Implementasi Jaringan Syaraf Tiruan Self Organizing Map Kohonen dalam Pengenalan Telapak Kaki Bayi

IMPLEMENTASI JARINGAN SYARAF TIRUAN SELF
ORGANIZING MAP KOHONEN DALAM PENGENALAN

TELAPAK KAKI BAYI

SKRIPSI

ITA SHARONNI A. SINAGA
111401107

PROGRAM STUDI S1 ILMU KOMPUTER
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015

Universitas Sumatera Utara

PERSETUJUAN

Judul


: Implementasi Jaringan Syaraf Tiruan Self Organizing
Map Kohonen dalam Pengenalan Telapak Kaki Bayi

Kategori

: Skripsi

Nama

: Ita Sharonni Alemmina Sinaga

Nomor Induk Mahasiswa

: 111401107

Program Studi

: Sarjana (S1) Ilmu Komputer


Fakultas

: Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi
Universitas Sumatera Utara

Komisi Pembimbing

:

Pembimbing 2

Pembimbing 1

Drs. Dahlan Sitompul M.Eng

Dr. Poltak Sihombing, M. Kom

NIP: 196707252005011002

NIP. 196203171991031001


Diketahui/disetujui oleh
Program Studi S1 Ilmu Komputer
Ketua,

Dr. Poltak Sihombing, M. Kom.
NIP. 196203171991031001

Universitas Sumatera Utara

iii

PERNYATAAN

Implementasi Jaringan Syaraf Tiruan Self Organizing Map Kohonen dalam
Pengenalan Telapak Kaki Bayi

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa

kutipan dan ringkasan yang masing-masing telah disebutkan sumbernya.

Medan, September 2015

Ita Sharonni Alemmina Sinaga
NIM. 111401107

Universitas Sumatera Utara

iv

UCAPAN TERIMA KASIH

Puji dan syukur kepada Tuhan Yesus Kristus, yang telah setia menemani dan
menguatkan penulis dalam penulisan skripsi ini, karena oleh kasihNya penulis dapat
menyelesaikan penelitian ini.
Penulis mengucapkan rasa terimakasih yang sebesar-besarnya kepada pihak yang
telah membantu dan ikut berperan dalam penyelesaian skripsi ini. Penulis
mengucapkan terimakasih kepada:
1.


Bapak Prof. Subhilhar, M.A., Ph.D selaku Plt. Rektor Universitas Sumatera
Utara

2.

Bapak Prof. Dr. Muhammad Zarlis, M.Sc selaku Dekan Fasilkom-TI USU serta
Wakil Dekan Fasilkom-TI USU

3.

Bapak Dr. Poltak Sihombing, M. Kom. selaku Ketua Program Studi S1 Ilmu
Komputer Fasilkom-TI USU dan Dosen Pembimbing I, atas bimbingan dan saran
yang diberikan baik selama perkuliahan maupun proses pembuatan skripsi ini

4.

Ibu Maya Silvi Lydia, BSc. M.Sc. selaku Sekretaris Program Studi S1 Ilmu
Komputer Fasilkom-TI USU


5.

Bapak Drs. Dahlan Sitompul M.Eng

selaku Dosen Pembimbing II yang

memberikan bimbingan serta arahan kepada penulis
6.

Bapak Drs. Partano Siagian, M.Sc selaku Dosen Pembanding I atas kritik dan
saran yang diberikan

7.

Bapak Amer Sharif, S.Si.,M.Kom selaku Dosen Pembanding II yang telah
memberikan kritik dan saran dalam penyelesaian skripsi ini

8.

Seluruh dosen dan pegawai di Program Studi S1 Ilmu Komputer Fasilkom-TI

USU

9.

Pdt Itje Tari yang selalu memantau dan memberi semangat secara rohani kepada
penulis

10. Kedua orangtua penulis serta Adik Meiwita Nurangi dan Abang Jeremy Ojahanta
yang memberi semangat dan dukungan pada penulis
11. Vanny Vitha Melanie, sahabat penulis yang setia menemani dalam pembuatan
skripsi ini yang juga dalam perjuangannya menyelesaikan skripsi

Universitas Sumatera Utara

v

12. Sahabat-sahabat di Program Studi S1 Ilmu Komputer USU khususnya
Anandhini, Agita, Martina, Nurkholizah, Ruth Efenty, Efrida, Dina, Meylina,
Witty dan Magdalena serta Baringin
13. Seluruh teman-teman stambuk 2011 dan rekan kerja IMILKOM

14. Seluruh pihak yang tidak dapat disebutkan penulis satu per satu.
Penulis menyadari bahwa penelitian ini jauh dari sempurna. Namun demikian,
penulis berharap bahwa skripsi ini dapat memberikan manfaat kepada setiap
pembaca.

