ROBOT SATPAM PLUS PELAYAN
PKMT-1-7-1
ROBOT SATPAM PLUS PELAYAN (ROBOT S+P) SEBUAH
SISTEM PENGAMAN DAN PELAYANAN DENGAN PROGRAM
YANG MAMPU MEMBANDINGKAN KAPASISTAS GAMBAR
PEMOTRETAN DIGITAL
Rohmadi, Lasimin, Ihsan Hakim
Jurusan Teknik Elektro, Universitas Negeri Semarang, Semarang
ABSTRAK
Sistem keamanan ruangan dengan tingkat keamanan tinggi memerlukan
keandalan dan ketelitian tinggi. Sistem keamanan yang sudah ada masih memiliki
kelemahan yang masih memberi peluang bahaya. Gambaran di atas memunculkan kebutuhan sebuah sistem pengawasan sepanjang waktu (real time) yang
dapat mendeteksi keadaan bahaya dari obyek yang diawasi dan mampu
melakukan tindakan penga-manan secara otomatis dengan menyalakan alarm,
memanggil pihak berwenang dan merekam gambar penjahat ketika kejahatan
berlang-sung sebagai barang bukti.
Konsep pendeteksian obyek menggunakan metode pengurangan antara latar
belakang (background) dan latar depan (foreground). Komponen citra yang
dibandingkan adalah intensitas piksel pada titik-titik yang sama dari dua buah
citra yang diambil pada waktu yang berbeda. Hasil perbandingan akan
dibandingkan dengan nilai ambang untuk menentukan apakah dua buah citra
berbeda atau tidak. Jika berbeda maka dapat diasumsikan obyeknya juga berbeda
(berubah). Perbedaan yang diketahui akan dijadikan tolok ukur untuk melakukan
pengamanan berupa pengaktifan alarm, pengiriman laporan singkat lewas SMS,
pemanggilan nomer HP, dan perekaman gambar obyek selama terjadi
perubahan. Sistem akan mengaktifkan pelayanan berupa pemutaran musik,
menghidupkan lampu ketika mengenali nomer HP yang masuk ke sistem.
Dari hasil data yang diperoleh setelah dianalisis secara deskriptif, sistem
menggunakan webcam Logitec QuickCam Messenger 320 x 240 piksel mampu
mendeteksi perubahan pada jarak jangkauan 4,2 meter dengan sudut ± 450.
Sistem dapat digunakan untuk mengawasi dan mengamankan obyek secara waktu
nyata (real time). Sistem dapat melakukan tindakan pengawasan dan
pengamanan sesuai yang dirancang sebelumnya. Sistem mampu merekam obyek
yang bergerak pada area pengawasan.
Kata Kunci: Citra digital, piksel, handphone dan sistem pengaman .
PENDAHULUAN
Rumah atau ruangan yang ditinggal pemiliknya ketika malam tiba
membutuhkan pengawas yang dapat mengawasi keadaan setiap saat dan dapat
melakukan tindakan pengamanan ketika terjadi sesuatu hal yang tidak diinginkan
(bahaya). Sejauh ini manusia yang dilengkapi sistem pengawas dengan sejumlah
CCTV (Closed Circuit Television) dan sistem pendeteksi gerakan Pasive Infra
Red (PIR) menjadi teknologi yang diunggulkan. Sistem demikian sejauh ini masih
PKMT-1-7-2
memiliki kelemahan yang dapat memungkinkan sistem menjadi sebuah sistem tak
berguna ketika terjadi suatu bahaya.
Gambaran di atas memunculkan kebutuhan sebuah sistem pengawasan
sepanjang waktu (real time) yang dapat mendeteksi keadaan bahaya dari obyek
yang diawasi dan mampu melakukan tindakan pengamanan secara otomatis
dengan menyalakan alarm, memanggil pihak berwenang dan merekam gambar
penjahat ketika kejahatan berlangsung sebagai barang bukti.
Penelitian ini diharapkan dapat mewujudkan sebuah sistem pengaman yang
mampu mengawasi sepanjang waktu dan secara otomatis mampu menganalisis
keadaan termasuk bahaya atau tidak dan mampu melakukan tindakan pengamanan
sesuai dengan pengaturan yang ditentukan sebelumnya. Manfaat lain adalah dapat
menjadi salah satu referensi dari disiplin ilmu pengolahan citra.
METODE PENELITIAN
Citra Digital
Sebuah citra digital A(m,n) dideskripsikan dalam sebuah bidang 2D analog
yang diperoleh dari sebuah citra analog A(x,y) pada sebuah bidang 2D kontinyu
dari proses pencuplikan setiap periode yang telah didigitalisasi. Citra kontinyu 2D
A(x,y) dibagi menjadi N baris dan M kolom, dimana pada titik potong keduanya
disebut sebagai piksel.
Baris
Kolom
Nilai =
A(x,y)
Gambar 1. Komponen citra digital.
Pengolahan Citra dan Operasi Pengolahan Citra
Karena berbentuk data numeris, maka citra digital dapat diolah dengan
komputer. Suatu citra digital melalui pengolahan citra digital (digital image
processing) menghasilkan citra digital yang baru, termasuk di dalamnya adalah
perbaikan citra (image restoration) dan peningkatan kualitas citra (image
enhancement). Sedangkan analisis citra digital (digital image analysis)
menghasilkan suatu keputusan atau suatu data (2).
