7106040043_m

5/17/2018 7106040043_m - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/7106040043m 1/10

RANCANG BANGUN SCANNER DENGAN

AUTOFIXING PAPER POSITION BERBASIS

IMAGE PROCESSING

Farid Ardiansyah#1

, Ali Husain Alasiry#2

, Bima Sena Bayu#3

# Jurusan Teknik Elektronika, Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

Kampus PENS-ITS Sukolilo, [email protected]

Abstrak - Dokumen teks yang di-scan seringkalimengalami hasil scan yang kurang sempurna. Kurangsempurnanya hasil scan tersebut dapat berupa dokumen teksyang miring. Dokumen teks miring tersebut selanjutnya akan

menghasilkan file image yang kurang sempurna pula.

Mengacu pada permasalahan dokumen teks yang

memiliki derajat kemiringan tersebut, terciptalah desain scanner yang dilengkapi dengan fitur untuk memperbaiki kemiringandokumen teks. Scanner dengan autofixing paper position adalah

sebuah scanner yang memiliki proses pembenaran posisi objek(kertas) sehingga saat proses scanning utama dilakukan,tampilan yang dihasilkan pada monitor PC adalah image dengan

deretan kalimat lurus sejajar sumbu-x. Pembenaran posisi objekdilakukan oleh motor dc yang dipasang pada sisi tepi glass plate scanner. Putaran motor dc selanjutnya diatur oleh instruksi yangdihasilkan dari kalkulasi PC. Autofixing paper position menggunakan implementasi dari ilmu pengolahan citra. Metodeini digunakan untuk membandingkan gradien (kemiringan)deretan kalimat pada sebuah garis terhadap garis normal.

autofixing paper position hanya dapat dilakukan pada kertas

yang memuat informasi yang didominasi oleh tulisan, bukan

gambar.Perkembangan ilmu image processing yang merupakanimplementasi dari desain scanner ini dapat menghasilkan data

output yang berupa image hasil scan dengan kualitas yang jauhlebih baik.

Kata kunci: scanner, image processing, motor dc, ADC, gradien.

I. PENDAHULUANScanner merupakan sebuah alat elektronik yang

memiliki peran penting dalam kehidupan modern terutamapada industri percetakan. Prinsip dasar dari sebuah scanneradalah memproses sebuah citra (dua dimensi) dan melakukan

analisis terhadap citra tersebut. Objek dua dimensi yangdianalisis lewat proses scanning umumnya berupa dokumenteks maupun gambar pada sebuah bidang kertas.

Kualitas pencitraan hasil scanning ditentukan oleh

beberapa faktor, antara lain kualitas scanner, kualitas software pengolah hasil scanning, dan kualitas dokumen scan. Jika titik berat dipusatkan pada faktor kualitas dokumen scan,seringkali dijumpai bahwa penyebab terjadinya citra hasilscan yang buruk adalah kualitas dokumen scan yang buruk.

Beberapa penyebab degradasi kualitas dokumen scan antaralain usia dokumen, ketebalan tinta pada dokumen, lipatankertas, dan kondisi lainnya.

Pentingnya optimalisasi dalam mendapatkan citra hasil

scan yang diinginkan agar dapat memberikan kemudahan bagi

pengguna, mengakibatkan modifikasi pada scanner dirasa

perlu untuk dilakukan. Modifikasi yang direncanakan dalamTugas Pendahuluan Proyek Akhir ini adalah menambahkanrangkaian ke dalam sistem sehingga sebelum dilakukannya

proses scanning, sistem dapat melakukan koreksi posisiterhadap dokumen agar citra dari teks yang dihasilkan adalahlurus (sejajar garis normal).

A. Perumusan Masalah

Dari uraian diatas dapat diuraikan rumusan maslah dari

makalah ini adalah:1. Bagaimana pengolahan citra berupa kumpulan teks pada

objek kertas agar selanjutnya dapat mengalami proses

koreksi posisi objek sehingga diperoleh pemosisian yangoptimal.

2. Bagaimana algoritma yang dilakukan agar PC dapat

melakukan kalkulasi sehingga sistem dapat melakukankoreksi posisi objek.

3. Modifikasi apa saja yang harus dilakukan pada flatbed

scanner agar koreksi posisi objek dapat dilakukan secara

presisi.4. Faktor-faktor apa saja yang dapat memperbesar nilai

error dari kalkulasi koreksi posisi objek.

B. Batasan Masalah

Dalam alat ini, diambil batasan masalah yang akandibahas adalah sebagai berkut:1. Dokumen yang digunakan sebagai objek scanning

merupakan dokumen teks. Dokumen yang hanyamemuat gambar tidak dapat dilakukan pembandingansudut antara deretan kalimat terhadap garis normal.

2. Proses koreksi posisi objek selalu dilakukan sebelumproses pass (scanning utama) dilakukan.

3. Kualitas kertas sebagai objek scanning turut menentukanoptimalisasi dari proses koreksi posisi kertas.

4. Ketebalan dokumen yang akan mengalami proses

scanning akan mempengaruhi kinerja sistem, mengingat

motor dc memiliki keterbatasan torsi dalam memutarlapisan yang mengapit dokumen teks.

