Sistem Pendeteksian Manusia Untuk Keamanan Ruangan Menggunakan Viola-Jones

SISTEM PENDETEKSIAN MANUSIA UNTUK KEAMANAN RUANGAN
MENGGUNAKAN VIOLA-JONES

SKRIPSI
JONATAN SIANTURI
101402052

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI INFORMASI
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014

Universitas Sumatera Utara

SISTEM PENDETEKSIAN MANUSIA UNTUK KEAMANAN RUANGAN
MENGGUNAKAN VIOLA-JONES

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana

Teknologi Informasi

JONATAN SIANTURI
101402052

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI INFORMASI
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014

Universitas Sumatera Utara

ii
PERSETUJUAN

Judul

: SISTEM PENDETEKSIAN MANUSIA UNTUK
KEAMANAN RUANGAN MENGGUNAKAN

VIOLA-JONES

Kategori

: SKRIPSI

Nama

: JONATAN SIANTURI

Nomor Induk Mahasiswa

: 10140252

Program Studi

: SARJANA (S1) TEKNOLOGI INFORMASI

Departemen


: TEKNOLOGI INFORMASI

Fakultas

: ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI
INFORMASI (FASILKOMTI) UNIVERSITAS
SUMATERA UTARA
Diluluskan di
Medan, Oktober 2014

Komisi Pembimbing

:

Pembimbing 2

Pembimbing 1

Dr. Erna Budhiarti Nababan, M. IT
NIP


Romi Fadillah Rahmat, B.Comp.Sc., M.Sc.
NIP 19860303 201012 1 004

Diketahui/Disetujui oleh
Program Studi S1 Teknologi Informasi
Ketua,

M. Anggia Muchtar ST, M.MT
NIP 19610817 198701 1 010

Universitas Sumatera Utara

iii
PERNYATAAN

SISTEM PENDETEKSIAN MANUSIA UNTUK KEAMANAN RUANGAN
MENGGUNAKAN VIOLA-JONES

SKRIPSI


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

Medan, Oktober 2014

Jonatan Sianturi
101402052

Universitas Sumatera Utara

iv

UCAPAN TERIMA KASIH

Segala puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus karena berkat dan
kasih karuniaNyalah penulis bisa menyelesaikan penyusunan tugas akhir ini.
Proses penyusunan skripsi ini juga tidak lepas dari dukungan dan bantuan dari
pihak-pihak yang lain. Oleh sebab itu penulis mengucapkan terima kasih banyak
kepada :

1.

Orang tua penulis yaitu ayahanda Mangasi Sianturi dan ibunda Manatap Sinaga
yang mendoakan dan mengingatkan serta memberikan bantuan berupa moril dan
materi sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.

2.

Pihak keluarga, abang, kakak, dan seluruh keluarga.

3.

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

4.

Bapak Romi Fadillah Rahmat, B.Comp.Sc., M.Sc. dan Ibu Dr. Erna Budhiarti
Nababan, M. IT selaku dosen pembimbing penulis yang telah memberikan saran,
masukan, serta bersedia meluangkan waktu, tenaga, dan pikiran untuk membantu

penulis menyelesaikan tugas akhir ini.

5.

Bapak Dani Gunawan, ST., M.T dan Bapak Dedy Arisandi, ST., M. Kom selaku
dosen penguji penulis, dan juga dosen penasihat akademik, serta seluruh dosen
Teknologi Informasi.

6.

Teman-teman angkatan 2010 Teknologi Informasi.

7.

Teman-teman GSPDI Filadelfia Titi Papan.

8.

Seluruh teman-teman dari jurusan Teknologi Informasi.
Akhir kata, penulis memohon maaf bila dalam penulisan karya tulis ilmiah ini


terdapat kesalahan. Oleh sebab itu penulis sangat mengharapkan adanya saran-saran
yang membangun.
Semoga karya tulis ini dapat memberikan kontribusi bagi pendidikan di
Indonesia. Tuhan Yesus memberkati.

