Penerapan Neural Network Backpropagation Untuk Klasifikasi Jamur Penyebab Penyakit Antraknosa Pada Cabai
BAB I
PENDAHULUAN
Bab ini membahas tentang latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan
masalah, manfaat penelitian, metodologi penelitian, dan sistematika penulisan pada
skripsi.
1.1.
Latar Belakang
Backpropagation merupakan salah satu algoritma yang sangat sesuai untuk Image
Processing dikarenakan kelebihannya pada perulangan proses klasifikasi dalam
menghasilkan output apabila terjadi kesalahan atau error (Mccaffrey, 2012).
Rendahnya kualitas citra pada image processing merupakan salah satu permasalahan
utama yang berdampak pada tingkat akurasi pengklasifikasian sebuah citra. Penelitian
terdahulu mengenai image processing hanya berfokus pada pengklasifikasian citra.
Hanya sedikit penelitian tentang image processing yang berfokus pada image
enhancement sebuah citra. Oleh karena itu, penulis tertarik untuk membangun sebuah
aplikasi image enhancement untuk mengklasifikasi jamur penyebab penyakit
Antraknosa pada cabai.
Cabai (Capsicum annum L.) adalah salah satu tanaman yang banyak
digunakan dalam kehidupan masyarakat Indonesia. Cabai juga mempunyai peran
penting bagi perekonomian Indonesia. Cabai banyak digunakan dalam kehidupan
sehari-hari sebagai bumbu masak, industri makanan dan obat-obatan (Boerma, 1992).
Untuk itu tanaman cabai banyak dibudidayakan oleh petani. Namun usaha tersebut
masih kurang maksimal. Hal ini dikarenakan masih banyak petani yang kurang
memahami dalam budidaya cabai tersebut, sehingga menyebabkan cabai terserang
berbagai penyakit. Terdapat berbagai jenis penyakit yang menyerang cabai, tetapi
penyakit yang paling ditakuti oleh para petani adalah Antraknosa. Antranoksa
Universitas Sumatera Utara
2
disebabkan oleh jamur Collecotrotichum Capsici
dan Gloeosporium
Piperatum menyerang buah dikenal sebagai penyakit busuk pada buah prapanen
maupun pascapanen. Serangan jamur ini dapat menurukan produksi cabai sebesar 4560% (Hidayat et al. 2004), bahkan pada musim hujan kerugian yang disebabkannya
dapat mencapai 84% (Nakaya et al. 2009).
Penelitian untuk menyelesaikan permasalahan klasifikasi atau identifikasi
penyakit dan kematangan pada buah dan daun telah banyak dilakukan, diantaranya
identifikasi buah tomat dengan menggunakan metode Backpropagation oleh Deswari
et al. (2013). Mampu memberikan hasil identifikasi hingga 71,76%. Selanjutnya
Nunuhitu, (2011) melakukan identifikasi penyakit pada daun cabai serta cara
mengatasinya dengan melihat bentuk noda yang ada pada daun menggunakan metode
Laplacian of Gaussian . Novianto (2009) meneliti tentang klasifikasi tingkat
kematangan varietas tomat merah dengan metode perbandingan warna memberikan
hasil identifikasi hingga 95%. Anggraini (2015) melakukan klasifikasi kanker serviks
dengan menggunakan metode backpropagation dengan akurasi hasil akhir mencapai
85%. Selanjutnya adalah penelitian tentang image enhancement yang dilakukan oleh
Dinata (2014) untuk implementasi metode Multiscale Retinex. penelitian ini dilakukan
untuk normalisasi iluminasi citra.
Sedangkan dalam penelitian ini akan dilakukan perbaikan kualitas pada citra
cabai untuk mengklasifikasi jenis jamur penyebab penyakit Antraknosa pada cabai
dengan menggunakan metode Neural Network Backpropagation.
1.2.
Rumusan Masalah
Cabai merupakan salah satu rempah yang banyak digunakan oleh masyarakat
Indonesia. Namun sering terjadi kelangkaan cabai. Salah satu penyebab kelangkaan
tersebut adalah kegagalan panen yang disebabkan oleh penyakit yang menyerang cabai
yaitu penyakit Antranoksa. Antraknosa merupakan salah satu penyakit yang paling
ditakuti oleh petani cabai karena mampu menghancurkan panen 45%-60% (Hidayat et
al. 2004), pada saat musim hujan dapat menimbulkan kerugian sampai 84% (Nakaya
et al. 2009). Kegagalan ini dapat diatasi bila petani dapat mengetahui jamur penyebab
penyakit Antraknosa dengan cepat dan mudah. Kualitas pada citra cabai sangat
mempengaruhi tingkat akurasi pada pengidentifikasian jamur penyebab penyakit
Antraknosa. Rendah atau tingginya kualitas citra tersebut sangat berdampak pada hasil
Universitas Sumatera Utara
3
yang diperoleh klasifikasi tersebut. Dengan melakukan proses image enhancement
pada citra cabai akan meningkatkan ketepatan pengklasifikasian pada citra tersebut.
