IMPLEMENTASI DAN DETEKSI POLA WAJAH PADA CITRA DIGITAL MENGGUNAKAN SKIN COLOR DAN K-MEANS CLUSTERING

  

IMPLEMENTASI DAN DETEKSI POLA WAJAH PADA CITRA DIGITAL

MENGGUNAKAN SKIN COLOR DAN K-MEANS CLUSTERING

SKRIPSI

SEPTY DIANA SARI SARAGIH

  

101401022

PROGRAM STUDI S1 ILMU KOMPUTER

FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

  

2016 IMPLEMENTASI DAN DETEKSI POLA WAJAH PADA CITRA DIGITAL MENGGUNAKAN SKIN COLOR DAN K-MEANS CLUSTERING

  SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh ijazah

  Sarjana Ilmu Komputer SEPTY DIANA SARI SARAGIH

  101401022 PROGRAM SUDI S1 ILMU KOMPUTER FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

  2016

  

PERSETUJUAN

  Judul : IMPLEMENTASI DAN DETEKSI POLA WAJAH PADA CITRA DIGITAL MENGGUNAKAN SKIN

COLOR DAN K-MEANS CLUSTERING

  Kategori : SKRIPSI Nama : SEPTY DIANA SARI SARAGIH Nomor Induk Mahasiswa : 101401022 Program Studi : S1 ILMU KOMPUTER Fakultas : ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI

  UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Komisi Pembimbing : Pembimbing II Pembimbing I Drs. Marihat Situmorang, M.Kom Prof. Dr. Iryanto, M.Si NIP. 19631214 198903 1 001 NIP. 19460404 197107 1 001 Diketahui/disetujui oleh Program Studi Ekstensi S1 Ilmu Komputer Ketua, Dr. Poltak Sihombing, M.Kom NIP. 19620217 199103 1 001

  

PERNYATAAN

  IMPLEMENTASI DAN DETEKSI POLA WAJAH PADA CITRA DIGITAL MENGGUNAKAN SKIN COLOR DAN K-MEANS CLUSTERING

  SKRIPSI Saya menyatakan bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

  Medan, 16 April 2016 Septy Diana Sari Saragih 101401022

  

PENGHARGAAN

  Alhamdulillah segala puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat, hidayah, dan karunia-Nya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini yang sesuai dengan instruksi dan peraturan yang berlaku di Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi serta shalawat beriring salam dihadiahkan kepada Nabi Besar Muhammad SAW, semoga mendapat safa’at di akhir kelak.

  Dalam penyusunan dan penulisan skripsi ini, penulis banyak mendapat bantuan, dukungan, dan bimbingan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan rasa terima kasih dan penghargaan kepada : 1.

  Bapak Prof. Dr. Runtung Sitepu, SH., M.Hum selaku Rektor Universitas Sumatera Utara.

  2. Bapak Prof. Dr. Opim Salim Sitompul, M.Si sebagai Dekan Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi.

  3. Bapak Dr. Poltak Sihombing, M.Kom sebagai Ketua Program Studi S1 Ilmu Komputer dan selaku dosen Pembanding I yang telah memberikan kritik dan saran terhadap skripsi penulis.

  4. Ibu Maya Silvi Lydia, B.Sc, M.Sc selaku Sekretaris Program Studi Ilmu Komputer.

  5. Bapak Prof. Dr. Iryanto, M.Si selaku Dosen Pembimbing I yang telah meluangkan waktu, tenaga, dan pikiran dalam membimbing, dan menyemangati penulis agar dapat menyelesaikan skripsi ini.

  6. Bapak Drs. Marihat Situmorang, M.Kom selaku Dosen Pembimbing II yang telah meluangkan waktu, tenaga, dan pikiran dalam membimbing, dan menyemangati penulis agar dapat menyelesaikan skripsi ini.

  7. Bapak Amer Sharif, S.Si, M.Kom selaku dosen Pembanding II yang telah memberikan kritik dan saran terhadap skripsi penulis.

  8. Seluruh staf pengajar, pegawai dan satpam Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi.

  9. Teristimewa orang tua yang penulis sayangi, Ayahanda Zulkifli Saragih dan Ibunda Marlis, serta Adik penulis Aulia Rahman Saragih dan Nova Zulistya Hasanah Saragih yang tidak henti-hentinya memberikan doa, motivasi, dan dukungan yang selalu menjadi sumber semangat penulis.

