Perancangan Pengenal QR (Quick Response) Code Dengan Jaringan Syaraf Tiruan Metode Perceptron

PERANCANGAN PENGENAL QR (QUICK RESPONSE) CODE DENGAN JARINGAN SYARAF TIRUAN METODE PERCEPTRON SKRIPSI NOVALIA 081401023 PROGRAM STUDI S1 ILMU KOMPUTER DEPARTEMEN ILMU KOMPUTER FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012

  PERANCANGAN PENGENAL QR (QUICK RESPONSE) CODE DENGAN JARINGAN SYARAF TIRUAN METODE PERCEPTRON SKRIPSI

  Diajukan untuk melengkapi tugas akhir dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Komputer

  NOVALIA 081401023

  PROGRAM STUDI S1 ILMU KOMPUTER DEPARTEMEN ILMU KOMPUTER FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012 Judul : PERANCANGAN PENGENAL QR (QUICK RESPONSE) CODE DENGAN JARINGAN SYARAF TIRUAN METODE PERCEPTRON

  Kategori : SKRIPSI Nama : NOVALIA Nomor Induk Mahasiswa : 081401023 Program Studi : SARJANA (S1) ILMU KOMPUTER Departemen :

  ILMU KOMPUTER Fakultas :

  ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI

  INFORMASI (FASILKOM-TI) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Diluluskan di

  Medan, Juli 2012 Komisi Pembimbing : Pembimbing 2 Pembimbing 1 Ade Candra, ST, M.Kom M. Andri Budiman, ST, M.CompSc, MEM NIP.197909042009121002 NIP. 197510082008011001 Diketahui/Disetujui oleh Program Studi S1 Ilmu Komputer Ketua, Dr. Poltak Sihombing, M.Kom NIP. 196203171991031011

  PERNYATAAN PERANCANGAN PENGENAL QR (QUICK RESPONSE) CODE DENGAN JARINGAN SYARAF TIRUAN METODE PERCEPTRON SKRIPSI

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

  Medan, Juli 2012 NOVALIA 081401023

  

PENGHARGAAN Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas perlindungan dan kasih karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini, yang merupakan syarat wajib untuk memperoleh gelar Sarjana Komputer, Program Studi S1 Ilmu Komputer Departemen Ilmu Komputer Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara.

  Pada kesempatan ini, penulis menyampaikan terima kasih kepada : 1. Bapak Dr. Poltak Sihombing selaku Ketua Program Studi S1 Ilmu Komputer dan telah bersedia menjadi dosen penguji pertama yang telah memberikan kritik dan saran yang bermanfaat bagi penulis.

  2. Ibu Maya Silvi Lydia, B.Sc, M.Sc selaku Sekretaris Program Studi S1 Ilmu Komputer.

  3. Bapak M. Andri Budiman, ST, MCompSc, MEM selaku dosen pembimbing pertama yang telah meluangkan waktunya dan memberikan masukan yang bermanfaat bagi penulis.

  4. Bapak Ade Candra, ST, M.Kom selaku dosen pembimbing kedua yang telah meluangkan waktunya dan memberikan masukan yang bermanfaat bagi penulis.

  5. Bapak Amer Sharif, S.Si, M.Kom selaku dosen penguji kedua yang telah memberikan kritik dan saran yang bermanfaat bagi penulis.

  6. Dekan dan Pembantu Dekan Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara.

  7. Seluruh dosen serta pegawai di Program Studi S1 Ilmu Komputer Departemen Ilmu Komputer FASILKOM-TI USU.

  8. Ayahanda tercinta Suparman dan ibunda tercinta Lusia yang selalu memberikan kasih sayang, nasehat, dukungan, dan semangat kepada penulis sejak kecil sampai penyelesaian penyusunan skripsi ini.