Citra digital direpresentasi-kan dalam sebuah matrik. Operasi pada citra
digital pada dasarnya adalah memanipulasi elemen-elemen matriks. Elemen
matriks yang dimanipulasi dapat berupa elemen tunggal (sebuah piksel),
sekumpulan elemen yang berdekatan, atau keseluruhan elemen matrik. Dari uraian
di atas dapat disimpulkan bahwa citra digital merupakan data numeris yang dapat
diolah oleh sebuah komputer untuk mendapatkan informasi yang ada padanya.
PKMT-1-7-3
Nilai intensitas u suatu piksel diubah dengan transformasi h menjadi nilai
intensitas baru v:
u , v ∈ [0, L] ......................................................................... (1)
v = h (u )
Contoh operasi titik berdasarkan intensitas adalah operasi pengambangan
(thresholding). Pada operasi pengambangan, nilai intensitas piksel dipetakan ke
salah satu dari dua nilai, a 1 atau a 2, berdasarkan nilai ambang (threshold) T:
f (x, y) < T
ۓa 1 ,
'
f ( x, y) = ۔
.................................................................. (2)
f ( x, y) ≥ T
ەa 2 ,
Jika a 1 = 0 dan a 2 = 1, maka operasi pengambangan mentransfor-masikan citra
hitam-putih ke citra biner.
Video Digital
Video digital pada dasarnya tersusun atas serangkaian frame. Rangkaian
frame tersebut ditampilkan pada layar dengan kecepatan tertentu, bergantung pada
laju frame yang diberikan. Jika laju frame cukup tinggi, mata manusia tidak dapat
menangkap gambar per frame, melainkan menangkapnya sebagai rangkaian yang
kontinyu.
Gambar 2. Rangkaian frame
Masing-masing frame merupakan image digital. Suatu image digital
direpresentasikan dengan sebuah matriks yang masing-masing elemennya
merepresentasikan nilai intensitas. Karakteristik suatu video digital ditentukan
oleh resolusi (resolution) atau dimensi frame (frame dimention), kedalaman piksel
(pixeldepth), dan laju frame (frame rate).
Representasi Citra
Pada video digital, umumnya data video dipisahkan menjadi kom-ponenkomponen, baik komponen warna maupun komponen kecerahan. Penyajian
semacam ini disebut komponen video. Pada komponen video, tiap komponen
dipisahkan dengan cara tertentu. Beberapa cara pemisahan komponen tersebut
adalah RGB, YUV dan YIQ (14).
RGB
Data video dapat dipisahkan menjadi komponen-komponen untuk masingmasing warna, yaitu merah (red), hijau (green) dan biru (blue). Warna tiap piksel
ditentukan oleh kombinasi intensitas dari masing-masing komponen warna.
Sebagai contoh, pada RGB 24 bit, masing-masing komponen warna dinyatakan
PKMT-1-7-4
dalam 8 bit atau 256 level. Warna biru langit, direpresentasikan dengan R=181,
G=189, B=249.
YUV
Pemisahan komponen tidak hanya dilakukan dengan pemisahan warna
namun dapat juga dilakukan dengan memisahkan menurut kom-ponen kecerahan
(illuminate) dan komponen warna (crominance). Pada format PAL, sinyal
kecerahan dinya-takan dengan Y, sedangkan dua sinyal warna dinyatakan dengan
U dan V. Masing-masing komponen tersebut diperoleh dengan mentransformasikan RGB dengan rumus:
Y = 0,299 R + 0,587 G + 0,114 B
U = (B – Y) x 0,493
V = (R – Y) x 0,877 ................................................................................ (3)
YIQ
Pemisahan sinyal video menjadi komponen kecerahan dan komponen warna
dapat dilakukan juga sesuai dengan format NTSC, komponen kecerahan
dinyatakan dengan Y, dan dua komponen warna dinyatakan dengan I dan Q.
Masing-masing komponen tersebut diperoleh dengan mentransformasikan RGB
dengan rumus:
Y = 0,299R+0,587G+0,114B
I = 0,596R–0,275G–0,321B
Q = 0,212R–0,523G–0,311B ................................................................... (4)
Metode Penelitian
Metode penulisan yang digu-nakan metode kepustakaan dan percobaan
laboratorium. Studi kepustakaan dilakukan untuk mencari materi yang
mendukung dan sesuai dengan yang dibahas, disamping sebagai bahan
perbandingan landasan teori dari software yang dibuat, se-dangkan percobaan
dilaboratorium dilakukan untuk menguji cara kerja sebenarnya dari sistem dan
kemungkinan perbaikan dan perubahan materi.
Desain Eksperimen
Dalam metode eksperimen, pola yang digunakan merupakan pola atau
desain eksperimen the one shot case study (10). Eksperimen the one shot case
study merupakan penelitian model sekali tembak, yaitu perlakuan yang dilakukan
pada suatu kelompok unit percobaan tertentu, dan kemu-dian diadakan analisis.
Desain the one shot case study memiliki pola XO, dengan X adalah perlakuan
atau treatment dan O adalah post test.
