Identifikasi Retinoblastoma Menggunakan Backpropagation Neural Network

IDENTIFIKASI RETINOBLASTOMA MENGGUNAKAN
BACKPROPAGATION NEURAL NETWORK

SKRIPSI

WIDYA EKA SANDRI
131402113

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI INFORMASI
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017

Universitas Sumatera Utara

IDENTIFIKASI RETINOBLASTOMA MENGGUNAKAN
BACKPROPAGATION NEURAL NETWORK

SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh ijazah

Sarjana Teknologi Informasi

WIDYA EKA SANDRI
131402113

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI INFORMASI
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017

Universitas Sumatera Utara

ii

PERSETUJUAN

Judul

: IDENTIFIKASI RETINOBLASTOMA

MENGGUNAKAN BACKPROPAGATION
NEURAL NETWORK

Kategori

: SKRIPSI

Nama

: WIDYA EKA SANDRI

Nomor Induk Mahasiswa

: 131402113

Program Studi

: S1 TEKNOLOGI INFORMASI

Fakultas


: ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI
INFORMASI

Komisi Pembimbing

:

Pembimbing 2

Pembimbing 1

Baihaqi Siregar, S.Si., MT

Ulfi Andayani, S.Kom., M.Kom

NIP. 197901082012121002

NIP. 198604192015042004


Diketahui/disetujui oleh
Program Studi S1 Teknologi Informasi
Ketua,

Romi Fadillah Rahmat, B.Comp.Sc., M.Sc
NIP. 1987052019091001

Universitas Sumatera Utara

iii

PERNYATAAN

IDENTIFIKASI RETINOBLASTOMA MENGGUNAKAN
BACKPROPAGATION NEURAL NETWORK

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa kutipan
dan ringkasan yang masing-masing telah disebutkan sumbernya.


Medan, 18 Juli 2017

WIDYA EKA SANDRI
131402113

Universitas Sumatera Utara

iv

UCAPAN TERIMA KASIH

Puji dan syukur kehadirat Allah SWT, karena rahmat dan izin-Nya penulis dapat
menyelesaikan penyusunan skripsi ini, sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana
Komputer, pada Program Studi S1 Teknologi Informasi Fakultas Ilmu Komputer dan
Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara.

Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada:

1.


Bapak Prof. Runtung Sitepu, SH., M.Hum selaku Rektor Universitas Sumatera
Utara.

2.

Bapak Prof. Dr. Drs. Opim Salim Sitompul, M.Sc selaku Dekan Fasilkom-TI
Universitas Sumatera Utara dan Dosen Pembanding I saya.

3.

Bapak Romi Fadillah Rahmat, B.Comp.Sc., M.Sc selaku Ketua Program Studi S1
Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara dan Dosen Pembanding II saya.

4.

Ibu Ulfi Andayani, S.Kom., M.Kom selaku Dosen Pembimbing I yang telah
memberikan bimbingan dan saran kepada penulis.

5.


Bapak Baihaqi Siregar, S.Si., MT selaku Dosen Pembimbing II yang telah
memberikan bimbingan dan saran kepada penulis.

6.

Ayahanda Sarbaini Pasaribu dan Ibunda Indria Lena Harahap yang selalu
memberikan doa, kasih sayang, nasehat, dan semangat yang tiada putusnya kepada
penulis.

7.

Tiara Dwi Sandri, Tamara Tri Sandri dan Morinho Sandri selaku adik-adik saya yang
selalu memberikan semangat kepada penulis.

8.

Keluarga besar dari ayahanda dan ibunda yang juga selalu memberikan dukungan
dan semangat kepada penulis.


Universitas Sumatera Utara

v

9.

Pria yang selalu menemani, memberikan doa, nasehat, yang selalu mendengarkan
keluh kesah penulis saat pengerjaan skripsi ini, memberikan dukungan dan semangat
kepada penulis, Junianto.

10. Sahabat terbaik sedari SMP Yunita Sari dan INSIEME yang tiada henti memberikan
semangat dan dukungan kepada penulis.
11. Sahabat POPIWED Deby Aprilia Sihombing, Priyanka S.Kom, Novira Naili Ulya
Siregar, Iin Leo yang selalu memberikan dukungan, mendengar keluh kesah saat
pengerjaan skripsi ini, menampung segala hal cerita yang lagi senang, bahagia, sedih,
memberikan nasehat dan sebagai saudara yang berbeda orangtua.
12. Senior-senior yang telah membantu, memberikan masukan, dan memotivasi penulis
dalam pengerjaan skripsi, M.Suryansyah Manik, S.Kom., Eka Pratiwi Goenfi
S.Kom.
13. Teman-teman Teknologi Informasi USU terkhusus angkatan 2013 yang selalu

memberi semangat kepada penulis.
14. Semua pihak yang terlibat langsung ataupun tidak langsung yang tidak dapat penulis
ucapkan satu persatu yang telah membantu penyelesaian skripsi ini.