  9. Yenni Tarigan, Juwita Adelina, Ria Marpaung, Angga Ricardo, Brikson Hara Donald Barus, Rosalina Situmorang, dan semua mahasiswa S1 Ilmu Komputer stambuk 2008, para senior dan junior, serta semua sahabat dan keluarga yang selalu memberikan dukungan dan semangat kepada penulis.

  Penulis menyadari bahwa skripsi masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, penulis menerima kritik dan saran dari semua pihak demi perbaikan dan penyempurnaan skripsi ini. Penulis berharap skripsi ini dapat bermanfaat terutama untuk diri sendiri dan juga kepada seluruh pembaca.

  Penulis, Novalia

  

ABSTRAK

  

Quick Response (QR) Code digunakan untuk menyimpan informasi penting dari suatu

  barang atau produk. QR Code memiliki pola yang sangat acak dan tidak dapat dibedakan. QR Code juga dapat kotor dan mengalami kerusakan. Penelitian terhadap pola QR Code dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui informasi yang tersimpan dalam QR Code tersebut. Metode penelitian yang digunakan untuk mengenali pola- pola QR Code tersebut adalah dengan menggunakan Jaringan Syaraf Tiruan metode Perceptron. Perceptron adalah salah satu metode Jaringan Syaraf Tiruan yang sering digunakan untuk pengenalan pola. Yang menjadi input pada sistem adalah citra biner

  

QR Code dimana QR Code tersebut menyimpan informasi berupa nama universitas

  sebagai datanya. Untuk setiap data disediakan 13 pola yang berbeda. Pada pelatihan digunakan 8 pola untuk masing-masing data. Pengujian dilakukan terhadap seluruh data yang sudah dilatih maupun yang belum dilatih. Sistem ini memiliki 16 target untuk 16 jenis data. Dari hasil pengujian sistem, bobot dan bias yang didapatkan dari hasil pelatihan mampu memberikan output sesuai dengan yang diharapkan. Dari hasil penelitian ini, dapat disimpulkan bahwa Jaringan Syaraf Tiruan dengan metode Perceptron lapis tunggal dapat digunakan untuk mengenali pola-pola QR Code Level H versi 4 yang polanya sangat acak dan sulit untuk dibedakan.

  

Kata kunci : Pengenalan pola, Jaringan Syaraf Tiruan, Perceptron, QR Code,

Barcode

  

DESIGN OF QR (QUICK RESPONSE) CODE RECOGNITION WITH

ARTIFICIAL NEURAL NETWORKS PERCEPTRON METHODS

ABSTRACT

  Quick Response (QR) Code is used to store important information of an item or product. QR Code has a very random pattern and can not be distinguished. QR Code can also be dirty and damaged. Research conducted on the pattern of QR Code in order to find out the information stored in the QR Code. The method used to identify patterns of QR Code is to use Artificial Neural Networks Perceptron method. Perceptron is a neural network method is often used for pattern recognition. The input to the system is a binary image of the QR Code QR Code which is storing the information in the form of the name of the university as its data. For each of the data provided by 13 different patterns. At the training patterns used 8 for each data. Tests performed on all data that have not been trained or trained. This system has 16 targets for 16 types of data. From the results of system testing, the weights and biases obtained from the training to provide the output as expected. From the results, it can be concluded that neural networks with single-layer Perceptron method can be used to

  th

  recognize patterns QR Code Level H 4 version of the pattern which is very random and difficult to distinguish.