Tabel 1. Desain eksperimen the one shot case study
X
Unit eksperimen yang diubah-ubah lingkungan
objeknya
O
Pengujian hasil berdasarkan perencanaan
dan pembuatan alat.
Teknik Pengumpulan Data
Pada penelitian ini untuk mendapatkan data dengan cara mengukur jarak
dan sudut jangkauan yang masih dapat dideteksi oleh sistem. Percobaan dilakukan
PKMT-1-7-5
dengan berbagai cara memasuki daerah pengawasan dan berbagai posisi objek,
sehingga didapatkan tingkat kepekaan sistem untuk merespon objek asing yang
memasuki daerah pengawasan.
Analisis Data
Data yang didapat akan dibandingkan dengan pengawasan visual yang
menggunakan metode pendeteksian gerak dengan pengawasan yang dilakukan
secara manual, perlu dilakukan analisis data. Pada penelitian ini untuk mengetahui
keandalan dari sistem pengawasan apakah mampu bekerja baik, maka digunakan
analisis data deskritif yaitu dengan melakukan interpretasi dari hasil data yang
didapatkan dengan perencanaan awal. Apabila terjadi penyimpangan maka
dilakukan identifikasi dari penyimpangan tersebut.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Spesifikasi Hardware
Karena sistem beroperasi dengan operasi-operasi citra yang membutuhkan
kemampuan komputer yang lebih, agar program dapat berjalan dengan lancar,
dibutuhkan spesifikasi peralatan standar yang harus digunakan. Adapun
spesifikasi peralatan minimal yang dibutuhkan untuk menjalankan program ini
adalah:
a. Spesifikasi hardware minimum yang direkomendasikan:
1). CPU Pentium IV 1,8 MHz
2). Monitor SVGA dengan memori
3). Memori SDRAM 256 Mbyte
4). Hardisk 10 Gbyte
5). Kamera, dapat berupa:
(a). Kamera digital (dapat berupa webcam)
(b). Kamera CCTV dan video card capture dan kabel koaksial
6). Port paralel
7). Port serial
b. Spesifikasi software yang diperlukan:
1). Sistem Operasi Win9x
2). Driver kamera yang digunakan
3). Program pengawas dan pendeteksi gerakan
PKMT-1-7-6
Data Perubahan Piksel dan Tanggapan Sistem
Perubahan Piksel
Rekaman Perubahan Piksel dan Status Keadaan
Nilai Ambang
Keadaan
5,00
1
0,9
0,8
0,7
3,00
0,6
0,5
2,00
0,4
Nilai Ambang
% perubahan pikse
4,00
0,3
0,2
1,00
0,1
0,00
0
1
2 3
4 5
6 7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39
40
Waktu (t)
Gambar 3. Grafik hasil rekaman perubahan piksel.
Grafik di atas adalah hasil rekaman perubahan ketika sistem diuji coba mengawasi
sebuah ruangan dengan luas 5 x 7 meter. Kamera yang digunakan adalah Logitech
QuickCam Messenger 320 x 240 piksel.
Hasil Perekaman Gambar
Berikut adalah hasil perekaman gambar yang diambil ketika sistem diuji coba
menggunakan tiga macam kamera.
Menggunakan Kamera Handycam
Gambar 3. Hasil rekaman menggunakan handycam
Menggunakan Kamera CCTV
Gambar 4. Hasil rekaman menggu nakan CCT
PKMT-1-7-7
Menggunakan Kamera Webcam
Gambar 5. Hasil rekaman menggunakan webcam.
Gambar-gambar tersebut di atas adalah hasil rekaman ketika sistem diuji coba
untuk mengawasi dan mengamankan sebuah area. Rekaman gambar tersebut
diambil ketika terjadi gerakan.
Jangkauan Webcam
Gambar 6. Daerah yang dapat dijangkau Webcam Logitech QuickCam Messenger
Tampilan Porgram (Software) Sistem
(a)
(b)
(c)
Gambar 7. Gambar tampilan pada software aplikasi sistem, (a)form utama
program, (b)form pengatura kamera, dan (c)form pengaturan relay output.
PKMT-1-7-8
Pembahasan
Rekaman gambar yang terdapat pada gambar 5 adalah hasil pengambilan
menggunakan kamera webcam Logitech QuickCam Messenger 320 x 240 piksel.
Gambar diambil pada jarak 7,5 meter dapat memantau pada jarak terjauh daerah
selebar 4,2 meter.
Kecepatan pengambilan gambar dan analisis keadaan yang dapat dilakukan
oleh sistem untuk menentukan keadaan dan mengamankan obyek dapat dihitung
sebagai berikut:
Kecepatan pengambilan gambar: 30 frame/detik
1
• Analisis per frame = detik/frame
30
= 33,33 milidetik/frame
• kecepatan pengiriman laporan pesan singkat Nokia 5110 = 3 – 7 detik
• pengaktifan alarm dan peralatan lain < 1detik
Dari perhitungan di atas dapat diketahui bahwa untuk mengambil gambar,
menganalisis keadaan dan melaporkan keadaan ketika terjadi bahaya dapat
dilakukan oleh sistem paling cepat:
Waktu = (pengambilan frame + analisis) + pengiriman laporan + pengaktifan
alarm
= 33,33 milidetik + 3 detik + 1 detik
= 4 detik 33,33 milidetik
Dari hasil rekaman ketika pengujian sistem diketahui bahwa dalam satu
detik sistem mampu merekam gambar sebanyak 13 frame/detik.
