segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

114
TESIS SEGMENTASI CITRA BERBASIS CLUSTERING MENGGUNAKAN ALGORITMA FUZZY C-MEANS DAN CAT SWARM OPTIMIZATION I MADE BUDI ADNYANA PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS UDAYANA DENPASAR 2015

Upload: phamtu

Post on 30-Dec-2016

256 views

Category:

Documents


15 download

TRANSCRIPT

Page 1: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

TESIS

SEGMENTASI CITRA BERBASIS CLUSTERING

MENGGUNAKAN ALGORITMA FUZZY C-MEANS DAN CAT SWARM OPTIMIZATION

I MADE BUDI ADNYANA

PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS UDAYANA

DENPASAR 2015

Page 2: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

TESIS

SEGMENTASI CITRA BERBASIS CLUSTERING

MENGGUNAKAN ALGORITMA FUZZY C-MEANS DAN CAT SWARM OPTIMIZATION

I MADE BUDI ADNYANA

NIM 1191761012

PROGRAM MAGISTER PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS UDAYANA

DENPASAR 2015

Page 3: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

ii

SEGMENTASI CITRA BERBASIS CLUSTERING MENGGUNAKAN ALGORITMA FUZZY C-MEANS

DAN CAT SWARM OPTIMIZATION

Tesis untuk Memperoleh Gelar Magister pada Program Magister, Program Studi Teknik Elektro,

Program Pascasarjana Universitas Udayana

I MADE BUDI ADNYANA

NIM 1191761012

PROGRAM MAGISTER PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS UDAYANA

DENPASAR 2015

Page 4: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

iii

Lembar Pengesahan

TESIS INI TELAH DISETUJUI

PADA TANGGAL 21 APRIL 2015

Mengetahui

Dosen Pembimbing II,

(Dr.Eng. I Putu Agung Bayupati, ST.,MT.) NIP. 19750423 200312 1 002

Dosen Pembimbing I,

(Prof. Dr. IKG Darma Putra, S.Kom.,MT.) NIP. 19740424 199903 1 003

Direktur

Program Pascasarjana Universitas Udayana

(Prof. Dr. dr. A.A Raka Sudewi, Sp.S(K)) NIP. 195902151985102001

Ketua Program Magister Program Studi Teknik Elektro

Program Pascasarjana Universitas Udayana

(Prof. Ir. Ida Ayu Dwi Giriantari, M.EngSc.,PhD.) NIP. 196512131991032001

Page 5: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

iv

Tesis Ini Telah Diuji pada

Tanggal 10 April 2015

Panitia Penguji Tesis Berdasarkan SK Rektor Universitas Udayana,

No : 1135/UN14.4/HK/2015 Tanggal 10 April 2015

Ketua : Prof. Dr. IKG Darma Putra, S.Kom,. MT.

Anggota :

1. Dr.Eng. I Putu Agung Bayupati, ST.,MT

2. Prof. Ir. I.A Dwi Giriantari, MEngSc.,PhD

3. Ni Made Ary Esta Dewi Wirastuti, ST,. MSc,.PhD

4. Ir. Linawati, MEngSc.,PhD

Page 6: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

v

SURAT PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT

Saya yang bertanda tangan dibawah ini :

Nama : I Made Budi Adnyana

NIM : 1191761012

Program Studi : Magister Teknik Elektro

Judul Tesis : Segmentasi Citra Berbasis Clustering Menggunakan

Algoritma Fuzzy C Means Dan Cat Swarm Optimization

Dengan ini menatakan bahwa karya ilmiah Tesis ini bebas plagiat.

Apabila di kemudian hari terbukti plagiat dalam karya ilmiah ini, maka saya

bersedia menerima sanksi sesuai peraturan Mendiknas RI No. 17 tahun 2010 dan

Peraturan Perundang-undangan yang berlaku

Denpasar, 13 April 2015

Yang membuat pernyataan,

I Made Budi Adnyana

Page 7: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

vi

UCAPAN TERIMA KASIH

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala berkah, semangat, kekuatan, dan karunia yang telah diberikan-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan laporan tesis ini.

Pada kesempatan ini perkenankanlah penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Prof. Dr. IKG Darma Putra, S.Kom.,MT. selaku pembimbing I yang dengan penuh perhatian telah memberikan ilmu, bimbingan, saran dan motivasi selama penulis mengikuti program magister, khususnya dalam penyelesaian tesis ini. Terima kasih sebesar-besarnya pula penulis ucapkan kepada Dr.Eng. I Putu Agung Bayupati, ST.,MT, selaku pembimbing II yang dengan penuh perhatian dan kesabaran telah memberikan bimbingan dan saran dalam menyelesaikan tesis ini.

Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Rektor Universitas Udayana Prof.Dr.dr. Ketut Suastika, SpPD KEMD atas kesempatan dan fasilitas yang diberikan kepada penulis untuk mengikuti dan menyelesaikan Program Magister di Universitas Udayana. Ucapan terima kasih ini juga ditujukan kepada Direktur Program Pascasarjana Universitas Udayana yang dijabat oleh Prof. Dr. dr. A.A Raka Sudewi, Sp.S (K) atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk menjadi mahasiswa Program Magister Universitas Udayana. Tidak lupa pula penulis ucapkan terima kasih kepada Prof. Ir. Ida Ayu Dwi Giriantari, M.Eng.Sc.,Ph.D sebagai Ketua Program Magister Program Studi Teknik Elektro Program Pasca Sarjana Universitas Udayana. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Bapak dan Ibu dosen Program Studi Teknik Elektro Program Pasca Sarjana Universitas Udayana beserta staff dan karyawan yang telah memberikan ilmu dan bimbingan kepada penulis selama mengikuti Program Magister di Universitas Udayana.

Pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang tulus disertai penghargaan kepada seluruh guru-guru yang yang telah membimbing penulis, mulai dari sekolah dasar sampai perguruan tinggi. Juga penulis ucapkan terima kasih kepada Ayah dan Ibu yang telah membesarkan penulis, memberikan dorongan, motivasi, dan bantuan selama menempuh Program Magister Universitas Udayana. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada kakak dan adik yang telah memberikan dukungan. Akhirnya penulis sampaikan terima kasih kepada Wangi tercinta yang tiada henti memberikan perhatian, dorongan, motivasi, dan bantuan kepada penulis selama mengikuti Program Magister di Universitas Udayana.

Semoga Tuhan Yang Maha Esa selalu meilmpahkan rahmat-Nya kepada semua pihak yang telah membantu pelaksanaan dan penyelesaian tesis ini, serta kepada penulis sekeluarga.

Denpasar, April 2015 Penulis

Page 8: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

vii

Abstrak

Segmentasi citra berbasis clustering pada penelitian ini menggunakan

metode Fuzzy C Means dioptimasi dengan algoritma Cat Swarm Optimization

untuk mendapatkan pusat cluster yang lebih optimal. Preprocessing diterapkan

pada citra uji menggunakan metode Statistical Region Merging. Fungsi objektif

yang digunakan pada metode yang diusulkan adalah Xie Beni Index. Evaluasi

sistem menggunakan dua pendekatan, yaitu dengan pengukuran nilai cluster

validity menggunakan Xie Beni Index, dan perbandingan hasil menggunakan

kuesioner. Hasil pengujian menunjukan algoritma FCM-CSO menghasilkan

segmentasi yang lebih baik daripada FCM standar.

Kata Kunci : segmentasi, cat swarm optimization, fuzzy c means, clustering

Page 9: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

viii

Abstract

Fuzzy C Means with the Cat Swarm Optimization used in clustering-

based image segmentation to obtain the optimum cluster center. Preprocessing is

applied in the image test by using Statistical Region Merging. Xie-Beni Index is

used in the proposed method as the objective function. Two approaches are used

to evaluate the system as follows, Xie - Beni Index used in measuring the cluster

validity value and questionnaire as the result comparison. The result indicated

that FCM – CSO algorithm produced better segmentation than the standard

FCM.

Keywords : segmentation, cat swarm optimization, fuzzy c means, clustering

Page 10: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

ix

DAFTAR ISI

SAMPUL DALAM .................................................................................................. i

PERSYARATAN GELAR ..................................................................................... ii

PERSETUJUAN PEMBIMBING .......................................................................... iii

PENETAPAN PANITIA PENGUJI ...................................................................... iv

SURAT PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT........................................................ v

UCAPAN TERIMA KASIH .................................................................................. vi

ABSTRAK ............................................................................................................ vii

ABSTRACT ........................................................................................................... viii

DAFTAR ISI .......................................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. xi

DAFTAR TABEL ................................................................................................ xiii

DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ xiv

DAFTAR ISTILAH DAN SINGKATAN ............................................................ xv

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

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

1.2. Rumusan Masalah .................................................................................... 4

1.3. Batasan Masalah ....................................................................................... 4

1.4. Tujuan Penelitian ...................................................................................... 6

1.5. Manfaat Penelitian .................................................................................... 6

1.6. Keaslian Penelitian ................................................................................... 7

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................. 8

2.1. State of the Art .......................................................................................... 8

2.2. Segmentasi Citra ....................................................................................... 9

2.3. Segmentasi Citra Berbasis Clustering .................................................... 11

2.4. Algoritma Fuzzy C-Means ..................................................................... 12

2.5. Cat Swarm Optimization ........................................................................ 16

BAB III METODE PENELITIAN........................................................................ 26

3.1. Tempat dan Waktu Penelitian ................................................................ 26

Page 11: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

x

3.2. Sistematika Penelitian ............................................................................ 26

3.3. Studi Pustaka .......................................................................................... 27

3.4. Pengumpulan Data ................................................................................. 28

3.5. Gambaran Umum Sistem ....................................................................... 29

3.6. Instrumen Penelitian ............................................................................... 52

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................................. 53

4.1. Antarmuka Sistem .................................................................................. 53

4.2. Eksekusi Program ................................................................................... 56

4.3. Perbandingan Hasil ................................................................................. 78

4.4. Analisa Hasil Kuesioner ......................................................................... 85

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................ 91

5.1. Kesimpulan ............................................................................................. 91

5.2. Saran ....................................................................................................... 92

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 93

LAMPIRAN .......................................................................................................... 95

Page 12: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

xi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Bagan Umum Algoritma Fuzzy C Means .......................................... 16

Gambar 2.2 Algoritma Cat Swarm Optimization .................................................. 25

Gambar 3.1 Sistematika Penelitian ........................................................................ 27

Gambar 3.2 Gambaran Umum Sistem ................................................................... 29

Gambar 3.3 Citra uji ............................................................................................... 31

Gambar 3.4 Citra ground truth segmentation ........................................................ 32

Gambar 3.5 Segmentasi citra menggunakan Algoritma FCM-CSO ...................... 34

Gambar 3.6 Diagram Alur SRM ............................................................................ 36

Gambar 3.7 Contoh spatial information 5x5 window pada citra sampel ............... 40

Gambar 3.8 Draft Kuesioner .................................................................................. 51

Gambar 4.1 Tampilan Aplikasi Segmentasi Citra FCM-CSO ............................... 53

Gambar 4.2 Contoh tampilan citra uji pada aplikasi .............................................. 54

Gambar 4.3 Contoh tampilan parameter ................................................................ 55

Gambar 4.4 Tampilan proses segmentasi citra pada aplikasi ................................ 56

Gambar 4.5 Tampilan hasil pada tab “Results” ..................................................... 57

Gambar 4.6 Tampilan simpan hasil pengujian ....................................................... 58

