PERANCANGAN PROGRAM APLIKASI PEMISAH NOISE SUARA DIGITAL MENGGUNAKAN GAUSSIAN MIXTURE MODEL DAN MABC (STUDI KASUS : ABSENSI KARYAWAN PERUSAHAAN MENTARI RAJUT) - Binus e-Thesis
UNIVERSITAS BINA NUSANTARA
Program Ganda Teknik Informatika dan Matematika 2005 - 2006 Skripsi Sarjana Program Ganda
Semester Genap 2005/2006
HALAMAN ABSTRAK
SKRIPSI PROGRAM GANDA
UNIVERSITAS BINA NUSANTARA
Genbit Yasbil NIM: 0500602895
Abstrak Masalah yang dihadapi perusahaan saat ini ialah untuk mengimplementasikan absensi dengan karakter unik secara efisien dan tepat, terutama ditinjau dari segi keamanan dan biaya. Aplikasi pengenalan Suara yang digunakan untuk absensi merupakan aplikasi yang tepat untuk diimplementasikan pada perusahaan ini.
Saat Sesuatu diukur maka beberapa data didapatkan. Umumnya pengukuran tidak pernah tepat, dan sedikitnya semacam noise terdapat pada data pengukuran. Mendapatkan data itu bukanlah yang menjadi fokus tapi masalah utamanya adalah untuk memahami apa arti dari data tersebut. Untuk itu kita perlu untuk mengklasifikasikan dan menganalisa suatu data sehingga dapat memberikan arti dari suatu data berdasarkan klasifikasi dan pengetahuan dari fenomena tersebut.
Pentingnya kualitas suara digital dalam menyampaikan pesan ataupun kejelasan dari kata-kata pembicara penting bagi pengaruh kualitas suatu komunikasi digital. Suara digital yang dituju di sini adalah rekaman percakapan dalam format file wav yang digunakan sebagai absensi. Banyaknya bunyi-bunyi lain selain suara pembicara yang ikut terekam menjadi noise bagi suara utamanya. Semakin banyak noise yang terdapat pada data wave maka ketepatan dan waktu pemrosesannya semakin terhambat.
Pada program aplikasi ini, suara digital dihilangkan noise-nya dengan 2 tahap pemisahan suara utama dengan noise, kemudian dilakukan sampling dari suara utama. Dengan menggabungkan gaussian mixture model, teknik sampling fundamental frekuensi dengan MABC.
Setelah program ini diimplementasikan dalam studi kasus absensi karyawan perusahaan Mentari Rajut maka program aplikasi ini dapat dikatakan berhasil dengan memberikan optimasi ketepatan dan kejelasan data dari suara yang direkam dengan tingkat pengenalan rata-rata 58.31% sebesar keakuratan lebih dari 90%.
Kata Kunci: Pengenalan suara, gaussian mixture model, MABC, sinyal suara digital.
PRAKATA
Sebelumnya penulis mengucapkan syukur dan terima kasih kepada Tuhan Yang Maha Esa sehingga dapat menyelesaikan Skripsi ini tepat pada waktunya. Skripsi yang berjudul ”PERANCANGAN PROGRAM APLIKASI
PEMISAHAN NOISE MENGGUNAKAN GAUSSIAN MIXTURE MODEL DAN
MABC (STUDI KASUS : ABSENSI KARYAWAN PERUSAHAAN MENTARI
RAJUT)” ini merupakan tugas akhir yang harus diselesaikan oleh penulis sebagai salahsatu syarat untuk memperoleh gelar Sajarna pada Program studi Ganda Teknik Informatika – Matematika Universitas Bina Nusantara.
Skripsi ini disusun berdasarkan data yang diperoleh dari tempat penulis melakukan Kerja Praktek ditambah dengan penjelasan dari para dosen dan buku-buku yang ada hubungannya dengan topik Skripsi.
Penulis menyadari masih banyak kekurangan–kekurangan di dalam Skripsi, sehingga penulis sangat mengharapkan bantuan berupa kritik dari para dosen serta cara- cara yang baik untuk menyusun karya ilmiah di masa yang akan datang.