Hasil sampling tiap detik rekaman perubahan piksel dan prosentase
perubahan piksel yang memperlihatkan terjadinya bahaya dapat dilihat gambar 3.
Data menunjukkan sistem akan menghitung secara periodik perubahan piksel dari
citra yang diambil kamera. Hasil perhitungan perubahan piksel akan dibandingkan
dengan nilai ambang yang telah ditetapkan sebelumnya. Ketika presentase
perubahan piksel melebihi nilai ambang, sistem akan mengkategorikan keadaan
bahaya. Sebaliknya jika presentase perubahan piksel kurang dari atau sama
dengan nilai ambang, maka keadaan dikategorikan aman. Lebih jelas dapat dilihat
pada contoh perhitungan dibawah ini:
Pada detik ke-1:
Jumlah perubahan piksel= 27 titik
Total sampling piksel= 3072 titik
Didapat dari: citra disampling ke arah kolom =
640
= 64
10
480
= 48
10
Sehingga total sampling = 64 x 48 = 3072 titik
27 titik
%=
x100 = 0,88%
3072 titik
Nilai ambang (Threshold) ditentukan = 0,03 (berarti 0,03 x 3072 titik = 92 titik)
Citra disampling ke arah baris =
PKMT-1-7-9
Keadaan dapat dikategorikan menjadi dua, yaitu: keadaan bahaya jika
perubahan piksel > Nilai ambang, dan keadaan aman jika perubahan piksel ≤
Nilai ambang.
Pada gambar 3 data 1: (1) Perubahan piksel = 27 titik, (2) Nilai ambang = 90
titik. Sehingga keadaan aman, data 34: (1) Perubahan piksel =139 titik (2) Nilai
ambang = 90 titik, sehingga keadaan bahaya.
KESIMPULAN
Berdasarkan analisis dan pembahasan, maka penelitian ini dapat
disimpulkan bahwa: (1)Metode perbandingan dua buah citra dengan
membandingkan antara prosentase perbedaan piksel di antara keduanya dapat
digunakan untuk membedakan keadaan dan menentukan suatu obyek berbeda dari
sebelumnya. (2) Metode di atas dapat dimanfaatkan untuk menentukan suatu
ruangan berbeda dari sebelumnya atau tidak, sehingga dapat menentukan keadaan
bahaya atau tidak. Saran dari penelitian ini adalah: (1) Sistem mampu merespon
keadaan bahaya dengan menyalakan alarm, merekam gambar, dan mengirim
laporan pesan singkat dan menghubungi nomer pemilik ketika terjadi bahaya pada
area penga-wasan. (2) Sistem yang telah dibuat dapat dijadikan sebagai alternatif
pengawas dan pengaman ruangan otomatis menggantikan peran manusia.
DAFTAR PUSTAKA
Arief Ramadhan. 2004. Seri Penuntun Praktis Microsoft Visual Basic 6.0. Jakarta:
Elex Media Komputindo.
Balza Achmad dan Kartika Firdausy. 2005. Teknik Pengolahan Citra Digital
Menggunakan Delphi. Yogyakarta: Ardhi Publishing.
Digital Image Definitions. Sumber: http://www.ph.tn.tudelft.nl/Courses/
FIP/frames/fip--2.html. tanggal download:12 Oktober 2005. jam: 9:19:54
WIB.
Dwi Budicahyanto. 2004. Membangun Aplikasi Handphone dengan MobileFBUS
dan Visual Basic. Yogyakarta:Andi.
Dwi Sutadi. 2003. I/O Bus dan Motherboard. Yogyakarta: Andi.
Interfacing
to
the
IBM-PC
Parallel
Printer
Port.
Sumber:
http://www.doc.ic.ac.uk/~ih/doc/par/. Tanggal download: 01 September
2005, 10:56:44 WIB.
Parallel port
Interfacing Tutorial.
Sumber: http://www.logix4u.net/
parallelport1.htm. Tanggal download: 01 September 2005, 10:30:04 WIB.
Retna Prasetia dan Catur Edi Widodo. 2004. Teori dan Praktik Interfacing Port
Paralel dan Port Serial Komputer dengan Visual Basic 6.0. Yogyakarta:
Andi.
Ridwan Sanjaya. 2005. Membuat Menu Cantik untuk Aplikasi Visual Basic 6.0.
Yogyakarta: Andi.
Suharsimi Arikunto. 2002. Prosedur Penelitian Suatu Pendekatan Praktek.
Jakarta: Rineka Cipta.
Sumber: http://www.arcelect.com/rs232.htm. Tanggal: Kamis 31 Maret 2005. Jam
17:09:43 WIB.
PKMT-1-710
Sumber:
www_elektronika_lt-_sys-storage-2004-05-06-nokia5110_gif.htm.
tanggal download: 16 Agustus 2005 Jam 15:23:00 WIB
Widodo Budiharto. 2004. Interfacing Komputer dan Mikrokontroler . Jakarta: Elex
Media Komputindo.
Yosi Yonata. 2002. Kompresi Video: Pemampatan Data Video untuk Aplikasi
Videophone dan Multimedia Over IP . Jakarta: Elex Media Komputindo.
