terekam, sehingga data yang dipilih dapat mewakili semua data pada nada terekam. Besarnya data nada terekam yang dipilih sesuai dengan nilai frame blocking yang sudah ditentukan pada program.

  b. Normalisasi Proses ini bertujuan untuk menyetarakan amplitudo maksimum baik nada terekam dengan nada referensi, sehingga efek dari kuat lemahnya suara yang dikeluarkan gamelan kenong tidak terlalu mempengaruhi proses pengenalan.

  c. Windowing Windowing merupakan perkalian antar elemen yang berfungsi untuk mengurangi efek diskontinuitas dari sinyal digital hasil rekaman. Dalam perancangan ini penulis menggunakan window Kaiser dari jenis-jenis windowing yang ada.

  d. Discrete Cosine Transform (DCT) Proses Discrete Cosine Transform merupakan proses ekstraksi ciri suatu data suara maupun gambar. Evaluasi DCT yang digunakan berdasarkan frame

  blocking yang digunakan. Setelah menentukan besarnya frame blocking, kemudian frame blocking tersebut dievaluasi basis data koefisiennya.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  selanjutnya. Pada proses pengenalan, yang diambil adalah jarak yang terdekat dengan nada terekam. Dalam proses ini penulis menggunakan fungsi jarak Chebyshev.

  f. Hasil Pengenalan Hasil pengenalan adalah subproses terakhir dari proses pengenalan nada. Pada proses ini, hasil pengenalan nada ditentukan berdasarkan nilai jarak minimum yang diperoleh setelah proses fungsi jarak.

3.2. Perancangan Nada Referensi

  Sebagai penentuan pengenalan nada alat musik gamelan kenong dibutuhkan nada acuan yang disebut nada referensi. Nada referensi hendaknya memiliki ciri yang sudah diketahui oleh sistem. Nada referensi diperlukan sebagai data base yang nantinya akan dibandingkan dengan nada yang akan dikenali. Untuk memperoleh nada refrensi pada setiap nada yang akan dikenali pada sistem pengenalan nada alat musik gamelan kenong, penulis mengambil 10 sampel pada setiap nada yang akan dikenali tersebut (nada 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7). Pengambilan nada refrensi melalui beberapa proses. Proses pengambilan nada referensi dapat dilihat pada Gambar 3.5. Pengambilan nada yang akan dijadikan nada referensi melalui proses sampling, frame blocking, normalisasi, windowing, dan DCT. Pengambilan dilakukan dengan menggunakan program Matlab yang akan dibuat.

Gambar 3.5 Diagram blok Proses Pengambilan Nada Referensi

  Proses pengambilan nada disesuaikan dengan variabel bebas pada pembuatan sistem pengenalan nada alat musik gamelan kenong, tetapi dengan durasi dan frekuensi sampling yang sudah ditetapkan. Setelah 10 nada sampel pada setiap nada diperoleh, maka dilakukan perhitungan (3.1) untuk mendapatkan nada referensi. Digunakan hasil DCT yang telah dinormalisasi sebagai nada sampelnya, sehingga sistem pengenalan nada alat musik

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  Nada referensi yang didapat kemudian disimpan dalam fungsi yang ada dalam sistem pengenalan nada alat musik gamelan kenong. Sehingga sewaktu-waktu nada referensi dapat dipanggil dalam proses fungsi jarak yang ada dalam sistem pengenalan alat musik gamelan kenong.

  3.3. Nada Uji

  Nada uji merupakan nada terekam selain nada referensi. Nada uji berfungsi untuk mengetahui nilai alpha pada windowing dan DCT yang baik untuk pengenalan nada. Pengambilan nada uji sama halnya dengan pengambilan nada referensi. Proses yang dilakukan yaitu sampling, frame blocking, normalisasi, windowing, dan DCT.

  3.4. Tampilan Program Pada GUI Matlab

  Tampilan program sebagai interface dengan user.Program tersebut berfungsi mempermudah user dalam mengoperasikan pengenalan nada alat musik gamelan kenong. Program tersebut menampilkan plotting hasil perekaman dan hasil dari ekstraksi ciri DCT dan nilai jarak yang diperoleh. Pada program ini juga memberikan pilihan nilai DCT dan alpha pada windowing yang akan digunakan untuk pengenalan nada. Tampilan program dibuat menggunakan software Matlab. Penjelasan lebih lanjut tentang tampilan program terdapat pada tabel 3.2. Gambar 3.6 memperlihatkan tampilan program pengenalan nada alat musik gamelan kenong.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Tabel 3.2 Keterangan Tampilan Program

  Nama Bagian Keterangan

  Digunakan untuk mengambil suara nada alat musik gamelan kenong yang sedang Tombol Rekam dimainkan.

