Identifikasi Penyakit Hypertensive Retinopathy Melalui Citra Fundus Retina Menggunakan Probabilistic Neural Network

IDENTIFIKASI PENYAKIT HYPERTENSIVE RETINOPATHY MELALUI
CITRA FUNDUS RETINA MENGGUNAKAN
PROBABILISTIC NEURAL NETWORK

SKRIPSI

NURRAHMADAYENI
121402022

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI INFORMASI
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017

Universitas Sumatera Utara

IDENTIFIKASI PENYAKIT HYPERTENSIVE RETINOPATHY MELALUI
CITRA FUNDUS RETINA MENGGUNAKAN
PROBABILISTIC NEURAL NETWORK
SKRIPSI


Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh ijazah
Sarjana Teknologi Informasi
NURRAHMADAYENI
121402022

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI INFORMASI
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017

Universitas Sumatera Utara

ii

PERSETUJUAN

Judul


:IDENTIFIKASI
RETINOPATHY
RETINA

PENYAKIT
MELALUI

MENGGUNAKAN

HYPERTENSIVE
CITRA

FUNDUS

PROBABILISTIC

NEURAL NETWORK
Kategori

: SKRIPSI


Nama

: NURRAHMADAYENI

Nomor Induk Mahasiswa

: 121402022

Program Studi

: SARJANA (S1) TEKNOLOGI INFORMASI

Departemen

: TEKNOLOGI INFORMASI

Fakultas

: ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI

INFORMASI

Komisi Pembimbing

:

Pembimbing 2

Pembimbing 1

Romi Fadillah Rahmat, B.Comp.Sc., M.Sc
NIP. 1987052019091001

Mohammad Fadly Syahputra, B.Sc, M.Sc, IT
NIP. 198301292009121003

Diketahui/disetujui oleh
Program Studi S1 Teknologi Informasi
Ketua,


Muhammad Anggia Muchtar, ST., MM.IT
NIP. 198001102008011010

Universitas Sumatera Utara

iii

PERNYATAAN

IDENTIFIKASI PENYAKIT HYPERTENSIVE RETINOPATHY
MELALUI CITRA FUNDUS RETINA MENGGUNAKAN
PROBABILISTIC NEURAL NETWORK

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing-masing telah disebutkan sumbernya.

