Penerapan Neural Network Backpropagation Untuk Klasifikasi Jamur Penyebab Penyakit Antraknosa Pada Cabai

PENERAPAN NEURAL NETWORK BACKPROPAGATION UNTUK
KLASIFIKASI JAMUR PENYEBAB PENYAKIT ANTRAKNOSA
PADA CABAI

SKRIPSI

NABILA PINDYA
111402110

PROGRAM STUDI S1 TEKNOLOGI INFORMASI
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016

Universitas Sumatera Utara

PENERAPAN NEURAL NETWORK BACKPROPAGATION UNTUK
KLASIFIKASI JAMUR PENYEBAB PENYAKIT ANTRAKNOSA
PADA CABAI


SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh ijazah
Sarjana Teknologi Informasi

NABILA PINDYA
111402110

PROGRAM STUDI S1 TEKNOLOGI INFORMASI
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016

Universitas Sumatera Utara

ii

PERSETUJUAN


Judul

: PENERAPAN

NEURAL

BACKPROPAGATION

UNTUK

NETWORK
KLASIFIKASI

JAMUR PENYEBAB PENYAKIT ANTRAKNOSA
PADA CABAI
Kategori

: SKRIPSI

Nama


: NABILA PINDYA

Nomor Induk Mahasiswa

: 111402110

Program Studi

: SARJANA (S1) TEKNOLOGI INFORMASI

Departemen

: TEKNOLOGI INFORMASI

Fakultas

: ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI
INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA


Komisi Pembimbing

:

Pembimbing 2

Pembimbing 1

Sarah Purnamawati ST., M.Sc.

Prof. Dr. Opim Salim Sitompul M.Sc.

NIP. 19830226 201012 2 003

NIP. 19610817 198701 1 001

Diketahui/disetujui oleh
Program Studi S1 Teknologi Informasi
Ketua,


Muhammad Anggia Muchtar, ST., MM.IT
NIP. 198001102008011010

Universitas Sumatera Utara

iii

PERNYATAAN

PENERAPAN NEURAL NETWORK BACKPROPAGATION UNTUK
KLASIFIKASI JAMUR PENYEBAB PENYAKIT ANTRAKNOSA
PADA CABAI

SKRIPSI

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

Medan, 25 Agustus 2016


Nabila Pindya
111402110

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. Dr. Runtung Sitepu, SH, M.Hum selaku Rektor Universitas

Sumatera Utara.

2.

Bapak Prof. Dr. Opim Salim Sitompul, M.Sc selaku Dekan Fasilkom-TI USU
dan Dosen Pembimbing I yang telah memberikan bimbingan dan saran kepada
penulis..

3.

Bapak Muhammad Anggia Muchtar, ST., MM.IT selaku Ketua Program Studi
S1 Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara.

4.

Ibu Sarah Purnamawati ST., M.Sc. selaku Dosen Pembimbing II yang telah
memberikan bimbingan dan saran kepada penulis.

5.


Bapak Dani Gunawan, ST., MT., selaku Dosen Pembanding I yang telah
memberikan kritik dan saran dalam penyempurnaan skripsi ini.

6.

Bapak Ainul Hizriadi S.Kom., M.Sc., selaku Dosen Pembanding II yang telah
memberikan kritik dan saran dalam penyempurnaan skripsi ini.

7.

Ayahanda Drs. Nursal, M.Si dan Ibunda Dra. Yanetta Boerma yang selalu
memberikan doa, kasih sayang dan dukungan kepada penulis.

8.

Adik tercinta Sutan Farhan Pratasa yang selalu mendukung dan mendoakan
penulis.

9.


Teman – teman yang selalu memberi semangat dan dukungan, Gina Radiana,
Nindya Caesy Aidita dan Eni Riezki.

10. Teman sepermainan Wacana Skripsi, Tifani Zatalini FY, Ossie Zarina Prayitno,
Rina Bahri, Nurul Fatihah, Hanafiah Ismed, Bang Kira, serta seluruh temanteman angkatan 2011 dan mahasiswa Teknologi informasi yang lainnya, semoga
Allah SWT membalas kebaikan kalian.