II. PERENCANAAN ALATAlat ini terdiri dari blok-blok rangkaian yang memiliki

fungsi sendiri-sendiri dan terintegrasi menjadi satu untuk

menjadi sebuah sistem yang lengkap. Gambar 1 berikutmenunjukkan blok diagram alat secara keseluruhan.

5/17/2018 7106040043_m - slidepdf.com


Motor DCTRANS

MISI

POTENSIOMETER

µC

ADC

SCANNINGAWAL

PC RS-232

Gambar 1. blok diagram alat

Gambar 2. Perencanaan alat

A. PERENCANAAN PROSEDURAL SISTEM

Perencanaan prosedur sistem merupakan rancangan jalannya urutan perilaku sistem secara prosedural.

Sehingga perencanaan memberikan penjelasan mengenaihal-hal yang dilakukan oleh sistem dari mengambilinformasi input, memroses input, memberikan feedback (sebagai faktor koreksi), hingga menghasilkan output

hasil proses. Adapun penjelasan mengenai prosedursistem secara spesifik dapat diterangkan melaluiperencanaan prosedur sistem sebagai berikut:

1. Kertas yang memuat dokumen diletakkan di ataspelat kaca.

2. Cover ditutup untuk menahan kertas agar tetap statis

dan tidak mengalami pergeseran selain pergeseransecara mekanik (saat koreksi posisi).

3. Pemindaian awal dijalankan. Proses pemindaian ini

dilakukan untuk mendapatkan citra awal. Citra awalini yang selanjutnya digunakan sebagai input dalampemrosesan data oleh program. Program dijalankanmelalui program visual studio 2008.

4. Citra hasil pemindaian awal diperoleh lewat WIA(Windows Image Acquisition). Program berbasis

visual basic memiliki fungsi pertama untuk memanggil driver scanner lewat WIA.

5. Input didapatkan. Selanjutnya program mulai

melakukan pemrosesan citra dengan tujuan utama

untuk mengenali teks.

6. Algoritma program dijalankan. Program akan

melakukan pemilahan pixel yang membedakantulisan dengan latar. Pixel yang memuat tulisanataupun gambar didefinisikan sebagai ‘black’.

Sedangkan latar didefinisikan sebagai ‘not-black’.7. Metode hough transform dilakukan untuk mendeteksi

hubungan garis yang dibentuk dari hubungan

koordinat pixel yang telah didefinisikan sebagai‘black’ sebelumnya. Hubungan garis diperoleh lewatpendekatan voting procedure.

8. Selanjutnya perhitungan matematis dilakukan untuk mengkalkulasi adanya gradien dengan persamaan y =

mx + b. Gradien yang didapatkan dapat digunakan

sebagai referensi untuk membuktikan adanyakemiringan pada dokumen.

9. Nilai gradien kemudian dikonversikan menjadi

besaran sudut koreksi. Besar sudut koreksimerupakan output program.

10. Sinyal output selanjutnya dikirim ke mikrokontroler

sebagai informasi via RS232. Program visual basic membagi derajat kemiringan ke dalam dua tipe, yaitutipe negatif dan positif. Kedua tipe tersebut dikirimdengan header yang berbeda.

11. Mikrokontroller menerima informasi, selanjutnyaalgoritma program di dalam mikrokontroler

dijalankan.12. Informasi diterima sebagai input program

mikrokontroler. Tipe header diidentifikasi untuk

menentukan arah putaran motor dc. Nilai derajatnegatif akan memutar motor dc ke arah cw,sedangkan nilai derajat posistif akan memutar motor

ke arah ccw.13. Arah putaran motor digunakan untuk melakukan

kompensasi koreksi derajat kemiringan hingga 0

0

.14. Motor berputar dan menggerakkan transmisi.Selanjutnya gear utama yang menentukan perubahanposisi teks dokumen turut berputar. Perputaran gear

utama mengakibatkan potensiometer yang dipasangpada poros yang sama ikut berputar dan mengubahnilai tegangan analognya.

15. Perputaran potensiometer mengakibatkan perubahantegangan yang selanjutnya dikirim ke ADC. Sinyalyang diterima ADC digunakan sebagai informasi

feedback berapa banyak putaran yang telah dilakukanoleh motor dc.

16. Ketika nilai tegangan yang diinginkan dideteksi

lewat ADC, mikrokontroler menginstruksikan motoruntuk berhenti. Pengereman kemudian dilakukanmotor.

17. Koreksi posisi kertas telah terjadi, teks padadokumen telah sejajar terhadap garis normal. Setelahposisi teks tidak lagi memiliki kemiringan, proses

koreksi dinyatakan selesai.18. Persiapan untuk melakukan pass (pemindaian utama

dokumen) untuk mendapatkan citra lurus yang

dikehendaki.