ROBOT SATPAM PLUS PELAYAN (ROBOT S+P) SEBUAH
SISTEM PENGAMAN DAN PELAYANAN DENGAN PROGRAM
YANG MAMPU MEMBANDINGKAN KAPASISTAS GAMBAR
PEMOTRETAN DIGITAL
Rohmadi, Lasimin, Ihsan Hakim
Jurusan Teknik Elektro, Universitas Negeri Semarang, Semarang
ABSTRAK
Sistem keamanan ruangan dengan tingkat keamanan tinggi memerlukan
keandalan dan ketelitian tinggi. Sistem keamanan yang sudah ada masih memiliki
kelemahan yang masih memberi peluang bahaya. Gambaran di atas memunculkan kebutuhan sebuah sistem pengawasan sepanjang waktu (real time) yang
dapat mendeteksi keadaan bahaya dari obyek yang diawasi dan mampu
melakukan tindakan penga-manan secara otomatis dengan menyalakan alarm,
memanggil pihak berwenang dan merekam gambar penjahat ketika kejahatan
berlang-sung sebagai barang bukti.
Konsep pendeteksian obyek menggunakan metode pengurangan antara latar
belakang (background) dan latar depan (foreground). Komponen citra yang
dibandingkan adalah intensitas piksel pada titik-titik yang sama dari dua buah
citra yang diambil pada waktu yang berbeda. Hasil perbandingan akan
dibandingkan dengan nilai ambang untuk menentukan apakah dua buah citra
berbeda atau tidak. Jika berbeda maka dapat diasumsikan obyeknya juga berbeda
(berubah). Perbedaan yang diketahui akan dijadikan tolok ukur untuk melakukan
pengamanan berupa pengaktifan alarm, pengiriman laporan singkat lewas SMS,
pemanggilan nomer HP, dan perekaman gambar obyek selama terjadi
perubahan. Sistem akan mengaktifkan pelayanan berupa pemutaran musik,
menghidupkan lampu ketika mengenali nomer HP yang masuk ke sistem.
Dari hasil data yang diperoleh setelah dianalisis secara deskriptif, sistem
menggunakan webcam Logitec QuickCam Messenger 320 x 240 piksel mampu
mendeteksi perubahan pada jarak jangkauan 4,2 meter dengan sudut ± 450.
Sistem dapat digunakan untuk mengawasi dan mengamankan obyek secara waktu
nyata (real time). Sistem dapat melakukan tindakan pengawasan dan
pengamanan sesuai yang dirancang sebelumnya. Sistem mampu merekam obyek
yang bergerak pada area pengawasan.
Kata Kunci: Citra digital, piksel, handphone dan sistem pengaman .
PENDAHULUAN
Rumah atau ruangan yang ditinggal pemiliknya ketika malam tiba
membutuhkan pengawas yang dapat mengawasi keadaan setiap saat dan dapat
melakukan tindakan pengamanan ketika terjadi sesuatu hal yang tidak diinginkan
(bahaya). Sejauh ini manusia yang dilengkapi sistem pengawas dengan sejumlah
CCTV (Closed Circuit Television) dan sistem pendeteksi gerakan Pasive Infra
Red (PIR) menjadi teknologi yang diunggulkan. Sistem demikian sejauh ini masih
PKMT-1-7-2
memiliki kelemahan yang dapat memungkinkan sistem menjadi sebuah sistem tak
berguna ketika terjadi suatu bahaya.
Gambaran di atas memunculkan kebutuhan sebuah sistem pengawasan
sepanjang waktu (real time) yang dapat mendeteksi keadaan bahaya dari obyek
yang diawasi dan mampu melakukan tindakan pengamanan secara otomatis
dengan menyalakan alarm, memanggil pihak berwenang dan merekam gambar
penjahat ketika kejahatan berlangsung sebagai barang bukti.
Penelitian ini diharapkan dapat mewujudkan sebuah sistem pengaman yang
mampu mengawasi sepanjang waktu dan secara otomatis mampu menganalisis
keadaan termasuk bahaya atau tidak dan mampu melakukan tindakan pengamanan
sesuai dengan pengaturan yang ditentukan sebelumnya. Manfaat lain adalah dapat
menjadi salah satu referensi dari disiplin ilmu pengolahan citra.
METODE PENELITIAN
Citra Digital
Sebuah citra digital A(m,n) dideskripsikan dalam sebuah bidang 2D analog
yang diperoleh dari sebuah citra analog A(x,y) pada sebuah bidang 2D kontinyu
dari proses pencuplikan setiap periode yang telah didigitalisasi. Citra kontinyu 2D
A(x,y) dibagi menjadi N baris dan M kolom, dimana pada titik potong keduanya
disebut sebagai piksel.
Baris
Kolom
Nilai =
A(x,y)
Gambar 1. Komponen citra digital.
Pengolahan Citra dan Operasi Pengolahan Citra
Karena berbentuk data numeris, maka citra digital dapat diolah dengan
komputer. Suatu citra digital melalui pengolahan citra digital (digital image
processing) menghasilkan citra digital yang baru, termasuk di dalamnya adalah
perbaikan citra (image restoration) dan peningkatan kualitas citra (image
enhancement). Sedangkan analisis citra digital (digital image analysis)
menghasilkan suatu keputusan atau suatu data (2).