Universitas Sumatera Utara

v

11. Semua pihak yang terlibat langsung ataupun tidak langsung yang tidak dapat
penulis ucapkan satu per satu 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, 25 Agustus 2016

Penulis

Universitas Sumatera Utara

vi


ABSTRAK

Cabai merupakan salah satu tanaman yang banyak digunakan dalam kehidupan
masyarakat Indonesia. Cabai juga berperan penting dalam perekonomian Indonesia
karena kegunaannya dalam industri makanan dan obat-obatan. Untuk itu tanaman
cabai banyak dibudidayakan oleh petani, tetapi usaha tersebut belum maksimal
dikarenakan banyak petani yang kurang paham pada cara budidaya tersebut, sehingga
tanaman cabai sering terserang berbagai penyakit, salah satunya penyakit Antrakanosa
yang disebabkan jamur. Oleh sebab itu, dibutuhkan sebuah sistem aplikasi yang dapat
mengklasifikasi jenis jamur penyebab penyakit pada tanaman cabai agar lebih efektif
dan efisien. Pada penelitian ini, jaringan saraf tiruan backpropagation digunakan
sebagai metode klasifikasi jamur penyebab penyakit pada tanaman cabai. Tahap yang
harus dilakukan sebelum masuk ke tahap klasifikasi adalah pre-processing citra,
seperti image brightness, contrast, dan sharpening, dan ekstraksi fitur menggunakan
HSV. Penelitian menggunakan 90 citra sebagai data latih dan 60 citra sebagai data uji
dengan tingkat akurasi sebesar 90%.

Keyword: jaringan saraf tiruan backpropagation; HSV; pengolahan citra; klasifikasi
jamur.

Universitas Sumatera Utara

vii

NEURAL NETWORK BACK PROPAGATION FOR FUNGI
CLASSIFICATION THAT CAUSE ANTHRACNOSE
DISEASES IN CHILI

ABSTRACT

Chili is one of the plants which often be used in daily life of Indonesian. Chilis also
has important roles in Indonesian economic growth due to its usefulness in both food
and drugs industries. Therefore chili is planted by many Indoenesian farmers, but the
result has not been maximized since the farmers are lack of the knowledges in
planting causing the plants often become infected. One of the infections is Antraknoza
that caused by fungi. Therefore, there is a need for an application that able to classify
the fungi which caused the infection so it can be more efficient and effectively
identified. In this research, backpropagation neural network was used as the method
to classify the fungi that caused the chili’s infection. The stage taken before
classification process started are Image pre-processing such brightness, contrast and
sharpening, then feature extraction using HSV. Under current research, 90 images
were used in the training process while the other 30 were used in the testing with
accuracy rate at 90%.

Keyword: backpropagation neural network; HSV; image processing; identification;
antraknoza.

