Sistem Pendeteksian Manusia Untuk Keamanan Ruangan Menggunakan Viola-Jones
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Pengolahan citra digital merupakan salah satu subjek dari teknologi informasi yang
sangat menarik dan menantang saat ini. Proses pengolahan citra digital bertujuan
untuk memanipulasi dan menganalisis citra dengan bantuan komputer. Pengolahan
citra digital dapat dikelompokkan ke dalam dua jenis kegiatan yaitu memperbaiki
kualitas suatu gambar dan mengolah informasi yang terdapat pada suatu gambar untuk
keperluan pengenalan objek secara otomatis.
Pendeteksian manusia merupakan salah satu bidang penelitian dalam
pengolahan citra digital yang dapat digunakan untuk berbagai hal. Salah satu manfaat
dari pendeteksian manusia adalah keamanan. Aspek keamanan sangat dibutuhkan
dalam berbagai kehidupan saat ini seperti keamanan rumah, gedung, atau ruangan
yang memiliki nilai penting bagi pemilik. Keamanan dapat dikerjakan oleh tenaga
manusia tetapi cara ini kurang efisien karena menghabiskan banyak resources seperti
uang, waktu, tenaga, dan juga sangat rentan terhadap kelalaian manusia (human
error ).
Ada banyak penelitian yang telah dilakukan tentang pendeteksian manusia
baik dalam gambar maupun video yang dalam penelitiannya mendeteksi bagian dari
tubuh manusia. Chen et al dalam penelitiannya menggunakan metode invarian dari
ilmunasi dan pose (Chen et al, 2005) untuk mendeteksi bagian kepala manusia pada
gambar statis. Aziz et al menggunakan metode skeleton graph (Aziz et al, 2011) untuk
mendeteksi bagian kepala pada objek manusia dimana skeleton graph diekstraksi dari
latar depan dengan menggunakan substraksi latar belakang (background substraction)
dan Subburaman menggunakan metode interest point detector dan adaboost
Universitas Sumatera Utara
2
(Subburaman et al, 2012) dimana interest point detector berguna untuk mengurangi
lokasi pencarian sehingga pencarian wilayah yang mirip dengan bagian objek lebih
cepat dan adabost classifier berfungsi sebagai pendeteksi objek.
Dalam tugas akhir ini, aplikasi dibangun menggunakan metode Viola -Jones
yang terdiri dari metode haar-like feature, citra integral, adaboost, dan cascade of
classifier . Haar-like feature adalah fitur yang didasarkan pada Wavelet Haar (Viola et
al, 2001) yang digunakan sebagai dasar untuk penentuan objek. Citra integral adalah
representasi tengah untuk citra dan terdiri dari jumlah nilai keabu-abuan dari citra N
dengan tinggi y dan lebar x dimana nilai tiap pikselnya merupakan akumulatif dari
nilai piksel atas dan kirinya yang digunakan untuk pendeteksian fitur secara cepat.
Adaboost merupakan sebuah metode boosting yang berfungsi untuk mencari fitur-fitur
yang memiliki tingkat pembeda yang tinggi untuk dievaluasi terhadap data latih.
Cascade of classifier merupakan sebuah classifier yang telah terlatih dengan ribuan
contoh objek yang terdiri dari objek yang positif dan objek yang negatif. Metode
Viola-Jones telah banyak digunakan dalam penelitian-penelitian terutama tentang
pendeteksian wajah. Beberapa penelitian diantaranya adalah pendeteksian wajah
(Viola et al, 2004) dan pendeteksian mata dan mulut (Khan et al, 2013).
Berdasarkan latar belakang di atas, penulis melakukan penelitian dengan judul
“Sistem Pendeteksian Manusia Untuk Keamanan Ruangan Menggunakan ViolaJones”.
1.2. Rumusan Masalah
Keamanan ruangan dapat dikerjakan oleh tenaga manusia tetapi kurang efisien karena
menghabiskan banyak resources dan juga sangat rentan terhadap kelalaian manusia.
Oleh karena itu, diperlukan sebuah pendekatan untuk dapat mendeteksi manusia untuk
keamanan ruangan.
Universitas Sumatera Utara
3
1.3. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah mendeteksi manusia menggunakan viola-jones untuk
keamanan ruangan.
1.4. Batasan Masalah
Guna mencegah meluasnya cakupan permasalahan yang akan dibahas dalam studi ini
dan untuk membuat studi ini lebih terarah, maka dilakukan pembatasan masalah
sebagai berikut:
1. Bagian tubuh manusia yang dideteksi adalah bagian atas yakni bahu dan kepala.
2. Jumlah kamera yang digunakan adalah 1 (satu) dengan posisi sudut kamera 00 s/d
45o terhadap objek yang akan dideteksi.
3. Pendeteksian dilakukan secara real-time.
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat yang dapat diperoleh dari penelitian ini adalah:
1.
Membantu pengawasan keamanan ruangan agar lebih efektif dan efisien.
2.
Memberi masukan bagi penelitian yang berkaitan dengan pendeteksian manusia
dan metode viola-jones.