Citra digital direpresentasi-kan dalam sebuah matrik. Operasi pada citra
digital pada dasarnya adalah memanipulasi elemen-elemen matriks. Elemen
matriks yang dimanipulasi dapat berupa elemen tunggal (sebuah piksel),
sekumpulan elemen yang berdekatan, atau keseluruhan elemen matrik. Dari uraian
di atas dapat disimpulkan bahwa citra digital merupakan data numeris yang dapat
diolah oleh sebuah komputer untuk mendapatkan informasi yang ada padanya.
PKMT-1-7-3
Nilai intensitas u suatu piksel diubah dengan transformasi h menjadi nilai
intensitas baru v:
u , v ∈ [0, L] ......................................................................... (1)
v = h (u )
Contoh operasi titik berdasarkan intensitas adalah operasi pengambangan
(thresholding). Pada operasi pengambangan, nilai intensitas piksel dipetakan ke
salah satu dari dua nilai, a 1 atau a 2, berdasarkan nilai ambang (threshold) T:
f (x, y) < T
ۓa 1 ,
'
f ( x, y) = ۔
.................................................................. (2)
f ( x, y) ≥ T
ەa 2 ,
Jika a 1 = 0 dan a 2 = 1, maka operasi pengambangan mentransfor-masikan citra
hitam-putih ke citra biner.
Video Digital
Video digital pada dasarnya tersusun atas serangkaian frame. Rangkaian
frame tersebut ditampilkan pada layar dengan kecepatan tertentu, bergantung pada
laju frame yang diberikan. Jika laju frame cukup tinggi, mata manusia tidak dapat
menangkap gambar per frame, melainkan menangkapnya sebagai rangkaian yang
kontinyu.
Gambar 2. Rangkaian frame
Masing-masing frame merupakan image digital. Suatu image digital
direpresentasikan dengan sebuah matriks yang masing-masing elemennya
merepresentasikan nilai intensitas. Karakteristik suatu video digital ditentukan
oleh resolusi (resolution) atau dimensi frame (frame dimention), kedalaman piksel
(pixeldepth), dan laju frame (frame rate).
Representasi Citra
Pada video digital, umumnya data video dipisahkan menjadi kom-ponenkomponen, baik komponen warna maupun komponen kecerahan. Penyajian
semacam ini disebut komponen video. Pada komponen video, tiap komponen
dipisahkan dengan cara tertentu. Beberapa cara pemisahan komponen tersebut
adalah RGB, YUV dan YIQ (14).
RGB
Data video dapat dipisahkan menjadi komponen-komponen untuk masingmasing warna, yaitu merah (red), hijau (green) dan biru (blue). Warna tiap piksel
ditentukan oleh kombinasi intensitas dari masing-masing komponen warna.
Sebagai contoh, pada RGB 24 bit, masing-masing komponen warna dinyatakan
PKMT-1-7-4
dalam 8 bit atau 256 level. Warna biru langit, direpresentasikan dengan R=181,
G=189, B=249.
YUV
Pemisahan komponen tidak hanya dilakukan dengan pemisahan warna
namun dapat juga dilakukan dengan memisahkan menurut kom-ponen kecerahan
(illuminate) dan komponen warna (crominance). Pada format PAL, sinyal
kecerahan dinya-takan dengan Y, sedangkan dua sinyal warna dinyatakan dengan
U dan V. Masing-masing komponen tersebut diperoleh dengan mentransformasikan RGB dengan rumus:
Y = 0,299 R + 0,587 G + 0,114 B
U = (B – Y) x 0,493
V = (R – Y) x 0,877 ................................................................................ (3)
YIQ
Pemisahan sinyal video menjadi komponen kecerahan dan komponen warna
dapat dilakukan juga sesuai dengan format NTSC, komponen kecerahan
dinyatakan dengan Y, dan dua komponen warna dinyatakan dengan I dan Q.
Masing-masing komponen tersebut diperoleh dengan mentransformasikan RGB
dengan rumus:
Y = 0,299R+0,587G+0,114B
I = 0,596R–0,275G–0,321B
Q = 0,212R–0,523G–0,311B ................................................................... (4)
Metode Penelitian
Metode penulisan yang digu-nakan metode kepustakaan dan percobaan
laboratorium. Studi kepustakaan dilakukan untuk mencari materi yang
mendukung dan sesuai dengan yang dibahas, disamping sebagai bahan
perbandingan landasan teori dari software yang dibuat, se-dangkan percobaan
dilaboratorium dilakukan untuk menguji cara kerja sebenarnya dari sistem dan
kemungkinan perbaikan dan perubahan materi.
Desain Eksperimen
Dalam metode eksperimen, pola yang digunakan merupakan pola atau
desain eksperimen the one shot case study (10). Eksperimen the one shot case
study merupakan penelitian model sekali tembak, yaitu perlakuan yang dilakukan
pada suatu kelompok unit percobaan tertentu, dan kemu-dian diadakan analisis.
Desain the one shot case study memiliki pola XO, dengan X adalah perlakuan
atau treatment dan O adalah post test.
Tabel 1. Desain eksperimen the one shot case study
X
Unit eksperimen yang diubah-ubah lingkungan
objeknya
O
Pengujian hasil berdasarkan perencanaan
dan pembuatan alat.