  10. Teman-teman seperjuangan mahasiswa S1-Ilmu Komputer stambuk 2010, Wahyu Eko Putra, Irwansyah, Safriatullah, Ivan Grace Halim, Muhammad Reza Nasution, dan teman – teman yang lain yang memberikan motivasi, arahan dan perhatiannya.

  11. Semua pihak yang terlibat langsung ataupun tidak langsung yang tidak dapat penulis ucapkan satu per satu yang telah membantu menyelesaikan skripsi ini.

  12. Dan yang terakhir kekasih penulis Ahda Andi Kurnia yang selalu ada seiring waktu mendampingi serta menjadi penyemangat bagi penulis dalam segala hal.

  Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih memiliki banyak kekurangan, baik dari segi teknik, tata penyajian ataupun dari segi tata bahasa. Oleh karena itu penulis bersedia menerima kritik dan saran dari pembaca dalam upaya perbaikan skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi penulis dan pembaca, khususnya rekan- rekan mahasiswa lainnya yang mengikuti perkuliahan di Universitas Sumatera Utara.

  Medan, 16 April 2016 Penulis Septy Diana Sari Saragih

  

ABSTRAK

  Deteksi wajah pada citra digital telah menjadi topik penelitian yang populer belakangan ini mengingat penggunaan teknologi citra digital yang luas saat sekarang ini. Metode – metode yang dikembangkan memiliki beberapa kelebihan dan kekurangannya masing-masing. Besarnya area citra digital menyebabkan deteksi wajah secara linier piksel per piksel menjadi tidak efektif. Pada penelitian ini dilakukan analisis dan percobaan yang bertujuan untuk mendeteksi wajah pada citra digital menggunakan metode skin color detection dan kmeans clustering. Skin color

  

detection digunakan untuk mengecilkan area dari citra digital untuk proses

  pendeteksian. K-means clustering merupakan metode sederhana yang biasa digunakan pada pengenalan pola yang memiliki akurasi yang rendah namun memiliki operasi yang cukup cepat. Hasil penelitian menunjukkan bahwa implementasi kombinasi dari metode skin color detection dan k-means clustering memberikan kinerja yang baik dalam hal kecepatan namun masih memiliki kekurangan dalam hal akurasi yang mana sangat bergantung pada pemilihan jumlah cluster yang digunakan.

  Kata Kunci :

  Deteksi Wajah, Citra Digital, Skin Color Detection, K-Means Clustering .

  

IMPLEMENTATION AND FACE DETECTION IN DIGITAL IMAGES USE

SKIN COLOR AND K-MEANS CLUSTERING

ABSTRACT

  Face detection in digital images has become a popular research topic these days considering the use of comprehensive digital imaging technology today. Methods developed has some advantages and disadvantages of each. The amount of digital image area causes linearly face detection pixels per pixel becomes ineffective. In this research, analysis and experiments imed at detecting faces in a digital image using skin color detection method and k-means clustering. Skin color detection is usedto shrink the area of digital imags for the detection procces. K-means clustering is a simple method that is commonly used in pattern recognition that has low accuracy but has a fairly quick operation. The results showed tht the implementation of a combination of skin color detection method and k-means clustering provide good performance in terms of speed but still has shortcomings in terms of accuracy which is very dependent on the choice of the number of clucters used.

  Keyword: face detection, digital images, skin color detection,k-means clustering.

