Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M...
Transcript of Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M...
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
LAPORAN PENELITIAN
RANCANG BANGUN APLIKASI SISTEM AUDIO
WATERMARKING DENGAN METODE PHASE
CODING
OLEH
Ketua Peneliti :Verdi Yasin, S.Kom.,M.Kom
Anggota 1. Dian Agustina, S.Kom.,MMSI.
2. Adiansyah, S.Kom
SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA DAN KOMPUTER
JAYAKARTA
JAKARTA, INDONESIA
2011
i
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
ii
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
RINGKASAN
Implementasi audio watermarking dengan metode phase coding, merupakan
suatu program memudahkan orang untuk menyembunyikan data dengan cara
menukarkan fase asli segmen inisial dari sinyal suara dengan fase absolut dari sinyal
watermark dengan tetap menjaga fase relatif antara segmen sinyal menggunakan beda
fase segmen dari sinyal asli.
Phase Coding termasuk dalam kelompok metode audio watermarking berbasis
domain frekuensi yang bekerja dengan cara membuang komponen frekuensi tertentu
atau menambahkan data sebagai noise dengan amplitude rendah sehingga tidak
terdengar. Phase Coding memanfaatkan kelemahan sistem pendengaran manusia yang
secara umum tidak dapat mendengar suara pada amplitude yang lebih lemah. Untuk
mengembangkan sistem ini peneliti melakukan analisis data dan merancang model
proses prosedur sistem.
Kata Kunci : Implementasi audio watermarking, phase coding, amplitude rendah,
analisis data, model proses prosedur sistem.
iii
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
KATA SAMBUTAN
Alhamdulillah, penelitian ini dapat terlaksana dengan baik, walaupun masih
banyak terdapat kekeurangannya. Hal tersebut tidak peneliti kecewa juga tetap
semangat dalam mengembangkannya. Dalam mengembangkan aplikasi program
watermarking audio ini, peneliti tentu terlaksana dengan baik karena dapat motivasi dari
berbagai pihak yang peduli dengan penelitian ini. Selain itu peneliti mengembangkan
topik penelitian ini merupakan tanggung jawab peneliti terkait dengan anjuran kegiatan
Tri Darma Perguruan Tinggi.
Kami Tim Peneliti mengucapkan terima kasih kepada yang terhormat:
1. Bapak Ketua Yayasan Dharma Pendidikan Jakarta.
2. Bapak Ketua Sekolah Tinggi Manajemen Informatika dan Komputer Jayakarta.
3. Bapak Pembantu Ketua 1 Bidang Akademik Sekolah Tinggi Manajemen
Informatika dan Komputer Jayakarta.
4. Bapak Pembantu Ketua 2 Bidang Keuangan Sekolah Tinggi Manajemen
Informatika dan Komputer Jayakarta.
5. Bapak Pembantu Ketua 3 Bidang Kemahasiswaan dan Pengembangan Sekolah
Tinggi Manajemen Informatika dan Komputer Jayakarta.
6. Bapak Ketua Program Studi Teknik Informatika Sekolah Tinggi Manajemen
Informatika dan Komputer Jayakarta.
7. Bapak Kepala Lembaga Penelitian dan Pengabdian Masyarakat Sekolah Tinggi
Manajemen Informatika dan Komputer Jayakarta.
8. Bapak Kepala Perpustakaan Sekolah Tinggi Manajemen Informatika dan
Komputer Jayakarta.
9. Bapak Kepala Laboratorium Komputer Sekolah Tinggi Manajemen Informatika
dan Komputer Jayakarta.
10. Bapak Kepala Bagian Administrasi Akadamik Sekolah Tinggi Manajemen
Informatika dan Komputer Jayakarta.
iv
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
11. Rekan – rekan Dosen di lingkungan Sekolah Tinggi Manajemen Informatika
dan Komputer Jayakarta.
12. Para Staf dan Karyawan di lingkungan Sekolah Tinggi Manajemen Informatika
dan Komputer Jayakarta.
13. Istri dan Anak-anak Peneliti yang turut memotivasi Penelitian ini.
14. Keluarga besar ikut Memotivasi Pelaksanaan Penelitian ini.
Demikian Kata sambutan ini peneliti, menuliskan penuh rasa hormat, kepada semua
pihak yang ikut motivasi pelaksanaan peneltitian ini.
Jakarta, 25 Juni 2011
Ketua Peneliti,
Ttd
Verdi Yasin, S.Kom.,M.Kom.
NIDN: 0302067704
v
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
DAFTAR ISI
HALAMA JUDUL .................................................................................................................i
PENGESAHAN PENELITIA .............................................................................................. ii
RINGKASAN ...................................................................................................................... iii
KATA SAMBUTAN ............................................................................................................iv
DAFTAR ISI .........................................................................................................................vi
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ............................................................................................. 1
1.2 Ruan Lingkup Penelitian .............................................................................. 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ..................................................................................... 5
2.1 Digital Watermaking .................................................................................... 5
2.2 Digital Audio ................................................................................................ 7
2.3 Audio Watermaking ..................................................................................... 7
2.4 Metode Phase Coding .................................................................................. 8
2.5 Fast Fourier Transform (FFT) ..................................................................... 9
2.6 Peak Signal to Noise Ratio (PSNR) ............................................................. 9
2.7 Beat Error Rate BER) ................................................................................. 10
2.8 Penyisipan Watermark ............................................................................... 11
2.9 Pengektraksian Watermark ........................................................................ 14
BAB III TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN .................................................. 15
3.1 Tujuan Penelitian ....................................................................................... 15
3.2 Manfaat Penelitian ..................................................................................... 15
vi
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
BAB IV METODE PENELITIAN ................................................................................ 17
4.1 Lokasi Penelitian ........................................................................................ 17
4.2 Metode Pengumpulan Data ........................................................................ 17
4.3 Prosedur Pengembangan Penelitian ........................................................... 18
4.4 Kerangka Pemikiran Penegembangan Sistem ............................................ 18
4.5 Deskripsi Sistem ......................................................................................... 19
BAB V ANALISIS DAN PERANCANGAN .............................................................. 22
5.1 Analis Data ................................................................................................. 22
5.2 Analis Kebutuhan Sistem ........................................................................... 22
5.3 Perancangan Aplikasi ................................................................................. 23
5.4 Pengujian Ketahanan Watermark ............................................................... 33
BAB VI IMPLEMENTASI DAN PEMBAHASAN HASIL ........................................ 34
6.1 Implementasi Metode Phase Coding ......................................................... 34
6.2 Analisis Kebutuhan .................................................................................... 37
63 Analisis Hasil ............................................................................................. 40
6.4 Analisis Ketahanan ..................................................................................... 41
BAB VII SIMPULAN DAN SARAN ............................................................................. 44
7.1 Kesimpulan ................................................................................................ 44
7.2 Saran-Saran ................................................................................................ 44
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................................... 46
vii
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Saat ini media digital, seperti video, audio, dan gambar, telah menggantikan
peran media analog dalam berbagai aplikasi. Keberhasilan dari penerapan media digital
ini disebabkan karena beberapa kelebihan yang dimiliki media digital, seperti transmisi
yang bebas derau, penyimpanan yang padat, penyalinan yang sempurna, dan
kemudahan untuk melakukan pengeditan.