Gambar 4.7 Hasil segmentasi citra “horses.png” dengan metode FCM standar ... 60

Gambar 4.8 Hasil segmentasi citra “chain.png” dengan metode FCM standar ..... 62

Gambar 4.9 Hasil segmentasi citra “redberry.png” dengan metode FCM standar 64

Gambar 4.10 Hasil segmentasi citra “duck.png” dengan metode FCM standar .... 66

Gambar 4.11 Hasil segmentasi citra “carriage.png” dengan metode FCM standar68

Gambar 4.12 Hasil segmentasi citra “horses.png” dengan metode FCM-CSO ..... 70

Gambar 4.13 Hasil segmentasi citra “chain.png” dengan metode FCM-CSO ...... 72

Gambar 4.14 Hasil segmentasi citra “redberry.png” dengan metode FCM-CSO.. 74

Gambar 4.15 Hasil segmentasi citra “duck.png” dengan metode FCM-CSO ...... 76

Gambar 4.16 Hasil segmentasi citra “carriage.png” dengan metode FCM-CSO .. 78

Gambar 4.17 Perbandingan hasil segmentasi citra uji “horses.png” ..................... 82

Gambar 4.18 Perbandingan hasil segmentasi citra uji “chain.png” ....................... 82

Page 13: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

xii

Gambar 4.19 Perbandingan hasil segmentasi citra uji “redberry.png” .................. 83

Gambar 4.20 Perbandingan hasil segmentasi citra uji “duck.png” ........................ 83

Gambar 4.21 Perbandingan hasil segmentasi citra uji “carriage.png” ................... 84

Page 14: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Hasil uji citra “horses.png” dengan FCM standar.................................. 59

Tabel 4.2 Hasil uji citra “chain.png” dengan FCM standar ................................... 61

Tabel 4.3 Hasil uji citra “redberry.png” dengan FCM standar .............................. 63

Tabel 4.4 Hasil uji citra “duck.png” dengan FCM standar .................................... 65

Tabel 4.5 Hasil uji citra “carriage.png” dengan FCM Standar .............................. 67

Tabel 4.6 Hasil uji citra “horses.png” dengan FCM-CSO ..................................... 69

Tabel 4.7 Hasil uji citra “chain.png” dengan FCM-CSO....................................... 71

Tabel 4.8 Hasil uji citra “redberry.png” dengan FCM-CSO .................................. 73

Tabel 4.9 Hasil uji citra “duck.png” dengan FCM-CSO ....................................... 75

Tabel 4.10 Hasil uji citra “carriage.png” dengan FCM-CSO ................................ 77

Tabel 4.11 Perbandingan waktu eksekusi (detik) .................................................. 79

Tabel 4.12 Perbandingan jumlah iterasi ................................................................. 79

Tabel 4.13 Perbandingan nilai Xie-Beni Index ...................................................... 80

Tabel 4.14 Perbandingan rata-rata iterasi, waktu eksekusi dan XB Index............. 81

Tabel 4.15 Rangkuman hasil kuesioner citra uji “horses.png” .............................. 85

Tabel 4.16 Rangkuman hasil kuesioner citra uji “chain.png” ................................ 87

Tabel 4.17 Rangkuman hasil kuesioner citra uji “redberry.png” ........................... 88

Tabel 4.18 Rangkuman hasil kuesioner citra uji “duck.png”................................. 88

Tabel 4.19 Rangkuman hasil kuesioner citra uji “carriage.png” ........................... 89

Page 15: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 : Kuesioner Perbandingan Hasil Segmentasi Citra ............................. 95

Page 16: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

xv

DAFTAR ISTILAH DAN SINGKATAN

CD : Changed Dimension

CSO : Cat Swarm Optimization

FCM : Fuzzy C-Means

FCM-CSO : Algoritma hybrid Fuzzy C-Means dengan Cat Swarm

Optimization

GA : Genetic Algorithm

Matriks partisi : Matriks yang menunjukkan derajat keanggotaan terhadap

cluster dalam Fuzzy C-Means

MR : Mixture Ratio

MRI : Magnetic Resonance Image

PSO : Particle Swarm Optimization

Responden : Orang atau pihak yang mengisi kuisioner

RGB : Red Green Blue

Skala Likert : Skala psikometrik yang umum digunakan dalam kuisioner,

dimana responden menentukan tingkat persetujuan mereka

terhadap suatu pertanyaan dengan memilih salah satu

pilihan yang tersedia, misalnya : sangat baik, baik, buruk,

sangat buruk.

SM : Seeking Memory, variabel pada algoritma Cat Swarm

Optimization

SPF : Self Position Flag

SR : Seeking Range

SSE : Sum of Squared Error

Stopping criteria : Kriteria untuk berhenti dalam suatu proses iterasi

Page 17: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Segmentasi merupakan suatu bagian yang sangat penting dalam analisis

citra secara otomatis, sebab pada prosedur ini obyek yang diinginkan akan

dianalisis untuk proses yang lebih lanjut, misalnya pada pengenalan pola.

Segmentasi citra (image segmentation) berfungsi membagi suatu citra menjadi

wilayah-wilayah yang homogen berdasarkan kriteria keserupaan tertentu antara

tingkat keabuan suatu piksel dengan tingkat keabuan piksel-piksel tetangganya

(pada citra grayscale), kemudian hasil dari proses segmentasi ini akan digunakan

untuk proses tingkat tinggi lebih lanjut yang dapat dilakukan terhadap suatu citra,

misalnya proses klasifikasi citra dan proses identifikasi objek, yang dapat

diterapkan pada berbagai aplikasi seperti robotics, security, machine vision dan

analisis pada neural imaging scans.

Terdapat dua pendekatan utama dalam segmentasi citra yaitu didasarkan

pada tepi (edge-based) dan didasarkan pada wilayah (region-based). Segmentasi

didasarkan pada tepi membagi citra berdasarkan diskontinuitas di antara sub-

wilayah (sub-region), sedangkan segmentasi yang didasarkan pada wilayah

bekerjanya berdasarkan keseragaman yang ada pada sub-wilayah tersebut. Pada

bidang computer vision, segmentasi mengacu pada proses pembagian citra digital

ke dalam multiple region (himpunan piksel). Tujuan akhir dari segmentasi adalah

Page 18: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

2

menyederhanakan dan atau merubah representasi suatu citra ke dalam gambaran

yang lebih mempunyai arti dan lebih mudah untuk dianalisis. Segmentasi citra

secara khusus digunakan untuk melokalisasi objek atau batas (bisa berupa garis

dan kurva) dalam citra. Hasil dari segmentasi citra adalah sekumpulan wilayah

yang melingkupi citra tersebut, atau sekumpulan kontur yang diekstrak dari citra

(pada deteksi tepi).

Salah satu teknik dalam segmentasi citra adalah dengan clustering.

Clustering merupakan metode mengelompokkan atau mempartisi data dalam

suatu dataset, dimana dalam segmentasi citra data yang dikelompokkan adalah

piksel-piksel citra. Segmentasi citra berbasis clustering ini dapat diterapkan pada

citra berwarna maupun citra grayscale. Terdapat beberapa algoritma clustering

yang dapat digunakan dalam menyelesaikan permasalahan segmentasi citra seperti

algoritma K-means, Fuzzy C-Means, ISODATA, dan Snob. Fuzzy C-Means

merupakan algoritma yang populer digunakan dalam teknik fuzzy clustering.

Pengembangan algoritma Fuzzy C-Means untuk segmentasi citra ini pun telah

dilakukan dengan mengkombinasikannya dengan beberapa algoritma

metaheuristik atau algoritma optimasi seperti genetic algorithm (Amiya Halder

dkk, 2011) dan particle swarm optimization (Mahamed G. H. dkk, 2005) untuk

mendapatkan hasil yang lebih optimal.

Seiring dengan perkembangan teknologi, perkembangan teknik-teknik

segmentasi citra pun juga berkembang untuk memperoleh hasil yang lebih bagus

dan berkualitas. Meskipun demikian, terkadang segmentasi citra memberikan

hasil yang kurang memuaskan pada suatu citra tertentu. Hal ini dapat dipengaruhi

Page 19: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

3

oleh beberapa faktor variasi yang terdapat pada citra itu sendiri seperti

pencahayaan, citra yang mengalami degradasi atau citra yang warnanya kabur,

dan citra yang berisi noise. Selain itu dapat juga disebabkan oleh algoritma-

algoritma yang digunakan belum mampu melakukan segmentasi citra dengan

baik. Maka diperlukan suatu pengembangan model algoritma untuk melakukan

segmentasi citra agar memperoleh hasil lebih bagus yang dapat diterapkan pada

berbagai macam citra.

Shu Chuan Chu (2006) mengusulkan sebuah algoritma baru dalam teknik

optimasi yang meniru perilaku kucing yang diberi nama Cat Swarm Optimization

(CSO). Algoritma ini memiliki sejumlah kelebihan dalam menyelesaikan

permasalahan-permasalahan optimasi dibandingkan dengan teknik-teknik

sebelumnya seperti Particle Swarm Optimization (PSO) ataupun PSO dengan

Weighting Factor (S. C. Chu dkk, 2006). Awalnya algoritma ini masih digunakan

untuk menyelesaikan unconstrained minimization problem. Seiring dengan

perkembangan teknologi, algoritma ini pun telah diimplementasikan pada

berbagai permasalahan dalam data mining, seperti clustering dan classification

(Yongguo Liu dkk, 2010). Algoritma ini juga pernah diterapkan pada bidang

pengolahan citra digital, yaitu pada permasalahan image edge enhancement

dengan menggunakan smoothening filter. Hasil evaluasi model yang

dikembangkan menunjukkan bahwa model yang dikembangkan dengan CSO

menghasilkan citra dengan kualitas yang lebih bagus dibandingkan dengan GA

(Tirimula Rao Benala dkk, 2011). Namun algoritma ini sama sekali belum pernah

Page 20: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

4

digunakan untuk menyelesaikan permasalahan segmentasi citra khususnya

segmentasi citra berbasis clustering dengan algoritma Fuzzy C-Means.

Usulan penelitian ini mencoba menerapkan algoritma Fuzzy C Means

dioptimasi dengan algoritma Cat Swarm Optimization untuk melakukan proses

segmentasi citra berbasis clustering. Citra uji yang akan digunakan untuk uji coba

dari model yang dikembangkan ini adalah beberapa standar test image yang biasa

digunakan oleh para peneliti untuk menguji algoritma yang dikembangkan. Untuk

mengetahui unjuk kerja dari model algoritma yang dikembangkan ini maka output

yang dihasilkan akan dikomparasi dengan output dari algoritma Fuzzy C-Means

standar.

1.2. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang dipaparkan diatas, maka permasalahan-

permasalahannya dapat dirumuskan sebagai berikut :

1) Bagaimana menerapkan algoritma hybrid FCM-CSO yang terdiri dari

Fuzzy C-Means dan Cat Swarm Optimization pada segmentasi citra.

2) Bagaimana unjuk kerja segmentasi citra dengan menggunakan algoritma

FCM-CSO.

1.3. Batasan Masalah

Agar ruang lingkup penelitian tidak terlalu luas, maka diperlukan suatu

batasan-batasan pada permasalahan yang diangkat. Adapun batasan-batasan yang

terdapat pada penelitian yang diusulkan ini adalah sebagai berikut:

Page 21: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

5

1) Algoritma Cat Swarm Optimization digunakan untuk mengoptimasi

perubahan pusat cluster pada algoritma Fuzzy C Means sehingga

diharapkan dapat menghasilkan pusat cluster yang lebih bagus.

2) Terdapat proses pre-processing yang terdiri dari Statistical Region

Merging dan Color Correction untuk menyederhanakan kompleksitas

warna pada citra uji sehingga lebih mudah disegmentasi.

3) Algoritma FCM-CSO yang dikembangkan dalam penelitian ini

menerapkan spatial function untuk mengurangi kesalahan clustering

akibat citra yang mengandung noise

4) Algoritma FCM-CSO ini akan diujikan pada 5 buah citra standar test

image yang diperoleh dari Weizmann Segmentation Dataset.

5) Output dari sistem ini adalah berupa citra yang sudah tersegmentasi

sesuai dengan jumlah clusternya.

6) Hasil segmentasi citra dengan algoritma FCM-CSO dikomparasi dengan

algoritma Fuzzy C-Means standar untuk mengetahui perbedaan output

yang dihasilkan atau sebagai benchmark.