B. PERENCANAAN HARDWARE

Dari blok diagram pada gambar 1 dapat dijabarkan

sebagai berikut.

5/17/2018 7106040043_m - slidepdf.com


Z1 = 40

Z2 = 25

Z3 = 25

1). Transmisi Gear

Tujuan pemberian transmisi pada gear antara lainadalah untuk memberikan kecepatan putar yang lebihpresisi pada gear utama dan memberikan beban pada

motor sehingga motor dapat berputar dan berhenti secarapresisi.

Transmisi terdiri atas tiga buah gear yang mereduksi

kecepatan motor dc sesuai dengan rasio gear tersebut.Kecepatan putar motor yang tereduksi juga dapatmengakibatkan perubahan nilai potensiometer yang

dipasang seporos dengan gear utama menjadi lebih akurat

Gambar 3. Skema transmisi dan perancangan mekanik

2). Pemilihan Potensiometer Linear

Potensiometer memiliki range besaran yang

berbanding lurus terhadap perubahan derajat putar gear

utama. Hal ini disebabkan oleh posisi potensiometerlinear yang berada satu poros dengan gear utama.

Pemosisian potensiometer dapat dibagi dalam tigakategori, antara lain:

a. Potensiometer berada sejajar garis normal, maka nilaitegangan output adalah titik tengah antara 0 V s.d.Vmax.

b. Potensiometer yang berotasi dengan arah CCWmengakibatkan nilai tegangan output semakinmendekati 0 V.

c. Potensiometer yang berotasi dengan arah CWmengakibatkan nilai tegangan output semakin

mendekati +Vmax.Adapun pemilihan potensiometer yang tepat untuk

perancangan sistem dilandasi oleh beberapa kriteriaberikut:

1. Potensiometer dipasang seporos dengan gear utama.Sehingga perubahan derajat rotasi gear akan turutmenggerakkan tune potensiometer. Oleh karena itu

sudut pergeseran potensiometer tidak terlalu besar(sekitar 40

0).

2. Potensiometer hendaknya memiliki range resistansi

yang cukup besar (≥10 k Ω). Hal ini dapatmempermudah ADC dalam melakukan pengamatan

data analog.

3. Potensiometer hendaknya memiliki nilai toleransi

yang cukup kecil (≤10%). Hal ini bertujuan agar nilaierror pada pembacaan ADC tidak terlalu besar.

Berdasarkan kriteria di atas, maka potensiometer

yang dipilih adalah singleturn potensiometer TOCOS seri RV30Y . Adapun spesifikasi dari TOCOS seri RV30Y adalahsebagai berikut:

Nama Seri RV 30 Y N ME 20 S B 103 K

Material Carbon Film

Dimensi Ф = 30 mm

Temperatur Operasi -100

C s.d. +850C

Tipe Resistansi Linear

Range Resistansi 10 KΩ

Toleransi Resistansi ±10%

Vref max 500 Vdc

Gambar 3.4. singleturn potensiometer TOCOS seri RV30Y

Nilai tegangan analog ini kemudian dilewatkan keADC untuk membentuk sebuah besaran diskrit. Nilai diskrit

didapatkan ketika tegangan yang dikeluarkan olehpotensiometer dibandingkan terhadap range bit ADC(berdasarkan tegangan referensi yang diterima oleh ADC).

Adapun formulasi perubahan nilai tegangan setiap pergeseranderajat adalah sebagai berikut:

V0 = ...........................................

Di mana: V0

= tegangan per perubahan derajat potensio

Vref = tegangan referensi potensiometer

Ө = perubahan derajat potensiometer

Berdasarkan tabel 3.1, potensiometer tipe RV 30 Y N

ME 20 S B 103 K merupakan single-turn potensiometerdengan range putaran 0

0s.d. 270

0. Oleh karena itu, jika

tegangan referensi potensiometer yang diberikan sebesar 5 V,berdasarkan persamaan (3.2) diperoleh perhitungan V

0sebagai

berikut:

V0 =

V0 = 0.0185 V

5/17/2018 7106040043_m - slidepdf.com


V0 = 18.5 mV

Dari perhitungan di atas, diperoleh besar perubahan

tegangan tiap derajat adalah 18.5 mV.

3). Motor DC dan Driver Motor

Motor dc merupakan penggerak utama mekanismesistem. Setelah besaran derajat kemiringan dokumen teksdikalkulasi, data dikirim ke mikro dan mengalami

pengolahan. Selanjutnya data tersebut dikonversikanmenjadi sinyal pwm untuk dikirimkan ke motor dc.

Putaran motor dc dibatasi oleh perubahan variabel

yang terjadi pada potensiometer. Setelah nilai perubahantegangan mencapai referensi, mikro akan mengirim sinyalke motor untuk berhenti.

Driver motor berperan sebagai penentu arah putaranmotor dan penentu kondisi pengereman.