Teknologi data digital juga telah mengalami perkembangan yang pesat karena
kelebihannya dalam penyimpanan data yang efisien, kemudahannya untuk dimanipulasi
dan didistribusikan. Data digital berupa citra, audio, dan video merupakan aset
komersial yang harus dikendalikan, didistribusikan, dan dilindungi. Di samping semua
kelebihan yang dimiliki media digital seperti yang telah dipaparkan sebelumnya,
terdapat kelemahan dari penggunaan media digital yaitu pesatnya perkembangan
transmisi data menimbulkan banyaknya penyalahgunaan data digital seperti
pelanggaran hak cipta atau pemalsuan kepemilikan data digital.
Selama ini penggandaan atas produk digital tersebut dilakukan secara bebas
dan leluasa. Pemegang hak cipta atas produk digital tersebut dirugikan karena tidak
mendapat royalti dari usaha penggandaan tersebut. Untuk alasan ini, pencipta dan
pendistribusi dari suatu data digital mencari solusi terhadap masalah tersebut yaitu
1
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
perlindungan hak cipta dari data multimedia.
Tehnik digital watermarking dikembangkan sebagai salah satu jawaban untuk
menentukan keabsahan pencipta atau pendistribusi suatu data digital dan integritas suatu
data digital. Teknik watermarking bekerja dengan menyisipkan sedikit informasi yang
menunjukkan kepemilikan, tujuan, atau data lain, pada media digital tanpa
mempengaruhi kualitasnya.
Tehnik digital watermarking diterapkan pada berbagai data digital dengan
memanfaatkan kekurangan - kekurangan system indera manusia seperti mata dan
telinga. Jadi pada citra digital, mata tidak bisa membedakan apakah citra tersebut
disisipi watermark atau tidak. Demikian pula jika diterapkan pada audio atau musik,
telinga tidak bisa mendengar sisipan informasi tadi. Sehingga pada teknologi ini dikenal
suatu persyaratan bahwa watermark haruslah imperceptible atau tidak terdeteksi oleh
indera penglihatan (human visual system I HVS) atau indera pendengaran (human
auditory system /HAS).
Audio watermarking, bagian dari digital watermarking, adalah suatu proses
penyisipan pesan yang berisikan informasi dari data audio seperti nama pencipta,
tanggal pembuatan, tujuan, atau informasi lainnya tanpa mempengaruhi kualitas audio.
Ada beberapa metode yang digunakan untuk melakukan watermarking pada data audio,
salah satunya dengan metode Phase Coding.
Phase Coding termasuk dalam kelompok metode audio watermarking berbasis
domain frekuensi yang bekerja dengan cara membuang komponen frekuensi tertentu
2
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
atau menambahkan data sebagai noise dengan amplitude rendah sehingga tidak
terdengar. Phase Coding memanfaatkan kelemahan sistem pendengaran manusia yang
secara umum tidak dapat mendengar suara pada amplitude yang lebih lemah, suara yang
lebih lemah akan diabaikan jika dua suara itu datang bersamaan.
Ide dasar metode Phase Coding adalah menyembunyikan data dengan cara
menukarkan fase asli segmen inisial dari sinyal suara dengan fase absolut dari sinyal
watermark dengan tetap menjaga fase relatif antara segmen sinyal menggunakan beda
fase segmen dari sinyal asli. Ketika beda fase antara sinyal asli dan sinyal yang
dimodifikasi adalah kecil, maka perbedaan suara yang dihasilkan tidak terdeteksi oleh
pendengaran manusia.
Secara garis besar watermark dibuat menjadi derau dengan amplitude yang
lebih lemah dibandingkan amplitude data audio, lalu digabungkan.
1.2 Ruang Lingkup Penelitian
Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan sebelumnya, pada laporan
penelitian ini, peneliti membahas mengenai cara mengimplementasikan audio
watermarking dengan metode phase coding menggunakan Matlab 2008.
Topik ini diambil mengingat perlunya suatu aplikasi yang digunakan untuk
melindungi hak milik atau hak cipta dalam hal ini audio melihat maraknya pembajakan
dan perebutan hak cipta atau pemalsuan data digital.
3
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
Untuk menjaga penulisan Penelitian ini tetap terarah dan terfokus pada materi
yang ada didalamnya, maka peneliti membatasi permasalahannya pada:
1. Menganalisa suatu audio digital dengan menggunakan MATLAB dengan
format.wav (wave).
2. Menerapkan teknik audio watermarking dengan metode Phase Coding pada
berkas audio berformat wave (*.wav).
3. Metode Phase Coding dengan menggunakan Fast Fourier Transform
(FFT).
4. Tehnik watermarking diimplementasikan dengan menggunakan Matlab 2008.
5. Data yang disisipkan berupa file teks
4
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Digital Watermarking
Digital watermarking mengacu pada implementasi watermarking pada kertas.
Dalam sejarah pembuatan kertas yang terkenal di Cina masih belum dikenal adanya
watermark. Pembuatan watermark pada kertas tercatat dalam sejarah pada tahun 1282
di Itali. Cara pembuatan watermark adalah dengan menambahkan sebuah serat halus
yang dipasang sedemikian rupa sehingga terlihat transparan pada kertas.
Kegunaan dari serat halus ini dimungkinkan bertujuan sebagai merk dagang
atau kepemilikan bahwa kertas tersebut dikeluarkan oleh suatu perusahaan. Tetapi
tujuan penggunaan tersebut masih diragukan, karena hanya beranggapan bahwa serat
halus tersebut hanya untuk sebuah dekorasi.
Penggunaan watermark secara jelas dapat diketahui pada abad ke delapan belas
di daerah Eropa dan Amerika. Watermark digunakan sebagai merk dagang suatu
perusahaan percetakan untuk menandai kapan kertas itu dicetak. Hal ini jelas
menunjukkan adanya usaha untuk melindungi suatu dokumen dari usaha pemalsuan
(counterfeiting).
Digital watermarking atau watermarking adalah teknik untuk menyisipkan
informasi tertentu ke dalam data digital yang disebut watermark. Watermark dapat
berupa teks seperti informasi copyright, gambar berupa logo, data audio, atau rangkaian
5
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
bit yang tidak bermakna.
Penyisipan watermark dilakukan sedemikian sehingga watermark tidak
merusak data digital yang dilindungi. Selain itu watermark yang telah disisipkan tidak
dapat dipersepsi oleh indera manusia, tetapi dapat dideteksi oleh komputer dengan
menggunakan kunci yang benar. Watermark yang telah disisipkan tidak dapat dihapus
dari dalam data digital sehingga jika data digital tersebut disebar dan diduplikasi maka
otomatis watermark di dalamnya akan ikut terbawa.
Watermark di dalam data digital harus dapat diekstraksi kembali.
Watermarking berguna untuk membuktikan kepemilikan, copyright protection,
authentication, fingerprinting, dan tamper proofing.
Menurut Kipper (2004), berdasarkan persepsi manusia, watermarking dapat
dibedakan menjadi:
1. Visible watermarking, watermark pada berkas digital terlihat dengan jelas
2. Invisible watermarking, watermark pada berkas digital tidak terlihat
Menurut Cvejic (2004), kriteria yang harus dipenuhi oleh aplikasi
watermarking adalah:
1. Imperceptibility yaitu berkas hasil penyisipan watermark harus dibuat semirip
mungkin dengan berkas aslinya.
