RANCANG BANGUN PENGENALAN AKSARA BALI CETAK

DENGAN METODE TEMPLATE MATCHING DAN LIBRARY

OPENCV PADA ANDROID

TUGAS AKHIR

Diajukan Guna Memenuhi Sebagian Persyaratan Dalam Rangka Menyelesaikan

Pendidikan Sarjana Strata Satu (S1) Program Studi Teknologi Informasi

AYU PRATIWI PRADNYAWATI

NIM. 1204505070

JURUSAN TEKNOLOGI INFORMASI

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA

JIMBARAN – BALI

2016

ii

RANCANG BANGUN PENGENALAN AKSARA BALI CETAK

DENGAN METODE TEMPLATE MATCHING DAN LIBRARY

OPENCV PADA ANDROID

TUGAS AKHIR

Diajukan Guna Memenuhi Sebagian Persyaratan Dalam Rangka Menyelesaikan

Pendidikan Sarjana Strata Satu (S1) Program Studi Teknologi Informasi

AYU PRATIWI PRADNYAWATI

NIM. 1204505070

JURUSAN TEKNOLOGI INFORMASI

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA

JIMBARAN – BALI

2016

iii

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi (Tugas Akhir) ini tidak

terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu

perguruan tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau

pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara

tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Bukit Jimbaran, Juli 2016

Ayu Pratiwi Pradnyawati

iv

v

vi

ABSTRAK

Aksara Bali merupakan Kebudayaan Bali. Budaya bangsa yang patut

untuk dilestarikan, diperlukan suatu sistem pengenalan Aksara Bali yang dapat

digunakan sebagai media pengenalan dan pembelajaran. Pengenalan Aksara Bali

dapat dikembangkan menggunakan media Teknologi Smartphone, Teknik-teknik

pengolahan citra digital dapat berfungsi untuk mengembangkan suatu Teknologi

Aksara Bali berbasis Smartphone dengan membutuhkan fungsi-fungsi Library

OpenCV dalam Metode Template Matching dan Metode Envelope. Metode

tersebut dipilih karena dapat mengetahui pola-pola Aksara Bali yang mudah

untuk dikenali dan dibandingkan. Metode Envelope bertujuan untuk proses

Ekstraksi Ciri, Metode Template Matching bertujuan untuk pencocokan yang

dihitung melalui perhitungan jarak menggukan Metode Euclidean Distance.

Aplikasi pengenalan Aksara Bali bertujuan untuk dapat membaca dan mengenali

karakter suatu citra Aksara Bali. Berdasarkan hasil analisa aplikasi diperoleh

tingkat keberhasilan pengenalan Aksara Bali Cetak dengan persentase 99,36%.

Kata Kunci: Aksara Bali, Metode Template Matching, Metode Envelope.

vii

ABSTRACT

Balinese script is the Balinese Culture. Cultural nation that deserves to be

preserved, we need a Balinese-recognition system that can be used as a medium

of recognition and learning. The recognition for Balinese term can be developed

using Smartphone media technology, techniques of digital image processing can

be used to develop Smartphone technology for Balinese script, it also requires

OpenCV Library functions in the Template Matching Method and Method of

Envelope. This method was selected because it can determine the patterns of

Balinese became more easier to recognize and comparison. The Envelope Method

having goals to process Feature Extraction, The Template Matching Method

having goals to match that calculated by the distance calculation method using

Euclidean Distance. Balinese script recognition application having goals to be

able read and recognize the character based on picture of the Balinese script.

Based on the analysis of applications obtained recognition success rate Balinese

Print with a percentage of 99.36%.

Keywords: Balinese Script, Template Matching Method, Envelope Method

vi

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadapan Ida Sang Hyang Widhi

Wasa/Tuhan Yang Maha Esa, karena atas Asung Kerta Wara Nugraha-Nya,

akhirnya penulis dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini. Laporan Tugas

Akhir yang berjudul “Rancang Bangun Pengenalan Aksara Bali Cetak dengan

Metode Tamplate Matching dan Library OpenCV Pada Android” ini disusun

sebagai syarat guna untuk memenuhi sebagian persyaratan menyelesaikan

Program Sarjana S-1 pada Jurusan Teknologi Informasi Universitas Udayana.