Semoga Allah SWT melimpahkan berkah kepada semua pihak yang telah
memberikan bantuan, perhatian, serta dukungan kepada penulis dalam menyelesaikan
skripsi ini.

Medan, 18 Juli 2017

Penulis

Universitas Sumatera Utara

vi

ABSTRAK

Retinoblastoma (kanker mata) adalah penyakit kanker pada mata yang biasanya diderita oleh
anak-anak yang menyerang jaringan saraf tipis yang berada di belakang mata (bagian yang

sensitif terhadap cahaya). Retinoblastoma dapat menyerang satu ataupun kedua mata dan
merupakan jenis penyakit yang dapat disebabkan oleh mutasi genetik yang biasa disebut
dengan retinoblastoma1 (RB1). Pada pemeriksaan fisik yang masih dilakukan secara manual
melalui oftalmoskopi oleh dokter atau pakar dilakukan dengan melihat adanya tumor berwarna
putih / putih kekuningan pada fundus yang sering dikaitkan dengan peningkatan vaskularisasi.
Sehingga diperlukan suatu metode yang digunakan untuk dapat mengidentifikasi penyakit
retinoblastoma melalui citra fundus retina secara otomatis. Pada penelitian ini metode yang
digunakan yaitu backpropagation neural network dengan input berupa citra fundus retina.
Tahapan yang dilakukan dalam mengidentifikasi penyakit retinoblastoma berupa proses
pengolahan citra (resize, grayscaling, morphological close operation, dan optic disk
elimination), feature extraction dengan metode Gray Level Coocurance Matrix dan kemudian
classification menggunakan backpropagation neural network. Setelah dilakukan pengujian
pada sistem, maka dapat disimpulkan metode yang digunakan pada penelitian ini memiliki
kemampuan untuk mengidentifikasi penyakit retinoblastoma dengan akurasi 90%.

Kata kunci : Penyakit retinoblastoma, resize, grayscaling, morphological close opearation,
optic disk elimination, gray level coocurance matrix, backpropagation neural network.

Universitas Sumatera Utara


vii

RETINOBLASTOMA DISEASE IDENTIFICATION USING
BACKPROPAGATION NEURAL NEWORK

ABSTRACT

Retinoblastoma (eye cancer) is an eye disease that is usually suffered by children that attack
the thin nerve tissue behind the eyes (the part which is sensitive to light). Retinoblastoma can
attack one or both eyes and it is a type of disease that can be caused by a genetic mutation
called Retinoblastoma1 (RB1). On manual physical examination using ophthalmoscopy by a
doctor or an expert there is a yellowish white / white tumor on the fundus that is often caused
by the vascularization. That is why it needs a method that can be done to identify
retinoblastoma disease through retinal fundus images automatically. In this research the
method used is Backpropagation Neural Network using input of retinal fundus image. The
stages which is done to identify retinoblastoma disease are image processing (resize,
grayscaling, morphological close operation, and optic disk elimination), feature extraction
using Gray Level Coocurance Matrix method and then classification using backpropagation
neural network. After testing on the system in this research, it was concluded that the method
used is able to identify retinoblastoma disease with accuracy 90%.

Keyword: Retinoblastoma disease, resize, grayscaling, morphological close opearation, optic
disk elimination ,gray level coocurance matrix, backpropagation neural network.