DAFTAR ISI

  Halaman

  Persetujuan ii

  Pernyataan iii

  Penghargaan iv

  Abstrak vi

  Abstract

  vii Daftar Isi viii

  Daftar Tabel x

  Daftar Gambar xi

  Bab 1 Pendahuluan

  1.1

  1 Latar Belakang

  1.2

  2 Perumusan Masalah

  1.3

  2 Batasan Masalah

  1.4

  3 Tujuan Penelitian

  1.5

  3 Manfaat Penelitian

  1.6

  3 Metodologi Penelitian

  1.7

  4 Sistematika penulisan

  Bab 2 Landasan Teori

2.1 Citra digital

  2.1.1

  6 Pengertian citra digital

  2.1.2

  7 Jenis citra

  2.2

  8 Pengolahan citra digital

  2.3

  8 Ruang Warna HSV

  2.4 Ruang Warna YCbCr

  10

  2.5 Skin Color

  11

  2.6 Skin Color Detection

  12

  2.7 KMeans Clustering

  14

  2.8 Penelitian yang relevan

  15 Bab 3 Analisis dan Perancangan Sistem

  3.1

  17 Analisis permasalahan

  3.2

  17 Analisis kebutuhan sistem

  3.2.1

  17 Analisis kebutuhan fungsional sistem

  3.2.2

  18 Analisis kebutuhan Non-fungsional sistem 3.3 . Pemodelan

  18

  3.3.1 Pemodelan dengan menggunakan use case diagram

  18

  3.3.1.1 Use case pengenalan pola wajah k-means

  19

  3.3.1.2 Use case deteksi wajah

  20

  3.3.2 Pemodelan dengan menggunakan activity diagram

  21

  3.3.2.1 Activity diagram pengenalan pola wajah

  21

  3.3.2.2 Activity diagram deteksi wajah

  22

  3.3.3 Diagram Ishikawa

  22

  3.4 Perancang sistem

  23

  3.4.1 Flowchart sistem

  23

  3.4.1.1 Flowchart gambaran umum sistem

  23

  3.4.1.2 Flowchart proses skin color detection

  25

  3.4.1.3 Flowchart proses kmeans clustering

  26

  3.4.2 Rancangan database

  27

  3.4.3 Rancangan Antarmuka

  29

  3.4.3.1 Antarmuka form cover

  29

  3.4.3.2 Antarmuka form fitur wajah

  29

  3.4.3.3 Antarmuka form deteksi

  31

  3.4.3.4 Antarmuka form about

  32 Bab 4 Implementasi dan Pengujian

  4.1

  33 Implementasi

  4.1.1

  33 Implementasi sistem

  4.1.2

  34 Fungsional sistem

  4.1.3

  35 Implementasi fungsi fitur wajah

  4.1.4

  46 Implementasi fungsi deteksi wajah

  4.2

  49 Pengujian

  4.3

  59 Pembahasan pengujian

  Bab 5 Kesimpulan dan Saran

  5.1

  60 Kesimpulan

  5.2

  61 Saran Daftar Pustaka

  62 LAMPIRAN A : Listing Program A-1

  LAMPIRAN B : Curriculum Vitae B-1

  

DAFTAR TABEL

  Halaman

Tabel 3.1 Spesifikasi Use Case Pengenalan Pola Wajah K-means

  19 Tabel 3.2 Spesifikasi Use Case Pengenalan (Lanjutan)

  20 Tabel 3.3 Spesifikasi Use Case Deteksi Wajah

  20 Tabel 3.3 Struktur Tabel Wajah

  27 Tabel 3.4 Struktur Tabel Detail Wajah

  28 Tabel 3.5 Struktur Tabel Cluster

  28 Tabel 4.1 Nilai Piksel Contoh Warna Kulit

  47

  

DAFTAR GAMBAR

  26 Gambar 3.9 Rancangan Form Cover

  58 Gambar 4.9 Pengujian Lanjutan

  57 Gambar 4.8 Citra Wajah Jenderal

  50 Gambar 4.7 Pengujian Deteksi

  49 Gambar 4.6 Pengujian Fitur Wajah

  49 Gambar 4.5 Citra Wajah

  46 Gambar 4.4 Citra Uji

  35 Gambar 4.3 Antarmuka Deteksi

  34 Gambar 4.2 Antarmuka Fitur Wajah

  32 Gambar 4.1 Sistem Deteksi Wajah Pada Citra Digital

  31 Gambar 3.12 Rancangan Form About

  30 Gambar 3.11 Rancangan Form Deteksi

  29 Gambar 3.10 Rancangan Form Fitur Wajah

  25 Gambar 3.8 Flowchart Proses K-Means Clustering

  Halaman

  24 Gambar 3.7 Flowchart Proses Skin Color Detection

Gambar 3.6 Flowchart Gambaran Sistem Proses Deteksi Wajah

  23 Gambar 3.5 Flowchart Gambaran Umum Sistem Proses Pengenalan Pola Wajah 23

  22 Gambar 3.4 Diagram Ishikawa

  21 Gambar 3.3 Activity Diagram Proses Deteksi Wajah

  19 Gambar 3.2 Activity Diagram Proses Pengenalan Pola Wajah

  12 Gambar 3.1 Use Case Diagram Yang Akan Dikembangkan

  11 Gambar 2.5 Ekstraksi Warna Kulit

  9 Gambar 2.4 Sebaran Warna Kulit Di Dunia

  7 Gambar 2.3 Ruang Warna HSV

  6 Gambar 2.2 Warna RGB dalam ruang berdimensi tiga

Gambar 2.1 Sistem Koordinat Citra Berukuran MxN

  58