Teknik Pengumpulan Data
Pada penelitian ini untuk mendapatkan data dengan cara mengukur jarak
dan sudut jangkauan yang masih dapat dideteksi oleh sistem. Percobaan dilakukan
PKMT-1-7-5
dengan berbagai cara memasuki daerah pengawasan dan berbagai posisi objek,
sehingga didapatkan tingkat kepekaan sistem untuk merespon objek asing yang
memasuki daerah pengawasan.
Analisis Data
Data yang didapat akan dibandingkan dengan pengawasan visual yang
menggunakan metode pendeteksian gerak dengan pengawasan yang dilakukan
secara manual, perlu dilakukan analisis data. Pada penelitian ini untuk mengetahui
keandalan dari sistem pengawasan apakah mampu bekerja baik, maka digunakan
analisis data deskritif yaitu dengan melakukan interpretasi dari hasil data yang
didapatkan dengan perencanaan awal. Apabila terjadi penyimpangan maka
dilakukan identifikasi dari penyimpangan tersebut.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Spesifikasi Hardware
Karena sistem beroperasi dengan operasi-operasi citra yang membutuhkan
kemampuan komputer yang lebih, agar program dapat berjalan dengan lancar,
dibutuhkan spesifikasi peralatan standar yang harus digunakan. Adapun
spesifikasi peralatan minimal yang dibutuhkan untuk menjalankan program ini
adalah:
a. Spesifikasi hardware minimum yang direkomendasikan:
1). CPU Pentium IV 1,8 MHz
2). Monitor SVGA dengan memori
3). Memori SDRAM 256 Mbyte
4). Hardisk 10 Gbyte
5). Kamera, dapat berupa:
(a). Kamera digital (dapat berupa webcam)
(b). Kamera CCTV dan video card capture dan kabel koaksial
6). Port paralel
7). Port serial
b. Spesifikasi software yang diperlukan:
1). Sistem Operasi Win9x
2). Driver kamera yang digunakan
3). Program pengawas dan pendeteksi gerakan
PKMT-1-7-6
Data Perubahan Piksel dan Tanggapan Sistem
Perubahan Piksel
Rekaman Perubahan Piksel dan Status Keadaan
Nilai Ambang
Keadaan
5,00
1
0,9
0,8
0,7
3,00
0,6
0,5
2,00
0,4
Nilai Ambang
% perubahan pikse
4,00
0,3
0,2
1,00
0,1
0,00
0
1
2 3
4 5
6 7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39
40
Waktu (t)
Gambar 3. Grafik hasil rekaman perubahan piksel.
Grafik di atas adalah hasil rekaman perubahan ketika sistem diuji coba mengawasi
sebuah ruangan dengan luas 5 x 7 meter. Kamera yang digunakan adalah Logitech
QuickCam Messenger 320 x 240 piksel.
Hasil Perekaman Gambar
Berikut adalah hasil perekaman gambar yang diambil ketika sistem diuji coba
menggunakan tiga macam kamera.
Menggunakan Kamera Handycam
Gambar 3. Hasil rekaman menggunakan handycam
Menggunakan Kamera CCTV
Gambar 4. Hasil rekaman menggu nakan CCT
PKMT-1-7-7
Menggunakan Kamera Webcam
Gambar 5. Hasil rekaman menggunakan webcam.
Gambar-gambar tersebut di atas adalah hasil rekaman ketika sistem diuji coba
untuk mengawasi dan mengamankan sebuah area. Rekaman gambar tersebut
diambil ketika terjadi gerakan.
Jangkauan Webcam
Gambar 6. Daerah yang dapat dijangkau Webcam Logitech QuickCam Messenger
Tampilan Porgram (Software) Sistem
(a)
(b)
(c)
Gambar 7. Gambar tampilan pada software aplikasi sistem, (a)form utama
program, (b)form pengatura kamera, dan (c)form pengaturan relay output.
PKMT-1-7-8
Pembahasan
Rekaman gambar yang terdapat pada gambar 5 adalah hasil pengambilan
menggunakan kamera webcam Logitech QuickCam Messenger 320 x 240 piksel.
Gambar diambil pada jarak 7,5 meter dapat memantau pada jarak terjauh daerah
selebar 4,2 meter.
Kecepatan pengambilan gambar dan analisis keadaan yang dapat dilakukan
oleh sistem untuk menentukan keadaan dan mengamankan obyek dapat dihitung
sebagai berikut:
Kecepatan pengambilan gambar: 30 frame/detik
1
• Analisis per frame = detik/frame
30
= 33,33 milidetik/frame
• kecepatan pengiriman laporan pesan singkat Nokia 5110 = 3 – 7 detik
• pengaktifan alarm dan peralatan lain < 1detik
Dari perhitungan di atas dapat diketahui bahwa untuk mengambil gambar,
menganalisis keadaan dan melaporkan keadaan ketika terjadi bahaya dapat
dilakukan oleh sistem paling cepat:
Waktu = (pengambilan frame + analisis) + pengiriman laporan + pengaktifan
alarm
= 33,33 milidetik + 3 detik + 1 detik
= 4 detik 33,33 milidetik
Dari hasil rekaman ketika pengujian sistem diketahui bahwa dalam satu
detik sistem mampu merekam gambar sebanyak 13 frame/detik.