Medan,Oktober 2015

Penulis

Universitas Sumatera Utara

vi

ABSTRAK

Bayi yang baru lahir sulit dikenali melalui wajah. Untuk mencegah kasus bayi
tertukar , dapat digunakan ciri unik berupa telapak kaki bayi untuk membedakan bayi
satu dengan lainnya. Teknologi jaringan syaraf tiruan diharapkan mampu mengenali
citra cap telapak kaki bayi, sehingga dapat membantu proses identifikasi bayi. Citra
cap telapak kaki


yang berekstensi *.jpg terlebih dahulu difilter menggunakan

highpass filtering untuk mempertajam detail citra, dan terakhir dideteksi tepi Canny

untuk menandai bagian yang menjadi detail citra. Hasil deteksi tepi berupa citra biner
yang kemudian matriks citra biner ini digunakan

untuk dilatih dan diuji

menggunakan metode SOM Kohonen. Gambar yang dilatih berupa 10 gambar cap
telapak kaki bayi asli dan 20 lainnya adalah citra asli yang telah diberi noise. Hasil
akhir berupa identifikasi telapak kaki bayi berdasarkan hasil pelatihan.

Hasil

pengujian terhadap citra yang dilatih menunjukkan tingkat akurasi pengenalan
sebesar 90 % dan persentase akurasi pengenalan untuk citra yang tidak dilatih sebesar
66,7 %.
Kata kunci: jaringan syaraf tiruan, SOM Kohonen, pengenalan pola, telapak kaki

bayi, deteksi tepi Canny, highpass filter

Universitas Sumatera Utara

vii

Implementation of Self Organizing Map Kohonen Neural Network in
Recognizing Baby’s Sole Of Foot

ABSTRACT

A newborn babies are difficult to identify through the face. In order to prevent the
cases of swapped babies, an approach on using the soles part of baby's feet is believed
to be a solution to distinguish one baby from another. By using the ANN technology,
it will help the recognition process of baby's foot image of the stamp, which will
result in the identification of newly born babies. The image of the stamp foot will be
in a *.jpg extension, in which it is first filtered using the highpass filtering to sharpen
up the image details. Then it is followed by Canny edge detection to mark some parts
of the image detail. The result of the edge detection process will be in the form of a
binary image. That binary image holds matrix value which later used in the training

and testing process of SOM Kohonen Method. The trained images will consist of the
10 initial baby’s foot stamp image along with the 20 noise version images. The result
of the identification process is based on the result of training. In the testing section, it
is found that a trained image has the accuracy of 90% in identifying babie’s feet while
the original image has only 66.7% of recognition level.
Keywords: artificial neural network, SOM Kohonen, pattern recognition, baby’s sole
of foot, Canny edge detection, highpass filter

Universitas Sumatera Utara

viii

DAFTAR ISI

Hal.
Persetujuan

ii

Pernyataan

iii

Ucapan Terima Kasih

iv

Abstrak

vi

Abstract

vii

Daftar Isi

viii

Daftar Tabel

x

Daftar Gambar

xi

Daftar Lampiran
Bab 1

Bab 2

xiii

Pendahuluan
1.1. Latar Belakang

1

1.2. Rumusan Masalah

2

1.3. Batasan Masalah

2

1.4. Tujuan Penelitian

2

1.5. Manfaat Penelitian

3

1.6. Metodologi Penelitian

3

1.7. Sistematika Penulisan

3

Landasan Teori
2.1.Pengenalan Pola

5

2.2.Deteksi Tepi

5

2.2.1

6

Deteksi tepi Canny

2.3.Perbaikan Citra

8

2.3.1

Operasi spasial (filtering)