Dalam penyusunan laporan Tugas Akhir ini, penulis mendapatkan

petunjuk dan bimbingan dari berbagai pihak. Sehubungan dengan hal tersebut

pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada:

1. Bapak Prof. Ir. Ngakan Putu Gede Suardana, MT.,Ph.D sebagai Dekan

Fakultas Teknik Universitas Udayana.

2. Bapak Dr.Eng I Putu Agung Bayupati, S.T., M.T selaku Ketua Jurusan

Teknologi Informasi Fakultas Teknik Universitas Udayana.

3. Bapak Prof. Dr. I Ketut Gede Darma Putra, S.Kom.,M.T. selaku dosen

pembimbing I yang telah banyak meluangkan waktu memberikan

dorongan, bimbingan, tuntunan dan kesabaran selama penyusunan laporan

Tugas Akhir ini.

4. Ibu Ni Kadek Ayu Wirdiani, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing II

yang telah banyak meluangkan waktu memberikan dorongan, bimbingan,

tuntunan dan kesabaran selama penyusunan laporan Tugas Akhir ini.

5. Segenap dosen pengajar dan pegawai di jurusan Teknologi Informasi

Fakultas Teknik Universitas Udayana.

6. Kepada orangtua, Ibu Ni Made Megawati, S.Si, Bapak Serda I Nyoman

Sukra, Kakak Ayu Ade Mediyani, Amd,KL, Adik Ayu Widi Resty

Rinjani, serta kerabat yang senantiasa memberikan dukungan semangat

sehingga membantu penyusunan laporan ini.

7. I Made Jaya Swastika S.TI, sebagai pendamping dan pemberi semangat

didalam penyelesaian penelitian, dan terus memberikan motivasi untuk

vii

tetap semangat dan berjuang didalam perkuliahan di Jurusan Teknologi

Informasi.

8. Rekan-rekan seperjuangan mahasiswa Teknologi Informasi angkatan 2012

Yunita, Mauren, Indah, Dayu, Utami dan temen-temen yang lain, karena

telah memberikan sumbangan ide, pemikiran dan pengetahuan sehingga

membantu dalam penyusunan laporan tugas akhir.

Penulis menyadari bahwa laporan ini jauh dari sempurna baik dalam

materi maupun penulisan. Kritik dan saran yang bersifat membangun dari semua

pihak sangat diharapkan. Akhir kata, semoga laporan ini dapat memberikan

manfaat bagi semua pihak sesuai dengan yang diharapkan.

Blahkiuh, Juni 2016

Ayu Pratiwi Pradnyawati

viii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ................................................................................... ii

PERNYATAAN .......................................................................................... iii

ABSTRAK .................................................................................................. iv

ABSTRACT .................................................................................................. v

KATA PENGANTAR ................................................................................ vi

DAFTAR ISI ............................................................................................... viii

DAFTAR GAMBAR .................................................................................. xii

DAFTAR TABEL ....................................................................................... xiv

DAFTAR RUMUS ..................................................................................... xv

KODE PROGRAM ..................................................................................... xvi

BAB I PENDAHULUAN ......................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ................................................................................ 1

1.2 Rumusan Masalah ........................................................................... 3

1.3 Tujuan Penelitian ............................................................................. 3

1.4 Manfaat Penelitian ........................................................................... 3

1.5 Batasan Masalah .............................................................................. 4

1.6 Sistematika Penulisan ...................................................................... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................. 6

2.1 State Of The Art ............................................................................... 6

2.2 Aksara Bali ...................................................................................... 8

2.3 Citra Digital ..................................................................................... 13

2.3.1 Citra Biner ........................................................................... 13

2.4 Pengolahan Citra Digital ................................................................. 14

2.4.1 Akuisisi Citra ....................................................................... 15

2.4.2 Preprocessing ...................................................................... 16

2.4.2.1 Grayscale ................................................................. 16

2.4.2.2 Biner ........................................................................ 16

2.4.3 Segmentasi .......................................................................... 17

2.4.3.1 Metode Projection Profile ....................................... 17

2.4.4 Ekstraksi Fitur ..................................................................... 19

ix

2.4.5 Pencocokan .......................................................................... 19

2.4.5.1 Metode Template Matching .................................... 19

2.4.5.1 Metode Euclidean Distance .................................... 20

2.5 OpenCV ........................................................................................... 20

2.5.1 OpenCV pada Android ........................................................ 21

BAB III METODE DAN PERANCANGAN SISTEM .............................. 22

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ......................................................... 22