Gambar 4. Skema driver motor

Driver motor digunakan sebagai penghubung antaramikrokontroler ke motor dc. Driver motor digunakan

karena arus yang keluar dari mikrokontroler tidak mampu mencukupi kebutuhan arus yang harus diberikankepada motor dc. Rangkaian driver motor terdiri atas

komponen utama relay untuk melakukan switching, danoptocoupler yang difungsikan sebagai penentu kapanaktivasi relay. Pada perencanaan proyek akhir ini, drivermotor difungsikan sebagai switch untuk mengalirkan Vref

kepada motor dc. Sedangkan sinyal dari mikrokontrolerdifungsikan sebagai penentu aktivasi relay.

Driver motor dc juga digunakan untuk menentukan

arah putaran motor apakah motor akan berputarclockwise (cw) maupun counter clockwise (ccw). Sesuai

dengan perencanaan sistem, berputarnya motor dalamarah cw akan mengakibatkan gear dan kertasterkompensasi ke arah cw (-) dan berputarnya motor ke

arah ccw (+). Pemutaran dua arah ini berfungsi ketikakesalahan posisi terjadi pada kuadran i, maka koreksidapat dilakukan agar dokumen dirotasikan ke arah garisnormal. Sedangkan ketika kesalahan posisi terjadi padakuadran ii, maka koreksi dilakukan dengan merotasikandokumen ke arah sebaliknya.

4). Rangkaian Feedback dengan Potensiometer

Feedback diperlukan untuk melakukan pengecekandata apakah koreksi derajat kemiringan telah mencapaikoordinat rotasi yang diinginkan. Feedback juga

digunakan sebagai kontrol banyak putaran yangdilakukan motor dc. Ketika derajat koreksi telah dipenuhi,maka sinyal yang dikirimkan mikro lewat ADC agar

putaran motor dc dihentikan.Potensiometer linear difungsikan sebagai feedback

untuk mendeteksi berapa banyak putaran yang telah

dilakukan oleh motor. Tegangan output daripotensiometer akan diteruskan ke ADC untuk kemudiandikonversikan menjadi data digital. Pemosisian

potensiometer dapat dibagi dalam tiga kategori, antaralain:

1. Potensiometer berada sejajar garis normal, maka nilaitegangan output adalah 0 V.

2. Potensiometer yang berotasi dengan arah ccw

mengakibatkan nilai tegangan output semakinmendekati Vmin.

3. Potensiometer yang berotasi dengan arah cwmengakibatkan nilai tegangan output semakinmendekati Vmax.

5). ADC dan Mikrokontroler

Setelah melewati rangkaian pengkondisi, sinyal

kemudian mengalami proses konversi ke bentuk digital.Proses konversi tersebut menggunakan ADC internal darimikrokontroler.

Sistem mikrokontroler yang digunakan adalah Atmega 16 yang dikoneksikan lewat PC untuk mengaturproses mekanisme autofixing. Adapun fungsi

mikrokontroler pada sistem antara lain adalah sebagaiberikut:

Sebagai penerima informasi dari data kiriman PC

Sebagai penterjemah informasi sebagai sudut

kemiringan dan melakukan perhitungan kompensasiarah kemiringan input yang nantinya dilakukan olehmotor dc

Sebagai pengirim sinyal kepada driver motor agarmotor berputar sesuai dengan arah yang diinginkan,

begitu pula dengan banyak putaran motor untuk membentuk sudut putar gear utama. Selanjutnyasudut bentukan akan mengubah posisi tune pada

potensiometer dan mengubah besaran tegangannya. Ditugaskan kembali sebagai penerima input berupa

tegangan analog dari potensiometer linear (sebagai feedback ) yang diterima oleh ADC mikrokontroler.Pengirim informasi baru kepada PC untuk memberi

respon bahwa proses pemindaian utama ( pass) siapdilakukan.

C. PERENCANAAN SOFTWARE

1. METODE HOUGH TRANSFORM

Hough transform merupakan transformasi linearuntuk melakukan deteksi garis lurus. Jika pada dimensi

luasan, sebuah garis dapat didefinisikan sebagai y = mx + b

5/17/2018 7106040043_m - slidepdf.com


dan dapat dilakukan plot untuk tiap pasangan titik (x,y).

Namun melalui Hough Transform, karakteristik garis tidak dilakukan lewat pendekatan titik x atau y, namun berdasarkanparameter m atau b. Sehingga perumusan y = mx + b dapat

direpresentasikan sebagai titik (b,m) pada parameter ruang.Oleh dasar itu, hough transform dapat dilakukan melalui

pendekatan parameter lainnya, yaitu r dan θ.

Dengan membentuk hubungan antara r dengan θ, maka

diperoleh hubungan

Program driver scanner berbasis Windows Image

Acquisition (WIA) merupakan program untuk aktivasi scanneragar dapat melakukan pemindaian sesuai dengan yang

diinginkan.Agar program dapat teridentifikasi oleh sistem

operasi windows serta dapat memanggil twain sebagaiinterface pemindaian, maka terlebih dahulu program harusdiregistrasi ke dalam system-32 windows.