8

2.3.2

High pass filter

8

2.4.Jaringan Syaraf Tiruan

10

2.4.1

Arsitektur jaringan

12

2.4.2

Self Organizing Map Kohonen

15

Universitas Sumatera Utara

ix

Bab 3

Analisis dan Perancangan
3.1

3.2

Bab 4

22

3.1.1

Analisis masalah

22

3.1.2

Analisis kebutuhan

23

3.1.3

Analisis proses

25

Perancangan Sistem

30

3.2.1

Diagram use case

30

3.2.2

Diagram sekuensial

33

3.2.3

Diagram aktivitas

33

3.2.4

Pseudocode

35

3.2.5

Flowchart sistem

38

3.2.6

Perancangan antarmuka sistem

40

Implementasi dan Pengujian
4.1

4.2

Bab 5

Analisis Sistem

Implementasi

44

4.1.1

Implementasi form beranda

44

4.1.2

Implementasi form pelatihan

45

4.1.3

Implementasi form pengujian

45

4.1.4

Implementasi form help

46

Pengujian

47

4.2.1. Pengujian terhadap citra yang dilatih

52

4.2.2. Pengujian terhadap citra yang tidak dilatih

57

Kesimpulan dan Saran

Daftar Pustaka

5.1.

Kesimpulan

58

5.2.

Saran

58

60

Universitas Sumatera Utara

x

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1

Dokumentasi naratif dari use case pelatihan

31

Tabel 3.2

Dokumentasi naratif dari use case pengujian

32

Tabel 3.3

Keterangan rancangan antarmuka beranda

40

Tabel 3.4

Keterangan rancangan antarmuka pelatihan

41

Tabel 3.5

Keterangan rancangan antarmuka pengujian

42

Tabel 3.6

Keterangan rancangan antarmuka help

43

Tabel 4.1

Hasil pengujian terhadap citra yang telah dilatih

52

Tabel 4.2

Hasil pengujian terhadap citra yang tidak dilatih

57

Universitas Sumatera Utara

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1

Skema pengenalan pola

5

Gambar 2.2

Citra asli

7

Gambar 2.3

Citra hasil deteksi tepi Canny

8

Gambar 2.4

Contoh matriks high pass filtering

10

Gambar 2.5

Citra asli, grayscale, hasil high pass filter

10

Gambar 2.6

Contoh model neuron jaringan syaraf tiruan

11

Gambar 2.7

Single layer network

13

Gambar 2.8

Multi layer network

13

Gambar 2.9

Recurrent network dengan hidden neuron

14

Gambar 2.10

Lattice 1 dimensi dengan 3 neuron

15

Gambar 2.11

Arsitektur jaringan kohonen

16

Gambar 3.1

Diagram Ishikawa pengenalan telapak kaki bayi

23

Gambar 3.2

Bobot baru dalam Ms.Excel

29

Gambar 3.3

Use case sistem pengenalan telapak kaki bayi

31

Gambar 3.4

Sequence diagram untuk pelatihan

33

Gambar 3.5

Sequence diagram untuk pengujian

33

Gambar 3.6

Diagram aktivitas use case pelatihan

34

Gambar 3.7

Diagram aktivitas use case pengujian

35

Gambar 3.8

Flowchart pelatihan

38

Gambar 3.9

Flowchart pengujian

39

Gambar 3.10

Rancangan antarmuka beranda

40

Gambar 3.11

Rancangan antarmuka pelatihan

41

Gambar 3.12

Rancangan antarmuka pengujian

42

Gambar 3.13

Rancangan antarmuka help

43

Gambar 4.1

Form beranda

44

Gambar 4.2

Form pelatihan

45

Gambar 4.3

Form pengujian

45

Gambar 4.4

Form help

46

Gambar 4.5

Pelatihan load citra

47

Universitas Sumatera Utara

xii

Gambar 4.6

Tampilan citra setelah di resize

48

Gambar 4.7

Proses grayscale pada citra

48

Gambar 4.8

Proses filter citra dengan high pass filter

49

Gambar 4.9

Citra hasil deteksi tepi

50

Gambar 4.10

Tampilan pelatihan telah selesai

51

Gambar 4.11

Form pengujian setelah dijalankan

52

Universitas Sumatera Utara

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

Listing Program

62

Bobot Baru Setelah Pelatihan dalam MsExcel

77

Vektor Input Citra Latih dalam Ms Excel

80

Curriculum Vitae

85

Universitas Sumatera Utara