2. Robustness yaitu berkas hasil penyisipan watermark harus tahan terhadap
berbagai teknik manipulasi digital dan watermark harus dapat dideteksi
kembali.
6
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
3. Security yaitu keberadaan watermark tidak mudah dideteksi dan dihilangkan.
Keberadaan watermark seperti pada suatu teknik enkripsi, tidak dapat dirusak
oleh pihak yang tidak berhak.
2.2 Digital Audio
Menurut Mischa Schwartz (1986), Bunyi atau suara adalah kompresi
mekanikal atau gelombang longitudinal yang merambat melalui medium. Medium atau
zat perantara ini dapat berupa zat cair, padat, gas. Jadi, gelombang bunyi dapat
merambat misalnya di dalam air, batu bara, atau udara.
Kebanyakan suara adalah merupakan gabungan berbagai sinyal, tetapi suara
murni secara teoritis dapat dijelaskan dengan kecepatan osilasi atau frekuensi yang
diukur dalam Hertz (Hz) dan amplitude atau kenyaringan bunyi dengan pengukuran
dalam desibel (Dennis Roddy -1993).
Digital audio adalah sinyal elektrik digunakan untuk membawa unsur bunyi.
Istilah ini juga biasa digunakan untuk menjelaskan sistem yang berkaitan dengan proses
perekaman dan transmisi yaitu sistem pengambilan/perekaman suara, sambungan
transmisi pembawa bunyi, amplifier dan lainnya.
2.3 Audio Watermarking
Audio watermarking, bagian dari digital watermarking, adalah suatu proses
penyisipan informasi ke dalam data audio dan pengambilan informasi dari data audio
tanpa mempengaruhi kualitas data audio tersebut. Informasi dari data audio bisa berupa
7
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
nama pencipta, tanggal pembuatan, tujuan, dan data lain (Cvejic 2004).
Menurut Bender et al. (1998), secara umum metode dalam audio watermarking
berdasarkan domain penyisipannya dapat dibagi menjadi dua kelompok yaitu:
1. Domain Waktu
Metode ini bekerja dengan cara mengubah data audio yang akan disisipkan
watermark. Contohnya dengan mengubah LSB (Least Significant Bit) dari data
tersebut. Secara umum metode ini rentan terhadap proses kompresi, transmisi
dan encoding.
2. Domain Frekuensi
Metode ini bekerja dengan cara mengubah spectral content dari sinyal.
Misalnya dengan cara membuang komponen frekuensi tertentu atau
menambahkan data sebagai noise dengan amplitude rendah sehingga tidak
terdengar. Secara umum metode ini bekerja dengan cara mengubah spektrum
frekuensi atau dengan cara menambah noise.
2.4 Metode Phase Coding
Phase Coding termasuk dalam kelompok metode audio watermarking yang
bekerja dengan cara mengubah spectral content dalam domain frekuensi dari sinyal.
Phase Coding bekerja berdasarkan karakteristik sistem pendengaran manusia yang
mengabaikan suara yang lebih lemah jika dua suara itu datang bersamaan (Gordy 2000).
Phase Coding bekerja berdasarkan karakteristik sistem pendengaran manusia
HAS (Human Auditory System} yang mengabaikan suara yang lebih lemah jika dua
suara itu datang bersamaan. Secara garis besar data watermark dibuat menjadi noise
8
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
dengan amplitude yang lebih lemah dibandingkan amplitude data audio, lalu
digabungkan (Bender et al 1996).
Ide dasar metode Phase Coding adalah menyembunyikan data dengan cara
menukarkan fase asli segmen inisial dari sinyal suara dengan fase absolut dari sinyal
watermark dengan tetap menjaga fase relatif antara segmen sinyal menggunakan beda
fase segmen dari sinyal asli. Ketika beda fase antara sinyal asli dan sinyal yang
dimodifikasi adalah kecil, maka perbedaan suara yang dihasilkan tidak terdeteksi oleh
pendengaran manusia (Bender et al 1996).
2.5 Fast Fourier Transform (FFT)
Menurut Proakis dan Manolakis (1997), FFT merupakan algoritme yang
efisien secara komputasional karena memanfaatkan dua sifat dasar yaitu sifat simetri
dan sifat keperiodikan pada faktor fase.
FFT adalah algoritme transformasi Fourier yang dikembangkan dari algoritme
Discrete Fourier Transform (DFT). Dengan FFT, laju komputasi dari perhitungan
Fourier dapat ditingkatkan. FFT bekerja dengan membagi sinyal menjadi beberapa
bagian kecil yang bertujuan untuk mendapatkan waktu proses yang lebih cepat. FFT
mengonversi tiap frame dengan N sampel dari domain waktu menjadi domain frekuensi,
yang dirumuskan pada Persamaan 1 berikut:
1
0
.2
n
k
iNjkn
kn eXX (1)
N berupa bilangan bulat 0, I, 2, .., N-l, adalah banyaknya FFT poin, j
9
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
digunakan untuk menotasikan unit imajiner, yaitu j = V-I dan Xn adalah bilangan
kompleks.
2.6 Peak Signal to Noise Ratio (PSNR)
Metode proses pengukuran kualitas audio akan dilakukan secara subjektif dan
objektif. Cara subjektif yaitu dengan melakukan pengamatan langsung terhadap audio
yang telah disisipi dan audio yang asli. Cara objektif akan memakai perhitungan nilai
PSNR untuk mengukur rasio antara berkas audio asli dengan watermarked audio.
Menurut Pelton (1993), nilai PSNR yang rendah menunjukkan bahwa berkas
audio telah mengalami distorsi yang cukup besar. Kualitas audio yang baik yaitu
dengan nilai PSNR minimal 30 db. Perhitungan PSNR dapat dilihat pada Persamaan 2
dan Persamaan 3 :
MSEPSNR
2
10
MAXI log 10
=
M
MA10log 20 (2)
Nilai MSE dapat dihitung dengan rumus:
21
0
1
0 ,(||1
iKmn
MSE n
j
m
i (3)
2.7 Bit Error Rate (BER)
Bit error rate didefinisikan sebagai perbandingan bit watermark hasil deteksi
yang berbeda dari bit watermark yang disisipkan (Acevedo 2005). BER digunakan
untuk menghitung persentase bit watermark yang dideteksi berbeda saat proses deteksi
10
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
watermark. BER dihitung dengan menggunakan Persamaan 4.
1
0
)()(,1
)()(,0
100
B
n
nwnw
nwnwB
BER (4)
dengan, B adalah jumlah bit watermark, w bit watermark yang disisipkan dan bit
watermark hasil deteksi (Gordy & Bruton 2000).
2.8 Penyisipan Watermark
Proses penyisipan watermark memerlukan berkas original audio dan berkas
watermark yang akan disisipkan sehingga menghasilkan watermarked audio yaitu audio
yang telah disisipi watermark dan juga berkas kunci yang menyimpan variabel panjang
watermark dan watermark itu sendiri. Berkas kunci tersebut dibutuhkan pada proses
pengekstraksian watermark.
Berikut penjelasan dari langkah-langkah yang dilakukan pada alur proses
penyisipan watermark:
1. Membagi urutan original audio menjadi N segmen, s[i], 0 < i<L-l,
dimana setiap segmen memiliki panjang yang sama yaitu sebesar L
(Gambar2.1).