Gambar 5. Perencanaan tampilan luar program

III PENGUJIAN DAN ANALISA

1.) PENGUJIAN MEKANIK

Pengujian mekanik dilakukan dengan cara mengukurkecepatan putar motor dc lewat Tachometer. Data hasilpengukuran tersebut selanjutnya dibandingkan denganperhitungan matematis agar diketahui presentase kesalahan

gear utama dalam melakukan pergeseran derajat rotasi.Hasil pengujian mekanik mengindikasikan bahwa

terdapat error sebesar 2,2786% ketika motor dc berputar

hingga gear utama berotasi (bersama teks dokumen) sebesar 1

derajat. Adanya nilai error ini dapat disebabkan oleh

pembebanan pada motor dc sehingga reduksi kecepatan motordc tersebut terakumulasi. Dengan menemukan nilai error padamekanik ini, diharapkan antisipasi dapat dilakukan secara

software, sehingga output sistem tetap sesuai dengan yangdiinginkan.

Tabel 1. Hubungan Rasio Gear dan Kecepatan

Transmisi Rasio Kecepatan(teoritis)

Kecepatan(aktual)

% Error

Z1 40 1,25 1,25 0

Z2 25 0,7825 0,78 0,319

Z3 125 0,1565 0,16 2,236

Adapun besarnya nilai error yang dibentuk akibat

adanya loose pada rotor setelah motor dibebani adalah sebagaiberikut:

Tabel 2. Bentukan Sudut Ideal vs Aktual

ArahPutar

BentukanSudut(Ideal)

Bentukan Sudut(Aktual)

% Error

CW 5 5,1 2

CW 10 10,4 4

CW 15 15,4 2,67

CW 20 20,5 2,5

CW 25 25,5 2

CCW 5 5,2 4

CCW 10 11,0 10

CCW 15 15,4 2,67

CCW 20 20,5 2,5

CCW 25 25,5 2

Berdasarkan tabel hasil pengujian selisih derajat

kemiringan akibat loose motor, diketahui bahwa bentukansudut ideal dan bentukan sudut aktual memiliki selisih derajatkemiringan dari range 0,10 s.d. 0,50. Jika nilai derajat

pergeseran aktual yang didapatkan lewat perhitunganmatematis sebelumnya adalah 0,1833

0setiap putaran motor,

maka nilai loose putaran motor yang terjadi dapat dihitung

dengan formula:

Loose =

dengan: Loose = jumlah putaran akibat loose motor

= Selisih bentukan sudut idealterhadap aktual D = Derajat pergeseran per-putaran

Berdasarkan formulasi di atas, maka didapatkan tabelloose putaran motor sebagai berikut:

Tabel 3. Loose Putaran Motor

ArahPutar

BentukanSudut

(Ideal)

Bentukan Sudut(Aktual)

Loose

CW 5 5,1 0,1 0,545

CW 10 10,4 0,4 2,182

CW 15 15,4 0,4 2,182

CW 20 20,5 0,5 2,727

5/17/2018 7106040043_m - slidepdf.com


CW 25 25,5 0,5 2,727

CCW 5 5,2 0,2 1,091

CCW 10 11,0 1,0 5,455

CCW 15 15,4 0,4 2,182

CCW 20 20,5 0,5 2,727

CCW 25 25,5 0,5 2,727

2).PENGUJIAN TEGANGAN ANALOG OUTPUT POTENSIOMETER LINEAR

Potensiometer linear difungsikan sebagai feedback untuk mendeteksi berapa banyak putaran yang telah dilakukanoleh motor.

Tegangan output dari potensiometer akan diteruskanke ADC untuk kemudian dikonversikan menjadi data digital.Pemosisian potensiometer dapat dibagi dalam tiga kategori,

antara lain:4. Potensiometer berada sejajar garis normal, maka nilai

tegangan output adalah 0 V.

5. Potensiometer yang berotasi dengan arah CCWmengakibatkan nilai tegangan output semakin

mendekati –Vmax.Potensiometer yang berotasi dengan arah CW

mengakibatkan nilai tegangan output semakin mendekati+Vmax.

Tujuan dari dilakukannya pengujian terhadaptegangan analog potensiometer adalah untuk mengetahuikelayakan potensiometer dalam memberikan feedback data

kepada mikrokontroler ketika sistem dijalankan. Mengingat feedback data yang dibaca mikrokontroler dilakukan olehADC, maka sistem membutuhkan data feedback dengan nilai

yang selinear mungkin.

Pengujian tegangan analog Vout Potensiometermenunjukkan bahwa setiap pergeseran posisi tuning potensiometer sebanyak 1 derajat, mengakibatkan perubahannilai Vout sebesar 0,0185V. Perubahan nilai Vout ini berlaku

ketika potensiometer diputar dalam arah cw maupun ccw.