  

Key words : Pattern Recognition, Artificial Neural Network, Perceptron, QR

Code, Barcode

DAFTAR ISI

  Halaman Persetujuan ii

  Pernyataan iii

  Penghargaan iv

  Abstrak v

  Abstract vi

  Daftar Isi vii

  Daftar Tabel ix

  Daftar Gambar x

  Daftar Lampiran xi

  Bab 1 Pendahuluan

  1

  1.1 Latar Belakang Masalah

  1

  1.2 Rumusan Masalah

  4

  1.3 Batasan Masalah

  4

  1.4 Tujuan Penelitian

  5

  1.5 Manfaat Penelitian

  5

  1.6 Metode Penelitian

  5

  1.7 Sistematika Penulisan

  6 Bab 2 Landasan Teori

  8

  2.1 Pengolahan Citra

  8

  2.1.1 Citra

  8

  2.1.2 Digitalisasi Citra

  9

  2.1.3 Citra Grayscale

  10

  2.1.4 Citra Biner

  10

  2.1.5 Operasi Pengolahan Citra

  11

  2.1.6 Pengambangan

  12

  2.2 Pengenalan Pola

  13

  2.3 Jaringan Syaraf Biologi

  15

  2.4 Jaringan Syaraf Tiruan

  16

  2.4.1 Komponen Jaringan Syaraf Tiruan

  20

  2.4.2 Arsitektur Jaringan

  21

  2.4.3 Model Pelatihan Jaringan Syaraf Tiruan

  23

  2.4.4 Fungsi Aktivasi

  24

  2.5 Perceptron

  25

  2.5.1 Arsitektur Jaringan Perceptron

  25

  2.5.2 Pelatihan Perceptron

  26

  2.6 QR Code

  28

  2.6.1 Struktur QR Code

  29

  2.6.2 Karakteristik QR Code

  30

  2.6.3 Spesifikasi QR Code

  33

  2.6.4 Versi QR Code dan ukurannya

  33 Bab 3 Analisis dan Perancangan

  34

  3.1 Analisis Sistem

  34

  3.1.1 Analisis Masalah (Problem Analysis)

  35

  3.1.2 Analisis Kebutuhan (Requirement Analysis)

  35

  3.1.2.1 Analisis Kebutuhan Fungsional

  36

  3.1.2.2 Analisis Kebutuhan Non-Fungsional

  36

  3.1.3 Pemodelan Sistem

  37

  3.1.3.1 Use Case Diagram

  37

  3.1.3.2 Activity Diagram

  38

  3.1.3.3 Sequence Diagram

  40

  3.1.3.4 Class Diagram

  40

  3.2 Tahap-tahap Pengolahan Data

  41

  3.2.1 Akuisisi Data

  41

  3.2.2 Prapengolahan

  42

  3.2.3 Ekstraksi Citra

  41

  3.3 Perancangan Sistem

  43

  3.3.1 Perancangan Arsitektur Jaringan

  43

  3.2.2 Perancangan Antar Muka Sistem

  45 Bab 4 Implementasi dan Pengujian

  47

  4.1 Implementasi Sistem

  47

  4.1.1 Konfigurasi Perangkat Keras

  47

  4.1.2 Konfigurasi Perangkat Lunak

  48

  4.1.3 Hasil Eksekusi Aplikasi

  48

  4.2 Pelatihan

  50

  4.3 Pengujian

  51 Bab 5 Kesimpulan dan Saran

  62

  5.1 Kesimpulan

  62

  5.2 Saran

  62 Daftar Pustaka

  63

PERANCANGAN PENGENAL QR (QUICK RESPONSE) CODE DENGAN JARINGAN SYARAF TIRUAN METODE PERCEPTRON SKRIPSI NOVALIA 081401023 PROGRAM STUDI S1 ILMU KOMPUTER DEPARTEMEN ILMU KOMPUTER FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012

  PERANCANGAN PENGENAL QR (QUICK RESPONSE) CODE DENGAN JARINGAN SYARAF TIRUAN METODE PERCEPTRON SKRIPSI

  Diajukan untuk melengkapi tugas akhir dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Komputer

  NOVALIA 081401023

  PROGRAM STUDI S1 ILMU KOMPUTER DEPARTEMEN ILMU KOMPUTER FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012 Judul : PERANCANGAN PENGENAL QR (QUICK RESPONSE) CODE DENGAN JARINGAN SYARAF TIRUAN METODE PERCEPTRON