Hasil sampling tiap detik rekaman perubahan piksel dan prosentase
perubahan piksel yang memperlihatkan terjadinya bahaya dapat dilihat gambar 3.
Data menunjukkan sistem akan menghitung secara periodik perubahan piksel dari
citra yang diambil kamera. Hasil perhitungan perubahan piksel akan dibandingkan
dengan nilai ambang yang telah ditetapkan sebelumnya. Ketika presentase
perubahan piksel melebihi nilai ambang, sistem akan mengkategorikan keadaan
bahaya. Sebaliknya jika presentase perubahan piksel kurang dari atau sama
dengan nilai ambang, maka keadaan dikategorikan aman. Lebih jelas dapat dilihat
pada contoh perhitungan dibawah ini:
Pada detik ke-1:
Jumlah perubahan piksel= 27 titik
Total sampling piksel= 3072 titik
Didapat dari: citra disampling ke arah kolom =
640
= 64
10
480
= 48
10
Sehingga total sampling = 64 x 48 = 3072 titik
27 titik
%=
x100 = 0,88%
3072 titik
Nilai ambang (Threshold) ditentukan = 0,03 (berarti 0,03 x 3072 titik = 92 titik)
Citra disampling ke arah baris =
PKMT-1-7-9
Keadaan dapat dikategorikan menjadi dua, yaitu: keadaan bahaya jika
perubahan piksel > Nilai ambang, dan keadaan aman jika perubahan piksel ≤
Nilai ambang.
Pada gambar 3 data 1: (1) Perubahan piksel = 27 titik, (2) Nilai ambang = 90
titik. Sehingga keadaan aman, data 34: (1) Perubahan piksel =139 titik (2) Nilai
ambang = 90 titik, sehingga keadaan bahaya.
KESIMPULAN
Berdasarkan analisis dan pembahasan, maka penelitian ini dapat
disimpulkan bahwa: (1)Metode perbandingan dua buah citra dengan
membandingkan antara prosentase perbedaan piksel di antara keduanya dapat
digunakan untuk membedakan keadaan dan menentukan suatu obyek berbeda dari
sebelumnya. (2) Metode di atas dapat dimanfaatkan untuk menentukan suatu
ruangan berbeda dari sebelumnya atau tidak, sehingga dapat menentukan keadaan
bahaya atau tidak. Saran dari penelitian ini adalah: (1) Sistem mampu merespon
keadaan bahaya dengan menyalakan alarm, merekam gambar, dan mengirim
laporan pesan singkat dan menghubungi nomer pemilik ketika terjadi bahaya pada
area penga-wasan. (2) Sistem yang telah dibuat dapat dijadikan sebagai alternatif
pengawas dan pengaman ruangan otomatis menggantikan peran manusia.
DAFTAR PUSTAKA
Arief Ramadhan. 2004. Seri Penuntun Praktis Microsoft Visual Basic 6.0. Jakarta:
Elex Media Komputindo.
Balza Achmad dan Kartika Firdausy. 2005. Teknik Pengolahan Citra Digital
Menggunakan Delphi. Yogyakarta: Ardhi Publishing.
Digital Image Definitions. Sumber: http://www.ph.tn.tudelft.nl/Courses/
FIP/frames/fip--2.html. tanggal download:12 Oktober 2005. jam: 9:19:54
WIB.
Dwi Budicahyanto. 2004. Membangun Aplikasi Handphone dengan MobileFBUS
dan Visual Basic. Yogyakarta:Andi.
Dwi Sutadi. 2003. I/O Bus dan Motherboard. Yogyakarta: Andi.
Interfacing
to
the
IBM-PC
Parallel
Printer
Port.
Sumber:
http://www.doc.ic.ac.uk/~ih/doc/par/. Tanggal download: 01 September
2005, 10:56:44 WIB.
Parallel port
Interfacing Tutorial.
Sumber: http://www.logix4u.net/
parallelport1.htm. Tanggal download: 01 September 2005, 10:30:04 WIB.
Retna Prasetia dan Catur Edi Widodo. 2004. Teori dan Praktik Interfacing Port
Paralel dan Port Serial Komputer dengan Visual Basic 6.0. Yogyakarta:
Andi.
Ridwan Sanjaya. 2005. Membuat Menu Cantik untuk Aplikasi Visual Basic 6.0.
Yogyakarta: Andi.
Suharsimi Arikunto. 2002. Prosedur Penelitian Suatu Pendekatan Praktek.
Jakarta: Rineka Cipta.
Sumber: http://www.arcelect.com/rs232.htm. Tanggal: Kamis 31 Maret 2005. Jam
17:09:43 WIB.
PKMT-1-710
Sumber:
www_elektronika_lt-_sys-storage-2004-05-06-nokia5110_gif.htm.
tanggal download: 16 Agustus 2005 Jam 15:23:00 WIB
Widodo Budiharto. 2004. Interfacing Komputer dan Mikrokontroler . Jakarta: Elex
Media Komputindo.
Yosi Yonata. 2002. Kompresi Video: Pemampatan Data Video untuk Aplikasi
Videophone dan Multimedia Over IP . Jakarta: Elex Media Komputindo.