Hasil pengambilan data pembacaan potensiometermenunjukkan bahwa untuk kelipatan tune sebesar 5

0diperoleh

rata-rata nilai error =

= 0,133262 %Adapun terjadinya kesalahan ketika perubahan Vout

tidak linear seiring dengan perubahan derajat tuning potensiometer dapat disebabkan oleh beberapa faktor, antara

lain:[1] Besaran derajat pergeseran tuning potensiometer

diukur dengan menggunakan busur derajat.Pengamatan secara konvensional ini dapatmengakibatkan adanya kesalahan pembacaan,

kesalahan pengukuran, sehingga terjadi hubungannonlinear antara pergeseran tuning terhadap nilai Vout potensiometer.

[2] Akumulasi dari kesalahan pengamatan perubahan per1 derajat sebelumnya dapat mengakibatkan nilai errormenjadi semakin besar ketika nilai perubahan derajatyang diamati mendekati nilai ekstrem potensiometer

(nilai maksimum dan minimum).

[3] Penempatan posisi tuning nol derajat yang tidak benar-benar sejajar sumbu-y, mengakibatkan

pergeseran untuk arah cw dan ccw ikut mengalamiakumulasi nilai error.

Rataan nilai error sebesar 0,133262 % menunjukkanbahwa setiap kali potensiometer melakukan tuning sebesar 5

0,

error yang akibat pemberian tegangan referensi terhadap

pemutaran potensiometer sangatlah kecil. Dengan mengacupada data pengujian dan nilai toleransi potensiometer lewat

datasheet (sebesar ±10%), dapat dijadikan sebagai landasanbahwa singleturn potensiometer TOCOS seri RV30Y

memenuhi kriteria untuk digunakan sebagai pengatur data

feedback sistem.

Tabel 4. Pembacaan Vout Potensiometer

3) PERUMUSAN KONVERSI DATA ADC Pengujian data pembacaan ADC dilakukan dengan

cara memberikan tegangan output potensiometer kepadaPortA.0, sedangkan tegangan input dan ground potensiometerdihubungkan terhadap tegangan + 5 V dan 0 V. Dengan

memberikan Vout potensiometer terhadap PortA.0, diharapkanADC dapat membaca perubahan tegangan analog danmenngonversi nilai analog tersebut ke dalam bentuk data.

Konversi tegangan analog yang dibaca oleh ADC kedalam bentuk data harus memerhatikan range derajat putargear Z3 sebagai pemutar dokumen terhadap range data bityang dapat dikonversi oleh ADC.

Penghitungan konversi derajat putar gear Z3 ke

dalam data bit yang dibaca ADC dilakukan terhadap rentangmaksimum gear Z3 (-45

0s.d. +45

0). Adapun formulasi

pembacaan data bit ADC terhadap pergerakan gear Z3 dapatdijelaskan lewat persamaan berikut:

Range gear putar Z3Өmax = 45

0dan Өmin = - 45

0

Pembacaan ADC (n-bit)

n (450) = 689

n (-450) = 321

Dengan mengacu pada data di atas, diperoleh bahwapembacaan ADC untuk pergerakan gear Z3 -45

0adalah 321,

sedangkan pembacaan ADC untuk pergerakan gear Z3 +450

adalah 689. Oleh karena itu, hubungan persamaan sudut

5/17/2018 7106040043_m - slidepdf.com


bentukan Z3 terhadap pembacaan data potensiometer oleh

ADC adalah sebagai berikut:

..........................................

90n – 28890 = 368Ө + 16560

n =

n = 4x + 505Formulasi (4.3) memberikan rumusan berupa

perbandingan antara variabel input ADC (besaran derajatputar potensiometer Ө) terhadap besaran data bit ADC (n).

Formulasi (4.3) menunjukkan bahwa besar data bit

ADC dapat diformulasikan dengan pendekatan persamaan n =4Ө + 505. Secara matematis diperoleh nilai derajat putar Ө

berada pada simpangan 00

diperoleh jika nilai bit ADC = 505.Sedangkan semakin mendekati nilai bit ADC = 321, sudutputar gear Z3 akan semakin mendekati simpangan sebesar -45

0; dan semakin mendekati nilai bit ADC = 689, sudut putar

gear Z3 akan semakin mendekati simpangan sebesar +450.

4.) PENGUJIAN METODE HOUGH TRANSFORM

Algoritma program deteksi kemiringan teks dokumenpindai merupakan program utama yang menentukankeberhasilan jalannya sistem. Program ini memiliki

kemampuan dalam mengidentifikasi adanya pola garis dalambarisan teks. Pola barisan teks dimungkinkan untuk diidentifikasi melalui metode hough transform.

Algoritma untuk mendeteksi kemiringan dokumenmengacu pada posisi dan arah teks terhadap garis normal.

Untuk meminimalisasi waktu proses, efek dari adanya datanontekstual (gambar, form, line art, large font, dll) pada

dokumen berusaha dihilangkan. Adapun algoritma daritransformasi hough dapat dijelaskan sebagai berikut:

1. Definisikan parameter hough transform antara lainρmin, ρmax, θmin dan θmax.

2. Kuantisasikan elemen ρθ ke dalam cell array dengan

membentuk sebuah akumulator array A (ρθ) di manaρ berada di antara ρmin dan ρmax serta θ berada diantara θmin dan θmax.