Oleh karena itu dibutuhkan suatu pendekatan untuk image enhancement pada citra
cabai dalam klasifikasi jamur penyebab penyakit Antraknosa.
1.3.
Batasan Masalah
Dalam melakukan penelitian ini, peneliti memberikan batasan pada ruang lingkup
masalah. Hal ini bertujuan agar penelitian dapat dilakukan pada batasan-batasan yang
jelas.
Adapun batasan masalah yang digunakan adalah:
1. Jamur yang diidentifikasi adalah Colletotrichum Capsici dan Gloeosporium
Piperatum
2. Buah cabai yang digunakan adalah buah cabai prapanen
3. Input yang digunakan adalah citra jamur yang terdapat pada buah cabai
dengan format .jpg
4. Background pada citra harus berwarna putih
1.4.
Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengklasifikasi jamur penyebab
penyakit Antraknosa pada cabai menggunakan Neural Network Backpropagation.
1.5.
Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah
1. Membantu pengguna dalam meningkatkan kualitas citra pada cabai untuk
mengklasifikasi jamur penyebab penyakit Antraknosa pada buah cabai.
2. Menjadi bahan pembelajaran bagi pembaca dan sebagai referensi untuk
penelitian selanjutnya mengenai metode Neural Network Backpropagation.
Universitas Sumatera Utara
4
1.6. Metodologi Penelitian
Tahapan yang dilakukan yang akan dilakukan pada penelitian ini adalah :
1. Studi Literatur
Tahap studi literatur dimulai dengan mengumpulkan dan mempelajari
informasi-informasi yang diperoleh dari buku, jurnal, skripsi, dan berbagai
sumber referensi lain mengenai klasifikasi kedekatan warna, image
processing, HSV,
metode Neural Network Backpropagation dan
Antraknosa.
2. Analisis Permasalahan
Pada tahap ini dilakukan analisis masalah terhadap berbagai informasi yang
terkait dengan penelitian dari berbagai sumber yang didapatkan agar dapat
memilih metode yang tepat untuk menyelesaikan masalah pada penelitian
ini.
3. Perancangan
Pada tahap ini dilakukan perancangan program untuk menyelesaikan
permasalahan yang terdapat di dalam tahap analisis kemudian dilanjutkan
dengan mengimplementasikan hasil analisis dan perancangan ke dalam
sistem.
4. Implementasi
Pada tahap ini dilakukan implementasi dari analisis dan perancangan yang
telah dilakukan kedalam kode program.
5. Pengujian
Pada tahap ini dilakukan identifikasi terhadap citra cabai yang diinput
kedalam sistem untuk memastikan hasil identifikasi sesuai dengan yang
diharapkan.
6. Dokumentasi dan Penyusunan Laporan
Pada tahap ini dilakukan dokumentasi dan penyusunan laporan hasil
analisis dan implementasi Neural Network Backpropagation pada
identifikasi jamur penyebab penyakit Antraknosa pada cabai.
Universitas Sumatera Utara
5
1.7.
Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan dari skripsi ini terdiri dari lima bagian utama sebagai berikut:
Bab 1: Pendahuluan
Bab ini berisi tentang latar belakang dari penelitian yang dilaksanakan, rumusan
masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, metodologi
penelitian, dan sistematika penulisan.
Bab 2: Landasan Teori
Bab ini berisi tentang teori-teori yang diperlukan untuk memahami permasalahan
yang dibahas pada penelitian ini. Teori-teori yang berhubungan dengan cabai, citra,
image processing, ekstraksi fitur, dan neural network backpropagation .
Bab 3: Analisis dan Perancangan
Bab ini menjabarkan arsitektur umum, pre-processing yang dilakukan, ekstraksi
fitur, serta analisis dan penerapan metode neural network backpropagation dalam
identifikasi jamur penyebab penyakit Antraknosa pada cabai.
Bab 4: Implementasi dan Pengujian
Bab ini berisi pembahasan tentang implementasi dari perancangan yang telah
dijabarkan pada bab 3. Hasil dari pengujian yang dilakukan terhadap implementasi
juga dijabarkan pada bab ini.
Bab 5: Kesimpulan dan Saran
Bab ini berisi tentang ringkasan dan kesimpulan dari rancangan yang telah dibahas
pada bab 3, serta hasil penelitian yang dijabarkan pada bab 4. Bagian akhir pada
bab ini memuat saran-saran yang diajukan untuk pengembangan penelitian
selanjutnya.