7) Perbandingan hasil antara algoritma FCM-CSO dengan algoritma Fuzzy

C Means standar dilakukan dengan menggunakan dua pendekatan, yaitu :

a) Perbandingan hasil berdasarkan unjuk kerja sistem meliputi

perbandingan nilai cluster validity index, rata-rata waktu eksekusi,

dan rata-rata jumlah iterasi.

Page 22: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

6

b) Perbandingan hasil menggunakan metode kuesioner untuk

mengetahui hasil segmentasi citra berdasarkan persepsi dari

responden.

1.4. Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

1) Menerapkan metode optimasi Cat Swarm Optimization pada metode

clustering Fuzzy C-Means untuk melakukan proses segmentasi citra.

2) Mengetahui unjuk kerja segmentasi citra dengan menggunakan metode

FCM-CSO.

3) Mengetahui perbandingan hasil segmentasi citra antara metode FCM-

CSO dengan metode Fuzzy C-Means standar yang digunakan sebagai

benchmark.

1.5. Manfaat Penelitian

Adapun manfaat yang diharapkan bisa diperoleh dari penelitian ini

adalah sebagai berikut:

1) Dihasilkannya model algoritma kombinasi untuk menyelesaikan

permasalahan segmentasi citra sehingga dapat menghasilkan output

berupa citra yang tersegmentasi.

2) Dihasilkannya citra tersegmentasi diharapkan dapat digunakan dengan

baik untuk proses lanjut dalam pengolahan citra, seperti proses klasifikasi

citra atau pengenalan objek.

Page 23: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

7

3) Diterapkannya algoritma Cat Swarm Optimization pada permasalahan

segmentasi citra diharapkan dapat menjadi acuan pengembangan atau

penelitian yang lebih lanjut di bidang pengolahan citra digital.

1.6. Keaslian Penelitian

Algoritma clustering Fuzzy C-Means telah banyak digunakan dalam

menyelesaikan permasalahan segmentasi citra dan telah dikembangkan dengan

algoritma-algoritma lainnya, seperti genetic algorithm (GA), particle swarm

optimization (PSO) dan sebagainya. Algoritma Cat Swarm Optimization

merupakan sebuah algoritma optimasi baru yang ditemukan pada Tahun 2006

dimana algoritma ini belum pernah sama sekali diterapkan dengan algoritma

Fuzzy C-Means dalam menyelesaikan permasalahan segmentasi citra. Mengingat

kebutuhan akan pengolahan citra digital yang semakin luas dan kompleks serta

penelitian ini belum pernah dilakukan sebelumnya, maka pengembangan model

ini akan sangat menarik untuk dilakukan.

Page 24: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

8

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. State of the Art

Algoritma Fuzzy C-Means populer digunakan dalam berbagai

permasalahan clustering, salah satunya dalam permasalahan segmentasi citra yang

berbasis clustering. Algoritma Fuzzy C-Means yang masih standar akan

menimbulkan kelemahan dalam melakukan segmentasi citra yang mengandung

noise. Penelitian telah dilakukan dengan mengembangkan algoritma Fuzzy C-

Means ini dengan menambahkan spatial function untuk menangani masalah ini

(Keh-Shih Chuang dkk, 2006).

Seiring dengan perkembangan waktu, algoritma Fuzzy C-Means ini telah

diadaptasikan dengan berbagai algoritma metaheuristik seperti Genetic Algorithm

(Amiya Halder dkk, 2011) dan algoritma Particle Swarm Optimization yang telah

termodifikasi (Mahamed G. H. dkk, 2005). Tujuan diterapkannya algoritma-

algoritma ini adalah untuk mendapatkan hasil segmentasi citra yang lebih bagus.

Pada kedua penelitian tersebut peneliti menerapkan model algoritmanya ke

berbagai jenis citra uji standar, selanjutnya membandingkan hasilnya dengan

berbagai algoritma lain yang sudah pernah dikembangkan sebelumnya. Hasil

komparasinya menunjukkan algoritma yang mereka usulkan tersebut

menghasilkan segmentasi yang lebih baik, namun hanya pada beberapa jenis citra.

Page 25: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

9

Sebuah algoritma optimasi yang termasuk dalam swarm intelligence

ditemukan pada Tahun 2006 dengan melakukan observasi terhadap perilaku cat

atau kucing yang disebut dengan Cat Swarm Optimization (S. C. Chu dkk, 2006).

Algoritma Cat Swarm Optimization ini pun telah dikembangkan untuk

menyelesaikan permasalahan clustering dalam kasus-kasus data mining (Yongguo

Liu dkk, 2010).

Pada bidang pengolahan citra digital, algoritma Cat Swarm Optimization

ini sudah pernah diterapkan oleh Tirimula Rao Benala dkk (2011) pada

permasalahan image edge enhancement. Algoritma Cat Swarm Optimization ini

dikomparasi dengan Algoritma Genetika (GA) untuk membuat model hybrid

smothening filter. Model ini menggunakan berbagai macam teknik filter dasar

seperti mean, median, mode, circular, pyramidal, dan cone. Selanjutnya teknik-

teknik filter tersebut dioptimasi menggunakan CSO dan GA. Hasil evaluasi model

ini menunjukkan bahwa model yang dikembangkan dengan CSO menghasilkan

citra dengan kualitas yang lebih bagus (Tirimula Rao Benala dkk, 2011).

Oleh karena itu, akan menjadi sesuatu yang baru jika algoritma Cat

Swarm Optimization ini dapat diterapkan dalam menyelesaikan permasalahan

segmentasi citra dimana model ini akan digunakan untuk mengoptimasi algoritma

Fuzzy C-Means untuk menghasilkan soft clustering.

2.2. Segmentasi Citra

Pengolahan citra digital merupakan sebuah disiplin ilmu yang

mempelajari hal-hal yang berkaitan dengan perbaikan kualitas gambar

Page 26: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

10

(peningkatan kontras, transformasi warna, restorasi citra), transformasi gambar

(rotasi, translasi, skala, transformasi geometrik), melakukan pemilihan citra ciri

(feature images) yang optimal untuk tujuan analisis, melakukan proses penarikan

informasi atau deskripsi objek atau pengenalan objek yang terkandung pada citra,

melakukan kompresi atau reduksi data untuk tujuan penyimpanan data, transmisi

data, dan waktu proses data. Input dari pengolahan citra adalah citra, sedangkan

output-nya adalah citra hasil pengolahan.

Segmentasi citra merupakan bagian dari proses pengolahan citra. Proses

segmentasi citra ini lebih banyak merupakan suatu proses pra pengolahan pada

sistem pengenalan objek dalam citra. Segmentasi citra (image segmentation)

mempunyai arti membagi suatu citra menjadi wilayah-wilayah yang homogen

berdasarkan kriteria keserupaan yang tertentu antara tingkat keabuan suatu piksel

dengan tingkat keabuan piksel-piksel tetangganya, kemudian hasil dari proses

segmentasi ini akan digunakan untuk proses tingkat tinggi lebih lanjut yang dapat

dilakukan terhadap suatu citra, misalnya proses klasifikasi citra dan proses

identifikasi objek. Adapun dalam proses segmentasi citra itu sendiri terdapat

beberapa algoritma, diantaranya : algoritma Deteksi Titik, Deteksi Garis, dan

Deteksi Sisi (berdasarkan Operator Robert dan Operator Sobel).

Segmentasi citra merupakan suatu bagian yang sangat penting dalam

analisis citra secara otomatis, sebab pada prosedur ini obyek yang diinginkan akan

di-scan untuk proses selanjutnya, misalnya: pada pengenalan pola. Algoritma

segmentasi didasarkan pada dua buah karakteristik nilai derajat kecerahan citra,

yaitu: discontinuity dan similarity. Kategori pertama, citra dipisahkan/dibagi atas

Page 27: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

11

dasar perubahan yang mencolok dari derajat kecerahannya. Aplikasi yang umum

adalah untuk deteksi titik, garis, area, dan sisi citra. Selanjutnya pada kategori

kedua, didasarkan atas thresholding, region growing, region splitting and

merging, dan segmentasi berbasis clustering. Prinsip segmentasi citra bisa

diterapkan untuk citra yang statis maupun dinamis.

2.3. Segmentasi Citra Berbasis Clustering

Segmentasi citra berbasis clustering menggunakan data multidimensi

untuk mengelompokkan piksel citra ke dalam beberapa clustering. Data

multidimensi pada citra ini maksudnya adalah banyaknya atribut atau komponen

penyusun suatu citra, misalnya citra grayscale mempunyai satu buah dimensi,

citra RGB mempunyai tiga buah dimensi, dan sebagainya. Pada umumnya piksel

di-clustering berdasarkan kedekatan jarak antar piksel. Segmentasi berbasis

clustering ini mulai populer sejak diimplementasikan pada aplikasi OCR (Optical

Character Recognition), pengenalan sidik jari hingga remote sensing.

Keberhasilan dari proses segmentasi berbasis clustering ini ditentukan dari

keberhasilan dalam mengelompokkan fitur-fitur yang berdekatan ke dalam satu

cluster (Darma Putra, 2010).

Metode-metode dalam segmentasi berbasis clustering di antaranya adalah

metode iterasi, K-Means, Fuzzy C-means, jaringan syaraf Kohonen, dan berbagai

teknik cluster lainnya. Salah satu metode yang sangat baik digunakan untuk

segmentasi citra adalah Fuzzy C-Means clustering. Fuzzy C-Means ini merupakan

algoritma k-means yang diimprovisasi dengan Fuzzy Set Theory dengan

menerapkan derajat keanggotaan, dimana satu piksel citra dapat dimiliki oleh

Page 28: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

12

beberapa cluster. “Soft” clustering ini memberikan komputasi yang lebih tepat

dalam menentukan keanggotaan dari cluster.

2.4. Algoritma Fuzzy C-Means

Fuzzy C-Means (FCM) clustering merupakan model pengelompokan

fuzzy sehingga data dapat menjadi anggota dari semua kelas atau cluster terbentuk

dengan derajat atau tingkat keanggotaan yang berbeda antara 0 hingga 1. Tingkat

keberadaan data dalam suatu kelas atau cluster ditentukan oleh derajat

keanggotaannya. Konsep dasar FCM, pertama kali adalah menentukan pusat

cluster yang akan menandai lokasi rata-rata untuk tiap-tiap cluster. Pada kondisi

awal, pusat cluster ini masih belum akurat. Tiap-tiap data memiliki derajat

keanggotaan untuk tiap-tiap cluster. Dengan cara memperbaiki pusat cluster dan

nilai keanggotaan tiap-tiap data secara berulang, maka dapat dilihat bahwa pusat

cluster akan menuju lokasi yang tepat. Perulangan ini didasarkan pada minimasi

fungsi obyektif yang menggambarkan jarak dari titik data yang diberikan ke pusat

dari cluster yang terboboti oleh derajat keanggotaan titik data dari himpunan

fuzzy tersebut.

Algoritma Fuzzy C Means pertama kali diperkenalkan oleh Dunn (1974),

kemudian dikembangkan oleh Bezdek (1981), kemudian direvisi oleh Rouben

(1982), Trauwert (1985), Goth dan Geva (1989), Gu dan Gubuisson (1990), Xie

dan Beni (1991). Namun, algoritma FCM dari Bezdek yang paling banyak

digunakan. Fuzzy C-Means adalah salah satu teknik pengelompokkan data yang

mana keberadaan tiap titik data dalam suatu kelompok (cluster) ditentukan oleh

derajat keanggotan. Berbeda dengan k-means clustering, dimana suatu objek

Page 29: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

13

hanya akan menjadi anggota satu cluster, dalam Fuzzy C-Means setiap objek

dapat menjadi anggota dari beberapa cluster. Batas-batas dalam k-means adalah

tegas (hard) sedangkan dalam Fuzzy C-Means adalah soft. Fuzzy C-Means

bersifat sederhana, mudah diimplementasikan, memiliki kemampuan untuk

mengelompokkan data yang besar, lebih kokoh terhadap data outlier.