Universitas Sumatera Utara

viii

DAFTAR ISI

Hal.
Persetujuan

ii

Pernyataan

iii

Ucapan Terimakasih

iv

Abstrak

vi

Abstract

vii

Daftar Isi

viii

Daftar Tabel

xi

Daftar Gambar

xii

Daftar Lampiran

xiii

BAB 1 PENDAHULUAN

1

1.1. Latar Belakang

1

1.2. Rumusan Masalah

2

1.3. Batasan Masalah

3

1.4. Tujuan Penelitian

3

1.5. Manfaat Penelitian

3

1.6. Metodologi Penelitian

4

1.7. Sistematika Penulisan

5

BAB 2 LANDASAN TEORI

6

2.1. Pengenalan Cabai

6

2.2. Antraknosa (Pathek)

6

2.2.1. Colletrotichum capsici

6

2.2.2. Gloeosporium piperatum

7

2.3. Pengenalan Citra
2.3.1. Citra warna (color image)
2.4. Pengolahan Citra Digital
2.4.1. Image Enhancement

7
8
8
8

2.4.1.1. Image Brightness

9

2.4.1.2. Contrast Stretching

9

Universitas Sumatera Utara

ix

2.4.1.3. Image Sharpening

10

2.4.2. Feature Extraction

10

2.4.2.1. Deteksi Warna HSV

10

2.5. Neural Network (Jaringan Saraf Tiruan)

12

2.6. Metode Backpropagation

14

2.7. Penelitian Terdahulu

17

BAB 3 ANALISIS DAN PERANCANGAN

19

3.1. Arsitektur Umum

19

3.2. Image Enhancement

20

3.2.1. Image Brightness

21

3.2.2. Contrast Stretching

21

3.2.3. Image Sharpening

22

3.3. Feature Extraction

22

3.3.1. HSV

23

3.4. Klasifikasi Neural Network Backpropogation

29

3.4.1. Tahap perancangan arsitektur jaringan saraf tiruan
backpropagation

30

3.4.2. Tahap pelatihan backpropagation

32

3.4.3. Tahap pengujian backpropagation

36

3.5. Perancangan Sistem

38

3.5.1. Perancangan Antarmuka

38

3.5.1.1. Rancangan Halaman Awal

39

3.5.1.2. Rancangan Halaman Pengujian

39

BAB 4 IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN

41

4.1. Implementasi Sistem

41

4.1.1. Spesifikasi perangkat keras dan perangkat lunak

41

4.1.2. Implementasi perancangan antarmuka sistem

41

4.2. Pelatihan Citra

42

4.3. Prosedur Operasional

43

4.3.1. Prosedur operasional pada halaman pelatihan citra

43

4.3.2. Prosedur operasional pada halaman pengujian citra

43

4.4. Pengujian Citra

45

4.5. Pengujian Sistem

47

Universitas Sumatera Utara

x

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

49

5.1. Kesimpulan

49

5.2. Saran

50

DAFTAR PUSTAKA

51

Universitas Sumatera Utara

xi

DAFTAR TABEL

Hal.
Tabel 2.1. Penelitian terdahulu

17

Tabel 3.1. Nilai piksel RGB citra cabai yang dinormalisasi

25

Tabel 3.2. Nilai Piksel HSV

26

Tabel 3.3. Kuantisasi Ruang Warna dari Histogram HSV-162 Bin

27

Tabel 3.4. Target Keluaran Jaringan Backpropogation

30

Tabel 3.5. Input dan Target

33

Tabel 3.6. Bobot Awal Vji

34

Tabel 3.7. Bobot Awal Wkj

34

Tabel 3.8. Data uji

37

Tabel 3.9. Bobot Vkj baru

37

Tabel 3.10. Bobot Wkj baru

37

Tabel 4.1. Hasil Pelatihan Citra

42

Tabel 4.2. Hasil Pengujian Citra

45

Tabel 4.3. Data uji

46

Tabel 4.4. Bobot Vkj

46

Tabel 4.5. Bobot Wkj

46

Universitas Sumatera Utara

xii

DAFTAR GAMBAR

Hal.
Gambar 2.1. Cabai yang terkena Colletrotichum Capsici

7

Gambar 2.2. Cabai yang terkena Gloeosporium Piperatum

7

Gambar 2.3. Model Warna HSV (Rakhmawati, 2013)

11

Gambar 2.4. Pola jaringan syaraf tiruan (Hermawan, 2006)

13

Gambar 2.5. Arsitektur Backpropagation Algorithm (Fausset, 1994)

14

Gambar 3.1. Arsitektur umum

20

Gambar 3.2. Proses pre-processing

21

Gambar 3.3. Hasil image brightness dan contrast

22

Gambar 3.4. Hasil image sharpening

22

Gambar 3.5. Proses feature extraction

22

Gambar 3.6. Representasi piksel citra cabai

23

Gambar 3.7. Citra cabai 25 (5x5piksel)

23

Gambar 3.8. Proses classification

30

Gambar 3.9. Arsitektur jaringan saraf tiruan

31

Gambar 3.10. Proses pelatihan jaringan backpropagation

32

Gambar 3.11. Rancangan halaman awal

39

Gambar 3.12. Rancangan halaman pengujian citra

39

Gambar 4.1. Tampilan halaman pengujian setelah selesai dilakukan

44

pengujian

Universitas Sumatera Utara

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

Hal.
Lampiran 1. Hasil pelatihan citra

54

Lampiran 2. Hasil pengujian citra

64

Universitas Sumatera Utara