Identifikasi Penyakit Tuberkulosis Paru Dengan Metode Template Matching Berdasarkan Citra Rontgen Toraks

  

IDENTIFIKASI PENYAKIT TUBERKULOSIS PARU DENGAN METODE

TEMPLATE MATCHING BERDASARKAN CITRA RONTGEN TORAKS SKRIPSI Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Mencapai Gelar Strata Satu Jurusan Informatika Disusun Oleh: HERMANTO NIM. M0508044 JURUSAN INFORMATIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2014

  SKRIPSI

  

IDENTIFIKASI PENYAKIT TUBERKULOSIS PARU DENGAN METODE

TEMPLATE MATCHING BERDASARKAN CITRA RONTGEN TORAKS

Disusun Oleh:

HERMANTO

  

M0508044

Skripsi ini telah disetujui untuk diseminarkan di hadapan Dewan Penguji pada

tanggal 15 April 2014

  Persetujuan Pembimbing

Pembimbing I Pembimbing II

Esti Suryani, S.Si., M.Kom. Wiharto, S.T., M.Kom NIP. 19761129 200812 2 001 NIP. 19750210 200801 1 005

  

SKRIPSI

IDENTIFIKASI PENYAKIT TUBERKULOSIS PARU DENGAN METODE

  

Disusun oleh :

HERMANTO

M0508044

telah dipertahankan di hadapan Dewan Penguji

Pada tanggal : 13 Mei 2014

  

Susunan Dewan Penguji

Anggota Dewan Penguji Lain :

  1. Esti Suryani, S.Si., M.Kom. ( ) NIP. 19761129 200812 2 001

  2. Wiharto, S.T., M.Kom. ( ) NIP. 19750210 200801 1 005

  3. Abdul Aziz, S.Kom., M.Cs ( ) NIP. 19810413 200501 1 001

  4. Drs. Bambang Harjito, M.App.Sc., Ph.D ( ) NIP. 19621130 199103 1 002

Disahkan oleh

Dekan FMIPA UNS Ketua Jurusan Informatika

  Prof.Ir. Ari Handono Ramelan, M.Sc., (Hons), Ph.D Umi Salamah, S.Si., M.Kom.

  

NIP. 19610223 198601 1 001 NIP.19700217 199702 2 001

  MOTTO Jika Anda dapat memimpikannya, Anda pasti dapat melakukannya.

  (Walt Disney) Banyak kegagalan dalam hidup ini dikarenakan orang-orang tidak menyadari betapa dekatnya mereka dengan keberhasilan saat mereka menyerah.

  (Thomas Alva Edison ) Sesungguhnya Allah tidak akan mengubah nasib suatu kaum kecuali kaum itu sendiri yang mengubah apa apa yang pada diri mereka.

  (QS Ar Ra'd, ayat 11) Sukses seringkali datang pada mereka yang berani bertindak, dan jarang menghampiri penakut yang tidak berani mengambil konsekuensi.

  ( Jawaharlal Nehru) Konsentrasikan pikiran Anda pada sesuatu yang Anda lakukan Karena sinar matahari juga tidak dapat membakar sebelum difokuskan.

  (Alexander Graham Bell)

  PERSEMBAHAN Skripsi ini saya persembahkan untuk :

• * Kedua orang tua, Bpk Warsito dan Ibu Satini, Mbak Tatik, Mbak Lilis,Dedi *Bu Esti dan Pak Wiharto atas arahan dan bimbingannya..
• * Didit, Adit, Aniq, Imam, Gilang, Linggar, Yahya terima kasih sudah mau berbagi ilmu..,

• * Buat Adha Nurjanah yang sabar menyemangati saya untuk menyelesaikan skripsi ini,,,

KATA PENGANTAR

  Puji syukur kepada Allah SWT atas segala limpahan rahmat dan karunia- Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi. Sholawat dan salam senantiasa penulis haturkan kepada Rasulullah SAW sebagai pembimbing seluruh umat manusia.