3.2 Data ................................................................................................. 22

3.2.1 Sumber Data ........................................................................ 22

3.2.2 Jenis Data............................................................................. 22

3.2.2.1 Data Primer .............................................................. 22

3.2.2.2 Data Sekunder .......................................................... 23

3.3 Populasi dan Sample ........................................................................ 23

3.3.1 Populasi ............................................................................... 23

3.4 Materi dan Alur Penelitian .............................................................. 24

3.4.1 Materi .................................................................................. 24

3.4.2 Alat Penelitian ..................................................................... 24

3.4.3 Alur Penelitian ..................................................................... 25

3.5 Perancangan Sistem ......................................................................... 26

3.5.1 Gambaran Umum Sistem .................................................... 26

3.5.1.1 Gambaran Umum Proses Pendaftaran ..................... 26

3.5.1.2 Gambaran Umum Pengenalan ................................. 27

3.5.2 Akuisisi Citra ....................................................................... 28

3.5.3 Preprocessing ...................................................................... 29

3.5.4 Segmentasi ........................................................................... 29

3.5.5 Resize ................................................................................... 30

3.5.6 Ekstraksi Fitur ..................................................................... 30

3.5.6.1 Metode Simpul (Envelope) .................................... 30

3.5.7 Pencocokan ......................................................................... 32

3.6 Data Flow Diagram (DFD) ............................................................. 33

3.6.1 Diagram Jenjang (Hierarchy Chart) ................................... 33

x

3.6.2 DFD Level 0 ........................................................................ 35

3.6.3 DFD Level 1 (Pendaftaran) ................................................. 35

3.6.4 DFD Level 1 (Pengenalan) .................................................. 37

3.7 Algoritma Pemrograman ................................................................. 38

3.7.1 Diagram Alir (Flowchart) ................................................... 38

3.7.1.1 Flowchart Pendaftaran ............................................ 38

3.8 Rancangan Database ....................................................................... 41

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS SISTEM .................................... 45

4.1 Analisis Umum Aplikasi ................................................................. 45

4.1.1 Analisis Aplikasi Pendaftaran ............................................. 45

4.1.2 Analisis Umum Aplikasi Pengenalan .................................. 46

4.2 Pengujian Sistem ............................................................................. 48

4.2.1 Pengujian Interface Aplikasi ............................................... 49

4.2.1.1 Tampilan Splash Screen ........................................ 49

4.2.1.2 Tampilan Halaman Utama..................................... 50

4.2.1.3 Tampilan Menu Ambil Foto .................................. 51

4.2.1.4 Tampilan Halaman Preprocessing ........................ 51

4.2.1.5 Tampilan Halaman Segmentasi ............................. 52

4.2.1.6 Tampilan Halaman Resize ..................................... 53

4.2.1.7 Tampilan Hasil ...................................................... 55

4.2.1.8 Tampilan Tambah Data ......................................... 56

4.2.1.9 Tampilan Pemilihan Akuisisi Citra Tambah Data . 57

4.2.1.10 Tampilan Crop Tambah Data ................................ 58

4.2.1.11 Tampilan Pengisian Gambar Aksara, Nama

Aksara dan Deskripsi Aksara ............................... 59

4.2.1.12 Tampilan Hasil Tambah Data ................................ 60

4.2.1.13 Tampilan Halaman About ...................................... 61

4.2.1.14 Tampilan Validasi Menu Exit ................................ 61

4.3 Skenario Pengujian.......................................................................... 62

4.4 Analisis Sistem ................................................................................ 62

4.4.1 Analisis Sistem .................................................................... 62

xi

4.4.2 Analisi FAR (False Acceptance Rate) ................................ 64

4.4.3 Kelebihan dan Kelemahan Aplikasi .................................... 65

BAB V Simpulan ........................................................................................ 67