Universitas Sumatera Utara

v

ABSTRAK

Aspek keamanan sangat dibutuhkan dalam berbagai kehidupan saat ini seperti
keamanan rumah, gedung, atau ruangan yang memiliki nilai penting bagi pemilik.
Keamanan dapat dikerjakan oleh tenaga manusia tetapi cara ini kurang efisien karena
menghabiskan banyak resources seperti uang, waktu, tenaga dan juga sangat rentan
terhadap kelalaian manusia (human error). Oleh karena itu diperlukan suatu
pendekatan untuk dapat melakukan keamanan tersebut. Salah satu pendekatan yang
dapat dilakukan adalah dengan melakukan pendeteksian objek manusia melalui
kamera yang terhubung dengan komputer. Dalam tugas akhir ini digunakan ViolaJones untuk mendeteksi objek manusia dalam citra berdasarkan fitur. Citra yang

diinput dari webcam dengan fungsi capture dalam library OpenCV diubah menjadi
citra abu-abu setelah mengalami proses scaling, dilanjutkan ekualisasi histogram,
perhitungan fitur dengan citra integral, dan pendeteksian objek dengan cascade of
classifier. Pada penelitian ini ditunjukkan bahwa metode yang diajukan mampu
melakukan pendeteksian objek dengan hasil akurasi 86,88%.

Kata kunci : viola-jones, pendeteksian manusia, keamanan ruangan, cascade of
classifier, OpenCV.

Universitas Sumatera Utara

vi

HUMAN DETECTION SYSTEM FOR ROOM SECURITY
USING VIOLA-JONES

ABSTRACT

Security aspects are needed in a variety of life today such as home security, building,
or a room that has a significant value for the owner. Security can be done by human

power, but this method is less efficient because it spends a lot of resources such as
money, time, energy and also very prone to human error. Therefore it is necessary to
be able to perform a room security. One approach that can be done is to make the
detection of human object through a camera connected to the computer. In this thesis
Viola-Jones is used to detect human objects in the image based on the features.
Inputted image from the webcam using capture function in the OpenCV library is
converted to gray image after undergoing a process of scaling, and then the image get
histogram equalization process, the calculation of the integral features of the image,
and object detection with a cascade of classifier. In this study indicated that the
proposed method is able to perform object detection with accuracy result is 86,88%.
Keyword : viola-jones, human detection, room security, the cascade of classifier,
OpenCV

Universitas Sumatera Utara

vii

DAFTAR ISI

Hal.