Langkah-langkah algoritma Fuzzy C-Means adalah sebagai berikut:

1) Peng-input-an data yang akan di cluster X, berupa matriks berukuran nxm.

dengan :

n : jumlah data sample

m : atribut setiap data

Xij : data sample ke-i (i = 1,2,…,n), atribut ke-j (j = 1,2,…,m)

2) Menentukan:

a. Jumlah cluster : c

b. Pangkat : m

c. Maksimum iterasi : MaxIter

d. Error terkecil yang diharapkan : ξ

e. Fungsi obyektif awal : P0 = 0

f. Iterasi awal : t = 1

3) Membangkitkan nilai acak µik, i=1,2,…,n; k=1,2,…,c; sebagai elemen-

elemen matriks partisi awal u. µik adalah derajat keanggotaan yang

merujuk pada seberapa besar kemungkinan suatu data bisa menjadi

anggota ke dalam suatu cluster. Posisi dan nilai matriks dibangun secara

random. Dimana nilai keanggotaan terletak pada interval 0 sampai dengan

Page 30: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

14

1. Pada posisi awal matriks partisi U masih belum akurat begitu juga pusat

clusternya. Sehingga kecendrungan data untuk masuk suatu cluster juga

belum akurat.

Selanjutnya menghitung jumlah setiap kolom (atribut)

�� = � µ���� (2.1)

Qj adalah jumlah nilai derajat keanggotaan perkolom = 1 dengan

j=1,2,…m

Selanjutnya dilakukan perhitungan sebagai berikut :

µ�� = µ�� � (2.2)

4) Menghitung pusat cluster ke-k : Vkj ,dengan k=1,2,…c; dan j=1,2,…m.

��� = � ((µ��)�∗ ������� )� (µ��)��

��� (2.3)

5) Menghitung fungsi obyektif pada iterasi ke-t, Pt.

Fungsi obyektif digunakan sebagai syarat perulangan untuk mendapatkan

pusat cluster yang tepat. Sehingga diperoleh kecendrungan data untuk

masuk ke cluster mana pada langkah akhir.

P� = ∑ ∑ ([� ( �� − ���)"#� ](µ��)#)%�&� (2.4)

Page 31: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

15

6) Menghitung perubahan matriks partisi:

µ�� = [� (���' (��))���� )] *��*�

∑ [∑ +���' (��,)���� ]-.��*��*� (2.5)

dengan: i=1,2,…n; dan k=1,2,..c.

7) Mengecek kondisi berhenti:

Jika:

(|Pt – Pt-1| < ζ)

atau

(t > maxIterasi)

maka berhenti;

Jika tidak: t = t + 1, dilakukan pengulangan langkah ke-4.

Page 32: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

16

Gambar 2.1 Bagan Umum Algoritma Fuzzy C Means

2.5. Cat Swarm Optimization

Computational intelligence adalah riset penelitian yang marak

dibicarakan belakangan ini dan telah ditemukan beberapa algoritma di bidang

optimasi. Algoritma populer yang termasuk computational intelligence

diantaranya adalah Genetic Algorithm (GA), Ant Colony Optimization (ACO),

Particle Swarm Optimization (PSO), Bacteriological algorithm (BA) dan

Simulated Annealing (SA). GA, BA, dan SA merupakan kelompok area

Page 33: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

17

evolutionary algorithm, sedangkan ACO dan PSO berada di bawah naungan

swarm intelligence.

Evolutionary algorithm (EA) adalah algoritma optimasi metaheuristic

yang berdasar pada populasi secara umum. EA menggunakan mekanisme-

mekanisme yang diinspirasi oleh evolusi biologis: reproduksi, mutasi,

rekombinasi, dan seleksi. Sedangkan swarm intelligence adalah teknik kecerdasan

buatan yang berdasarkan pada studi dari perilaku sekelompok sistem yang

tersebar dan terorganisir. Menurut Liu dan Kevin M. Passino (2000), swarm

intelligence adalah kecerdasan kolektif yang muncul dari sekelompok agent atau

individu mahluk hidup. Contoh dari swarm intelligence yang ada di alam adalah

koloni semut, kawanan burung, penggembalaan, dan kawanan ikan. Dilihat dari

contoh-contoh tersebut, setiap kawanan tidak memiliki kontrol terpusat yang

mengendalikan mereka. Namun, interaksi lokal antar agent di dalamnya seringkali

mengarah pada kemunculan perilaku global. Beberapa algoritma yang tergolong

ke dalam computational intelligence tersebut dapat diklasifikasikan sebagai

berikut:

1) Evolutionary computing algorithm

a) Genetic Algorithm (GA), merupakan pencarian heuristik yang

meniru proses evolusi di alam, yang menciptakan solusi untuk

permasalahan optimasi menggunakan teknik-teknik yang

diinspirasi dari evolusi alamiah seperti pewarisan, mutasi,

persilangan, dan seleksi alam. Algoritma ini dipopulerkan awal

Page 34: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

18

Tahun 1970-an oleh John Holland, namun ide-ide yang mengarah

ke metode ini sudah ada pada tahun-tahun sebelumnya.

b) Simulated Annaeling (SA), merupakan teknik optimasi global yang

melintasi ruang pencarian dengan menguji beberapa mutasi acak

pada solusi individu. Sebuah mutasi yang meningkatkan fitness

selalu diterima. Sebuah mutasi yang menurunkan fitness diterima

secara probalistik. Metode ini pertama kali dipaparkan oleh Scott

Kirkpatrick pada Tahun 1983.

c) Bacteriological Algortihm (BA), diinspirasi dari ekologi

evolusioner, khususnya adaptasi bakteriologi. Ekologi evolusioner

merupakan studi tentang organisme hidup dalam konteks

lingkungan, dengan tujuan untuk mempelajari bagaimana mereka

beradaptasi. Metode ini dikenalkan oleh Baudry pada Tahun 2005.

2) Swarm intelligence

a) Ant Colony Optimization (ACO), menggunakan banyak semut

(ants) untuk menjelajahi ruang solusi dan menemukan area lokal

yang produktif . ACO merupakan teknik probabilistik untuk

memecahkan permasalahan komputasi yang bisa disederhanakan

untuk menemukan jalur yang bagus dalam suatu graph. Metode ini

diusulkan oleh Marco Dorigo pada tesisnya Tahun 1992.

b) Particle Swarm Optimization (PSO), merupakan metode komputasi

untuk optimasi dengan multi-parameter yang juga menggunakan

pendekatan berbasis populasi. Populasi (swarm) dari kandidat

Page 35: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

19

solusi (partikel) bergerak di ruang solusi, dan pergerakan partikel

dipengaruhi oleh posisi terbaiknya sendiri dan posisi terbaik global.

Algoritma ini diusulkan oleh J. Kennedy pada Tahun 1995.

Cat Swarm Optimization juga merupakan algoritma yang berada di

bawah bagian swarm intelligence yang diusulkan oleh Shu-Chuan Chu dan Pei-

Wei Tsai pada Tahun 2006, yang didapat melalui pengamatan terhadap perilaku

sekumpulan kucing. Dalam ACO semut digunakan sebagai agent, dan jalur yang

dilalui oleh semut-semut tersebut adalah set solusinya. Dalam PSO, posisi-posisi

dari kawanan burung digunakan untuk menggambarkan set solusinya. Sedangkan

dalam Cat Swarm Optimization, sekumpulan kucing (cats) dan model perilakunya

digunakan untuk menyelesaikan permasalahan optimasi.

2.5.1. Algoritma Cat Swarm Optimization

Chu dkk. (2006) membagi algortima Cat Swarm Optimization ke dalam

dua sub model yang berdasar dari dua perilaku utama cat. Yaitu seeking mode dan

tracing mode. Untuk lebih jelasnya langkah-langkah algoritma Cat Swarm

Optimization seperti yang disampaikan Chu dkk. (2006) dalam penelitiannya akan

dijabarkan dalam sub bab berikutnya.

2.5.1.1. Set solusi dalam model

Bagaimanapun bentuk algortima optimasi, set solusi (hasil) harus

ditampilkan dalam suatu cara tertentu. Misalnya dalam Ant Colony Optimization

(ACO) semut disimulasikan sebagai agen, dan jalur yang dibentuk oleh semut

menunjukkan set solusinya. Dalam Cat Swarm Optimization, digunakan cat dan

Page 36: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

20

model perilaku cat untuk menyelesaikan permasalahan optimasi. Dengan kata lain

cat digunakan untuk menggambarkan set solusi. Tahap pertama dalam Cat Swarm

Optimization adalah menentukan berapa banyak cat akan digunakan dalam iterasi,

kemudian menggunakan cat dalam Cat Swarm Optimization untuk menyelesaikan

permasalahan. Setiap cat masing-masing memiliki posisi yang tersusun dalam

dimensi D, kecepatan untuk setiap dimensi, nilai kecocokan yang menunjukkan

penyesuaian cat dengan fungsi kecocokan, dan bendera untuk mengetahui apakah

cat berada dalam seeking mode atau tracing mode. Solusi akhir adalah posisi

terbaik dari salah satu cat. Cat Swarm Optimization akan menyimpan solusi

terbaik hingga akhir iterasi.

2.5.1.2. Seeking mode

Sub model ini digunakan untuk memodelkan situasi cat ketika dalam

keadaan beristirahat, melihat sekeliling dan mencari posisi berikutnya untuk

bergerak. Pada seeking mode, didefinisikan empat faktor penting: seeking memory

pool (SMP), seeking range of the selected dimension (SRD) atau mencari rentang

dimensi terpilih, counts of dimension to change (CDC) atau menghitung dimensi

yang akan berubah, dan self-position considering (SPC) atau mempertimbangkan

posisi.

SMP digunakan untuk mendefinisikan ukuran memori pencarian untuk

masing-masing cat, yang mengindikasikan titik-titik yang telah dicoba oleh cat.

Cat tersebut kemudian akan memilih titik dari kelompok memori berdasarkan

aturan yang akan dijelaskan kemudian. SRD menunjukkan rentang perpindahan

Page 37: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

21

dalam dimensi terpilih. Pada seeking mode, jika suatu dimensi diputuskan

berpindah, selisih antara nilai baru dengan yang lama tidak boleh melebihi suatu

rentang, yaitu rentang yang didefinisikan oleh SRD. CDC memperlihatkan berapa

besar dimensi yang akan berubah. Keseluruhan faktor inilah yang memegang

peran penting dalam seeking mode.

SPC merupakan variabel Boolean (bernilai benar atau salah), untuk

memutuskan apakah suatu titik, yang pernah menjadi posisi cat, akan menjadi

kandidat posisi untuk bergerak. Bagaimanapun nilai SPC, entah benar ataupun

salah, nilai SMP tidak akan terpengaruh. Langkah-langkah seeking mode dapat

dideskripsikan dalam 5 tahap.

1) Langkah 1: Bangkitkan j tiruan dari posisi saat ini cat k, di mana j = SMP.

Jika nilai SPC benar, maka j = (SMP–1), kemudian pertahankan posisi saat

ini sebagai salah satu kandidat.

2) Langkah 2: Untuk setiap tiruan, disesuaikan dengan CDC, tambahkan atau

kurangkan SRD persen dari nilai saat ini secara acak dan gantikan nilai

yang sebelumnya.

3) Langkah 3: Hitung nilai kecocokan (FS) untuk semua titik kandidat.

4) Langkah 4: Jika semua FS tidak benar-benar sama, hitung probabilitas

terpilih masing-masing titik kandidat dengan menggunakan Persamaan

(2.6), sebaliknya atur probabilitas terpilih untuk semua titik sama dengan

1.

5) Langkah 5: secara acak pilih titik untuk bergerak dari titik-titik kandidat,

dan pindahkan posisi catk.

