ANALISIS DAN DESAIN APLIKASI TEXT-TO-SPEECH CONVERTER BERBAHASA INDONESIA DENGAN PENDEKATAN BACKPROPAGATION DAN N-GRAM - Binus e-Thesis
Universitas Bina Nusantara
Jurusan Teknik Informatika Program Studi Teknik Informatika
Skripsi Sarjana Komputer Semester Ganjil tahun 2006/2007
ANALISIS DAN DESAIN APLIKASI
TEXT-TO-SPEECH CONVERTER
PENDEKATAN BACKPROPAGATION DAN N-GRAM
Lenny Kuspono 0700680173
Ronald Kalianda 0700691076
Johannes Jerrico 0700703864
AbstrakKemampuan mesin untuk dapat berbicara sebagai manusia (Speaking Machine) akan sangat membantu kehidupan manusia. Berbagai pekerjaan dapat dimudahkan dan informasi dapat disebarkan secara mudah dan luas. Masalah yang muncul tanpa adanya kemampuan mesin untuk berbicara terdapat pada berbagai bidang salah satunya pada bidang pendidikan, sulitnya mempelajari suatu bahasa dengan mudah apabila tidak memiliki contoh pengucapan yang benar. Untuk memecahkan masalah tersebut, dapat digunakan sebuah aplikasi Text-to-Speech (TTS) yang dapat mengucapkan apa yang dituliskan dalam aplikasi tersebut. Dalam pembuatan TTS, salah satu masalah yang dihadapi terletak pada banyaknya pengucapan kata yang berbeda pada rangkaian huruf yang sama. Selain itu, pengucapan kata dapat berbeda meskipun memiliki rangkaian huruf yang sama yang dipengaruhi oleh unsur kontekstual dari kalimat tersebut. Tujuan dari penelitian ini adalah merancang suatu aplikasi TTS berbahasa Indonesia yang dapat mengenali pengucapan kata-kata baru dan mampu mengucapkan kata homograf dengan benar sesuai dengan konteks kalimatnya. Metode yang digunakan untuk mengenali fonem yang tepat yaitu backpropagation dan pengenalan kontekstual menggunakan pendekatan N-Gram. Studi pustaka dilakukan dengan mencari sumber bacaan dari buku dan artikel-artikel hasil penelitian melalui internet. Kesimpulan dari penelitian ini adalah dengan menggunakan metode pendekatan intelegensia semu dapat dibuktikan bahwa kemampuan TTS untuk mengenali pengucapan kata dapat bersifat dinamis dan menyerupai pola pikir manusia.
Kata Kunci
Speaking machine, Text-to-Speech, backpropagation, N-gram, Bahasa Indonesia, fonem,
kontekstual
PRAKATA
Puji dan syukur penulis haturkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas kasih karunia-Nya yang telah membimbing penulis sehingga dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul ”Analisis dan Desain Aplikasi Text-to-Speech Converter Berbahasa Indonesia dengan Pendekatan Backpropagation dan N-Gram”
Skripsi ini disusun dalam rangka memenuhi persyaratan untuk kelulusan studi Strata-1 (S1) pada jurusan Teknik Informatika Universitas Bina Nusantara.
Penyusunan skripsi ini tidak akan selesai tanpa adanya bantuan dari banyak pihak yang telah memberikan dukungan secara langsung maupun tidak langsung agar proses penulisan bisa berjalan dengan baik. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Prof. Dr. Gerardus Polla, M.App.Sc., selaku Rektor Universitas Bina Nusantara yang telah memberi banyak kepercayaan dan kesempatan untuk menyelesaikan skripsi ini;
2. Bapak Fredy Purnomo, S.Kom., M.Kom., selaku Sekretaris Jurusan Teknik Informatika yang telah memberikan ide dan dukungan dalam pembuatan skripsi ini;
3. Bapak Ir. Sablin Yusuf, M.Sc.,M.Comp.Sc, selaku Dekan Fakultas Ilmu Komputer Universitas Bina Nusantara yang telah menyediakan fasilitas- fasilitas sehingga kami dapat menyelesaikan skripsi ini sebagaimana mestinya.
4. Bapak Mohammad Subekti, BE.,M.Sc., selaku Ketua jurusan Teknik Informatika yang telah memberikan kepercayaan dan kesempatan bagi penulis untuk menyelesaikan skripsi ini.
5. Bapak Diaz D. Santika, Ir., M.Sc, selaku dosen pembimbing yang telah banyak memberikan pengarahan dan meluangkan waktu, dukungan moril, saran serta bimbingan yang sangat berarti kepada penulis; 6. Bapak Arry Akhmad Arman, selaku peneliti dan dosen di Departemen
Teknik Elektro Institut Teknologi Bandung, yang telah mengizinkan penulis menggunakan data buatannya dan memberikan beberapa pengarahan kepada penulis; 7. Staff PSP serta rekan-rekan di UPT Piranti Lunak Universitas atas bantuan fasilitas dan dukungan moril selama ini;
8. Keluarga dan sahabat yang telah memberikan dukungan dan motivasi bagi penulis dalam menyelesaikan skripsi ini;
9. Pihak-pihak lain yang telah turut membantu dalam proses pembuatan skripsi ini baik secara langsung maupun tidak langsung.
Penulis sadar bahwa hasil penelitian maupun penulisan tugas akhir ini masih jauh dari sempurna dan sangat mengharapkan berbagai kritik dan saran yang membangun dari seluruh pembaca. Akhir kata, penulis berharap agar skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang membutuhkannya. Terima Kasih.