  Skripsi ini tidak akan selesai tanpa adanya bantuan dari banyak pihak, karena itu penulis menyampaikan terima kasih kepada :

  1. Bapak Prof. Ir. Ari Handono Ramelan, M.Sc., Ph.D. selaku Dekan FMIPA UNS,

  2. Ibu Umi Salamah, S.Si., M.Kom. selaku Ketua Jurusan Informatika FMIPA UNS,

  3. Ibu Esti Suryani, S.Si., M.Kom. selaku Dosen Pembimbing I yang penuh kesabaran membimbing, mengarahkan, dan menanti selama satu tahun lebih kepada penulis untuk menyusun skripsi ini,

  4. Bapak Wiharto, S.T., M.Kom. selaku Dosen Pembimbing II yang penuh kesabaran membimbing, mengarahkan, dan memberi motivasi kepada penulis selama proses penyusunan skripsi ini,

  5. Bapak dan Ibu dosen serta karyawan di Jurusan Informatika FMIPA UNS yang telah mengajar penulis selama masa studi dan membantu dalam proses penyusunan skripsi ini,

  6. Kedua orang tua tercinta, untuk setiap kasih sayang, motivasi dan pengorbanan yang tak terhingga jumlahnya serta yang selalu mendoakan penulis setiap saat,

  7. Kakak-kakak dan adik-adikku yang senantiasa menjadi motivasi penulis untuk menyusun skripsi ini,

  8. Kakak Tingkat Informatika 2007, yang telah bersedia membagikan hasil penelitiannya kepada penulis,

  9. Sahabat-sahabat Informatika 2008, yang telah menjadi teman sharing dalam segala hal serta memberi motivasi kepada penulis untuk menyusun skripsi ini,

  10. Adha Nurjanah yang sabar dan senantiasa memberikan support dan mengingatkan kepada penulis untuk menyelesaikan skripsi ini, Semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi pembaca umumnya dan mahasiswa Informatika pada khususnya.

  Surakarta, Mei 2014 Hermanto

  IDENTIFICATION OF PULMONARY TUBERCULOSIS DISEASES USING TEMPLATE MATCHING METHOD BASED ON THORACIC ROENTGEN

  IMAG E HERMANTO Department of Informatic. Mathematic and Science Faculty.

  Sebelas Maret University ABSTRACT

  Pulmonary tuberculosis is an infectious disease in the lungs caused by

Mycobacterium tuberculosis. This is the number one cause of death in the group

of infectious diseases. Photos chest roentgen can be consideredas one of the

diagnosis of pulmonary tuberculosis. This diagnosis depends on the results of the

chest roentgen readings which are influenced by several factors such as an

individual factor and experiences of a doctor. The individual factor is the

sharpness of the eyes. The development of advanced science, these shortcomings

can be resolved using template matching method. This method is one of the

methods of image processing.

  Template Matching method is a method of pattern recognition process,

This method is done by comparing two patterns, i.e.,the patterns that exist in the

document and the pattern on the template. This method looks for patterns that

have the greatest similarity with the template values. Image Roentgen of

Pulmonary tuberculosis is processed using pre-processing method which includes

cropping, contrast enhancement, binerisasi, and scaling, then the results are

processed using integral projections. The results of integral projections used to

calculate the percentage of similarity between the test sample with a reference

pattern templates. The percentage of similarity calculated by the method of

Normalized Cross Correlation. If the percentage of greatest similarity matched

with the template of pulmonary tuberculosis, then the results of identification is

pulmonary tuberculosis, if it does not match, then the identification result is

normal.

  The results of this research is that the Template Matching methods can be

applied to identify pulmonary tuberculosis by the percentage of success in the

testing of the 10 templates by 60% with the biggest average similarity percentage

is 51.46%, whereas in the testing of 20 templates generates the percentage of

success is 75% with the biggest average similarity percentage is 73.93%.