Gambar 2. 1 . Original audio yang dibagi menjadi N segmen.
11
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
2. Menghitung nilai FFT pada masing-masing segmen. Hasil dari perhitungan ini
adalah berupa X(k) untuk masing-masing segmen dimana 0< k<L-1.
3. Mendapatkan nilai amplitude A dengan menggunakan Persamaan 5 sehingga
menghasilkan amplitude audio seperti pada Gambar 2.2 dan mendapatkan nilai
fase dengan menggunakan Persamaan 6 sehingga menghasilkan fase audio
seperti pada Gambar 2.3. Nilai ak adalah bagian real dari nilai FFT dan nilai bk
adalah bagian imaginer-nya.
|A| = 22 kk ba
= tan-1
k
k
a
b
Gambar 2.2 Fase audio.
4. Menghitung beda fase yang berdekatan, seperti pada Persamaan 7 sehingga
menghasilkan fase audio seperti pada Gambar 2.4
Gambar 2.3 Beda fase yang berdekatan.
5. Fase absolut dari sinyal data watermark ditambahkan ke dalam beda fase yang
dihasilkan. Sinyal watermark dengan panjang Lw, w[j ], 0 < j < Lw-l, disajikan
12
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
sebagai data = /2 atau data = /2 yang merepresentasikan bit 1 atau 0.
6. Mensubstitusikan fase awal O'O dengan fase sinyal watermark (b'data
sehingga menghasilkan perubahan fase audio seperti pada Gambar 2.5.
Gambar 2.4 Substitusi watermark pada segmen awal.
7. Membuat matriks fase baru untuk N>0 dengan menggunakan beda fase untuk
menjaga relativitas fase antara segmen audio dengan menggunakan Persamaan
8 sehingga menghasilkan fase watermarked audio seperti pada Gambar 2.6.
Hal ini dilakukan untuk menjaga kesinambungan sinyal setelah proses
modifikasi fase segmen awal.
))()(')('(
))()(')('(
)()()((
31
1
101
NkNkN
knknkn
kkk
(8)
Gambar 2.5 Fase audio yang telah diberi watermark.
8. Menghitung kembali nilai fase yang baru dan nilai amplitude yang sudah
dihitung sebelumnya untuk melakukan inverse FFT terhadap masing-masing
13
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
segmen untuk mengembalikan sinyal ke domain waktu.
2.9 Pengekstraksian Watermark
Pada tahap pengekstraksian watermark diperlukan watermarked audio dan
berkas kunci yang dihasilkan ketika proses penyisipan. Pada pengekstraksian
watermark ini akan menghasilkan isi dari berkas watermark yang disisipkan dan nilai
BER (Bit Error Rate) hasil perbandingan dari watermark asal dan watermark hasil
ekstraksi.
Langkah-langkah yang dilakukan dalam proses pengekstraksian watermark
adalah:
1. Membaca watermarked audio dan berkas kunci lalu hitung panjang
masing-masing.
2. Menghitung banyaknya segmen (N) pada watermarked audio.
3. Menghitung nilai FFT pada watermarked audio.
4. Mendapatkan nilai amplitude dan fase dari watermarked audio.
5. Mengonversi nilai fase pada segmen awal dengan /2 menjadi bit 1 dan -/2
menjadi bit 0. Proses ini merupakan kebalikan dari langkah 6 pada proses
penyisipan watermark.
6. Hasil konversi merupakan bit-bit watermark yang disisipkan.
14
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
BAB III
TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN
3.1 Tujuan Penelitian
Dalam membangun sistem pada laporan penelitian, tentu peneliti menguraikan
beberapa tujuan sebagai berikut
1. Merupakan bagian dari tugas dan tanggung jawab dosen dalam menjalankan
Tri Darma Perguruan Tinggi di Lingkungan Sekolah Tinggi Manajemen
Informatika dan Komputer Jayakarta, Jakarta.
2. Membangun suatu aplikasi yang digunakan sebagai alat untuk melindungi hak
cipta terhadap data digital.
3. Menerapkan ilmu yang diperoleh selama masa perkuliahan ke dalam dunia
nyata khususnya dalam perancangan aplikasi dengan MATLAB.
3.2 Manfaat Penelitian
Dalam mengembangkan penelitian ini, peneliti mempunyai harapan yang dan
di manfaatkan dari hasil penelitian dikemudian hari yakni:
1. Hasil Penelitian ini, membantu memelihara atau menjaga keaslian dari suatu
data dalam bentuk digital (suara).
2. Hasil Penelitian ini, membuat suatu implementasi audi watermaking dengan
menggunakan Phase Coding pada berkas audio.
3. Hasil Penelitian Ini, mengetahui kinerja metode Phase Coding pada audio
watermarking
15
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
4. Hasila Penelitian ini, mengetahui kualitas berkas audio setelah disisipi berkas
watermark
5. Hasil Penelitian ini, membuat aplikasi yang bermanfaat dalam kehidupan
sehari-hari.
16
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
BAB IV
METODE PENELITIAN
4.1 Lokasi Penelitian
Dalam rangka membangun dan mengembangkan aplikasi program audio
watermarking ini, peneliti melakukan proses penelitian pada Perpustakaan dan
Laboratorium Komputer Sekolah Tinggi Manajemen Informatika dan Komputer
Jayakarta, Jalan Salemba I No. 8,9,10 Jakarta Pusat.
4.2 Metode Pengumpulan Data
Dalam proses mengumpul data peneliti menggunakan metode kualitatif yakni:
a. Observasi
Merupakan suatu teknik penelitian yang memudahkan peneliti dalam
mendapatkan banyak informasi terkait kebutuhan pengembang aplikasi
sistem yang di kembangkan, dan menggunakan metode pendekatan /
pengamatan langsung.
b. Wawancara
Merupaka suatu teknik penelitian yang dilakukan oleh peneliti dalam
mendapat jawaban terhadap dari topik penelitian yang di kembangkan oleh
peneliti saat ini, melalui mekanisme wawancara ke beberapa pihak user.
c. Studi Pustaka
Merupakan suatu teknik penelitian yang dilakukan oleh peneliti dalam
rangka mendapatkan berbagai buku referensi guna mendapatkan contoh –
contoh, kerangka sistem pengembangan aplikasi program audio dan video
juga buku bahasa program yang terkait dengan topik penelitian yang
dikembangkan oleh peneliti.
17
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
4.3 Prosedur Pengembangan Penelitian
Metode yang digunakan penulis dalam implementasi audio watermarking
dengan menggunakan Phase Coding dan penulisan laporan skripsi dilakukan dengan
berbagai cara, yaitu :
1. Pengumpulan berbagai referensi.
2. Tahap implementasi yaitu tahapan dimana dilakukan persiapan perangkat
keras, perangkat lunak, berkas audio, dan berkas teks.
3. Tahap praktek langsung atau pengujian dengan menggunakan beberapa audio
yang kemudian disisipi file text.
4. Sedangkan pada tahap akhir yaitu kesimpulan akan didapat kesimpulan
berdasarkan data uji audio watermarking dengan metode Phase Coding ini.