Medan, Januari 2017


NURRAHMADAYENI
121402022

Universitas Sumatera Utara

ix

DAFTAR ISI

Halaman

Persetujuan

ii

Pernyataan

iii

Ucapan Terima Kasih


iv

Abstrak

vii

Abstract

viii

Daftar Isi

ix

Daftar Tabel

xii

Daftar Gambar


xiii

Bab 1

Bab 2

Pendahuluan
1.1

Latar Belakang

1

1.2

Rumusan Masalah

4


1.3

Batasan Masalah

4

1.4

Tujuan Penelitian

5

1.5

Manfaat Penelitian

5

1.6


Metodologi Penelitian

5

1.7

Sistematika Penulisan

6

Landasan Teori
2.1

2.2

Hypertensive Retinopathy

8

2.1.1. Gejala Hypertensive Retinopathy


8

2.1.2. Penyebab Hypertensive Retinopathy

8

2.1.3. Faktor Resiko Hypertensive Retinopathy

9

2.1.4. Pemeriksaan Hypertensive Retinopathy

9

2.1.5. Klasifikasi Hypertensive Retinopathy

10

2.1.6. Pencegahan dan Pengobatan Hypertensive Retinopathy

12

Pengenalan Dasar Citra

13

Universitas Sumatera Utara

x

2.3

2.4

Bab 3

2.2.1. Citra Biner

14

2.2.2. Citra Grayscale

14

2.2.3. Citra Warna

15

Pengolahan Citra Digital

15

2.3.1. Green Channel

16

2.3.2. Peningkatan Kontras Citra

16

2.3.3. Morphological Operator

18

2.3.4. Thresholding

20

2.3.5. Connected Component Analysis

20

Ektraksi Ciri Citra

21

2.4.1

Fractal Dimension

21

2.4.2

Invariant Moments

23

2.5

Probabilistic Neural Network

25

2.6

PenelitianTerdahulu

28

Analisis dan Perancangan Sistem
3.1

Arsitektur Umum

31

3.2

Dataset

33

3.3

Pre-Processing

33

3.3.1

Pembentukan Citra Green Channel

33

3.3.2

Peningkatan Kontras Citra

34

3.3.3

Mengektraksi Background dan Optical Disk

35

3.3.4

Background Exclusion

36

3.4

Segmentation

36

3.5

Post-processing

36

3.6

Ektraksi Fitur

37

3.6.1

Fractal Dimension

37

3.6.2

Invariant Moments

39

3.7

Klasifikasi

41

3.8

Perancangan Sistem

43

3.8.1

Perancangan Menu Sistem

43

3.8.2

Perancangan Antarmuka

43

3.8.2.1 Perancangan Tampilan Splash

43

Universitas Sumatera Utara

xi

Bab 4

44

3.8.2.3 Perancangan Tampilan Halaman Training

45

Implementasi dan Pengujian
4.1

Bab 5

3.8.2.2 Perancangan Tampilan Halaman Utama Sistem

Implementasi Sistem

47

4.1.1

47

Spesifikasi Perangkat Keras dan Perangkat Lunak

4.1.2 Implementasi Perancangan Antarmuka

48

4.1.3 Implementasi Data

49

4.2

Prosedur Operasional

52

4.3

Pengujian Sistem

59

Kesimpulan dan Saran
5.1

Kesimpulan

63

5.2

Saran

64

Daftar Pustaka

65

Universitas Sumatera Utara

xii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1

Ringkasan dari hubungan antara klasifikasi sederhana dari
hypertensive retinopathy dan penyakit cardiovascular

11

Tabel 2.2

Model 4-konektivitas

20

Tabel 2.3

Model 8-konektivitas

21

Tabel 2.4

Penelitian Terdahulu

29

Tabel 4.1

Rangkuman data citra retina

48

Tabel 4.2

Data hasil pengujian

59

Universitas Sumatera Utara

xiii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1

Citra fluorescein angiography

10

Gambar 2.2

Mild hypertensive retinopathy

11

Gambar 2.3

Moderate hypertensive retinopathy

12

Gambar 2.4

Malignant hypertensive retinopathy

12

Gambar 2.5

Koordinat citra

13

Gambar 2.6

Citra biner

14

Gambar 2.7

Citra grayscale

15

Gambar 2.8

Citra warna

15

Gambar 2.9

Arsitektur probabilistic neural network

25

Gambar 3.1

Arsitektur Umum

31

Gambar 3.2

Citra retina asli

33

Gambar 3.3

Perbandingan channel

33

Gambar 3.4

Perbandingan hasil proses CLAHE & HE

34

Gambar 3.5

Citra hasil morphological close

34

Gambar 3.6

Citra hasil background exclusion

35

Gambar 3.7

Citra hasil thresholding

35

Gambar 3.8

Citra hasil connected component analysis

36

Gambar 3.9

Pembagian kotak

37

Gambar 3.10 Pseudocode proses pelatihan metode PNN

40

Gambar 3.11 Proses pengujian metode PNN

41

Gambar 3.12 Struktur menu sistem

42

Gambar 3.13 Rancangan tampilan splash

43

Gambar 3.14 Rancangan gambar halaman utama

44

Gambar 3.15 Rancangan halaman utama training

45

Gambar 4.1

Tampilan halaman splash

47

Gambar 4.2

Tampilan halaman utama sistem

47

Gambar 4.3

Tampilan halaman training

48

Universitas Sumatera Utara

xiv

Gambar 4.4

Tampilan saat menu diklik

51

Gambar 4.5

Tampilan ketika salah satu button upload citra diklik

52

Gambar 4.6

Tampilan setelah file citra retina dipilih

52

Gambar 4.7

Tampilan ketika training telah selesai diproses

53

Gambar 4.8

Tampilan ketika citra telah dipilih

53

Gambar 4.9

Tampilan setelah citra dipilih

54

Gambar 4.10 Tampilan green channel saat diperbesar

55

Gambar 4.11 Tampilan CLAHE saat diperbesar

55

Gambar 4.12 Tampilan morphological close saat diperebesar

56

Gambar 4.13 Tampilan background exclusion saat diperebesar

56

Gambar 4.14 Tampilan thresholding saat diperebesar

57

Gambar 4.15 Tampilan connected component analysis saat diperebesar

57

Gambar 4.16 Grafik hasil akurasi pengujian

58

Universitas Sumatera Utara

iv

UCAPAN TERIMA KASIH

Puji dan syukur kehadirat Allah SWT, karena rahmat dan izin-Nya penulis dapat
menyelesaikan penyusunan skripsi ini, sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana
Komputer, pada Program Studi S1 Teknologi Informasi Fakultas Ilmu Komputer dan
Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara.

Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada:

1.

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

2.

Bapak Prof. Dr. Muhammad Zarlis selaku Dekan Fasilkom-TI USU.

3.

Bapak Muhammad Anggia Muchtar, ST., MM.IT selaku Ketua Program Studi
S1 Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara.

4.