Dalam kesempatan yang bermakna ini pula dengan segala kerendahan hati ingin mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu, baik berupa petunjuk, penjelasan, pengarahan, bimbingan maupun dorongan secara moril dan materiil. Penulis mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada:
1. Bapak Prof. Dr. Drs. Gerardus Polla, M.App.Sc., selaku Rektor Universitas
Bina Nusantara, yang memberikan bimbingan dalam seminar membuat proposal skripsi ini;
2. Bapak Wikaria Gazali, S.Si., M.T., selaku Dekan Fakultas MIPA yang selalu memacu semangat dan kreatifitas setiap mahasiswanya;
3. Bapak Ngarap Imanuel Manik, M.Kom., selaku Kepala Jurusan Matematika dan Statistika, yang telah memberikan persetujuan terhadap topik skripsi yang diajukan dan telah menunjuk para pembimbing yang cocok untuk penulis; 4. Bapak Ashadi Salim, Drs., DR , selaku Dosen Pembimbing pertama yang dengan sabar meluangkan waktu untuk memberikan saran, ide, dan dukungan moral sehubungan dengan penulisan skripsi ini dari awal hingga akhir;
5. Bapak Djunaidy Santoso, Dipl.Ing., M.Kom., selaku Dosen Pembimbing kedua yang telah memberikan saran, ide, dan dukungan moral sehubungan dengan penulisan skripsi ini dari awal hingga akhir; 6. Seluruh staf pengajar Universitas Bina Nusantara, terutama yang pernah mengajar dan memberikan ilmu pengetahuan yang sangat berharga kepada penulis; 7. Seluruh Anggota keluarga terutama Ayahanda Rony Yasudin dan Ibunda Sri
Linggawaty atas kesabaran, dukungan, pengertian dan perhatian kepada penulis sehingga skripsi ini dapat selesai pada waktunya;
8. Bapak Junius Hariman selaku Direktur PT. Mentari Rajut yang telah bersedia meluangkan waktu memberikan kesempatan kepada penulis untuk melakukan studi kasus pada perusahaannya; 9. Saudari Christina Lim atas kesabaran dan dukungan yang diberikan kepada penulis selama penyelesaian skripsi ini.
10. Saudara Pekka Paalanen yang bersedia dengan sabar memberikan bimbingan dan pengarahan mengenai GMMB kepada penulis.
11. Teman-temanku, Fitri Juliana, Liliana, Marcellos Setiadi, Febryanto Laij, Dhifa Irawan, Troy Sandra, Kun Permadi, Haris Harmoko, Pieter Muliawan, Arif Suryono dan seluruh anak TI-MAT 2001 atas dukungannya selama 5 tahun ini.
12. Serta pihak-pihak lain yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kata sempurna, oleh karena itu segala masukkan, saran dan kritik sangat penulis harapkan. Akhirnya penulis berharap agar skripsi ini dapat berguna dan dapat menjadi masukkan bagi setiap pihak yang berkepentingan.
Jakarta, 20 Agustus 2006 Genbit Yasbil .
NIM :0500602895
DAFTAR ISI
Halaman Abstrak ………………………………………………………………………. iv Prakata ………………………………………………………………………. v Daftar Tabel ………………………………………………………………… ix Daftar Gambar …………………………………………………………….... x Daftar Lampiran ……………………………………………………………. xi
BAB 1 PENDAHULUAN …………………………………………………
1 1.1 Latar Belakang……………………………………………...
1 1.2 Ruang Lingkup ……………………………………………..
2
1.3 Tujuan dan Manfaat Rancangan ……………………………
3
1.4 Metodology …………………………………………………
5
1.5 Implementasi ………………………………………………… 6 1.6 Sistematika Penulisan ……………………………………….
6
1.7 Definisi Operasional …………………………………………
7 BAB 2 LANDASAN TEORI ……………………………………………..
8
2.1 Kerangka Teori ………………………………………………
8 2.1.1 Konsep Dasar Rekayasa Piranti Lunak ………………..
8
2.1.2 Interaksi Manusia dan Komputer ………………………
10 2.1.3 Teori State Transition Diagram ………………………..
14 2.1.4 Gaussian Mixture Model ………………………………..
15
2.1.5 Fast Fourier Transform …………………………………
17 2.1.6 Sampling Fundamentar Frequency dengan MABC ……..
19
2.2 Penelitian yang Relevan ……………………………………
27 BAB 3 Analisa dan Perancangan Program Aplikasi ……………………..
28
3.1 Analisa Program Aplikasi ……………………………………
28 3.1.1 Analisa Database ……………………………………..