4.4 Kerangka Pemikiran Pengembangan Sistem
Metodologi dan Model Proses yang akan dilakukan pada penelitian ini adalah
Menganalisis Latar Belakang Masalah, Penetuan Tujuan, Membentuk Ruang Lingkup
Penelitian, Merancang Model Proses Pengembangan serta membuat implementasi
sistem, analisis hasil dan mendeskripsikan simpulan. Tahap Implementasi metode
Phase Coding secara garis besar terbagi menjadi 2 (dua) proses yaitu penyisipan -
watermark dan pengekstraksian watermark.
Setelah tahap implementasi dilakukan, dilanjutkan tahap analisis hasil yang
berupa analisis kualitas dan analisis ketahanan dari watermarked audio sehingga dapat
disimpulkan kinerja metode Phase Coding. Alur metode penelitian ini dapat dilihat
pada Gambar 4.1
18
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
Gambar 4.1. Alur metode penelitian
4.5 Deskripsi Sistem
Penelitian ini menggunakan metode Phase Coding yaitu menyembunyikan data
dengan cara menukarkan fase asli segmen inisial dari sinyal suara dengan fase absolut
dari sinyal watermark dengan tetap menjaga fase relatif antara segmen sinyal
menggunakan beda fase segmen dari sinyal asli. Ketika beda fase antara sinyal asli dan
sinyal yang dimodifikasi adalah kecil, maka perbedaan suara yang dihasilkan tidak
terdeteksi oleh pendengaran manusia (Bender et al 1996).
Inti dari pada Aplikasi Digital Watermarking yang akan dibuat ini ada pada
19
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
proses Penyisipan Watermark dan Pengektraksian Watermark. Alur dari implementasi
metode Phase Coding pada tahap penyisipan watermark dan pengektraksian watermark
dapat dilihat pada gambar 3.2 dibawah ini:
4.5.1 Alur Penyisipan Watermark
Gambar 4.2. Alur penyisipan watermark
20
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
4.5.2 Alur Pengektraksian Watermark
Gambar 4.3. Alur pengekstraksian watermark
21
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
BAB V
ANALISIS DAN DESAIN SISTEM
5.1 Analisis Data
Tugas Akhir ini menggunakan audio host berupa file audio dan data watermark
berupa teks. Secara rinci, data yang digunakan pada system ini adalah:
1. Audio host yang digunakan merupakan file audio dengan format *.wav dengan
spesifikasi : mono, sampling rate 44100 Hz, bit sampling 16 bit/sample, durasi
tidak lebih dari 1 menit dan audio host yang digunakan dibagi dalam genre
pop, instrumental, instrument mix dan pop.
2. Data watermark yang digunakan berupa teks.
5.2 Analisis Kebutuhan Sistem
Pada tahap ini dilakukan analisis terhadap kebutuhan dalam perancangan
system audio watermark yang dibangun. Beberapa hal yang dianalisis dalam tahap ini
meliputi kebutuhan perangkat keras, perangkat lunak sehingga system dapat bekerja dan
berfungsi sesuai dengan yang diharapkan.
5.2.1 Analisis Kebutuhan Perangkat Keras dan Lunak
Penelitian ini menggunakan spesifikasi perangkat keras sebagai berikut:
a. Prosesor : Intel Core2Duo T6400
b. Memory : 3072 MB RAM
c. Harddisk : 320 GB
Sedangkan perangkat lunak yang digunakan adalah :
22
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
a. Windows 7
b. MatlabR2008
c. Cool EditPro
5.3 Perancangan Aplikasi
5.3.1 Matlab 2008
Saat ini, kemampuan dan fitur yang dimiliki oleh Matlab sudah jauh lebih
lengkap dengan ditambahkannya toolbox - toolbox yang sangat luar biasa. Beberapa
manfaat yang didapat dari Matlab antara lain adalah:
a. Perhitungan Matematika
b. Komputasi Numerik
c. Simulasi dan Pemodelan
d. Visualisasi dan Analisis Data
e. Pembuatan grafik untuk keperluan Sains dan Teknik
f. Pengembangan aplikasi misalnya dengan pemanfaatan GUI
Berikut adalah tampilan awal pada saat kita membuka aplikasi Matlab 2008,
software yang digunakan untuk membangun aplikasi audio watermarking ini.
23
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
Gambar 5.1 Jendela Matlab
5.3.2 Membuat GUI baru
Untuk memulai membangun aplikasi audio watermaking ini adalah dengan
cara membuat GUInya terlebih dahulu, yaitu dengan cara FileNewGUI
24
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
Gambar 5.2 Membuat GUI baru
5.3.3 Komponen GUIDE
Komponen palet pada GUIDE Matlab terdiri dari beberapa uicontrol (control
user interface), seperti pada bahasa pemrograman visual lainnya, yaitu : pushbutton,
togglebutton, radiobutton, chexkboxes, edit text, static text, slider, frames, listboxes,
popup menu, dan axes. Kita dapat meletakkan semua control pada layout editor dan
selanjutnya hanya tinggal mengaturnya melalui property inspector.
25
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
Gambar 5.3 Komponen GUIDE
Semua kontrol pada GUIDE dapat dimunculkan pada layout/figure dengan cara
mendrag kiri kontrol yang diinginkan ke figure. Adapun penjelasan fungsi masing-
masing control adalah sebagai berikut:
a. PushButton
Pushbutton merupakan jenis control berupa tombol tekan yang akan
menghasilkan tindakan jika diklik, misalnya tombol OK, Cancel, Mining,
Browse, Insert Watermark, Reset, Hapus, dan sebagainya. Untuk
menampilkan tulisan pada pushbutton kita dapat mengaturnya melalui
properly inspector dengan mengklik obeyek pushbutton pada figure, lalu
mengklik toolbar property inspector atau menggunakan klik kanan lalu
pilih property inspector.
26
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
b. Toggle Button
Toggle button memiliki fungsi yang sama dengan pushbutton.
Perbedaanya adalah saat pushbutton ditekan, maka tombol akan kembali
pada posisi semula jika tombol mouse dilepas, sedangkan pada toggle
button, tombol tidak akan kembali ke posisi semula, kecuali kita
menekannya kembali.
c. Radio Button
Radio button digunakan untuk memilih atau menandai satu pilihan dari
beberapa pilihan yang ada. Misalnya, sewaktu kita membuat aplikasi
operasi Matematika (penjumlahan, pengurangan, perkalian, dan
pembagian).
d. Edit Text dan Static Text
Edit text digunakan untuk memasukkan atau memodifikasi suatu text yang
diinputkan dari keyboard, sedangkan static text hanya berguna untuk
menampilkan text/tulisan, sehingga kita tidak bisa memodifikasi/mengedit
text tersebut kecuali memalui property inspector.
e. Frames
Frames merupakan kotak tertutup yang, dapat digunakan. untuk
mengelompokkan kontrol-kontrol yang berhubungan.
f. Checkboxes
Kontrol checkboxes berguna jika kita menyediakan beberapa pilihan
mandiri atau tidak bergantung dengan pilihan-pilihan lainnya.
g. Slider
27
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
Slider berguna jika kita menginginkan inputan nilai tidak menggunakan
keyboarad, tatapi hanya dengan cara menggeser slider secara vertical
maupun horizontal ke nilai yang kita inginkan.
h. Popup Menu
Popop menu berguna menampilkan daftar pilihan yang didefinisikan pada
String Propoerty ketika mengklik tanda panah pada aplikasi dan memiliki
fungsi yang sama seperti radio button. Ketika tida dibukak, popup menu
hanya menampilkan satu item yang menjadi pilihan pertama pada String
Property. Popupmenu sangat bermanfaat ketika kita ingin memberi sebuah
pilihan tanpa jarak, tidak seperti radiobutton.
i. Axes
Axes berguna untuk menampilkan sebuah grafik atau gambar (image).