1.6. Metodologi Penelitian
Metodologi penelitian yang digunakan pada penelitian ini adalah:
a. Studi Literatur
Pada tahap ini dilakukan studi kepustakaan yaitu proses mengumpulkan bahan
referensi mengenai pengolahan citra ditigal, pendeteksian manusia, dan metode
viola-jones dari berbagai buku, jurnal, artikel, dan beberapa referensi lainnya.
b. Analisis
Pada tahap ini dilakukan analisis terhadap studi literatur untuk mengetahui dan
mendapatkan pemahaman mengenai viola-jones untuk menyelesaikan masalah
tentang pendeteksian manusia.
Universitas Sumatera Utara
4
c. Perancangan
Pada tahap perancangan sistem dilakukan perancangan arsitektur dan antarmuka
agar tampilan aplikasi yang akan dibangun user friendly. Proses perancangan
dilakukan berdasarkan hasil analisis studi literatur yang telah didapatkan.
d. Implementasi
Pada tahap implementasi dilakukan pengkodean untuk membangun aplikasi yang
dimaksud dengan menggunakan bahasa pemrograman yang telah dipilih dan
ditentukan sebelumnya oleh penulis.
e. Pengujian
Pada tahap ini dilakukan pengujian terhadap pengkodean program untuk
memastikan apakah program sudah berjalan sesuai dengan yang direncanakan.
f. Penyusunan Laporan
Penyusunan Laporan merupakan tahap pembuatan dokumentasi dari aplikasi yang
sudah dibangun.
1.7 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan dari skripsi ini terdiri dari lima bagian utama sebagai berikut:
Bab 1 Pendahuluan
Bab ini berisi latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian,
manfaat penelitian, metodologi penelitian, dan sistematika penulisan.
Bab 2: Landasan Teori
Bab ini berisi teori-teori yang digunakan untuk memahami permasalahan yang dibahas
pada penelitian ini.
Universitas Sumatera Utara
5
Bab 3: Analisis dan Perancangan
Bab ini berisi analisis dan penerapan metode viola-jones untuk mendeteksi manusia
dan perancangan aplikasi seperti pemodelan dengan flowchart, use case dan sequence
diagram.
Bab 4: Implementasi dan Pengujian
Bab ini berisi pembahasan tentang implementasi dari analisis dan perancangan yang
disusun pada Bab 3 dan pengujian apakah hasil yang didapatkan sesuai dengan yang
diharapkan.
Bab 5: Kesimpulan Dan Saran
Bab ini berisi kesimpulan dari keseluruhan uraian bab-bab sebelumnya dan saransaran yang diajukan untuk pengembangan penelitian selanjutnya.
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Pengolahan citra digital merupakan salah satu subjek dari teknologi informasi yang
sangat menarik dan menantang saat ini. Proses pengolahan citra digital bertujuan
untuk memanipulasi dan menganalisis citra dengan bantuan komputer. Pengolahan
citra digital dapat dikelompokkan ke dalam dua jenis kegiatan yaitu memperbaiki
kualitas suatu gambar dan mengolah informasi yang terdapat pada suatu gambar untuk
keperluan pengenalan objek secara otomatis.
Pendeteksian manusia merupakan salah satu bidang penelitian dalam
pengolahan citra digital yang dapat digunakan untuk berbagai hal. Salah satu manfaat
dari pendeteksian manusia adalah keamanan. Aspek keamanan sangat dibutuhkan
dalam berbagai kehidupan saat ini seperti keamanan rumah, gedung, atau ruangan
yang memiliki nilai penting bagi pemilik. Keamanan dapat dikerjakan oleh tenaga
manusia tetapi cara ini kurang efisien karena menghabiskan banyak resources seperti
uang, waktu, tenaga, dan juga sangat rentan terhadap kelalaian manusia (human
error ).
Ada banyak penelitian yang telah dilakukan tentang pendeteksian manusia
baik dalam gambar maupun video yang dalam penelitiannya mendeteksi bagian dari
tubuh manusia. Chen et al dalam penelitiannya menggunakan metode invarian dari
ilmunasi dan pose (Chen et al, 2005) untuk mendeteksi bagian kepala manusia pada
gambar statis. Aziz et al menggunakan metode skeleton graph (Aziz et al, 2011) untuk
mendeteksi bagian kepala pada objek manusia dimana skeleton graph diekstraksi dari
latar depan dengan menggunakan substraksi latar belakang (background substraction)
dan Subburaman menggunakan metode interest point detector dan adaboost
Universitas Sumatera Utara
2
(Subburaman et al, 2012) dimana interest point detector berguna untuk mengurangi
lokasi pencarian sehingga pencarian wilayah yang mirip dengan bagian objek lebih
cepat dan adabost classifier berfungsi sebagai pendeteksi objek.
Dalam tugas akhir ini, aplikasi dibangun menggunakan metode Viola -Jones
yang terdiri dari metode haar-like feature, citra integral, adaboost, dan cascade of
classifier . Haar-like feature adalah fitur yang didasarkan pada Wavelet Haar (Viola et
al, 2001) yang digunakan sebagai dasar untuk penentuan objek. Citra integral adalah
representasi tengah untuk citra dan terdiri dari jumlah nilai keabu-abuan dari citra N
dengan tinggi y dan lebar x dimana nilai tiap pikselnya merupakan akumulatif dari
nilai piksel atas dan kirinya yang digunakan untuk pendeteksian fitur secara cepat.