  Kategori : SKRIPSI Nama : NOVALIA Nomor Induk Mahasiswa : 081401023 Program Studi : SARJANA (S1) ILMU KOMPUTER Departemen :

  ILMU KOMPUTER Fakultas :

  ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI

  INFORMASI (FASILKOM-TI) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Diluluskan di

  Medan, Juli 2012 Komisi Pembimbing : Pembimbing 2 Pembimbing 1 Ade Candra, ST, M.Kom M. Andri Budiman, ST, M.CompSc, MEM NIP.197909042009121002 NIP. 197510082008011001 Diketahui/Disetujui oleh Program Studi S1 Ilmu Komputer Ketua, Dr. Poltak Sihombing, M.Kom NIP. 196203171991031011

  PERNYATAAN PERANCANGAN PENGENAL QR (QUICK RESPONSE) CODE DENGAN JARINGAN SYARAF TIRUAN METODE PERCEPTRON SKRIPSI

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

  Medan, Juli 2012 NOVALIA 081401023

  

PENGHARGAAN Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas perlindungan dan kasih karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini, yang merupakan syarat wajib untuk memperoleh gelar Sarjana Komputer, Program Studi S1 Ilmu Komputer Departemen Ilmu Komputer Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara.

  Pada kesempatan ini, penulis menyampaikan terima kasih kepada : 1. Bapak Dr. Poltak Sihombing selaku Ketua Program Studi S1 Ilmu Komputer dan telah bersedia menjadi dosen penguji pertama yang telah memberikan kritik dan saran yang bermanfaat bagi penulis.

  2. Ibu Maya Silvi Lydia, B.Sc, M.Sc selaku Sekretaris Program Studi S1 Ilmu Komputer.

  3. Bapak M. Andri Budiman, ST, MCompSc, MEM selaku dosen pembimbing pertama yang telah meluangkan waktunya dan memberikan masukan yang bermanfaat bagi penulis.

  4. Bapak Ade Candra, ST, M.Kom selaku dosen pembimbing kedua yang telah meluangkan waktunya dan memberikan masukan yang bermanfaat bagi penulis.

  5. Bapak Amer Sharif, S.Si, M.Kom selaku dosen penguji kedua yang telah memberikan kritik dan saran yang bermanfaat bagi penulis.

  6. Dekan dan Pembantu Dekan Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara.

  7. Seluruh dosen serta pegawai di Program Studi S1 Ilmu Komputer Departemen Ilmu Komputer FASILKOM-TI USU.

  8. Ayahanda tercinta Suparman dan ibunda tercinta Lusia yang selalu memberikan kasih sayang, nasehat, dukungan, dan semangat kepada penulis sejak kecil sampai penyelesaian penyusunan skripsi ini.

  9. Yenni Tarigan, Juwita Adelina, Ria Marpaung, Angga Ricardo, Brikson Hara Donald Barus, Rosalina Situmorang, dan semua mahasiswa S1 Ilmu Komputer stambuk 2008, para senior dan junior, serta semua sahabat dan keluarga yang selalu memberikan dukungan dan semangat kepada penulis.

  Penulis menyadari bahwa skripsi masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, penulis menerima kritik dan saran dari semua pihak demi perbaikan dan penyempurnaan skripsi ini. Penulis berharap skripsi ini dapat bermanfaat terutama untuk diri sendiri dan juga kepada seluruh pembaca.