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
Bab ini membahas tentang latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan
masalah, manfaat penelitian, metodologi penelitian, dan sistematika penulisan pada
skripsi.
1.1.
Latar Belakang
Backpropagation merupakan salah satu algoritma yang sangat sesuai untuk Image
Processing dikarenakan kelebihannya pada perulangan proses klasifikasi dalam
menghasilkan output apabila terjadi kesalahan atau error (Mccaffrey, 2012).
Rendahnya kualitas citra pada image processing merupakan salah satu permasalahan
utama yang berdampak pada tingkat akurasi pengklasifikasian sebuah citra. Penelitian
terdahulu mengenai image processing hanya berfokus pada pengklasifikasian citra.
Hanya sedikit penelitian tentang image processing yang berfokus pada image
enhancement sebuah citra. Oleh karena itu, penulis tertarik untuk membangun sebuah
aplikasi image enhancement untuk mengklasifikasi jamur penyebab penyakit
Antraknosa pada cabai.
Cabai (Capsicum annum L.) adalah salah satu tanaman yang banyak
digunakan dalam kehidupan masyarakat Indonesia. Cabai juga mempunyai peran
penting bagi perekonomian Indonesia. Cabai banyak digunakan dalam kehidupan
sehari-hari sebagai bumbu masak, industri makanan dan obat-obatan (Boerma, 1992).
Untuk itu tanaman cabai banyak dibudidayakan oleh petani. Namun usaha tersebut
masih kurang maksimal. Hal ini dikarenakan masih banyak petani yang kurang
memahami dalam budidaya cabai tersebut, sehingga menyebabkan cabai terserang
berbagai penyakit. Terdapat berbagai jenis penyakit yang menyerang cabai, tetapi
penyakit yang paling ditakuti oleh para petani adalah Antraknosa. Antranoksa
Universitas Sumatera Utara
2
disebabkan oleh jamur Collecotrotichum Capsici
dan Gloeosporium
Piperatum menyerang buah dikenal sebagai penyakit busuk pada buah prapanen
maupun pascapanen. Serangan jamur ini dapat menurukan produksi cabai sebesar 4560% (Hidayat et al. 2004), bahkan pada musim hujan kerugian yang disebabkannya
dapat mencapai 84% (Nakaya et al. 2009).
Penelitian untuk menyelesaikan permasalahan klasifikasi atau identifikasi
penyakit dan kematangan pada buah dan daun telah banyak dilakukan, diantaranya
identifikasi buah tomat dengan menggunakan metode Backpropagation oleh Deswari
et al. (2013). Mampu memberikan hasil identifikasi hingga 71,76%. Selanjutnya
Nunuhitu, (2011) melakukan identifikasi penyakit pada daun cabai serta cara
mengatasinya dengan melihat bentuk noda yang ada pada daun menggunakan metode
Laplacian of Gaussian . Novianto (2009) meneliti tentang klasifikasi tingkat
kematangan varietas tomat merah dengan metode perbandingan warna memberikan
hasil identifikasi hingga 95%. Anggraini (2015) melakukan klasifikasi kanker serviks
dengan menggunakan metode backpropagation dengan akurasi hasil akhir mencapai
85%. Selanjutnya adalah penelitian tentang image enhancement yang dilakukan oleh
Dinata (2014) untuk implementasi metode Multiscale Retinex. penelitian ini dilakukan
untuk normalisasi iluminasi citra.
Sedangkan dalam penelitian ini akan dilakukan perbaikan kualitas pada citra
cabai untuk mengklasifikasi jenis jamur penyebab penyakit Antraknosa pada cabai
dengan menggunakan metode Neural Network Backpropagation.
1.2.
Rumusan Masalah
Cabai merupakan salah satu rempah yang banyak digunakan oleh masyarakat
Indonesia. Namun sering terjadi kelangkaan cabai. Salah satu penyebab kelangkaan
tersebut adalah kegagalan panen yang disebabkan oleh penyakit yang menyerang cabai
yaitu penyakit Antranoksa. Antraknosa merupakan salah satu penyakit yang paling
ditakuti oleh petani cabai karena mampu menghancurkan panen 45%-60% (Hidayat et
al. 2004), pada saat musim hujan dapat menimbulkan kerugian sampai 84% (Nakaya
et al. 2009). Kegagalan ini dapat diatasi bila petani dapat mengetahui jamur penyebab
penyakit Antraknosa dengan cepat dan mudah. Kualitas pada citra cabai sangat
mempengaruhi tingkat akurasi pada pengidentifikasian jamur penyebab penyakit
Antraknosa. Rendah atau tingginya kualitas citra tersebut sangat berdampak pada hasil
Universitas Sumatera Utara
3
yang diperoleh klasifikasi tersebut. Dengan melakukan proses image enhancement
pada citra cabai akan meningkatkan ketepatan pengklasifikasian pada citra tersebut.