Jakarta, Januari 2007 Penulis
DAFTAR ISI
Halaman Judul Luar ............................................................................................................i Halaman Judul Dalam ....................................................................................................... ii Halaman Persetujuan Hardcover ..................................................................................... iii Halaman Pernyataan Dewan Penguji ................................................................................iv Abstrak ...............................................................................................................................v Prakata...............................................................................................................................vi Daftar Isi ........................................................................................................................ viii Daftar Tabel ......................................................................................................................xi Daftar Gambar................................................................................................................. xii Daftar Lampiran ..............................................................................................................xiv
BAB 1 PENDAHULUAN ............................................................................................1
1.1 Latar Belakang Masalah........................................................................1
1.2 Ruang lingkup .......................................................................................2
1.3 Tujuan dan Manfaat ..............................................................................3
1.4 Metodologi ............................................................................................4
1.5 Sistematika Penulisan ...........................................................................5
BAB 2 LANDASAN TEORI .......................................................................................8
2.1 Intelegensia Semu .................................................................................8
2.1.1 Pengertian IS ............................................................................8
2.1.2 Dasar–Dasar IS.........................................................................9
2.1.3 Perkembangan IS ...................................................................11
2.1.4 Implementasi IS .....................................................................13
2.2 Jaringan Syaraf Tiruan ........................................................................14
2.2.1 Model–model Neuron ............................................................16
2.2.2 Tipe–tipe Fungsi Aktivasi ......................................................18
2.2.3 Single-Layer Perceptrons.......................................................22
2.2.4 Perceptron..............................................................................22
2.2.5 Multilayer Perceptron............................................................24
2.2.6 Back-propagation...................................................................25
2.2.7 Fungsi aktivasi .......................................................................28
2.2.8 Model Pelatihan Jaringan Syaraf Tiruan................................31
2.2.9 Kriteria Pemberhentian ..........................................................32
2.3 Penggenerasian Suara Manusia...........................................................32
2.4 Bunyi Bahasa dan Tata Bahasa Baku dalam Bahasa Indonesia..........33
2.4.1 Vokal dan Konsonan ..............................................................34
2.4.2 Diftong ...................................................................................34
2.4.3 Gugus Konsonan ....................................................................35
2.4.4 Fonem.....................................................................................35
2.4.5 Grafem ...................................................................................36
2.4.6 Intonasi dan Ritme .................................................................36
2.4.7 Afiks / Imbuhan .....................................................................38
2.4.8 Urutan Afiks...........................................................................40
2.5 Text-to-speech .....................................................................................41
4.1.3 Rencana Implementasi ........................................................117
3.7 Penggenerasian Suara........................................................................103
3.8 Diagram Perancangan .......................................................................104
3.8.1 Proses Kerja Aplikasi............................................................104
3.8.2 Perancangan Layar Aplikasi .................................................111
BAB 4 IMPLEMENTASI DAN EVALUASI .......................................................116
4.1 Implementasi Aplikasi ......................................................................116
4.1.1 Perangkat Lunak .................................................................116
4.1.2 Perangkat Keras ..................................................................116
4.1.4 Implementasi Tampilan Layar ............................................118
3.5 Penentuan Prosodi.............................................................................100
4.2 Evaluasi Hasil Pengujian...................................................................121
4.2.1 Pengujian Metode Representasi Input.................................122
4.2.2 Pengujian Jumlah Layer dan Node .....................................124
4.2.3 Pengujian Pengenalan Fonem .............................................127
4.2.4 Pengujian Analisa Kontekstual ...........................................132
4.3 Batasan Sistem ..................................................................................134
BAB 5 SIMPULAN DAN SARAN.........................................................................135
5.1 Simpulan ...........................................................................................135
3.6 Penulisan File Input ..........................................................................102
3.4.10 Pengenalan Input...................................................................97
2.5.1 Pengertian Text-to-speech ......................................................41
3.2 Usulan Pemecahan Masalah................................................................63
2.5.2 Sejarah Text-to-speech ..........................................................42
2.5.3 Tahapan-tahapan Text-to-speech...........................................47
2.6 Pengenalan kontekstual.......................................................................52
2.7 N-Gram ...............................................................................................53
2.8 Model Perancangan Aplikasi ..............................................................57
2.9 State Transition Diagram....................................................................59
BAB 3 ANALISIS DAN PERANCANGAN............................................................59
3.1 Analisis Permasalahan ........................................................................62
3.3 Analisis Data yang Dibutuhkan ..........................................................64
3.4.9 Proses Training .....................................................................96
3.4 Analisis dan Perancangan Modul........................................................65
3.4.1 Normalisasi Teks...................................................................66
3.4.2 Pengenalan Kontekstual ........................................................75
3.4.3 Pemisahan Kata Dasar...........................................................80
3.4.4 Penggenerasian Fonem..........................................................84
3.4.5 Alfabet dan Fonem................................................................85
3.4.6 Inisialisasi Neural Network...................................................86
3.4.7 Representasi Node Input .......................................................88
3.4.8 Representasi Node Output ....................................................93
5.2 Saran..................................................................................................136
...................................................................................................137
DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR RIWAYAT HIDUP ....................................................................................139
LAMPIRAN ................................................................................................................... L1
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Rangkaian Afiks.............................................................................................40Tabel 2.2 Contoh Pemodelan Bigram ............................................................................54Tabel 3.1 Daftar Singkatan ............................................................................................74Tabel 3.2 Tabel Transisi dan Emis.................................................................................77Tabel 3.3 Daftar Alfabet dan Fonem..............................................................................85Tabel 3.4 Daftar Input Node ..........................................................................................89Tabel 3.5 Daftar Fonem .................................................................................................93Tabel 4.1 Hasil Pengujian Node pada Hidden Layer...................................................125Tabel 4.2 Hasil Pengujian Kontekstual........................................................................133
DAFTAR GAMBAR