  Untuk menampilkan nada yang didapat Nada yang dikenal setelah dilakukan proses pengenalan.

  Untuk memilih nilai alpha yang akan digunakan pada proses pengenalan nada, Variasi Alpha pilihan nilai alpha pada windowing seperti 0,

  Windowing 50, 100, dan 1000.

  Untuk memilih nilai DCT yang akan digunakan pada proses pengenalan nada, Variasi DCT pilihan nilainya adalah 16, 32, 64,128, dan

  256. Digunakan bila ingin memulai proses

  Tombol Reset pengenalan nada yang baru.

  Digunakan untuk mengakhiri dan keluar Tombol Keluar aplikasi.

  Tampilan grafik suara hasil perekaman.

  Plot Hasil Rekaman

  Tampilan data berupa grafik data hasil DCT baik dari rekaman maupun dari 7 nada

  Plot Hasil DCT referensi.

3.5. Perancangan Diagram Blok

  Dalam melakukan pengenalan nada, ada beberapa tahap yang dilalui. Gambar 3.7 memperlihatkan alur dari proses-proses yang dilaui dalam melakukan pengenalan nada. Pada gambar ini memperlihatkan alur dari mulai perekaman hingga menampilkan nada

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  Mulai Masukan: DCT Nada gamelan kenong

  Rekam Fungsi JarakChebyshev Penentuan Hasil Normalisasi

  Pengenalan Keluaran: Frame Blocking

  Teks

Windowing Selesai

Gambar 3.7. Diagram blok KeseluruhanGambar 3.8 memperlihatkan alir program saat melakukan proses rekam. Pada proses perekaman ada proses delay. Proses delay digunakan untuk memberikan jeda waktu

  pada user sebelum melakukan perekaman. Besarnya delay yang diberikan sesuai dengan percobaan durasi waktu yang telah dilakukan. Pada proses perekaman ini menggunakan frekuensi sampling yang telah ditentukan yang sesuai dengan karakteristik nada gamelan kenong. Hasil proses rekam tersebut kemudian ditampilkan dalam bentuk plot grafik sesuai dengan alir program keseluruhan pada Gambar 3.7. Proses yang dilakukan selanjutnya adalah proses frame blocking. _{Masukan: Mulai}

  

Nada gamelan

_kenong

_Delay

_{Nada terekam}

Keluaran:

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  Proses frame blocking mengambil sampel data dari data suara terekam (data yang diperoleh dalam proses sampling). Langakah awal dalam frame blocking adalah menetukan titik tengah dari data sampling dengan perintah length(x)/2. Jumlah data yang diambil dalam proses ini sesuai dengan variasi DCT yang dipilih user. Dari titik tengah data yang diperoleh, ditentukan besarnya data yang akan diambil untuk proses selanjutnya. Setelah itu, data hasil proses dari frame blocking dilakukan penormalisasian data. Diagram alir proses frame blocking ditampilkan pada Gambar 3.9.

  Mulai Masukan: Nada terekam Tidak Tidak Tidak Tidak

  Frame=16 Frame=32 Frame=64 Frame=128 Frame=256 Ya Ya

  Ya Ya Ya Mencari titik tengah data: Length(x)/(2)

  Menentukan data yang akan diambil dari titik tengah data Keluaran: Hasil frame blocking

  Selesai

Gambar 3.9 Diagram alir Frame Blocking

  Pada proses normalisasi harus mencari nilai maksimum dari data hasil frame

  

blocking sebelum dilakukan penormalisasian. Normalisasi tersebut berfungsi untuk

mengkonversi data maksimum dalam deretan hasil frame blocking menjadi bernilai 1.

  Dalam pengkonversian menjadi data maksimum menggunakan perintan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

  xnorm=xframe/xmax. Diperoleh keluaran hasil normalisasi berupa matriks yang digunakan untuk proses selanjutnya sebagai masukan. Diagram alir proses normalisasi dapat dilihat pada Gambar 3.10. Proses yang dilakukan setelah normalisasi adalah windowing.

  

Mulai

Masukan:

Hasil frame blocking