Axes sebenarnya tidak masuk dalam UlControl, tetapi axes dapat
deprogram agar pemakai dapat berinteraksi dengan axes dan obyek grafik
yang ditampilkan melalui axes.
5.3.4. Hasil Tampilan Awal
Berikut adalah tampilan awal dari aplikasi Audio Watermarking dengan
Metode Phase Coding yang dibangun. Sesuia dengan kegunaannya, aplikasi ini
dibangun dengan menampilkan dua menu saja, yaitu proses Penyisipan Watermark dan
proses Pengekstraksian Watermark. Hasil tampilan awal dapat dilihat pada gambar 3.9
dibawah ini:
28
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
Gambar 5.4 Tampilan program
5.3.5 Tampilan Menu Penyisipan Watermark
Jika menu Penyisipan Watermark kita klik, maka akan muncul window baru
dimana pada window ini kita akan melakukan proses penyisipan watermark yang
dimulai dari pengambilan original audio, file watermark, pemberian nama dan key pada
audio yang diwatermark.
29
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
Gambar 5.5 Menu Penyisipan Watermark
Gambar 5.6 Proses Penyispan Watermark
5.3.6 Tampilan Menu Pengekstraksian Watermark
30
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
Sama halnya dengan proses Penyisipan Watermark, menu Pengekstraksian
Watermark adalah menu kedua dari aplikasi audio watermark ini. Pada menu ini kita
dapat memanggil kembali hasil dari proses Penyisipan Watermark yang dilakukan,
menu ini akan menampilkan hasil dari proses Ekstraksi.
Gambar 5.7 Menu Pengekstraksian Watermark
31
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
Gambar 5.8 Hasil Pengekstrasian Watermark
32
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
5.4 Pengujian Ketahanan Watermark
Salah satu syarat yang harus dimiliki oleh audio watermarking yang baik
adalah robustness, yang artinya tahan terhadap manipulasi dan serangan yang disengaja.
Pada penelitian ini serangan yang akan dilakukan adalah resampling dan cropping.
Dari hasil pengujian akan diketahui ketahanan watermark terhadap serangan-
serangan tersebut, bila watermarked audio tahan terhadap serangan maka informasi
watermark dapat diekstraksi kembali pada proses pengekstraksian watermark. Namun
bila tidak tahan serangan, watermark yang diekstraksi akan berubah atau tidak sama
dari watermark yang sesungguhnya.
Gambar 5.9 Proses pengujian ketahanan watermark
Seperti yang dapat dilihat pada Gambar 21, watermarked audio yang didapat
dari hasil proses penyisipan watermark diuji ketahanannya terhadap beberapa serangan
(pada penelitian kali ini menggunakan diserang dengan cara resampling dan cropping).
Proses resampling dan cropping menggunakan bantuan aplikasi pemrosesan
audio. Dari proses ini akan didapat watermark audio baru yang telah diserang.
33
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
BAB VI
IMPLEMENTASI DAN PEMBAHASAN HASIL
6.1 Implementasi Metode Phase Coding
Pada penelitian ini disediakan antar muka untuk memudahkan proses
penyisipan watermark dan pengekstraksian watermark. Antar muka untuk audio
watermarking dengan menggunakan metode Phase Coding dibuat dengan
menggunakan Matlab R2008A seperti yang ditunjukkan pada bab sebelumnya.
Pada penelitian ini dilakukan beberapa kali percobaan pada proses penyisipan
watermark dan pengekstraksian watermark. Hal ini dilakukan untuk memastikan
kisaran nilai PSNR dalam pengujian objektif dan juga menganalisis hasil ekstraksi
watermark dari watermarked audio.
6.1.1 Proses Penyisipan Watermark
Berikut akan menjelaskan perhitungan pada proses Penyisipan Watermark. Pada
perhitungan berikut menggunakan berkas audio dan berkas watermark dengan ukuran
yang lebih kecil, yaitu berkas audio dengan ukuran 28 KB dan berkas watermark yang
berisi satu karakter.
34
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
a. Matriks berkas audio yang digunakan : [0.0017395; 0.00177;
0.00177; 0.00177; 0.00177; 0.00177; 0.00177; 0.00177; 0.00177;
0.00177;...; -0.0010986].
b. Panjang audio : 14080
c. Berkas watermark yang digunakan berisi karaker : A = [0;1; 0; 0; 0; 0; 0;
1]
d. Panjang watermark: 8
e. N adalah banyaknya segmen pada audio yaitu panjang audio dibagi
panjang watermark: 14080 78 = 1760
f. Matriks FFT berkas audio : [0.17145; 0.78313- 0.23985i;
0.26753- 0.50834i; -0.40247- 0.084154i; -0.41669 + 0.20229i; - .093018 +
0.040622i; 0.026343 - 0.35245i; - 0.14986 - 0.39966i; -0.24216 -
0.16786i; -0.014242 - 0.0781011; ...; -0.17284 - 0.05511]
g. Mendapatkan nilai amplitude dan fase dari audio : Amplitude : [0.17145;
0.81903; 0.57444; 0.41117; 0.46319; 0.1015; 0.35344; 0.42684; 0.29465;
0.079389; ...; 0.18141]
Fase : [0; -0.29721; -1.0864; -2.9355; 2.6896; 2.7298; -1.4962; -1.9295; -
2.5355; -1.7512; ...; -2.833 ]
h. Membuat matriks beda fase antar segmen fase yang berdekatan: [0;
0; 0; 0; 0; 0; 0; 0; -2.5355; -1.454; ... ; -4.2901]
i. Proses penyisipan watermark pada segmen awal fase :
j. [1.5708; -1.5708; 1.5708; 1.5708; 1.5708; 1.5708; 1.5708; -1.5708]
k. Membuat matriks fase baru : [1.5708; -1.5708; 1.5708; 1.5708; 1.5708;
1.5708; 1.5708; -1.5708; -2.5355; -1.7512; ...;-2.833]
35
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
l. Membuat nilai kompleks dari matriks fase baru : [-6.2976e- 007 +
0.171451; 5.0151e-017 - 0.81903i; 3.5174e-017 + 0.57444i; 2.5177e-017
+ 0.411171; 2.8362e-017 + 0.46319i; 6.2152e-018 + 0.10151; 2.1642e-
017 + 0.353441; 2.6136e-017 - 0.426841; - .24216 - 0.167861; -0.014242
- 0.0781011;...;-0.17284- 0.05511]
m. Melakukan invers FFT : [0.0016336; 0.0016469; 0.0016295; 0.0016121;
0.0015945; 0.0015768; 0.001559; 0.0015411; 0.0015232; 0.0015051; ...; -
0.0010986]
6.1.2 Proses Pengekstraksian Watermark
Sama dengan proses Penyisipan Watermark, pada proses Pengekstraksian
Watermark juga terdapat perhitungan. Dalam hal ini akan diuraikan proses perhitungan
Pengekstraksian Watermark yang ada, yaitu:
a. Matriks berkas watermarked audio : [0.0016336; 0.0016469;
0.0016295;0.0016121; 0.0015945; 0.0015768; 0.001559; 0.0015411;