3. Inisialisasikan tiap elemen pada cell array A menjadinol.

4. Untuk setiap pixel hitam pada pencitraan biner,lakukan prosedur:

a. Setiap nilai θi dari nilai minimum danmaksimum hitung variabel ρi dengan

persamaanx . cosθi + y . sinθi = ρi

b. Kelompokkan nilai ρi ke nilai ρ terdekat

yang masih diperbolehkan.c. Tambahkan nilai akumulator array A (ρi,

θi).

5. Tentukan local maxima pada accumulator cell array

berdasarkan jumlah titik yang terdapat pada citrabiner.

5.) PENGUJIAN SISTEM TERINTEGRASI

Program pemindaian awal dan deteksi besaranderajat kemiringan dokumen pindai dirancang lewat software

visual basic.net. Adapun perancangan program beserta

prosedur yang dilakukan untuk mendeteksi kemiringanadalah:

1. Desain program autofixing dengan tampilan sepertigambar 5. Program terdiri atas dua buah picturebox,sebuah textbox, dan lima buah buttonbox. Adapun

fungsi dari elemen-elemen berikut adalah:

Picturebox1 difungsikan sebagai media untuk memunculkan hasil pemindaian awal.

Picturebox2 difungsikan sebagai media untuk memunculkan hasil pemindaian akhir

Textbox1 difungsikan untuk menampung hasilformulasi derajat kemiringan.

Buttonbox1 difungsikan untuk membuka pilihanscanner.

Buttonbox2 difungsikan untuk membukascanner interface

Buttonbox3 difungsikan untuk browsing file

dengan format citra untuk dikoreksi

Buttonbox4 difungsikan untuk melakukan save

file

Buttonbox5 difugsikan untuk keluar dari

program

Gambar 5. Tampilan Program Deteksi Kemiringan Dengan Metode Hough

Transform

Hasil kemiringan dideklarasikan dengan variabelSkew_Angle. Variabel bernilai positif jika sudut kemiringan

berada pada ordinat I, sedangkan variabel bernilai negarif jikasudut kemiringan berada pada ordinat II. Nilai dari variabel iniyang selanjutnya dikirimkan sebagai sinyal kepada

mikrokontroler untuk kemudian dijadikan referensi dalammelakukan autofixasi secara otomatis.

5/17/2018 7106040043_m - slidepdf.com


Adapun Pengujian metode hough transform dapat ditunjukkan

lewat gambar berikut:

Gambar 6. Deteksi kemiringan dengan orientasi arah kemiringan positif.

Gambar 7. Deteksi kemiringan pada dokumen non paragraf

Gambar 8. Contoh kesalahan pada deteksi kemiringan

Pengujian sistem terintegrasi dilakukan guna

memperoleh data berbagai macam tipe dokumen yang dapat

dipindai oleh sistem. Dokumen dalam pengujian ini diletakkan

dengan kemiringan yang telah di-set sebelumnya. Variankemiringan ditentukan antara -12

0s.d. 12

0terhadap garis

normal.

Adapun penyajian data berupa pemindaian terhadapbeberapa macam varian dokumen dengan pemberiankemiringan berbeda adalah sebagai berikut.

Tabel 5. Data pengujian sistem terintegrasiNo. Macam

Dokumen

Kem.

Aktual

Kem.

Pemrosesan

Kem.

Kompensasi

Ket.

1. Teks-Paragraf -8 -7,97 -6,5 Teriden

tifikasi

2. Header-footer

(nonteks)

-8 -20 - Tidak

3. Header-footer

(teks)

-8 -7,9 -6 Teriden

tifikasi

4. Dokumen

teks (portrait)

-8 -7,86 -7 Teriden

tifikasi

5. Dokumen

teks

(landscape)

-8 -4,75 -3 Teriden

tifikasi

6. Dokumenteks + gambar

berbingkai

-8 -7,88 -6 Teridentifikasi

7. Dokumen

teks + gambar

tanpa bingkai

-8 -7,92 -6,5 Teriden

tifikasi

8. Dokumen

Pamflet

-8 -4,47 -4 Teriden

tifikasi

9. Gambar tanpa

bingkai

-8 -20 - Tidak

10. Kertas Tiket -8 -7,84 -8 Teriden

tifikasi

11. Dokumen

Tabel

-8 -7,75 -6 Teriden

tifikasi

12. Dokumen

grafik

-8 -8,34 -8 Teriden

tifikasi

13. DokumenDiagram

-8 -7,96 -6 Teridentifikasi

14. Dokumen

Lembar

Jawaban

-8 -7,54 -7 Teriden

tifikasi

15. Dokumen

handwrite

-8 -20 - Tidak

Tabel 5. Menunjukkan bahwa sebagian besar datayang didapatkan dari berbagai varian dokumen masih dapatdiolah oleh sistem. Program masih dapat mengolah pola garis

teratur yang dideteksi oleh tulisan, bingkai, dan batas kertas.Lewat 15 kali pengujian data terintegrasi, ditemukan

bahwa dokumen berikut tidak mampu dideteksi oleh sistem.

