ANALISIS DAN PERANCANGAN PERANGKAT LUNAK PENGENALAN JENIS ALAT MUSIK BERDASARKAN SUMBER SUARANYA DENGAN MENGGUNAKAN NEURAL NETWORK - Binus e-Thesis

  

UNIVERSITAS BINA NUSANTARA

Jurusan Teknik Informatika

Skripsi Sarjana Komputer

Semester Ganjil Tahun 2006/2007

  

ANALISIS DAN PERANCANGAN PERANGKAT LUNAK PENGENALAN

JENIS ALAT MUSIK BERDASARKAN SUMBER SUARANYA DENGAN

MENGGUNAKAN NEURAL NETWORK

  Yuanita Kusnadi 0700708423 Selvyana Sanjaya 0700708700 Raymond Liongson 0700708764

  Abstrak

  Kemampuan mendengar manusia untuk mengenali objek-objek yang ada di lingkungan sekitar hanya dengan mendengar suaranya saja sangatlah luar biasa. Sistem komputer sudah dapat didesain untuk mengenali fungsi-fungsi sumber suara, menghilangkan sumber suara yang terganggu ketika sumber suara terdegradasi oleh getaran lain atau noise dan kemampuan lainnya yang sampai saat ini terus berkembang. Tetapi, kemampuan komputer untuk menyamai kemampuan telinga manusia untuk membedakan sumber-sumber suara masih sulit untuk diwujudkan. Skripsi ini menampilkan pengenalan suara sebagai sebuah proses dari pengumpulan informasi agar memungkinkan komputer membuat kesimpulan mengenai sumber alat musik. Semua ini bertujuan untuk mengeksplorasi prosesnya, perhatian utama dipusatkan pada pengisolasian suara-suara yang diproduksi oleh sebuah kelas kecil dari sumber suara, yaitu alat musik non-perkusi. Metodologi yang digunakan adalah dengan studi pustaka, merancang arsitektur yang akan diujicobakan, serta melakukan penelitian terhadap rancangan arsitektur tersebut. Penelitian mencakup dua tahap, yaitu tahap ekstraksi fitur dan tahap pengujian. Tahap ekstraksi fitur menggunakan metode Musical Surface

  

Feature Extraction yang membeahas penghitungan empat fitur yang berhubungan

  dengan permukaan spektral musik. Tahap pengujian menggunakan Neural Network

  

BackPropagation dengan kombinasi berbagai nilai parameter untuk pencapaian hasil

  yang optimal. Berdasarkan evaluasi 5 arsitektur yang telah diujicobakan, diperoleh sebuah arsitektur yang menghasilkan akurasi tertinggi pengenalan 4 instrumen musik (biola, flute, gitar, piano) sebesar 50,5% pada 8 unit masukan, 1 lapisan tersembunyi, 150 unit tersembunyi, dan target error 0.0000001. Dari hasil penelitian diperoleh kesimpulan bahwa Neural Network Back Propagation merupakan metode yang belum cukup efektif untuk proses pengenalan instrumen musik. Dikarenakan pengaruh genre instrumen musik yang digunakan dalam proses training dan checking.

  Kata kunci: signal processing, feature extraction, back propagation

KATA PENGANTAR

  Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan kasih-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Dimana skripsi ini disusun guna memenuhi salah satu syarat untuk memperoleh gelar kesarjanaan pada jenjang pendidikan strata-1

  Penulisan skripsi ini tidak akan berjalan dengan baik dan tepat pada waktunya tanpa bimbingan, dukungan, bantuan serta partisipasi pihak lain. Oleh karena itu, perkenankanlah penulis untuk mengungkapkan rasa terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu dan berperan dalam penyusunan skipsi ini, yaitu kepada :

  1. Prof. Dr. Gerardus Polla, M.App.Sc., selaku Rektor Universitas Bina Nusantara, yang telah memberi kesempatan mengecap pendidikan tinggi kepada penulis;

  2. Ir. Sablin Yusuf, M.Sc,M.Comp.Sc., selaku Dekan Fakultas Ilmu Komputer, yang telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk menyelesaikan skripsi ini; . 3. , selaku Ketua Jurusan Teknik Informatika, yang

  Mohammad Subekti, BE.,M.Sc telah memberikan kepercayaan dan kesempatan kepada penulis untuk menyelesaikan skripsi ini; 4. Bapak Fredy Purnomo, S.Kom, M.Kom., selaku Sekretaris Jurusan Teknik

  Informatika, yang telah memberikan dukungan dalam penyusunan skripsi ini; 5. Bapak Tri Djoko Wahjono, Ir., MSc., selaku dosen pembimbing, yang telah meluangkan banyak waktu untuk memberikan pengarahan dan saran dalam penulisan skripsi ini;

  6. Orang Tua penulis, yang telah memberi bekal baik moril maupun materil sehingga penulis dapat meraih gelar kesarjanaan dalam bidang studinya, dan juga memberikan dukungan serta semangat dalam penulisan skripsi ini; 7. Teman-teman, khususnya Ohaiyo yang telah turut mendukung dalam memberikan ide-ide yang dapat dijadikan sebagai masukan dalam pembuatan

  8. Seluruh Dosen Universitas Bina Nusantara yang telah memberikan bekal dan tuntunan dalam menyelesaikan gelar kesarjanaan ini;

  9. Segenap staf Perpustakaan Bina Nusantara yang turut membantu dalam peminjaman buku sebagai sumber dalam penulisan skripsi ini;

10. Seluruh keluarga kami yang memberikan semangat, baik dukungan moril dan dan materil dalam penyelesaian skripsi ini.

  Dalam menyelesaikan karya ilmiah ini, walaupun penulis sudah berusaha semaksimal mungkin, penulis masih menyadari adanya kekurangan dalam penulisan karya ilmiah ini. Oleh karena itu, penulis sangat menghargai dan berterima kasih untuk saran-saran maupun kritik yang bersifat membangun dan mendorong ke arah pengembangan penelitian ini lebih lanjut.