0.0015232; 0.0015051; ...; -0.0010986]
b. Panjang watermarked audio : 14080
c. Membaca variabel panjang watermark pada berkas kunci, panjang
watermark: 8
d. N2 adalah banyaknya segmen pada watermarked audio yaitu panjang
audio dibagi panjang watermark : 14080 / 8 = 1760
e. Matriks FFT pada berkas watermarked audio : [-6.2976e-007; 0.39156 -
0.529441; 0.13376 + 0.0330491; -0.20124 + 0.163511; -0.20834 +
0.332741; -0.046509 + 0.0710621; 0.013171 + 0.00049154i; -0.074929 -
36
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
0.413251; -0.24216 - 0.167861; -0.014242 - 0.0781011; ...; -0.17284 -
0.05511]
f. Mendapatkan nilai amplitude dan fase dari watermarked
audio :
Amplitude : [6.2976e-007; 0.65851; 0.13779; 0.25929; 0.39259;
0.084929; 0.013181; 0.41999; 0.29465; 0.079389; ...; 0.18141]
Fase : [3.1416; -0.934; 0.24222; 2.4593; 2.1302; 2.1503; 0.037301; -
1.7502; -2.5355; -1.7512; ...; -2.833]
g. Mendapatkan bit-bit watermark dari segmen awal fase watermarked
audio: [0; 1; 0; 0; 0; 0; 0; 1]
6.2 Analisis Kualitas
Hasil yang diperoleh dari proses penyisipan watermark adalah watermarked
audio dan berkas kunci, sedangkan hasil dari pengekstraksian watermark adalah berkas
teks watermark. Setelah penyisipan watermak, berkas watermarked audio akan dihitung
kualitasnya melalui perhitungan PSNR untuk mengetahui adanya distorsi yang
disebabkan oleh proses penyisipan watermark. Hasil perhitungan PSNR dapat dilihat
pada Tabel 1 dibawah ini:
Nama Berkas Nilai PSNR (db)
Speech.wav
Instrumental.wav
Instrument-mix.wav
Pop.wav
105.114
41.9512
51.9716
35.1551
Berdasarkan Tabel 1 dapat dilihat bahwa nilai PSNR dari masing-masing
37
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
watermarked audio diatas 30 db sehingga dapat disimpulkan bahwa kualitas dari
watermarked audio tersebut baik. Pengujian objektif melalui perhitungan PSNR
tersebut akan didukung oleh pengujian secara subjektif melalui teknik survei.
Survei dilakukan dengan membagikan kuesioner kepada 20 responden.
Responden diminta untuk mendengarkan berkas audio asli terlebih dahulu kemudian
mendengarkan berkas watermarked audio menggunakan earphone, setelah itu
responden membandingkan keduanya. Parameter yang dibandingkan adalah noise pada
berkas watermarked audio.
Parameter noise dibagi menjadi 2 (dua) kriteria yaitu ada noise dan tidak ada
noise. Kriteria ada noise dipilih apabila responden dapat mendengar adanya noise pada
watermarked audio. Kriteria tidak ada noise dipilih responden jika responden tidak
mendengar noise sama sekali. Hasil survei tersebut dapat dilihat pada Gambar 4.1.
38
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
Gambar 4.1. Hasil pengujian subyektif
Berdasarkan hasil kuesioner pada Gambar 4.1, berkas watermarked audio yang
dihasilkan memiliki kualitas yang baik dengan 82.5% tidak terdengar derau. Sedangkan
17.5% hasil survei menyatakan bahwa berkas watermarked audio terdengar derau. Hasil
pengujian secara subjektif ini ternyata mendukung pengujian secara objektif yang
menyatakan bahwa kualitas watermarked audio baik karena secara pendengaran tidak
terdapat perbedaan yang nyata antara original audio dan watermarked audio Setelah itu
dilakukan perhitungan persentase bit error watermark (BER).
Persentase bit error watermark pada berkas watermark dalam watermarked
audio tanpa serangan akan dibandingkan dengan persentase bit error watermark pada
berkas watermark dalam original audio. Hasil ekstraksi dari watermarked audio
tersebut dapat dilihat pada Tabel 2 dibawah ini:
39
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
Nama Berkas Watermark Asal Hasil Ekstraksi
Speech.wav
Instrumental.wav
Instrument-mix.wav
Pop.wav
sonyMusic
sonyMusic
sonyMusic
sonyMusic
sonyMusic
sonyMusic
sonyMusic
sonyMusic
Berdasarkan hasil proses pengekstraksian watermark, watermark hasil
ekstraksi sama dengan watermark yang disisipkan, terbukti dengan nilai BER masing-
masing sebesar 0%. Dengan demikian metode Phase Coding terbukti dapat berjalan
dengan baik karena mengekstraksi watermark yang disisipkan.
6.3 Analisis Hasil
Analisis hasil dilakukan dengan pengujian hasil implementasi. Pengujian
dilakukan melalui dua cara yaitu secara subjektif dan objektif. Cara subjektif dilakukan
untuk mendukung pengujian secara objektif. Cara subjektif dilakukan melalui
pengamatan langsung terhadap original audio dan watermarked audio melalui teknik
survei terhadap beberapa responden dengan usia 20-30 tahun. Kuesioner evaluasi
kualitas dapat dilihat pada Lampiran 1.
Kemudian hasil berkas watermarked audio dianalisis untuk mengetahui
kualitas dan ketahanannya. Analisis yang dilakukan adalah:
1. Analisis kualitas, yaitu menganalisis kualitas watermarked audio
melalui perhitungan PSNR dan didukung dengan hasil survei.
2. Analisis ketahanan, yaitu menganalisis hasil ekstraksi watermarked
audio yang telah diberi serangan-serangan sesuai skenario uji.
40
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
Pengujian ketahanan watermarked audio dilakukan dengan cara
membandingkan watermark asal dan watermark hasil ekstraksi dari watermarked audio
setelah dilakukan beberapa serangan melalui nilai BER. Skenario uji untuk menguji
ketahanan metode Phase Coding adalah:
1. Pada serangan resampling, perubahan frekuensi sampling yang
digunakan adalah 16000 Hz dan 48000 Hz sedangkan frekuensi
sampling berkas audio asal adalah 44100 Hz.
2. Pada serangan cropping, akan dilakukan pemotongan pada
setengah bagian awal, setengah bagian tengah, dan setengah bagian
akhir dari watermarked audio.
6.4 Analisis Ketahanan
Pengujian ketahanan watermark dilakukan dengan cara pengekstrasian
watermark dari watermarked audio setelah dilakukan beberapa serangan.
Setelah itu berkas watermarked audio diberikan beberapa serangan lalu berkas
watermark-oya akan diekstraksi untuk kemudian diuji ketahanannya terhadap serangan,
yaitu resampling dan cropping.