Page 38: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

22

/0 = |23�'234|23�56'23��� 789:;: 0 < 8 < > (2.6)

Jika tujuan fungsi kecocokan adalah untuk menemukan solusi minimal, maka

FSb = FSmax, sebaliknya FSb = FSmin.

2.5.1.3. Tracing mode

Tracing mode adalah sub model yang menggambarkan keadaan ketika

cat sedang mengikuti jejak targetnya. Sekali cat memasuki tracing mode, cat

tersebut akan bergerak sesuai dengan kecepatannya untuk tiap dimensi. Tahapan

tracing mode dapat dijabarkan dalam 3 langkah sebagai berikut:

1) Langkah 1: Perbarui nilai kecepatan untuk setiap dimensi (��,@)

berdasarkan Persamaan (2.7).

2) Langkah 2: Periksa apakah kecepatan berada dalam rentang kecepatan

maksimum. Jika kecepatan yang beru melebihi rentang, tetapkan nilai

sama dengan batas.

3) Langkah 3: Perbarui posisi cat k berdasarkan Persamaan (2.8).

��,@ = ��,@ + B ∗ C ∗ +DEFGH,@ − D�,@, 789:;: 7 = 1,2,3, … , 9 (2.7)

Xbest,d adalah posisi cat yang memiliki nilai kecocokan terbesar. xk,d adalah posisi

catk. c1 adalah konstanta dan r1 adalah nilai acak dalam rentang [0,1].

�,@ = �,@ + ��,@ (2.8)

Page 39: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

23

2.5.2. Inti Algoritma Cat Swarm Optimization

Seperti yang telah dijabarkan sebelumnya, Cat Swarm Optimization

terdiri dari dua sub model. Untuk mengkombinasikan kedua mode dalam satu

algoritma, perlu didefinisikan rasio campuran/mixture ratio (MR) untuk

menggabungkan seeking mode dan tracing mode. Dengan mengamati perilaku cat,

dapat diketahui bahwa cat menghabiskan sebagian besar waktunya untuk

beristirahat. Selama beristirahat, cat mengubah posisinya perlahan dan berhati-

hati, terkadang bahkan tetap pada tempatnya. Untuk menerapkan perilaku ini ke

dalam Cat Swarm Optimization, digunakan seeking mode. Perilaku mengejar

target dipalikasikan dalam tracing mode. Karena itu maka MR harus bernilai kecil

untuk memastikan bahwa cat menghabiskan sebagian besar waktu dalam seeking

mode, seperti di kehidupan nyatanya. Proses Cat Swarm Optimization dapat

digambarkan dalam 6 langkah sebagai berikut:

1) Langkah 1: Bangkitkan N buah cats dalam proses.

2) Langkah 2: Sebarkan cats secara acak dalam ruang solusi berdimensi D

dan secara acak pula pilih nilai dalam rentang kecepatan maksimum untuk

menjadi kecepatan cat. Kemudian pilih sejumlah cat secara sembarang dan

masukkan dalam tracing mode sesuai MR, sisanya dimasukkan dalam

seeking mode.

3) Langkah 3: Hitung nilai kecocokan masing-masing cat dengan

memasukkan nilai posisi cat ke dalam fungsi kecocokan, yang

menunjukkan kriteria tujuan, dan simpan cat terbaik dalam memori. Perlu

Page 40: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

24

diingat bahwa yang perlu disimpan adalah posisi cat terbaik (best x)

karena cat terbaik sejauh ini mewakili solusi terbaik.

4) Langkah 4: Pindahkan cat sesuai benderanya, jika catk berada dalam

seeking mode, perlakukan sesuai proses seeking mode, sebaliknya

perlakukan sesuai tracing mode. Proses masing-masing telah dijelaskan

sebelumnya.

5) Langkah 5: Pilih lagi sejumlah cat dan masukkan dalam tracing mode

sesuai MR, sisanya masukkan ke dalam seeking mode.

6) Langkah 6: Perhatikan terminating condition-nya. Jika kondisinya telah

terpenuhi, hentikan algoritma. Sebaliknya ulangi langkah 3 hingga langkah

5.

Gambaran umum Algoritma Cat Swarm Optimization dapat dilihat pada

Gambar 2.2. Misalkan untuk menyelesaikan permasalahan unconstrained

minimization dapat digunakan populasi berukuran 5 buah cat. Mixture Ratio yang

digunakan misalnya adalah 20%. SMP berukuran 3, yang berarti digunakan 3 cats

tiruan.

Page 41: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

25

Gambar 2.2 Algoritma Cat Swarm Optimization (S. C. Chu dkk, 2006)

Page 42: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

26

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1. Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini mengusulkan penggunaan metode Fuzzy C Means untuk

melakukan segmentasi citra berbasis clustering dioptimasi dengan Algoritma Cat

Swarm Optimization dimana hasilnya akan dibandingkan dengan Algoritma

Fuzzy C Means standar sehingga dapat diukur kualitas hasil dan unjuk kerja dari

algoritma ini. Pelaksanaan penelitian ini dilakukan di Program Magister Jurusan

Teknik Elektro Fakultas Teknik, Universitas Udayana. Dimana data uji yang akan

digunakan adalah beberapa citra Standar Test Image yang sering digunakan oleh

para peneliti di bidang pengolahan citra.

3.2. Sistematika Penelitian

Penelitian merupakan suatu investigasi yang empiris, sistematis,

terkontrol, dan kritis dari suatu proposal hipotesis mengenai hubungan tertentu

antar fenomena. Penelitian disini bertujuan untuk memberikan kontribusi terhadap

ilmu pengetahuan dalam memecahkan masalah dengan menggunakan metode-

metode yang sesuai. Alur analisis penelitian dilakukan berdasarkan permasalahan

yang akan ditangani oleh sistem, dimana sistematika penelitian yang digunakan

pada penelitian ini sebagai berikut:

Page 43: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

27

Gambar 3.1 Sistematika Penelitian

3.3. Studi Pustaka

Langkah ini merupakan tahap pendalaman materi tentang permasalahan

yang akan diangkat, guna mendukung pelaksanaan penelitian dengan memberikan

wawasan yang cukup seputar metode Cat Swarm Optimization untuk optimasi

metode segmentasi citra, khususnya segmentasi citra berbasis clustering dengan

metode Fuzzy C-Means clustering. Studi pustaka merupakan pengumpulan data

ataupun pengumpulan referensi mengenai teori yang nantinya dijadikan sebagai

pedoman-pedoman sesuai dengan penelitian yang diangkat. Manfaat dari studi

pustaka adalah dapat memberikan gambaran menyeluruh mengenai sejauh mana

perkembangan penelitian-penelitian yang terkait dengan penelitian yang akan

diambil. Dalam penelitian ini, referensi diperoleh dari jurnal, artikel laporan

penelitian, dan buku yang berhubungan mengenai penelitian yang berjudul

Segmentasi Citra Berbasis Clustering Menggunakan Algoritma Fuzzy C-Means

Dan Cat Swarm Optimization

Page 44: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

28

3.4. Pengumpulan Data

Berdasarkan sumbernya, data penelitian dapat dikelompokkan menjadi

dua jenis yaitu data primer dan data sekunder. Pemahaman terhadap kedua jenis

data tersebut diperlukan sebagai landasan dalam menentukan teknik serta

langkahlangkah pengumpulan data penelitian.

1) Data Primer adalah data yang diperoleh atau dikumpulkan oleh peneliti

secara langsung dari sumber datanya. Data primer disebut juga sebagai

data asli atau data baru yang memiliki sifat up to date. Untuk

mendapatkan data primer, peneliti harus mengumpulkannya secara

langsung. Teknik yang dapat digunakan peneliti untuk mengumpulkan

data primer antara lain observasi, wawancara, diskusi terfokus (focus

grup discussion – FGD) dan penyebaran kuesioner.

2) Data Sekunder adalah data yang diperoleh atau dikumpulkan peneliti dari

berbagai sumber yang telah ada (peneliti sebagai tangan kedua). Data

sekunder dapat diperoleh dari berbagai sumber seperti Biro Pusat

Statistik (BPS), buku, laporan, jurnal, dan lain-lain.

Page 45: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

29

3.5. Gambaran Umum Sistem

Gambar 3.2 Gambaran Umum Sistem

Page 46: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

30

3.5.1. Data Uji

Pengujian algoritma hybrid FCM-CSO yang diimplementasikan pada

kasus segmentasi citra ini memerlukan suatu data uji untuk mengetahui hasil dan

kinerja dari algoritma ini. Data uji yang dapat digunakan dalam kasus ini adalah

berupa citra atau image, baik citra berwarna maupun citra grayscale. Data uji

yang dipakai untuk menguji algoritma ini adalah beberapa jenis citra standar test

image.

Citra uji standar (standar test image) adalah sekumpulan file citra digital

yang telah digunakan oleh para peneliti untuk menguji berbagai algoritma

pengolahan citra ataupun algoritma kompresi citra yang dikembangkan. Dengan

menggunakan citra uji standar yang sama, maka peneliti yang berbeda dapat

membandingkan hasil dari sistem yang mereka buat, baik secara visual maupun

secara kuantitatif. Citra-citra yang dipilih adalah citra yang mewakili alam atau

citra khusus lainnya dimana citra tersebut diperlukan untuk teknik pengolahan

citra dalam suatu kasus tertentu. Citra uji lainnya dipilih karena menghadirkan

berbagai tantangan untuk algoritma seperti rekonstruksi citra, detail dan tekstur

yang halus, transisi dan tepi tajam, serta wilayah yang seragam. Selain itu, pada

pengujian tertentu juga sering ditambahkan noise untuk menambah variasi dalam

citra uji.

Citra uji yang digunakan pada penelitian ini adalah Weizmann

Segmentation Dataset yang diperoleh dari situs www.weizmann-usa.org yang

disediakan oleh Weizmaan Institute of Science, dimana situs tersebut

menyediakan berbagai macam citra uji yang khusus digunakan untuk proses

Page 47: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

31

segmentasi citra (Alpert S., dkk. 2007). Berbagai macam citra uji dengan beragam

variasi dan karakteristik tersebut dibungkus kedalam sebuah dataset yang dapat

diunduh secara gratis. Dari sekian banyak citra uji yang tersedia, pada penelitian

ini hanya digunakan lima buah citra uji yang sudah dipilih berdasarkan

karakteristik warna yang bervariasi. Lima buah citra uji yang akan digunakan

pada penelitian ini dapat dilihat pada gambar 3.3 dibawah ini.

(a) (b) (c)

(d) (e)

Gambar 3.3 Citra uji: (a) horses.png, (b) chain.png, (c) carriage.png, (d) duck.png, (e) redberry.png. (Alpert S., dkk. 2007)

Masing-masing citra uji yang terdapat dalam Weizmann Segmentation

Dataset ini memuat citra ground truth segmentation, yaitu hasil segmentasi citra

yang diharapkan dari masing-masing citra uji. Citra ground truth ini dibuat secara

manual sesuai dengan persepsi manusia. Berikut citra ground truth segmentation

sesuai dengan citra uji yang akan digunakan diatas.

Page 48: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

32

(a) (b) (c)

(d) (e)

Gambar 3.4 Citra ground truth segmentation : (a) gt-horses.png, (b) gt-chain.png, (c) gt-carriage.png, (d) gt-duck.png, (e) gt-redberry.png

3.5.2. Inputan Parameter

1) Jumlah Cluster

Jumlah cluster disini merupakan banyaknya cluster atau kelompok warna

yang diinginkan pada citra hasil segmentasi. Algoritma FCM-CSO dan FCM

standar diujikan menggunakan parameter jumlah cluster yang berbeda-beda untuk

mengetahui jumlah cluster yang paling optimal dari setiap citra uji.

2) Metode Segmentasi

Parameter metode segmentasi yang digunakan pada sistem yang

dikembangkan ini ada dua pilihan, yaitu dengan metode FCM standar atau dengan

Page 49: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

33

metode FCM-CSO. Pengujian akan dilakukan dengan menggunakan masing-

masing kedua metode ini.