1.

Dokumen header-footer (nonteks). Dokumen tidak dapat diidentifikasi oleh sistem sebab optimalisasideteksi kemiringan dilakukan pada bagian tengah

media pemindaian (1/6 bagian atas dan 1/6 bagianbawah pelat kaca scanner tidak mengalamipemindaian). Oleh karena itu, dokumen miring yang

hanya memiliki header-footer saja, tidak dapatdideteksi kemiringannya.

2. Gambar tanpa bingkai. Dokumen gambar tanpa

bingkai yang tidak memiliki pola garis lurus tidak dapat dideteksi kemiringannya.

3. Dokumen Handwrite. Dokumen berupa handwrite

(penulisan tangan) tidak dapat dideteksi

kemiringannya. Kesalahan yang terjadi dapat

5/17/2018 7106040043_m - slidepdf.com


diakibatkan oleh kesalahan scanner dalam memindai

dokumen. Kualitas dari flatbed scanner yang kurangmampu dalam menangkap citra penulisan tanganmengakibatkan sistem tidak mampu untuk

menangkap kemiringan dari dokumen tersebut.

Adanya kesalahan dalam mendeteksi nilai error tidak

terlalu signifikan. Kesalahan dalam mendeteksi kemiringandapat disebabkan oleh adanya distorsi cahaya saat prosespemindaian, pemosisian dokumen yang kurang tepat, dan

gerakan kompensasi oleh motor yang tidak sempurna (akibatadanya loss pada mekanik).

5) KESIMPULAN

1. Kualitas pemindaian yang didapatkan oleh sebuahscanner dapat dilakukan dengan penambahan

autofixing paper position. Sistem didesain denganmelakukan modifikasi pada scanner sehingga dapatmembantu pengguna dalam mendapatkan citra hasil

pemindaian dengan lebih optimal.2. Kemiringan citra sebuah dokumen teks dapat

dibenahi dengan metode digital image processing.

Hough transform merupakan teknik untuk

menghubungkan tepi dan deteksi tepi yang digunakan

untuk menganalisis citra. Tujuan dari teknik houghini adalah menemukan secara instan objek-objek yang terdapat dalam kisaran parameter bentukan

teknik tersebut lewat vector procedure.3. Penghitungan derajat kemiringan, user interface,

komunikasi mikrokontroler terhadap PC, serta

penerapan algoritma Hough Transform dapatdilakukan lewat software visual studio 2008.

4. Pengaturan banyaknya putaran motor dc yang

diperlukan untuk mengompensasi derajat kemiringansistem dapat dilakukan oleh pembacaan ADC yang

input datanya diambil dari pembacaan hasil teganganoutput potensiometer. Dalam hal ini, penempatanpotensiometer sebagai sumber data feedback memiliki peranan penting dalam menjamin tingkat

akurasi koreksi posisi oleh sistem.5. Waktu yang dibutuhkan untuk proses pemindaian

awal, kalkulasi kemiringan, koreksi posisi, hingga

persiapan melakukan pemindaian utamamembutuhkan waktu 105 detik. Oleh karena itu,semakin banyak data yang harus dipindai, makawaktu yang dibutuhkan untuk melakukan tugas juga

menjadi semakin lama.6. Untuk kecepatan putar motor dc yang lambat dan

konstan, baik saat dibebani maupun tanpa beban,potensiometer linear yang dipasang selaras denganpergeseran oleh motor dapat melakukan feedback

data jumlah putaran motor dengan baik.7. Desain scanner dengan autofixing ini mampu

mengantisipasi data dalam bentuk portrait . Namun

data dalam bentuk landscape, sistem mengalamierror hingga kurang mampu mendeteksi kemiringantulisan pada dokumen teks.

5/17/2018 7106040043_m - slidepdf.com


DAFTAR PUSTAKA

[1] http:\\www.howstuffworks.com\flatbed-scanner

[2] http:\\www.wikipedia.com\hough-transform

[3] Raimund,Leitner, A Method for Edge Detection in Hyperspectral Images Based on Gradient Clustering,2005

[4] ……….. Edge Detection Architectural Assessment .Mathstar, 2005

[5] Sulistyo, Joko. Dinamika Permesinan. 1996.

Penerbit:ITB. Bandung

[6] R. C. Gonzalez and R. E. Woods. Digital Image

Processing. Addison Wesley, 2nd edition, 1992.

[7] Chandan Singha, Nitin Bhatiab, and AmandeepKaur. Hough transform based fast skew detection and

accurate skew correction methods. Pattern Recognition, 41:3528 – 3546, 2008.

7106040043_m

Documents

Transcript of 7106040043_m