  Akhir kata penulis berharap semoga karya ilmiah ini dapat menjadi tulisan yang bermanfaat bagi pengembangan penelitian selanjutnya, khususnya di Universitas Bina Nusantara.

  Jakarta, Januari 2007 Penulis

  

DAFTAR ISI

Halaman Judul Luar ................................................................................................. i

Halaman Judul Dalam .............................................................................................. ii

Halaman Persetujuan Hardcover ............................................................................ iii

ABSTRAK .................................................................................................................. vii

KATA PENGANTAR ............................................................................................... viii

DAFTAR ISI .............................................................................................................. x

DAFTAR TABEL ...................................................................................................... xiv DAFTAR GAMBAR .................................................................................................. xv DAFTAR LAMPIRAN .............................................................................................. xvii BAB 1 PENDAHULUAN .................................................................................... 1

  1.1. Latar belakang ................................................................................ 1

  1.2. Ruang Lingkup ............................................................................... 2

  1.3. Tujuan dan Manfaat ....................................................................... 3 1.4. Metode Penelitian ..........................................................................

  4 1.5. Sistematika Penulisan ....................................................................

  4 BAB 2 LANDASAN TEORI ............................................................................... 6

  2.1. Inteligensia Semu ........................................................................... 6

  2.1.1. Sejarah Inteligensia Semu ............................................... 6

  2.1.2. Definisi Inteligensia Semu .............................................. 7

  2.1.3. Inteligensia Semu dan Kecerdasan Alami ...................... 10

  2.4.2. Instrumen Musik ............................................................. 36

  2.6.1. Analisa Fourier ................................................................ 54

  2.6. Pemrosesan Sinyal Digital ............................................................. 52

  2.5.2. Dasar-Dasar Audio Digital ............................................. 50

  2.5.1. Dasar-Dasar Digital ........................................................ 49

  2.5. Bentuk Fisik Suara ......................................................................... 46

  2.4.2.3. Jenis-Jenis Alat Musik Perkusi .......................... 43

  2.4.2.2. Jenis-Jenis Alat Musik Tiup ............................... 41

  2.4.2.1. Jenis-Jenis Alat Musik Senar ............................. 38

  2.4.1. Bentuk Musik .................................................................. 34

  2.1.4. Komputasi Inteligensia Semu dan Komputasi Konvensional .................................................................. 11

  2.4. Pengertian Musik ........................................................................... 33

  2.3.2. State Transition Diagram ................................................ 32

  2.3.1. Penggunaan Waterfall model .......................................... 30

  2.3. Pengembangan Perangkat Lunak ................................................... 29

  2.2.3. Neural Network Back Propagation ................................. 20

  2.2.2.2. Fungsi Aktivasi ............................................. 17

  2.2.2.1. Inisialisasi Bobot Secara Umum .................. 17

  2.2.1. Konsep Dasar Neural Network ....................................... 13

  2.2. Neural Network .............................................................................. 12

  2.6.2. Hamming Window .......................................................... 56

  2.6.3. Discrete Fourier Transform ............................................. 56

  3.1.4.2. Metode Klasifikasi dengan Neural Network Back Propagation .......................................... 66

  83

  BAB 4 IMPLEMENTASI DAN EVALUASI ………………………………… 83 4.1. Implementasi .................................................................................

  3.2.4. Spesifikasi Proses ........................................................... 77

  3.2.3. Rancangan Layar ............................................................ 73

  3.2.2. State Transition Diagram ................................................ 70

  3.2.1. Hierarki Menu ................................................................. 69

  3.2. Perancangan ................................................................................... 68

  66

  2.6.4. Nilai Tengah (Mean)........................................................ 58

  3.1.4.1. Metode Pemrosesan Sinyal Digital dan Ekstrasi Fitur..................................................

  3.1.4. Analisis Metode .............................................................. 65

  3.1.3. Analisis Sampel Lagu ..................................................... 64

  3.1.2. Analisis Aplikasi Tambahan ........................................... 63

  3.1.1. Analisis Jenis Alat Musik ............................................... 62

  3.1. Analisis .......................................................................................... 62

  2.7. Ekstraksi Fitur ................................................................................ 58

  2.3.5. Standar Deviasi ............................................................... 58

  4.1.1. Spesifikasi Perangkat Keras ........................................... 83

  4.1.2. Spesifikasi Perangkat Lunak .......................................... 84

  4.1.3. Persiapan Data Sampel ................................................... 84

  4.2. Evaluasi .......................................................................................... 85

  4.2.1. Tampilan Layar ............................................................... 85

  

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................ 90

  5.1. Kesimpulan .................................................................................... 90

  5.2. Saran .............................................................................................. 91

  

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................. 92

RIWAYAT HIDUP ................................................................................................... 96

LAMPIRAN

  

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Kecerdasan buatan VS Pemrograman Konvensional …………………

  11 Tabel 2.2. Hasil Percobaan XOR oleh Laurene Fausett …………………………..

  25 Tabel 3.1. Sampel Lagu Pada Proses Pembelajaran ………………………………

  64

  

DAFTAR GAMBAR