28 3.1.2 Analisa Proses I/O File Wave ………………………….
29 3.1.3 Analisa File Wave …………………………………….
30 3.2 Perancangan Program Aplikasi ……………………………….
30 3.2.1 Perancangan Struktur Menu …………………………...
30 3.2.2 Perancangan Modul …………………………………….
31
3.3 Perancangan Proses Wave ……………………………………
33 3.3.1 Modul M-File ………………………………………….
33 3.3.2 Algoritma Proses Wave………………………………….
34 3.4 Perancangan Tampilan ……………………………………….
35 3.4.1 Rancangan Tampilan Utama ………………………….
35
3.4.2 Rancangan Tampilan Database ………………………
36 3.4.3 Rancangan Tampilan Sound …………………………..
37
3.4.4 Rancangan Tampilan Absensi …………………………
38 BAB 4 Implementasi dan Evaluasi Program Aplikasi ……………………..
40 4.1 Spesifikasi Sarana yang Dibutuhkan………………………....
40
4.1.1 Spesifikasi Piranti Keras …………………………….
40 4.1.2 Spesifikasi Piranti Lunak …………………………….
41 4.2 Evaluasi Program Aplikasi ………………………………....
42 4.2.1 Evaluasi Proses Kalkulasi …………………………....
42 4.2.2 Evaluasi Kasus ……………………………………….
47 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN …………………………………..
53
6.1 Kesimpulan …………………………………………………
53 6.2 Saran ………………………………………………………..
55 DAFTAR PUSTAKA ………………………………………………………..
57 RIWAYAT HIDUP …………………………………………………………
58 LAMPIRAN …………………………………………………………………
59 SURAT KETERANGAN STUDI KASUS ………………………………… 123
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 1 Database karyawan ...............................................................
28 Tabel 2 Database sound ................................................................
28 Tabel 3 Database absen ................................................................
29 Tabel 4 Hasil evaluasi pengenalan suara ............................................
46
DAFTAR GAMBAR
39 Gambar 4.1 Algoritma MABC………………………………………………..
52 Gambar 4.14 Tampilan absensi masuk………………………………………..
51 Gambar 4.13 Tampilan absen…………………………………………………
51 Gambar 4.12 Tampilan add wave……………………………………………..
50 Gambar 4.11 Tampilan sound penuh………………………………………….
49 Gambar 4.10 Tampilan sound isi………………………………………………
49 Gambar 4.9 Tampilan sound………………………………………………….
48 Gambar 4.8 Tampilan database editor………………………………………..
Gambar 4.7 Tampilan database………………………………………………46 Gambar 4.6 Tampilan menu utama…………………………………………… 47
45 Gambar 4.5 Plot penyebaran data…………………………………………….
Gambar 4.3 Plot wav A1……………………………………………………… 45 Gambar 4.4 Plot wav A2……………………………………….…………….43 Gambar 4.2 Algoritma GMM………………………………………………… 44
38 Gambar 3.7 Rancangan tampilan absen………………………………………
Halaman
Gambar 3.9 Rancangan tampilan sound………………………………………Gambar 3.8 Rancangan tampilan database…………………………………… 37Gambar 3.7 Rancangan tampilan utama……………………………………… 36Gambar 3.5 Algoritma proses pengenalan suara………………………………. 3531 Gambar 3.4 Algoritma proses train…………………………………………… 34
30 Gambar 3.3 Flowchart Algoritma Staddling………………………………….
29 Gambar 3.2 Struktur Menu Utama……………………………………………
Gambar 2.7 Gbr.2.7 Proses optimalisasi spectral…………………………….. 26 Gambar 3.1 Gambar Database Relation Diagram…………………………….Gambar 2.6 Contoh Perbaikan Spectral ……………………………………… 2624 Gambar 2.5 Hasil Perbaikan Spectral………………………………………… 25
22 Gambar 2.4 Cara Perbaikan Spectral…………………………………………
21 Gambar 2.3 Contoh tahapan sampling fundamental frequency MABC ……..
Gambar 2.1 Gambar model waterfall…………………………………………. 8 Gambar 2.2 Algoritma Proses Sampling Fundamental Frequncy MABC …..52