  Penulis, Novalia

  

ABSTRAK

  

Quick Response (QR) Code digunakan untuk menyimpan informasi penting dari suatu

  barang atau produk. QR Code memiliki pola yang sangat acak dan tidak dapat dibedakan. QR Code juga dapat kotor dan mengalami kerusakan. Penelitian terhadap pola QR Code dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui informasi yang tersimpan dalam QR Code tersebut. Metode penelitian yang digunakan untuk mengenali pola- pola QR Code tersebut adalah dengan menggunakan Jaringan Syaraf Tiruan metode Perceptron. Perceptron adalah salah satu metode Jaringan Syaraf Tiruan yang sering digunakan untuk pengenalan pola. Yang menjadi input pada sistem adalah citra biner

  

QR Code dimana QR Code tersebut menyimpan informasi berupa nama universitas

  sebagai datanya. Untuk setiap data disediakan 13 pola yang berbeda. Pada pelatihan digunakan 8 pola untuk masing-masing data. Pengujian dilakukan terhadap seluruh data yang sudah dilatih maupun yang belum dilatih. Sistem ini memiliki 16 target untuk 16 jenis data. Dari hasil pengujian sistem, bobot dan bias yang didapatkan dari hasil pelatihan mampu memberikan output sesuai dengan yang diharapkan. Dari hasil penelitian ini, dapat disimpulkan bahwa Jaringan Syaraf Tiruan dengan metode Perceptron lapis tunggal dapat digunakan untuk mengenali pola-pola QR Code Level H versi 4 yang polanya sangat acak dan sulit untuk dibedakan.

  