Universitas Sumatera Utara

viii

DAFTAR ISI

Halaman

Persetujuan

ii

Pernyataan

iii

Ucapan Terima Kasih

iv

Abstrak

vi

Abstract

vii

Daftar Isi

viii

Daftar Tabel

xi

Daftar Gambar

xii

Bab 1

Pendahuluan
1.1 Latar Belakang

1

1.2 Rumusan Masalah

3

1.3 Batasan Masalah

3

1.4 Tujuan Penelitian

4

1.5 Manfaat Penelitian

4

1.6 Metodologi Penelitian

4

1.7 Sistematika Penulisan

5

Universitas Sumatera Utara

ix

Bab 2

Landasan Teori
2.1 Retinoblastoma

7

2.1.1. Penyebab Retinoblastoma

8

2.1.2. Gejala Retinoblastoma

9

2.1.3. Diagnosis Retinoblastoma

10

2.1.4. Pencegahan dan Pengobatan Retinoblastoma

11

2.2 Pengenalan Dasar Citra

13

2.2.1. Citra Biner

13

2.2.2. Citra Grayscale

13

2.2.3. Citra Warna

14

2.3 Pengolahan Citra Digital

15

2.3.1. Resize

15

2.3.2. Grayscaling

15

2.3.3. Morphological Operator

16

2.3.4. Thresholding

18

2.4 Gray-Level Co-Occurrence Matrix

18

2.5 Jaringan Saraf Tiruan

20

2.6 Backpropagation

22

2.7 Penelitian Terdahulu

25

Bab 3 Analisis dan Perancangan Sistem
3.1 Dataset

28

3.2 Analisis Sistem

28

3.2.1 Input

29

3.2.2. Proses

29

Universitas Sumatera Utara

x

3.2.2.1 Preprocessing

29

3.2.2.2 Feature Extraction

31

3.2.2.3 Classsification

32

3.2.3. Output

33

3.3 Perancangan Sistem

35

3.3.1 Perancangan menu sistem

35

3.3.2 Perancangan antarmuka

35

3.3.3 Perancangan tampilan halaman testing

36

3.3.4 Perancangan tampilan halaman training

37

Bab 4 Implementasi dan Pengujian
4.1 Implementasi Sistem

Bab 5

39

4.1.1 Spesifikasi Perangkat Keras dan Perangkat Lunak

39

4.1.2 Implementasi Perancangan Antarmuka

40

4.1.3 Implementasi Data

42

4.2

Prosedur Operasional

48

4.3

Pengujian Sistem

56

Kesimpulan dan Saran
5.1

Kesimpulan

63

5.2

Saran

64

Daftar Pustaka

65

Universitas Sumatera Utara

xi

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1

Penelitian Terdahulu

26

Tabel 4.1

Rangkuman Data Citra Fundus Retina

42

Tabel 4.2

Parameter Backpropagation

57

Tabel 4.3

Hasil Pengujian Identifikasi Retinoblastoma

58

Universitas Sumatera Utara

xii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Gejala leukocoria pada anak penderita Rb

9

Gambar 2.2 Fundus retina normal

10

Gambar 2.3 Fundus retina dengan retinoblastoma

11

Gambar 2.4 Citra Biner

13

Gambar 2.5 Citra Grayscale

14

Gambar 2.6 Citra Warna

15

Gambar 2.7 Fungsi aktivasi neuron (Negnevitsky, 2005)

21

Gambar 2.8 Arsitektur backpropagation

22

Gambar 3.1 Fundus retina normal (a)

29

Fundus retina retinoblastoma (b)
Gambar 3.2 Arsitektur umum

34

Gambar 3.3 Struktur menu sistem

35

Gambar 3.4 Rancangan tampilan halaman menu

36

Gambar 3.5 Rancangan tampilan halaman testing

36

Gambar 3.6 Rancangan tampilan halaman training

38

Gambar 4.1 Tampilan halaman menu

40

Gambar 4.2 Tampilan halaman testing

41

Gambar 4.3 Tampilan halaman training

41

Gambar 4.4 Tampilan halaman training

49

Gambar 4.5 Tampilan ketika salah satu button upload citra diklik

50

Gambar 4.6 Tampilan setelah file citra retina dipilih

50

Gambar 4.7 Contoh isi file “DataSetGLCM.txt”

51

Gambar 4.8 Contoh isi file “weights.txt”

52

Gambar 4.9 Tampilan ketika training telah selesai diproses

52

Universitas Sumatera Utara

xiii

Gambar 4.10 Tampilan ketika citra telah dipilih

53

Gambar 4.11 Tampilan setelah citra diproses

54

Gambar 4.12 Hasil citra setelah dilakukan resize citra

54

Gambar 4.13 Hasil citra grayscale

54

Gambar 4.14 Hasil citra morphological close operation

55

Gambar 4.15 Hasil citra thresholding

55

Gambar 4.16 Hasil citra erosion

55

Gambar 4.17 Hasil citra inversion

55

Gambar 4.18 Contoh isi file “DataSetGLCM1.txt”

56

Gambar 4.19 Grafik hasil pelatihan pemilihan parameter

58

Universitas Sumatera Utara