6.4.1 Uji Ketahanan Watermarked Audio melalui serangan Resampling
Uji ketahanan terhadap serangan resampling dilakukan terhadap watermarked
audio dengan mengubah nilai sampling watermarked audio menggunakan aplikasi
bantuan, Cool Edit Pro 2.0. Berkas watermarked audio tersebut akan di resampling dari
44100 Hz menjadi 16000 Hz dan 48000 Hz. Durasi berkas watermarked.
41
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
audio yang resampling sebesar 16000 Hz akan menjadi lebih lama, sedangkan
resampling sebesar 48000 Hz akan membuat durasinya menjadi lebih cepat. Serangan
resampling ini dimaksudkan untuk menguji ketahanan metode Phase Coding apabila
watermarked audio diubah frekuensi samplingnya. Hasil pengujian menunjukkan
bahwa hasil watermark yang terekstraksi tidak mengalami perubahan yaitu sama
dengan watermark asal yang disisipkan dan adanya perubahan watermarked audio pada
saat pemutaran kembali. Untuk lebih jelasnya, hasil uji ketahanan terhadap serangan ini
dapat dilihat dibawah ini:
Jenis Fs Asal
Fs Resampling
16000 Hz 48000 Hz
Hasil
Ekstraksi
Hasil
Pemutaran
Kembali
Hasil
Ekstraksi
Hasil
Pemutaran
Kembali
Speech
Instrument
Instrument-mix
Pop
44100 Hz
44100 Hz
44100 Hz
44100 Hz
sonyMusic
sonyMusic
sonyMusic
sonyMusic
berubah
berubah
berubah
berubah
sonyMusic
sonyMusic
sonyMusic
sonyMusic
berubah
berubah
berubah
berubah
Dari pengujian tersebut dapat disimpulkan bahwa metode Phase Coding tahan
terhadap serangan resampling karena menghasilkan watermark hasil ekstraksi yang
sama dengan berkas watermark yang disisipkan. Serangan resampling hanya mengubah
jumlah sampel per detik dari berkas watermarked audio sehingga tidak mempengaruhi
nilai fase dari berkas audio dan menghasilkan nilai BER masing-masing 0%.
6.4.2 Uji Ketahanan Watermark Audio melalui serangan Cropping
Uji ketahanan terhadap serangan cropping dilakukan terhadap watermarked
audio dengan mengubah ukuran watermarked audio menggunakan aplikasi bantuan,
Cool Edit Pro 2.0. Berkas watermarked audio tersebut melalui proses cropping di 1/2
42
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
bagian awal, 1/2 bagian tengah dan juga 1/2 bagian akhir. Serangan cropping ini
dimaksudkan untuk menguji ketahanan metode Phase Coding apabila watermarked
audio dipotong durasinya. Hasil pengujian menunjukkan bahwa hasil watermark yang
terekstraksi mengalami perubahan yaitu berbeda dengan watermark asal yang
disisipkan dan adanya perubahan watermarked audio pada saat pemutaran kembali.
Untuk lebih jelasnya, hasil uji ketahanan terhadap serangan ini dapat dilihat dibawah
ini:
Jenis
Cropping
½ Bagian Awal 1/2 Bagian Tengah 1/2 Bagian Akhir
Hasil
Ekstraksi
Hasil
Pemutaran
Kembali
Hasil
Ekstraksi
Hasil
Pemutar
an
Kembali
Hasil
Ekstraksi
Hasil
Pemutaran
Kembali
Speech
Instrument
Instrument-mix
Pop
Tidak ada
Tidak ada
®:ŭWƠ
Tidak ada
terpotong
terpotong
terpotong
terpotong
tidak ada
ǒ
cŷ+ ǒŷ
tidak ada
terpotong
terpotong
terpotong
terpotong
CíǗǒ?ǒń
Tidak ada
x 0@ 8à/E
Tidak ada
terpotong
terpotong
terpotong
terpotong
Dari pengujian tersebut dapat disimpulkan bahwa metode Phase Coding tidak tahan
terhadap serangan cropping karena serangan cropping mempengaruhi nilai fase dari
watermarked audio sehingga berkas watermark tidak bisa diekstraksi. Hal ini
disebabkan karena pada metode Phase Coding, berkas watermark harus berkumpul
pada segmen awal fase audio agar dapat diekstrasi kembali sedangkan serangan
cropping merupakan proses pemotongan watermarked audio dan pemotongan tersebut
mempengaruhi nilai fase dari watermarked audio sehingga berkas watermark hasil
ekstrasi berbeda dengan berkas watermark asal dan menghasilkan nilai BER masing-
masing diatas 0%.
43
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
BAB VII
SIMPULAN DAN SARAN
7.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil analisis yang dilakukan pada perancangan aplikasi ini,
peneliti dapat mengambil beberapa kesimpulan sebagai berikut:
1. Metode Phase Coding dapat digunakan sebagia teknik audio watermaking
karena berhasil diterapkan pada berkas audio bertipe wave (.wav) dengan
berkas watermark berformat teks.
2. Metode Phase Coding menghasilkan kualitas yang baik pada berkas
watermarked audio, karena nilai PSNR masing-masing audio tersebut diatas 30
db.
3. Metode Phase Coding berhasil mengekstraksi watermark yang terkandung di
dalam audio yang telah diberi watermark dengan nilai BER = 0%.
4. Metode Phase Coding memiliki ketahanan terhadap serangan resampling dan
penambahan derau tetapi tidak tahan terhadap serangan cropping, time
stretching, dan multiple watermark dengan metode yang sama.
7.2 Saran-Saran
Dalam metode penelitian dan pengembangan suatu sistem, maka tidak akan
terlepas dari kekurangan dan ketidaktelitian. Sebagai penutup penulis mengajukan
beberapa saran yang diharapkan dapat berguna bagi pengembangan lebih lanjut pada
perancangan dan penggunaan alat ini. Saran-saran tersebut adalah :
1. Pengujian ketahanan dapat diujikan dengan menggunakan serangan lain.
44
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
2. Dalam melakukan teknik audio watermarking dapat menggunakan berkas
audio dan berkas watermark dengan format yang berbeda.
3. Dengan tujuan meningkatkan ketahanan terhadap serangan, proses penyisipan
watermark pada metode Phase Coding dapat dikembangkan dengan cara
melakukan penyisipan watermark tidak hanya di awal segmen fase audio tetapi
bisa dilakukan pada segmen lain atau penyisipan watermark bisa dilakukan
secara menyebar.
4. Untuk penyempurnaan lebih lanjut, program ini dapat digunakan di Instansi
yang berhubungan dengan kegiatan forensic khususnya audio forensic.
45
Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI
(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id
DAFTAR PUSTAKA
Kipper G. 2004. Investigator’s guide to steganography. Washington D.C : Auerbach
Publications.
Cvejic N. 2004. Algorithms For Audio Watermarking And Steganography.
Bender W, Gruhl D, Norimoto N, Lu A. 1996. Techniques For Data Hiding. IBM
System Journal 35: 325-326
Gordy JD. 2000. Performance Evaluaton of Digital Watermarking Algorithms [teses].
Kanada: The University of Calgary
Mischa Schwartz. 1986. Transmisi, Modulasi dan Bising
Dennis Roddy.1986. Komunikasi elektronika
Marvin Ch Wijaya.2007. Pengolahan Citra Digital dengan Matlab
<http://id.wikipedia.org/wiki/Audio>[10/11/2011]
http://id.wikipedia.org/wiki/Audio_digital [11/12/11]
46