Oleh karena itu dibutuhkan suatu pendekatan untuk image enhancement pada citra
cabai dalam klasifikasi jamur penyebab penyakit Antraknosa.
1.3.
Batasan Masalah
Dalam melakukan penelitian ini, peneliti memberikan batasan pada ruang lingkup
masalah. Hal ini bertujuan agar penelitian dapat dilakukan pada batasan-batasan yang
jelas.
Adapun batasan masalah yang digunakan adalah:
1. Jamur yang diidentifikasi adalah Colletotrichum Capsici dan Gloeosporium
Piperatum
2. Buah cabai yang digunakan adalah buah cabai prapanen
3. Input yang digunakan adalah citra jamur yang terdapat pada buah cabai
dengan format .jpg
4. Background pada citra harus berwarna putih
1.4.
Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengklasifikasi jamur penyebab
penyakit Antraknosa pada cabai menggunakan Neural Network Backpropagation.
1.5.
Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah
1. Membantu pengguna dalam meningkatkan kualitas citra pada cabai untuk
mengklasifikasi jamur penyebab penyakit Antraknosa pada buah cabai.
2. Menjadi bahan pembelajaran bagi pembaca dan sebagai referensi untuk
penelitian selanjutnya mengenai metode Neural Network Backpropagation.
Universitas Sumatera Utara
4
1.6. Metodologi Penelitian
Tahapan yang dilakukan yang akan dilakukan pada penelitian ini adalah :
1. Studi Literatur
Tahap studi literatur dimulai dengan mengumpulkan dan mempelajari
informasi-informasi yang diperoleh dari buku, jurnal, skripsi, dan berbagai
sumber referensi lain mengenai klasifikasi kedekatan warna, image
processing, HSV,
metode Neural Network Backpropagation dan
Antraknosa.
2. Analisis Permasalahan
Pada tahap ini dilakukan analisis masalah terhadap berbagai informasi yang
terkait dengan penelitian dari berbagai sumber yang didapatkan agar dapat
memilih metode yang tepat untuk menyelesaikan masalah pada penelitian
ini.
3. Perancangan
Pada tahap ini dilakukan perancangan program untuk menyelesaikan
permasalahan yang terdapat di dalam tahap analisis kemudian dilanjutkan
dengan mengimplementasikan hasil analisis dan perancangan ke dalam
sistem.
4. Implementasi
Pada tahap ini dilakukan implementasi dari analisis dan perancangan yang
telah dilakukan kedalam kode program.
5. Pengujian
Pada tahap ini dilakukan identifikasi terhadap citra cabai yang diinput
kedalam sistem untuk memastikan hasil identifikasi sesuai dengan yang
diharapkan.
6. Dokumentasi dan Penyusunan Laporan
Pada tahap ini dilakukan dokumentasi dan penyusunan laporan hasil
analisis dan implementasi Neural Network Backpropagation pada
identifikasi jamur penyebab penyakit Antraknosa pada cabai.
Universitas Sumatera Utara
5
1.7.
Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan dari skripsi ini terdiri dari lima bagian utama sebagai berikut:
Bab 1: Pendahuluan
Bab ini berisi tentang latar belakang dari penelitian yang dilaksanakan, rumusan
masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, metodologi
penelitian, dan sistematika penulisan.
Bab 2: Landasan Teori
Bab ini berisi tentang teori-teori yang diperlukan untuk memahami permasalahan
yang dibahas pada penelitian ini. Teori-teori yang berhubungan dengan cabai, citra,
image processing, ekstraksi fitur, dan neural network backpropagation .
Bab 3: Analisis dan Perancangan
Bab ini menjabarkan arsitektur umum, pre-processing yang dilakukan, ekstraksi
fitur, serta analisis dan penerapan metode neural network backpropagation dalam
identifikasi jamur penyebab penyakit Antraknosa pada cabai.
Bab 4: Implementasi dan Pengujian
Bab ini berisi pembahasan tentang implementasi dari perancangan yang telah
dijabarkan pada bab 3. Hasil dari pengujian yang dilakukan terhadap implementasi
juga dijabarkan pada bab ini.
Bab 5: Kesimpulan dan Saran
Bab ini berisi tentang ringkasan dan kesimpulan dari rancangan yang telah dibahas
pada bab 3, serta hasil penelitian yang dijabarkan pada bab 4. Bagian akhir pada
bab ini memuat saran-saran yang diajukan untuk pengembangan penelitian
selanjutnya.
Universitas Sumatera Utara