Persetujuan

ii

Pernyataan

iii

Ucapan Terima Kasih

iv

Abstrak

v

Abstract

vi

Daftar Isi

vii

Daftar Tabel

x

Daftar Gambar

xi

BAB 1 Pendahuluan

1

1.1. Latar Belakang

1

1.2. Rumusan Masalah

2

1.3. Tujuan Penelitian

3

1.4. Batasan Masalah

3

1.5. Manfaat Penelitian

3

1.6. Metodologi Penelitian

3

1.7. Sistematika Penulisan

4

BAB 2 Landasan Teori

6

2.1. Computer Vision

6

2.2. Pendeteksian Objek

6

2.3. Citra

7

2.3.1. Citra Analog

7

2.3.2. Citra Digital

7

2.4. Elemen Citra Digital

7

2.5. Citra Warna

9

2.6. Citra Abu-abu (Grayscale Image)

10

2.7. Metode Viola-Jones

10

Universitas Sumatera Utara

viii
2.7.1. Haar-Like Feature

11

2.7.2. Citra Integral (Integral Image)

12

2.7.3. Adaptive Boosting (Adaboost)

13

2.7.4. Cascade of Classifier

14

2.8. OpenCV

15

2.9. Penelitian Terdahulu

17

BAB 3 Analisis dan Perancangan Sistem

19

3.1. Identifikasi Masalah

19

3.2. Data

19

3.3. Analisis Sistem

20

3.3.1. Scaling

21

3.3.2. GrayScaling

23

3.3.3. Histrogram Equalization

23

3.3.4. Fitur Haar

24

3.3.5. Citra Integral

25

3.3.6. Cascade of Classifier

27

3.4. Perancangan Sistem

28

3.4.1. Use Case Diagram

28

3.4.2. Flowchart

28

3.4.3. Implementasi Jaringan

30

3.4.4. Perancangan Antarmuka

31

3.4.4.1. Rancangan Halaman Splash

31

3.4.4.2. Rancangan Halaman Utama

31

BAB 4 Implementasi dan Pengujian Sistem

33

4.1. Implementasi Sistem

33

4.1.1. Spesifikasi Perangkat Keras dan Lunak

33

4.1.2. Implementasi Perancangan Antarmuka

34

4.2. Pengujian Sistem

35

4.2.1. Waktu Pendeteksian

35

4.2.2. Keakuratan Pendeteksian

37

Universitas Sumatera Utara

ix

BAB 5 Kesimpulan dan Saran

55

5.1. Kesimpulan

55

5.2. Saran

56

Daftar Pustaka

57

Lampiran A: Source Code Aplikasi Client

59

Lampiran B: Source Code Aplikasi Server

62

Universitas Sumatera Utara

x
DAFTAR TABEL

Hal.
Tabel 2.1. Citra Warna 8 Bit

9

Tabel 2.2. Citra Warna 16 Bit

9

Tabel 3.1. Perhitungan Nilai Piksel Hasil Interpolasi

22

Tabel 3.2. Proses Perhitungan Distribusi Kumulatif

24

Tabel 3.3. Teknik Perhitungan Histogram

24

Tabel 3.4. Nilai Grayscale Citra Masukan

26

Tabel 3.5. Perhitungan Citra Integral

26

Tabel 3.6. Hasil Citra Integral

26

Tabel 4.1. Hasil Pengujian Waktu Pendeteksian dengan Webcam

35

Tabel 4.2. Hasil Pengujian untuk Ruangan A

39

Tabel 4.3. Hasil Pengujian untuk Ruangan B

43

Tabel 4.4. Hasil Pengujian untuk Ruangan C

47

Tabel 4.5. Hasil Pengujian untuk Ruangan D

51

Universitas Sumatera Utara

xi

DAFTAR GAMBAR

Hal.
Gambar 2.1. Variasi Fitur pada Haar (LienHart et al, 2002)

11

Gambar 2.2. Perhitungan Citra Integral

12

Gambar 2.3. Alur Kerja Klasifikasi Bertingkat (Dzulkamain et al, 2011)

14

Gambar 2.4. Struktur dan Konten OpenCV (Bradski et al, 2008)

16

Gambar 3.1. Arsitektur Umum Sistem Pendeteksian Manusia

20

Gambar 3.2. Metode Interpolasi untuk Memperkecil Gambar

21

Gambar 3.3. Penskalaan Citra dengan Metode Interpolasi (Santoso et al, 2013)

22

Gambar 3.4. Grayscaling (Santoso et al, 2013)

23

Gambar 3.5. Pencarian Fitur Haar

25

Gambar 3.6. Contoh Perhitungan Citra Integral (Santoso et al, 2013)

25

Gambar 3.7. Hasil Deteksi Wajah

27

Gambar 3.8. Flowchart Sistem Pendeteksian Manusia

28

Gambar 3.9. Rancangan Jaringan Sistem Pendeteksian Manusia untuk Keamanan
Ruangan

29

Gambar 3.10. Rancangan Halaman Splash

30

Gambar 3.11. Rancangan Halaman Utama

31

Gambar 4.1. Halaman Splash

34

Gambar 4.2. Halaman Utama

35

Gambar 4.3. Screenshot Hasil Pendeteksian Ruangan A

38

Gambar 4.4. Screenshot Hasil Pendeteksian Ruangan B

43

Gambar 4.5. Screenshot Hasil Pendeteksian Ruangan C

47

Gambar 4.6. Screenshot Hasil Pendeteksian Ruangan D

51

Gambar 4.7. Hasil Pengujian dengan Objek Ayam

53

Universitas Sumatera Utara