Kata kunci : Pengenalan pola, Jaringan Syaraf Tiruan, Perceptron, QR Code,

Barcode

DAFTAR ISI

  Halaman Persetujuan ii

  Pernyataan iii

  Penghargaan iv

  Abstrak v

  Abstract vi

  Daftar Isi vii

  Daftar Tabel ix

  Daftar Gambar x

  Daftar Lampiran xi

  Bab 1 Pendahuluan

  1

  1.1 Latar Belakang Masalah

  1

  1.2 Rumusan Masalah

  4

  1.3 Batasan Masalah

  4

  1.4 Tujuan Penelitian

  5

  1.5 Manfaat Penelitian

  5

  1.6 Metode Penelitian

  5

  1.7 Sistematika Penulisan

  6 Bab 2 Landasan Teori

  8

  2.1 Pengolahan Citra

  8

  2.1.1 Citra

  8

  2.1.2 Digitalisasi Citra

  9

  2.1.3 Citra Grayscale

  10

  2.1.4 Citra Biner

  10

  2.1.5 Operasi Pengolahan Citra

  11

  2.1.6 Pengambangan

  12

  2.2 Pengenalan Pola

  13

  2.3 Jaringan Syaraf Biologi

  15

  2.4 Jaringan Syaraf Tiruan

  16

  2.4.1 Komponen Jaringan Syaraf Tiruan

  20

  2.4.2 Arsitektur Jaringan

  21

  2.4.3 Model Pelatihan Jaringan Syaraf Tiruan

  23

  2.4.4 Fungsi Aktivasi

  24

  2.5 Perceptron

  25

  2.5.1 Arsitektur Jaringan Perceptron

  25

  2.5.2 Pelatihan Perceptron

  26

  2.6 QR Code

  28

  2.6.1 Struktur QR Code

  29

  2.6.2 Karakteristik QR Code

  30

  2.6.3 Spesifikasi QR Code

  33

  2.6.4 Versi QR Code dan ukurannya

  33 Bab 3 Analisis dan Perancangan

  34

  3.1 Analisis Sistem

  34

  3.1.1 Analisis Masalah (Problem Analysis)

  35

  3.1.2 Analisis Kebutuhan (Requirement Analysis)

  35

  3.1.2.1 Analisis Kebutuhan Fungsional

  36

  3.1.2.2 Analisis Kebutuhan Non-Fungsional

  36

  3.1.3 Pemodelan Sistem

  37

  3.1.3.1 Use Case Diagram

  37

  3.1.3.2 Activity Diagram

  38

  3.1.3.3 Sequence Diagram

  40

  3.1.3.4 Class Diagram

  40

  3.2 Tahap-tahap Pengolahan Data

  41

  3.2.1 Akuisisi Data

  41

  3.2.2 Prapengolahan

  42

  3.2.3 Ekstraksi Citra

  41

  3.3 Perancangan Sistem

  43

  3.3.1 Perancangan Arsitektur Jaringan

  43

  3.2.2 Perancangan Antar Muka Sistem

  45 Bab 4 Implementasi dan Pengujian

  47

  4.1 Implementasi Sistem

  47

  4.1.1 Konfigurasi Perangkat Keras

  47

  4.1.2 Konfigurasi Perangkat Lunak

  48

  4.1.3 Hasil Eksekusi Aplikasi

  48

  4.2 Pelatihan

  50

  4.3 Pengujian

  51 Bab 5 Kesimpulan dan Saran

  62

  5.1 Kesimpulan

  62

  5.2 Saran

  62 Daftar Pustaka

  63

  

DAFTAR TABEL

Nomor Tabel NamaTabel Halaman

  2.1

  2.2

  4.1 Perbandingan NN dengan ANN Spesifikasi QR Code Hasil Pelatihan Jaringan

  19

  30

  50

  

DAFTAR GAMBAR

Nomor Gambar Nama Gambar Halaman

  29

  40

  39

  38

  35

  33

  32

  31

  31

  28

  44

  27

  25

  22

  22

  21

  18

  15

  Tampilan Halaman Awal Tampilan Aplikasi Pengenalan Pola Tampilan Kotak Dialog Pemilihan Gambar QR Code Tampilan Hasil Pengujian Universitas Gajah Mada Yogya Tampilan Hasil Pengujian Universitas Indonesia Jakarta Tampilan Hasil Pengujian Universitas Sumatera Utara Tampilan Hasil Pengujian Universitas Airlangga Surabaya Tampilan Hasil Pengujian Universitas Hasanudin Makassar Tampilan Hasil Pengujian Universitas Andalas Padang Tampilan Hasil Pengujian Universitas Padjajaran Bandung Tampilan Hasil Pengujian Universitas Diponegoro Semarang Tampilan Hasil Pengujian Universitas Sriwijaya Palembang Tampilan Hasil Pengujian Universitas Lambung Mangkurat Tampilan Hasil Pengujian Universitas Syiah Kuala Banda Tampilan Hasil Pengujian Universitas Sam Ratulangi Tampilan Hasil Pengujian Universitas Udayana Denpasar Tampilan Hasil Pengujian Universitas Nusa Cendana Tampilan Hasil Pengujian Universitas Mulawarman Samarinda Tampilan Hasil Pengujian Universitas Mataram Mataram

  41

  45

  Arsitektur Jaringan Syaraf Tiruan metode Perceptron untuk Pengenalan Pola QR Code

  55

  60

  60

  59

  58

  58

  57

  56

  56

  54

  46

  54

  53

  52

  52

  51

  48

  48

  47

  Form Utama Form Aplikasi

  Use Case Diagram Activity Diagram Sequence Diagram Class Diagram

  2.1

  2.11

  3.5

  3.4

  3.3

  3.2

  3.1

  3.1

  2.13

  2.12

  2.10

  3.7

  2.9

  2.8

  2.7

  2.6

  2.5

  2.4

  2.3

  2.2

  3.6

  4.1

  Ishikawa Diagram

  4.12

  QR Code versi 1 (kiri) dan versi 2 (kanan)

  4.19 Struktur Neuron pada Otak Manusia Ilustrasi Model ANN Jaringan Lapis Tunggal Jaringan Multi Lapis Jaringan Kompetitif Arsitektur Jaringan Syaraf Tiruan metode Perceptron Fungsi aktivasi hard limit QR Code Struktur QR Code Salah Satu Finding Pattern QR Code Jenis Penyimpangan pada QR Code Kerusakan pada QR Code

  4.18

  4.17

  4.16

  4.15

  4.14

  4.13

  4.11

  4.2

  4.10

  4.9

  4.8

  4.7

  4.6

  4.5

  4.4

  4.3

  61