3.5.3. Segmentasi Citra Menggunakan Algoritma FCM-CSO

Setelah data berupa citra uji yang diperlukan terkumpul, maka

dilanjutkan dengan tahap pengembangan model. Model Cat Swarm Optimization

yang asal mulanya digunakan untuk menyelesaikan atau mencari nilai optimal,

dikembangkan dengan cara menggabungkannya dengan algoritma clustering

Fuzzy C-Means untuk melakukan segmentasi citra. Secara umum, model

algoritma ini terdiri dari dua bagian utama, yaitu melakukan clustering dengan

Fuzzy C-Means dan selanjutnya melakukan pencarian pusat cluster terbaik

menggunakan algoritma Cat Swarm Optimization. Data yang akan diolah pada

model algoritma ini adalah data nilai piksel yang terdapat pada citra uji dalam

ruang warna RGB. Jadi, input dari model ini adalah berupa populasi data piksel

citra, jumlah cluster (k), maksimum iterasi dan minimum toleransi, serta nilai

seeking memory (SM) dan seeking range (SR) yang akan digunakan pada proses

Cat Swarm Optimization. Langkah-langkah dari segmentasi citra dengan

menggunakan model FCM-CSO ini dideskripsikan sebagai berikut.

Page 50: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

34

Gambar 3.5 Segmentasi citra menggunakan Algoritma FCM-CSO

Page 51: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

35

1) Pre-Processing : Statistical Region Merging dan Color Correction

Metode Statistical Region Merging (SRM) ini sejenis dengan teknik

region growing and merging. Pada region growing, region adalah kumpulan

piksel yang homogen dan secara iterasi merupakan hasil gabungan dari region

yang lebih kecil. Statistical Region Merging mengikuti urutan tertentu dari

pemilihan region.

Algoritma ini digunakan untuk mengevaluasi nilai-nilai dalam sebuah

rentang regional dan dikelompokkan bersama berdasarkan kriteria merging

sehingga menghasilkan list yang lebih kecil. Pada bidang pengolahan citra digital

berfungsi mengelompokkan piksel-piksel yang bertetangga berdasarkan shades

yang jatuh dalam sebuah threshold tertentu (Qualification Criteria). Diagram alir

segmentasi metode SRM dapat dilihat pada Gambar 3.6. Parameter yang

diperlukan dalam proses ini adalah Q yaitu kompleksitas segmentasi (Richard

Nock, dkk., 2004).

Page 52: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

36

Gambar 3.6 Diagram Alur SRM (Richard Nock, dkk., 2004)

Mulai

I = Citra RGB

M(N, NO) = maxS∈U,V,W M:(N, NO) M:(N, NO) = |NS − NS′|

Hitung selisih antar piksel, sesuai dengan

konektifitas 4-arah

Y0O = ZB7[B\;CB[:]8;^(Y0 , M)

Urutkan selisih dari nilai terkecil ke nilai

terbesar

8 = 1, 8_[B:]8 = |Y0|, ^ = 256, � = 32

b = 1(6|\|")

c(d) = ^ef 12�|d|g ln jkd|U|kb l

Menghitung nilai b(R)

i <= iterasi

/(d, dO) =mnonp _Bq[, 8M ∀S∈ sd, t, uv|dSO − dS| ≤ xc"(d) + c"(dO)

M:y][, Z_ℎ[B{8][|

Menghitung merging predicate

dS}}}} adalah nilai rata-rata warna pada region R, color chanel a

P(R, R’) true? Merge R(p), R(p’)

i++ i++

Selesai

ya tidak

ya

tidak

Page 53: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

37

2) Menghitung pusat dan keanggotaan cluster dengan Fuzzy C-Means

Algoritma Fuzzy C-Means menempatkan piksel citra kedalam masing-

masing cluster dengan menggunakan membership fuzzy. Misalkan =(D, D" , … , D~) menunjukkan citra dengan N buah piksel yang akan dipartisi

kedalam c buah cluster. Algoritma ini merupakan optimasi iteratif yang

meminimalisasi cost function, dimana cost function yang digunakan dalam

penelitian ini adalah fungsi objektif Xie Beni Index.

Cost function diminimalisasi jika piksel berada dekat dengan pusat

clusternya akan diberikan nilai keanggotaan cluster yang tinggi, sebaliknya nilai

keanggotaan yang rendah diberikan jika piksel berada jauh dari pusat clusternya.

Membership function menunjukkan probabilitas suatu piksel dapat dimiliki oleh

suatu cluster tertentu. Nilai probabilitas pada algoritma Fuzzy C-Means sangat

tergantung pada jarak suatu piksel ke masing-masing pusat cluster pada domain

fitur. Membership function dan pusat cluster diperbaharui dengan persamaan

berikut :

�0� = [� (/� − ��)"#� )] '#'∑ [∑ (/� − ��)"#� ]�� '#' (3.1)

Dan

�� = ∑ �0�#N0~0∑ �0�#~0 (3.2)

Page 54: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

38

Dimulai dengan menghitung pusat cluster pada inisialisasi, Fuzzy C-

Means akan menyempitkan atau konvergensi ruang solusi �� yang menunjukkan

local minimum. Konvergensi dapat dideteksi dengan membandingkan perubahan

yang terjadi pada membership function atau pusat cluster pada dua buah iterasi.

Tahap-tahap yang dilakukan pada langkah ini dapat diuraikan detailnya

sebagai berikut:

a) Menentukan inisialisasi nilai awal pada komponen-komponen Fuzzy C-

Means, misalnya seperti berikut ini:

(1) Banyaknya cluster yang diinginkan --> c = 2

(2) Pangkat (pembobot) --> m = 2

(3) Maksimum Iterasi --> maxIter = 100

(4) Toleransi minimum --> e = 0,0000001

(5) Fungsi Objektif awal --> P0 = 0

(6) Iterasi awal --> iter = 1

b) Membangkitkan matriks partisi Uik dengan komponen i = banyaknya data;

dan k = banyak cluster (pertama kali dibangkitkan secara bebas atau random,

dengan kisaran nilai dari 0 sampai 1).

c) Setelah matriks partisi terbentuk, langkah selanjutnya adalah menghitung

posisi pusat cluster dengan Persamaan (3.2).

d) Setelah diperoleh pusat-pusat cluster yang baru, tahap selanjutnya adalah

menghitung fungsi objektif atau cost function dengan menerapkan Persamaan

(3.5).

Page 55: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

39

e) Tahap terakhir dari langkah ini adalah memperbaharui matriks partisi �

dengan menggunakan Persamaan (3.1).

3) Menggabungkan Membership Function dengan Spatial Function

Salah satu karakteristik dari citra adalah bahwa piksel-piksel tetangga

sangat berhubungan atau berkaitan. Dengan kata lain, piksel yang bertetanggaan

memiliki nilai fitur yang hampir mirip, dan memiliki probabilitas yang besar

mereka berada dalam cluster yang sama. Hubungan spasial ini sangat penting

dalam clustering, tapi hal ini tidak diperhitungkan dalam algoritma Fuzzy C-

Means standar. Untuk menggali informasi spasial, fungsi spasial (Keh-Shih

Chuang dkk, 2006) dirumuskan sebagai berikut :

ℎ0� = � q���∈~W(��) (3.3)

Dimana �u(/0) adalah square window yang berpusat pada piksel /0 pada

domain spasial. Misalnya window berukuran 5x5 akan digunakan dalam penelitian

ini, maka perhitungan dan pengecekan dengan fungsi spasial ini akan dilakukan

hanya pada piksel window itu saja. Sama seperti membership function, spatial

function ℎ0� ini merepresentasikan probabilitas piksel D� dimiliki oleh cluster ke-i.

Spatial function dari suatu piksel terhadap suatu cluster bernilai besar jika

sebagian besar piksel-piksel tetangganya dimiliki oleh cluster yang sama. Spatial

function ini digabungkan dengan membership function menjadi persamaan sebagai

berikut :

Page 56: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

40

q0�′ = q0�� ∗ ℎ0��∑ q0�� ∗ ℎ0���� (3.4)

Dimana p dan q adalah parameter yang mengontrol keperluan yang

bersifat relatif dari fungsi tersebut. Dalam region yang homogen, spatial function

tersebut dapat dengan mudah membatasi fungsi membership yang asli, dan hasil

clustering tidak akan berubah. Namun pada piksel yang mengandung noisy,

formula ini mengurangi bobot noisy pada cluster dengan memberikan label pada

piksel-piksel tetangganya. Hasilnya, misclassified piksels dari region yang

mengandung noisy dapat dengan mudah diperbaiki (Keh-Shih Chuang dkk, 2006).

Misalnya digunakan window 5x5 piksel untuk menghitung spatial

function pada citra contoh dibawah, maka untuk h1k (piksel ke-1) piksel

tetangganya adalah sebagai berikut :

10 10 15 15 20 25 30 30

13 18 18 12 18 17 40 35

150 156 157 40 13 18 18 100

50 156 160 50 13 18 18 120

100 12 18 17 40 35 20 200

120 13 18 18 13 18 18 150

200 150 156 12 18 17 40 35

150 18 17 40 35 13 18 18

Gambar 3.7 Contoh spatial information 5x5 window pada citra sampel

Misalnya terdapat dua buah cluster, maka ℎ sama dengan jumlah

semua nilai �0 dan ℎ" sama dengan jumlah semua nilai �0", dimana i merupakan

Page 57: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

41

semua piksel tetangga yang dimiliki oleh piksel ke-1, fungsi spasial ini dapat

dilihat pada Persamaan (3.3). Setelah semua piksel dihitung fungsi spasialnya,

langkah selanjutnya adalah menghubungkan membership function dengan spatial

function sesuai dengan Persamaan (3.4) sehingga diperoleh matriks partisi yang

baru. Setelah diperoleh matriks partisi yang baru, tahapan terakhir dari Langkah

No.2 ini adalah memetakan ulang masing-masing piksel kedalam clusternya.

4) Menghitung Nilai Fitness

Fitness function atau cost function yang digunakan pada model algoritma

ini adalah Xie-Beni Cluster Validity Index (Xie X.L. dan Beni G.A., 1991), yang

mendefinisikan fungsinya sebagai berikut :

V�� = − ∑ ∑ u���X� − V��"%���N ∗ fmin��� ��V� − V��"�g (3.5)

Vi adalah pusat cluster ke-i dengan jumlah cluster adalah c. Xj

merupakan nilai warna dari piksel ke-j dan N adalah jumlah total piksel yang

dimiliki oleh citra. Konsep dari fungsi validasi cluster ini adalah clustering yang

bagus adalah yang menghasilkan data sampel yang dipadatkan kedalam sebuah

cluster dan sampel-sampel tersebut dipisahkan antara satu cluster dengan cluster

yang lainnya. Kualitas clustering yang bagus diperoleh dengan meminimalkan

nilai Vxb.

5) Inisialisasi Algoritma Cat Swarm Optimization

Pada model algoritma Cat Swarm Optimization, sebuah pusat cluster

menunjukkan sebuah cats dan set solusinya adalah pusat cluster baru yang

Page 58: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

42

diharapkan menghasilkan nilai fitness yang lebih optimal, dimana dalam kasus ini

nilai fitness lebih kecil adalah yang lebih optimal.

a) Representasi Individu

Posisi cat i ditunjukkan oleh 0 yang mewakili solusi clustering ke–i.

Ruang solusi clustering dibentuk dari angka-angka real yang mewakili koordinat

dari pusat cluster. Panjang dari solusi adalah K x m, dimana K adalah jumlah

cluster dan m adalah jumlah atribut dari objek. Elemen m yang pertama

menunjukkan m buah dimensi dari pusat cluster pertama, elemen m berikutnya

menunjukkan pusat cluster kedua, dan seterusnya. Contohnya :

a. Citra grayscale dengan m=1 dan K=3, individunya dapat berupa matriks

angka {225 58 145} dimana mewakili koordinat tiga buah pusat cluster

yaitu {(225) (58) (145)}.

b. Citra berwarna (RGB) dengan m=3 dan K=4, individunya dapat berupa

{225 15 200 58 90 150 230 194 180 55 27 15} yang mewakili koordinat

empat buah pusat cluster yaitu {(225 15 200) (58 90 150) (230 194 180)

(55 27 15)}, dimana satu buah pusat cluster terdiri dari tiga angka yang

mewakili nilai warna RGB.