Bapak Mohammad Fadly Syahputra, B.Sc, M.Sc, IT selaku Sekretaris Program
Studi S1 Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara dan Dosen
Pembimbing I yang telah memberikan bimbingan dan saran kepada penulis.

5.

Bapak Romi Fadillah Rahmat B.Comp.Sc., M.Sc selaku Dosen Pembimbing II
yang telah memberikan bimbingan dan saran kepada penulis.

6.

Ibu Sarah Purnamawati, ST., M.Sc selaku Dosen Pembanding I yang telah
memberikan kritik dan saran dalam penyempurnaan skripsi ini.

7.

Bapak Ivan Jaya, M.Kom selaku Dosen Pembanding II yang telah memberikan
kritik dan saran dalam penyempurnaan skripsi ini.

8.

Ayahanda Sudirman(alm) yang sudah lama tiada di dunia ini dan Ibunda Yurnita
yang selalu memberikan doa, kasih sayang, nasehat, dan semangat yang tiada
putusnya kepada penulis.

9.

Ilham Sugita dan Ihsan Nur Alam selaku adik-adik saya yang selalu memberikan
semangat kepada penulis.

10. Keluarga besar dari ayahanda dan ibunda yang juga selalu memberikan
dukungan dan semangat kepada penulis.

Universitas Sumatera Utara

v

11. Pria yang selalu memberikan doa, nasehat, yang selalu mendengarkan keluh
kesah penulis saat pengerjaan skripsi ini, memberikan dukungan dan semangat
kepada penulis Syawaluddin Manik, Amd.
12. Sahabat pena hingga sekarang Melia Erika, A.Md. Keb dan drh. Fitri Novita
yang walau jarak memisahkan tiada henti semangat dan dukungan yang
diberikan kepada penulis.
13. Sahabat rangers Annisa Faradina,S.Kom, Endang Windarsih,S.Kom, Ranti
Ramadhiana,S.Kom,

Rona

Idona

Vynaima

Simbolon,S.Kom,

Siti

Fatimah,S.Kom, Siti Hazizah Harahap,S.Kom dan Nurchalissa Saragih,S.Kom
yang selalu memberikan dukungan, mendengar keluh kesah saat pengerjaan
skripsi ini, menampung segala hal cerita yang lagi senang, bahagia, sedih,
memberikan nasehat dan sebagai saudara yang berbeda orangtua.
14. Safrina,S.Kom selaku senior sekaligus sudah dianggap kakak sendiri walaupun
umur terkait jauh lebih tua penulis yang selalu memberikan semangat,
dukungan, dan bantuan kepada penulis dalam mengerjakan skripsi ini.
15. Regania Pasca Rachsy sebagai sister yang selalu memberikan nasehat, semangat
dan juga dukungan kepada penulis.
16. Senior-senior yang terbaik Tengku Chairunnisa,S.Kom, Nurul Fatihah, S.Kom,
Ade Oktriani,S.Kom, Rauva Chairani,S.Kom, Chairunnisaq,S.Kom, Handra
Saito,S.Kom, Reza Taqyuddin,S.Kom, Ilham Akbar,S.Kom yang telah mau
direpotin, memberikan masukan, dan memotivasi penulis dalam pengerjaan
skripsi.
17. Teman-teman Teknologi Informasi USU terkhusus angkatan 2012, abangnda
dan kakanda angkatan 2011 dan 2010 dan buat adik-adik angkatan 2013,
2014,dan 2016 yang juga memberikan semangat kepada penulis.
18. Jumi Hartati, S.Sos teman sekamar satu kos yang juga selalu memberikan
nasehat, semangat, dan dukungan kepada penulis.
19. Ibu kos Evrillawati yang selalu menampung curahatan hati penulis, memberi
nasehat, semangat dan juga dukungan kepada penulis ketika mengerjakan skripsi
ini.
20. Teman-teman beserta adik-adik kos Ayu Azura,SS, Nurmawati, Iffah Karima
Putri, Erma Suryaningrum, Wilsa Kesuma, Fitri Aulia Sari, Wahyu Annisa Hsb,

Universitas Sumatera Utara

vi

Mayang Azura,dan Nizamul Hayati yang juga memberi semangat dan dukungan
kepada penulis.
21. Semua pihak yang terlibat langsung ataupun tidak langsung yang tidak dapat
penulis ucapkan satu persatu yang telah membantu penyelesaian skripsi ini.

Semoga Allah SWT melimpahkan berkah kepada semua pihak yang telah
memberikan

bantuan,

perhatian,

serta

dukungan

kepada

penulis

dalam

menyelesaikan skripsi ini.

Medan,

Januari 2017

Penulis

Universitas Sumatera Utara