Adaboost merupakan sebuah metode boosting yang berfungsi untuk mencari fitur-fitur
yang memiliki tingkat pembeda yang tinggi untuk dievaluasi terhadap data latih.
Cascade of classifier merupakan sebuah classifier yang telah terlatih dengan ribuan
contoh objek yang terdiri dari objek yang positif dan objek yang negatif. Metode
Viola-Jones telah banyak digunakan dalam penelitian-penelitian terutama tentang
pendeteksian wajah. Beberapa penelitian diantaranya adalah pendeteksian wajah
(Viola et al, 2004) dan pendeteksian mata dan mulut (Khan et al, 2013).
Berdasarkan latar belakang di atas, penulis melakukan penelitian dengan judul
“Sistem Pendeteksian Manusia Untuk Keamanan Ruangan Menggunakan ViolaJones”.
1.2. Rumusan Masalah
Keamanan ruangan dapat dikerjakan oleh tenaga manusia tetapi kurang efisien karena
menghabiskan banyak resources dan juga sangat rentan terhadap kelalaian manusia.
Oleh karena itu, diperlukan sebuah pendekatan untuk dapat mendeteksi manusia untuk
keamanan ruangan.
Universitas Sumatera Utara
3
1.3. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah mendeteksi manusia menggunakan viola-jones untuk
keamanan ruangan.
1.4. Batasan Masalah
Guna mencegah meluasnya cakupan permasalahan yang akan dibahas dalam studi ini
dan untuk membuat studi ini lebih terarah, maka dilakukan pembatasan masalah
sebagai berikut:
1. Bagian tubuh manusia yang dideteksi adalah bagian atas yakni bahu dan kepala.
2. Jumlah kamera yang digunakan adalah 1 (satu) dengan posisi sudut kamera 00 s/d
45o terhadap objek yang akan dideteksi.
3. Pendeteksian dilakukan secara real-time.
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat yang dapat diperoleh dari penelitian ini adalah:
1.
Membantu pengawasan keamanan ruangan agar lebih efektif dan efisien.
2.
Memberi masukan bagi penelitian yang berkaitan dengan pendeteksian manusia
dan metode viola-jones.
1.6. Metodologi Penelitian
Metodologi penelitian yang digunakan pada penelitian ini adalah:
a. Studi Literatur
Pada tahap ini dilakukan studi kepustakaan yaitu proses mengumpulkan bahan
referensi mengenai pengolahan citra ditigal, pendeteksian manusia, dan metode
viola-jones dari berbagai buku, jurnal, artikel, dan beberapa referensi lainnya.
b. Analisis
Pada tahap ini dilakukan analisis terhadap studi literatur untuk mengetahui dan
mendapatkan pemahaman mengenai viola-jones untuk menyelesaikan masalah
tentang pendeteksian manusia.
Universitas Sumatera Utara
4
c. Perancangan
Pada tahap perancangan sistem dilakukan perancangan arsitektur dan antarmuka
agar tampilan aplikasi yang akan dibangun user friendly. Proses perancangan
dilakukan berdasarkan hasil analisis studi literatur yang telah didapatkan.
d. Implementasi
Pada tahap implementasi dilakukan pengkodean untuk membangun aplikasi yang
dimaksud dengan menggunakan bahasa pemrograman yang telah dipilih dan
ditentukan sebelumnya oleh penulis.
e. Pengujian
Pada tahap ini dilakukan pengujian terhadap pengkodean program untuk
memastikan apakah program sudah berjalan sesuai dengan yang direncanakan.
f. Penyusunan Laporan
Penyusunan Laporan merupakan tahap pembuatan dokumentasi dari aplikasi yang
sudah dibangun.
1.7 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan dari skripsi ini terdiri dari lima bagian utama sebagai berikut:
Bab 1 Pendahuluan
Bab ini berisi latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian,
manfaat penelitian, metodologi penelitian, dan sistematika penulisan.
Bab 2: Landasan Teori
Bab ini berisi teori-teori yang digunakan untuk memahami permasalahan yang dibahas
pada penelitian ini.
Universitas Sumatera Utara
5
Bab 3: Analisis dan Perancangan
Bab ini berisi analisis dan penerapan metode viola-jones untuk mendeteksi manusia
dan perancangan aplikasi seperti pemodelan dengan flowchart, use case dan sequence
diagram.
Bab 4: Implementasi dan Pengujian
Bab ini berisi pembahasan tentang implementasi dari analisis dan perancangan yang
disusun pada Bab 3 dan pengujian apakah hasil yang didapatkan sesuai dengan yang
diharapkan.
Bab 5: Kesimpulan Dan Saran
Bab ini berisi kesimpulan dari keseluruhan uraian bab-bab sebelumnya dan saransaran yang diajukan untuk pengembangan penelitian selanjutnya.
Universitas Sumatera Utara