  Keywords: Pulmonary Tuberculosis, Integral Projection, Template Matching Hasil dari pengujian dapat disimpulkan bahwa metode Template Matching dapat di lkan bahwa metode Template Matching dapat di

  

IDENTIFIKASI PENYAKIT TUBERKULOSIS PARU DENGAN METODE

TEMPLATE MATCHING BERDASARKAN CITRA RONTGEN TORAKS HERMANTO

  Jurusan Informatika. Fakultas MIPA. Universitas Sebelas Maret

  ABSTRAK

  Tuberkulosis paru merupakan penyakit infeksi menular pada organ paru- paru yang disebabkan oleh Mycobacterium Tuberculosis. Tuberkulosis paru merupakan penyebab kematian nomor satu pada golongan penyakit menular. Foto rontgen toraks menjadi salah satu hal yang perlu dipertimbangkan pada diagnosis tuberkulosis paru. Hasil diagnosis Tuberkulosis paru tergantung dari hasil pembacaan foto rontgen toraks tersebut, dimana dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya faktor individu yaitu ketajaman mata dan pengalaman dari seorang dokter. Perkembangan ilmu pengetahuan yang semakin maju saat ini, kekurangan- kekurangan tersebut dapat teratasi salah satunya menggunakan pengolahan citra dengan metode Template Matching.

  Metode Template Matching merupakan proses pengenalan pola dengan cara membandingkan pola yang ada pada dokumen dengan pola pada template, untuk mencari pola yang memiliki nilai kemiripan terbesar dengan template. Citra rontgen Tuberkulosis paru diproses menggunakan metode pre-processing yang meliputi cropping, peningkatan kontras, binerisasi, dan penskalaan, kemudian hasilnya diproses menggunakan integral proyeksi. Hasil dari integral proyeksi digunakan untuk menghitung prosentase kemiripan antara sampel uji dengan template pola acuan. Prosentase kemiripan dihitung dengan metode

  

Normalized Cross Corelation . Jika Prosentase kemiripan terbesarnya sesuai

  dengan template Tuberkulosis paru maka hasil identifikasinya adalah tuberkulosis paru, jika tidak maka hasil identifikasinya adalah normal.

  Hasil dari pengujian dapat disimpulkan bahwa metode Template Matching dapat diterapkan untuk mengidentifikasi penyakit Tuberkulosis paru dengan prosentase keberhasilan pada pengujian 10 template sebesar 60% dengan rata-rata prosentase kemiripan terbesar 51,46% sedangkan pada pengujian 20 template menghasilkan prosentase keberhasilan sebesar 75% dengan rata-rata prosentase kemiripan sebesar 73,93%.

  Kata Kunci : Tuberkulosis Paru, Integral Proyeksi, Template Matching

  DAFTAR ISI

  PERSETUJUAN................................................................................................... i PENGESAHAN................................................................................................... ii MOTTO..............................................................................................................iii PERSEMBAHAN............................................................................................... iv KATA PENGANTAR ......................................................................................... v

  ABSTRACT ........................................................................................................ vii

  ABSTRAK ....................................................................................................... viii DAFTAR ISI ...................................................................................................... ix DAFTAR TABEL .............................................................................................. xi DAFTAR GAMBAR .........................................................................................xii DAFTAR LAMPIRAN..................................................................................... xiv DAFTAR SIMBOL DAN SINGKATAN........................................................... xv