5.1 Simpulan .......................................................................................... 67

5.2 Saran ................................................................................................. 68

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................. 69

CURICULUM VITAE ................................................................................. 71

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Citra Awal ............................................................................... 18

Gambar 2.2 Grafik dari Projection Profile .................................................. 18

Gambar 3.1 Pendaftaran Aksara Bali .......................................................... 26

Gambar 3.2 Pengenalan Aksara Bali .......................................................... 27

Gambar 3.3 ProseS Konversi Citra Original ke Citra Binary ..................... 29

Gambar 3.4 Proses Segmentasi Projection Profile ...................................... 29

Gambar 3.5 Contoh Citra Hasil Resize ....................................................... 30

Gambar 3.6 Contoh Perhitungan Metode Simpul (Top Bottoms) ............... 31

Gambar 3.7 Contoh Perhitungan Metode Simpul (Left Right) ................... 31

Gambar 3.8 Hasi Pengabungan TopBootoms (kiri) dan LeftRight (kanan) . 32

Gambar 3.9 Diagram Konteks Aplikasi Pengenalan Aksara Bali .............. 33

Gambar 3.10 Hierarchy chart Pengenalan Aksara Bali Berbasis Android 34

Gambar 3.11 DFD Level 0 .......................................................................... 35

Gambar 3.12 DFD Level 1 Pendaftaran ...................................................... 36

Gambar 3.13 DFD Level 1 Pengenalan ...................................................... 37

Gambar 3.14 Flowchart Pendaftaran .......................................................... 39

Gambar 3.15 Flowchart Pengenalan ........................................................... 40

Gambar 4.1 Analisis Umum Aplikasi Pendaftaran ..................................... 46

Gambar 4.2 Analisis Umum Aplikasi Pengenalan ...................................... 47

Gambar 4.3. Tampilan Splash Screen ......................................................... 49

Gambar 4.4 Tampilan Menu Utama............................................................ 50

Gambar 4.5 Tampilan Menu Ambil Foto .................................................... 51

Gambar 4.6 Tahap Biner ............................................................................. 52

Gambar 4.7 Tampilan Tahap Segmentasi ................................................... 53

Gambar 4.8 Tampilan Halaman Perkarkter Segmentasi ............................. 54

Gambar 4.9 Tampilan Halaman Hasil ......................................................... 55

Gambar 4.10 Tampilan Tambah Data, Masuk ke Halaman Tambah data

(Kiri) dan Proses Tambah Data (Kanan) .................................. 56

Gambar 4.11 Tampilan Pemilihan Akuisisi Citra Tambah Data ................ 57

Gambar 4.12 Tampilan Crop Tambah Data ................................................ 58

xiii

Gambar 4.13 Tampilan Pengisian Gambar Aksara, Nama Aksara dan

Deskripsi Aksra ..................................................................... 59

Gambar 4.14 Tampilan Hasil Tambah Data ............................................... 60

Gambar 4.15 Halaman Menu About............................................................ 61

Gambar 4.16 Halaman Menu Exit ............................................................... 62

xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Aksara Wianjana ......................................................................... 10

Tabel 2.2 Sandangan Suara ......................................................................... 11

Tabel 2.3 Pengangge Tengenan .................................................................. 12

Tabel 3.1 Sample Aksara Wianjana ............................................................ 23

Tabel 3.2 Tabel Aksara ............................................................................... 41

Tabel 4.1 Data Uji Aksara Bali ................................................................... 63

Tabel 4.2 Pengujian Device......................................................................... 65

xv

DAFTAR RUMUS

Rumus 2.1 Perhitungan Grayscale .............................................................. 16

Rumus 2.2 Persamaan Template ................................................................. 20

Rumus 2.3 Perhitungan Euclidean Distance ............................................... 20

Rumus 2.4 Perhitungan Nilai Matriks .......................................................... 20

Rumus 2.5 Nilai Euclidean Distance ........................................................... 20

Rumus 4.1 Perhitungan Rata-rata Kesusksesan ........................................... 62

Rumus 4.2 Perhitungan FAR (False Acceptance Rate) ............................... 64

xvi

KODE PROGRAM

Kode Program 4.1 Kode Program Segmentasi ........................................... 48