Untuk inisialisasi algoritma CSO yang digunakan pada penelitian ini,

pusat-pusat cluster yang dijadikan individu 0 adalah pusat-pusat cluster yang

dihasilkan pada operasi Fuzzy C-Means sebelumnya.

b) Inisialisasi

Pada tahap inisialisasi algoritma CSO standar, cats secara acak

ditentukan apakah menjadi seeking mode atau tracing mode. Oleh karena itu,

Page 59: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

43

secara acak ditentukan /G buah cat menjadi seeking mode dan /H buah cat menjadi

tracing mode, dimana /G dan /H menyatakan jumlah cat apakah berada pada

seeking mode atau tracing mode, dengan d#� merupakan mixture ratio yang

digunakan untuk mengatur jumlah cat pada mode yang berbeda. Hal ini dapat

dirumuskan sebagai berikut :

�/H = �d#� ∗ /�/G = / − /H | (3.6)

Namun pada metode yang dikembangkan ini variabel mixture ratio d#�

yang disebutkan diatas dihilangkan. Artinya tidak terdapat rasio jumlah cat mana

yang menjadi seeking mode dan mana yang menjadi tracing mode. Setiap cat pada

metode yang diusulkan ini akan melewati tahap seeking mode dan dilanjutkan

dengan tahap tracing mode. Jumlah cat yang digunakan pada usulan penelitian ini

adalah satu buah cat. Artinya terdapat satu buah solusi deretan pusat cluster yang

nantinya akan dioptimalkan baik dengan seeking mode dilanjutkan dengan tracing

mode.

6) Memperbaharui pusat cluster dengan proses Seeking Mode

Mode ini digunakan untuk memodelkan cat dalam keadaan berisitrahat

tetapi dalam kondisi siaga, melihat-lihat lingkungan sekitarnya untuk mencari

tempat untuk bergerak. Cat dalam algoritma Cat Swarm Optimization pada

permasalahan ini adalah pusat-pusat cluster, tepatnya pusat-pusat cluster yang

dihasilkan dari operasi Fuzzy C Means pada langkah sebelumnya. Tahapan

seeking mode ini ditujukan untuk melihat-lihat atau mencari titik-titik di area

sekitar pusat cluster, yang mempunyai kemungkinan menghasilkan nilai fitness

Page 60: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

44

yang lebih optimal. Dalam seeking mode ada 4 faktor yang dijabarkan sebagai

berikut :

a) Seeking memory (SM) : SM digunakan menentukan besarnya memori

pencarian pusat-pusat cluster, yang menyatakan berapa jumlah salinan

dari pusat-pusat cluster tersebut, dinyatakan dengan nilai �3�. Dengan

kata lain, �3� ini merupakan banyaknya posisi tetangga dari sebuah

pusat cluster.

b) Self Position Flag (SPF) : SPF mengindikasikan apakah posisi pusat

cluster saat ini merupakan salah satu dari posisi tetangganya atau bukan.

Jika �3�2 = 1, maka posisi pusat cluster saat ini akan dilihat juga sebagai

posisi tetangga (neighbouring position), dan sebaliknya �3�2 = 0

menyatakan posisi pusat cluster saat ini tidak dianggap menjadi posisi

tetangga. Variabel SPC ini bernilai boolean [0,1].

c) Changed Dimension (CD) : CD digunakan untuk menentukan jumlah

dimensi yang dapat dimutasi atau dirubah, dinotasikan dengan ���. Nilai

CD diasumsikan bernilai 100% pada metode yang dikembangkan ini.

Jadi, semua cat akan mengalami perubahan atau mutasi.

d) Seeking Range (SR) : SR merupakan rasio mutasi dari dimensi yang akan

dimutasi, dinotasikan dengan /3U, yang nilainya berada pada rentang 0

sampai dengan 1.

Setelah mendefinisikan keempat faktor diatas, langkah-langkah seeking

mode adalah sebagai berikut :

Page 61: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

45

Langkah 1 : Membuat j buah salinan dari posisi masing-masing pusat

cluster i, dimana > = �3�. Jika �3�2 = 1 maka > = �3� − 1

dan posisi cat saat ini dianggap juga sebagai posisi

tetangganya.

Langkah 2 : Untuk semua posisi tetangganya D�O, dimana y = 1,2, … , �3�,

dimensi yang dimutasi adalah D��O = (1 ± /3U) ∗ D0�, dimana

D0� menunjukkan dimensi yang akan dimutasi, k=1,2,..., ���.

Nilai saat ini secara acak ditambahkan atau dikurangkan

dengan SR persen, kemudian digunakan untuk menggantikan

nilai yang lama.

Langkah 3 : Hitung nilai fitness (FS) untuk semua titik salinan atau

kandidat pusat cluster pada posisi tetangga, dimana FS saat

ini adalah XB Index. Nilai fitness ini dihitung menggunakan

Persamaan (3.5).

Langkah 4 : Jika semua nilai fitness tidak benar-benar sama, hitung

probabilitas terpilih masing-masing titik kandidat dengan

menggunakan Persamaan (3.7), sebaliknya set probabilitas

terpilih untuk semua titik sama dengan 1.

/0 = |YY¡0 − YY¡#S¢|YY¡#S¢ − YY¡#0£ 789:;: 0 < 8 < > (3.7)

Langkah 5 : Secara acak pilih salah satu posisi tetangga atau posisi

kandidat dari pusat cluster untuk dijadikan tempat bergerak

selanjutnya dengan menggunakan metode seleksi roullete

Page 62: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

46

wheel, dimana posisi kandidat yang terpilih tersebut

merupakan calon pusat cluster yang baru.

Langkah 6 : Perbaharui nilai fitness dan pusat cluster. Setelah posisi pusat

cluster dipindahkan, hitung kembali nilai fitness dari posisi

pusat cluster terbaru yang diperoleh dari operasi seeking

mode ini. Nilai fitness yang diperoleh dari seeking mode ini

kemudian dibandingkan dengan nilai fitness sebelumnya,

yaitu yang diperoleh dari operasi Fuzzy C-Means, dengan

ketentuan sebagai berikut:

a) Jika �YGFF�0£¥ #¦@F < �YGFEF�§#£¨S maka pusat

cluster yang dihasilkan dari seeking mode digunakan

sebagai pusat cluster yang baru.

b) Sebaliknya jika �YGFF�0£¥ #¦@F ≥ �YGFEF�§#£¨S maka

tetap gunakan pusat cluster sebelumnya, yaitu yang

diperoleh dari operasi Fuzzy C-Means.

7) Memperbaharui pusat cluster dengan proses Tracing Mode

Mode ini digunakan untuk memodelkan cat dalam mengejar suatu target,

sekali cat berada dalam tracing mode maka ia akan terus bergerak sesuai dengan

kecepatannya (velocity) pada setiap dimensi. Tracing mode ini ditujukan untuk

menggeser titik pusat cluster sehingga diharapkan dapat berada pada posisi yang

lebih baik dengan menghasilkan fitness value yang lebih kecil. Langkah-langkah

tracing mode adalah sebagai berikut :

Page 63: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

47

Langkah 1 : Untuk pusat cluster 0, kecepatannya �0 diperbaharui dengan

persamaan:

�0� = �0� + B ∗ C ∗ +DE� − D0�, (3.8)

Dimana > = 1,2, … , (« ∗ 9), DE� merupakan elemen ke-j dari

individu terbaik DE dan D0� merupakan elemen ke-j dari

individu D0. Selanjutnya C merupakan sebuah konstanta

untuk memperluas kecepatan dari cat dalam bergerak dalam

ruang solusi, dan B adalah nilai random dalam rentang 0 dan

1. Pada penelitian ini nilai C yang digunakan adalah 2.

Langkah 2 : Perbaharui posisi cat 0 dengan persamaan:

D0� = D0� + �0� (3.9)

Langkah 3 : Setelah posisi cat diperbaharui dengan menggunakan tracing

mode, selanjutnya adalah kembali menghitung nilai SSE.

Sama seperti Langkah No. 5 (Seeking Mode) diatas, nilai

fitness yang diperoleh dari tracing mode ini kemudian

dibandingkan dengan nilai fitness sebelumnya, jika

�YH�S�0£¥ #¦@F < �YGFEF�§#£¨S maka pusat cluster yang

dihasilkan dari tracing mode ini digunakan sebagai pusat

cluster yang baru. Sebaliknya jika �YH�S�0£¥ #¦@F ≥�YGFEF�§#£¨S maka tetap gunakan pusat cluster sebelumnya.

Page 64: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

48

8) Ulangi dari Langkah No. 2 selama stopping criteria belum terpenuhi

Stopping criteria yang digunakan pada metode ini dibagi menjadi dua,

yaitu menggunakan maksimum iterasi dan minimum toleransi. Nilai maksimum

iterasi yang digunakan adalah 100 iterasi, artinya ketika segmentasi citra sudah

mencapai 100 iterasi maka prosesnya akan dihentikan. Stopping criteria yang

kedua adalah batas minimum toleransi. Nilai toleransi adalah selisih antara nilai

fitness pada satu iterasi dengan iterasi sebelumnya. Batas minimum toleransi yang

digunakan pada penelitian ini adalah 0.0000001. Jika nilai toleransi lebih kecil

dari batas minimumnya maka proses segmentasi citra akan berhenti. Jika stopping

criteria ini sudah tercapai maka akan dilanjutkan ke Langkah No.9, sebaliknya

jika belum terpenuhi maka proses akan diulangi dari Langkah No.2 dan masuk ke

iterasi selanjutnya (i++).

9) Ekstraksi citra hasil segmentasi sesuai dengan keanggotaan clusternya

Setelah proses FCM-CSO selesai, maka diperoleh nilai fitness dan pusat-

pusat cluster terbaik dari semua iterasi. Selanjutnya nilai dari masing-masing

pusat cluster dipetakan pada semua data piksel yang menjadi anggotanya,

sehingga semua piksel berubah nilai warnanya sesuai dengan keanggotaan

clusternya masing-masing.

Output dari model ini adalah berupa citra yang sudah tersegmentasi,

dengan jumlah cluster yang dapat ditentukan oleh user. Citra hasil segmentasi ini

kemudian dapat dikomparasi dengan citra hasil segmentasi menggunakan

algoritma Fuzzy C-Means standar.

Page 65: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

49

3.5.4. Tahap Pengujian dan Evaluasi Hasil

Tahap ini merupakan tahap evaluasi dari model yang dikembangkan,

dimana model akan diuji untuk mengetahui apakah telah mampu memberikan

hasil clustering yang lebih bagus dan optimal. Pengujian model yang

dikembangkan ini menggunakan beberapa jenis citra uji yang dipaparkan pada sub

bab sebelumnya. Beberapa citra uji tersebut akan diproses menggunakan model

FCM-CSO dan menggunakan sebuah model lagi sebagai pembanding yaitu

algoritma FCM standar. Model yang dikembangkan ini akan dikomparasi dengan

algoritma FCM standar menggunakan dua buah pendekatan sebagai berikut:

1) Pengukuran terhadap waktu eksekusi dan nilai cluster validity index

Perbandingan unjuk kerja sistem yang dikembangkan ini dilakukan

dengan mengukur nilai cluster validity index dan rata-rata waktu eksekusi untuk

setiap citra yang diuji. Pengukuran nilai cluster validity index bertujuan untuk

menilai kualitas hasil clustering suatu algoritma. Pengukuran rata-rata waktu

eksekusi bertujuan untuk mengetahui seberapa cepat algoritma yang

dikembangkan dapat menyelesaikan segmentasi citra.