  BAB I PENDAHULUAN ................................................................................... 1

  1.1 Latar Belakang Masalah......................................................................... 1

  1.2 Rumusan Masalah.................................................................................. 3

  1.3 Batasan Masalah .................................................................................... 3

  1.4 Tujuan Penelitian................................................................................... 3

  1.5 Manfaat Penelitian ................................................................................. 3

  1.6 Sistematika Penulisan ............................................................................ 4

  BAB II TINJAUAN PUSTAKA .......................................................................... 5

  2.1 Landasan Teori ...................................................................................... 5

  2.1.1 Foto Rontgen .................................................................................. 5

  2.1.2 Citra Rontgen Paru-Paru ................................................................. 5

  2.1.3 Citra Paru-Paru Normal .................................................................. 6

  2.1.4 Tuberkulosis Paru (TB Paru)........................................................... 7

  2.1.5 Pengolahan Citra ............................................................................ 9

  2.1.6 Peningkatan Kontras ..................................................................... 13

  2.1.7 Binerisasi...................................................................................... 14

  2.1.8 Penskalaan.................................................................................... 15

  2.1.9 Cropping ...................................................................................... 15

  3.7 Perhitungan Prosentase Keberhasilan Hasil Penelitian.......................... 36

  5.1 Kesimpulan.......................................................................................... 57

  BAB V PENUTUP ............................................................................................ 57

  4.5.2 Analisis Pengujian Berdasarkan Prosentase Kemiripan ................. 53

  4.5.1 Analisis Pengujian Berdasarkan Prosentase Keberhasilan ............. 47

  4.5 Analisis Pengujian ............................................................................... 47

  4.4 Hasil Pengenalan Pola (Template Matching) ........................................ 46

  4.3 Hasil Ekstraksi Ciri .............................................................................. 40

  4.2 Hasil Pre-Processing ........................................................................... 37

  4.1 Hasil Akuisisi Citra.............................................................................. 37

  BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................ 37

  3.6 Pengujian Hasil Identifikasi Tuberkulosis Paru .................................... 35

  2.1.10 Integral Proyeksi........................................................................... 16

  3.5 Pengenalan Pola (Template Matching) ................................................. 34

  3.4 Pembuatan Template Pola Acuan ......................................................... 33

  3.3 Ekstraksi Ciri (Feature Extraction) ...................................................... 33

  3.2 Pre-processing ..................................................................................... 26

  3.1 Akuisisi Citra....................................................................................... 26

  BAB III METODE PENELITIAN ..................................................................... 25

  2.3 Kerangka Pemikiran ............................................................................ 23

  2.2 Penelitian yang Terkait ........................................................................ 21

  2.1.12.1. Normalized Cross Corelation .................................................... 20

  2.1.12 Pencocokan Model (Template Matching) ..................................... 18

  2.1.11 Pengenalan Pola............................................................................ 17

  5.2 Saran ................................................................................................... 57 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 58 LAMPIRAN ...................................................................................................... 60

  DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Contoh Matrik 20x20 Citra Rontgen Toraks ....................................... 41Tabel 4.2 Contoh Hasil Ekstraksi Ciri Template Tuberkulosis Paru.................... 44Tabel 4.3 Contoh Hasil Ekstraksi Ciri Template Normal.................................... 44Tabel 4.4 Contoh Hasil Ekstraksi Ciri Sampel Uji Tuberkulosis Paru................. 45Tabel 4.5 Contoh Hasil Ekstraksi Ciri Sampel Uji Normal ................................. 45Tabel 4.6 Prosentase Keberhasilan Citra Rontgen Normal 10 Template.............. 47Tabel 4.7 Prosentase Keberhasilan Citra Rontgen Normal 20 Template.............. 48Tabel 4.8 Perbandingan Prosentase Keberhasilan Normal .................................. 49Tabel 4.9 Prosentase Keberhasilan Citra Rontgen TB Paru 10 Template ............ 50Tabel 4.10 Prosentase Keberhasilan Citra Rontgen TB Paru 20 Template........... 51Tabel 4.11 Perbandingan Prosentase Keberhasilan TB Paru ............................... 52Tabel 4.12 Prosentase Kemiripan TB paru ......................................................... 53Tabel 4.13 Prosentase Kemiripan Normal .......................................................... 54

  DAFTAR GAMBAR