Untuk menilai kualitas partisi yang dihasilkan oleh suatu algoritma

clustering, perlu digunakan suatu fungsi yang disebut dengan cluster validity

index dimana fungsi ini melakukan evaluasi terhadap hasil akhir dari sebuah

clustering. Fungsi cluster validity index yang akan digunakan pada penelitian ini

adalah fungsi validitas Xie-Beni Index menggunakan persamaan (3.5) diatas.

Page 66: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

50

2) Pengukuran hasil dengan menggunakan kuesioner

Perbandingan secara human perception dilakukan dengan menggunakan

kuesioner, dimana dalam kuesioner tersebut ditampilkan citra output hasil

segmentasi menggunakan model FCM-CSO dan dengan menggunakan algoritma

FCM standar. Responden dari kuesioner ini adalah mahasiswa, dosen, atau pakar

yang memahami tentang pengolahan citra digital, khususnya segmentasi citra.

Perbandingan dilakukan oleh responden secara visualisasi dan diberi nilai

dengan menggunakan skala Likert. Menurut Sugiyono (2006), Skala Likert

digunakan untuk mengukur sikap, persepsi dan pendapat seseorang atau

sekelompok orang tentang fenomena sosial. Dengan skala Likert , maka variabel

yang akan diukur dijabarkan menjadi indikator variabel. Kemudian indikator

tersebut dijadikan sebagai titik tolak untuk menyusun item-item instrumen yang

dapat berupa pertanyaan atau pernyataan.

Skala Likert yang digunakan pada kuesioner ini terdiri dari empat

penilaian, yaitu Sangat Setuju (bobot = 4), Setuju (bobot = 3), Tidak Setuju (bobot

= 2), dan Sangat Tidak Setuju (bobot = 1). Skor tertinggi untuk seluruh item

adalah jumlah sampel dikalikan 4 (Sangat Setuju). Sedangkan skor terendah

adalah jumlah sample dikalikan 1 (Sangat Tidak Setuju). Tingkat persetujuan

sebesar �§#�S­ G�¦�G�¦� HF�H0£¥¥0 ∗ 100%. Dari hasil perhitungan yang diperoleh maka dapat

disimpulkan tentang persepsi responden terhadap perbandingan hasil segmentasi

citra menggunakan metode FCM standar dengan metode FCM-CSO. Draft

kuesioner yang akan digunakan dalam penelitian ini dapat dilihat pada gambar

berikut:

Page 67: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

51

Gambar 3.8 Draft Kuesioner

Citra asli Citra

Ground Truth

Segmentation

Hasil

Segmentasi

Metode A

Hasil

Segmentasi

Metode B

Pernyataan STS TS S SS

Citra hasil segmentasi Metode A lebih mendekati citra

ground truth daripada hasil segmentasi Metode B

Citra asli Citra

Ground Truth

Segmentation

Hasil

Segmentasi

Metode A

Hasil

Segmentasi

Metode B

Pernyataan STS TS S SS

Citra hasil segmentasi Metode A lebih mendekati citra

ground truth daripada hasil segmentasi Metode B

Citra asli Citra

Ground Truth

Segmentation

Hasil

Segmentasi

Metode A

Hasil

Segmentasi

Metode B

Pernyataan STS TS S SS

Citra hasil segmentasi Metode A lebih mendekati citra

ground truth daripada hasil segmentasi Metode B

Citra asli Citra

Ground Truth

Segmentation

Hasil

Segmentasi

Metode A

Hasil

Segmentasi

Metode B

Pernyataan STS TS S SS

Citra hasil segmentasi Metode A lebih mendekati citra

ground truth daripada hasil segmentasi Metode B

Citra asli Citra

Ground Truth

Segmentation

Hasil

Segmentasi

Metode A

Hasil

Segmentasi

Metode B

1.

2.

3.

4.

5.

Pernyataan STS TS S SS

Citra hasil segmentasi Metode A lebih mendekati citra

ground truth daripada hasil segmentasi Metode B

Kuesioner ini disusun untuk mengetahui perbandingan hasil segmentasi citra dengan

menggunakan metode FCM standar dan metode FCM-CSO. Kuesioner ini ditujukan kepada

mahasiswa ataupun dosen yang memahami pengolahan citra digital khususnya segmentasi

citra, dilakukan dengan cara membandingkan dua buah citra hasil segmentasi dengan citra

ground truth sebagai acuannya. Citra ground truth adalah citra hasil segmentasi yang

diharapkan dan dibuat secara manual sesuai persepsi manusia.

Keterangan:

STS : Sangat Tidak Setuju TS : Tidak Setuju

S : Setuju SS : Sangat Setuju

Page 68: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

52

3.6. Instrumen Penelitian

Instrumen penelitian yang akan digunakan dalam penelitian ini untuk

mengumpulkan, mengolah, menganalisa dan menyajikan data-data diantanya:

1) Perangkat Lunak (Software)

a. Sistem Operasi Windows 7 (32-bit)

b. Bahasa Pemrograman C# menggunakan Visual Studio 2008.

2) Perangkat Keras (Hardware)

a. Processor Intel Core i5 - 2,53 GHz

b. 2 GB RAM

c. Hardisk 40 GB

d. VGA 1GB

Page 69: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

53

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Antarmuka Sistem

Antarmuka sistem ini berfungsi untuk mempermudah pengoperasian

aplikasi segmentasi citra yang dikembangkan. Aplikasi ini dibangun

menggunakan bahasa pemrograman C# pada editor Visual Studio 2008. Aplikasi

“Segmentasi Citra – FCM CSO” adalah antarmuka utama dari penelitian ini

seperti yang terlihat pada gambar 4.1 dibawah ini.

Gambar 4.1 Tampilan Aplikasi Segmentasi Citra FCM-CSO

4.1.1. Inputan Citra Uji

Citra uji ditampilkan pada panel utama yang selanjutnya dapat diproses

menggunakan metode FCM standar maupun FCM-CSO. Untuk memuat atau

Page 70: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

54

memasukkan citra uji pada aplikasi ini dilakukan dengan memilih “Open” yang

terdapat pada menu “File”, lalu dilanjutkan dengan memilih file citra yang

diinginkan dimana jenis file yang dapat dimuat disini adalah file gambar yang

bertipe JPG, PNG, TIF, TIFF, BMP, dan GIF. Contoh citra uji yang ditampilkan

pada panel utama dapat dilihat pada gambar 4.2 dibawah ini.

Gambar 4.2 Contoh tampilan citra uji pada aplikasi

Citra uji yang digunakan pada penelitian ini berjumlah lima buah, dimana

masing-masing citra uji ini memiliki karakteristik yang berbeda-beda. Hal ini

dapat menunjukkan bagaimana unjuk kerja dari algoritma yang diusulkan pada

berbagai macam jenis citra.

Page 71: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

55

4.1.2. Inputan Parameter

Gambar 4.3 Contoh tampilan parameter

Sebelum melakukan proses segmentasi pada citra uji menggunakan

metode yang dikembangkan, perlu dimasukkan beberapa parameter seperti pada

Gambar 4.3 diatas. Parameter yang dapat dimasukkan kedalam aplikasi ini untuk

digunakan pada proses segmentasi citra adalah jumlah cluster dan pilihan

pemrosesan menggunakan metode FCM standar atau FCM-CSO.

Inputan jumlah cluster berfungsi untuk menentukan banyaknya cluster

atau kelompok warna yang dibentuk pada proses segmentasi citra. Penentuan nilai

parameter-parameter ini bersifat bebas sehingga user dapat melakukan pengujian

dengan berbagai parameter yang berbeda.

Page 72: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

56

4.2. Eksekusi Program

Eksekusi program utama ini bertujuan untuk menjalankan proses

segmentasi citra dengan menggunakan algoritma yang dikembangkan terhadap

citra uji yang digunakan dalam penelitian ini, yaitu Weizmann Segmentation

Dataset. Hasil akhir dari proses segmentasi citra ini adalah berupa citra yang

sudah tersegmentasi sesuai dengan jumlah cluster yang ditentukan. Selain itu,

hasil akhir proses segmentasi citra ini juga menampilkan data segmentasi dalam

setiap iterasi, berupa nilai fitness, nilai toleransi, dan interval waktu eksekusi tiap

iterasi. Eksekusi program ini dapat menggunakan dua macam metode, yaitu

metode FCM standar dan FCM-CSO.

Gambar 4.4 Tampilan proses segmentasi citra pada aplikasi

Page 73: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

57

Tampilan aplikasi saat proses segmentasi citra ditunjukkan pada gambar

4.4 diatas. Pada tampilan aplikasi tersebut ditampilkan informasi hasil eksekusi

program berupa jumlah iterasi, jumlah cluster, nilai toleransi, waktu eksekusi,

nilai fitness, serta nilai XB index pada tiap proses iterasi.

Setelah proses segmentasi citra selesai, citra output dapat dilihat pada tab

“Results”. Pada tab tersebut ditampilkan citra diproses tiap iterasi dan citra hasil

akhir clustering seperti gambar dibawah ini. Pengguna juga dapat mengubah

warna tiap cluster pada bagian “change cluster color” agar lebih mudah untuk

membandingkannya nanti dengan citra ground truth.

Gambar 4.5 Tampilan hasil pada tab “Results”

Page 74: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

58

Data hasil pengujian dapat disimpan dengan cara memilih menu File >

Save. Proses penyimpanan ini memerlukan input berupa ID Uji seperti tampilan

antarmuka berikut.

Gambar 4.6 Tampilan simpan hasil pengujian

Citra uji pada penelitian ini masing-masing akan diuji coba dengan

menggunakan algoritma FCM standar dan FCM-CSO. Setiap citra uji diuji

dengan menggunakan parameter jumlah cluster mulai dari 2 s/d 10 cluster.

Pengujian menggunakan jumlah cluster yang berbeda-beda ini bertujuan untuk

mengetahui jumlah cluster yang paling optimal dari setiap citra uji. Jumlah cluster

yang paling optimal adalah jumlah cluster yang menghasilkan nilai fitness XB

Index yang paling kecil.

Detail dari masing-masing pengujian menggunakan metode FCM standar

maupun FCM-CSO akan dibahas pada subbab berikut.

Page 75: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

59

4.2.1. Pengujian dengan Metode FCM Standar

Pengujian dengan menggunakan algoritma FCM standar dilakukan

sebanyak 9 kali pada setiap citra uji, dengan menggunakan variasi jumlah cluster

mulai dari 2 s/d 10 cluster. Adapun beberapa parameter atau variabel tetap yang

digunakan pada uji coba ini adalah:

• Maksimum iterasi = 100

• Minimum toleransi = 0.0000001

Pengujian terhadap masing-masing citra uji akan dijabarkan secara rinci

sebagai berikut.

4.2.1.1. Pengujian citra uji “horses.png” dengan metode FCM standar

Hasil uji coba citra uji “horses.png” menggunakan algoritma FCM

standar ditampilkan pada tabel 4.1 berikut.

Tabel 4.1 Hasil uji citra “horses.png” dengan FCM standar

Jumlah Cluster

Jumlah Iterasi

Lama Eksekusi Xie-Beni Index

2 9 00:00:07 0.20718 3 15 00:00:19 0.06764 4 14 00:00:25 0.11321 5 30 00:01:13 0.07253 6 12 00:00:38 0.53544 7 24 00:01:36 0.34253 8 26 00:02:07 0.32665 9 34 00:03:21 1.56001 10 19 00:02:13 1.49813

Rata-rata 20 80 detik 0.5248133

Page 76: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

Berdasarkan hasil uji coba tersebut dapat dilihat jumlah cluster yang paling

optimal adalah 3 cluster, dimana menghasilkan nilai XB Index yang paling kecil.

Citra output hasil segmentasi menggunakan 3 cluster dapat dilihat pada gambar

dibawah berikut.

(a)

(d)

(f) Gambar 4.7 Hasil segmentasi citra “

original image(d) final result, (e)

4.2.1.2. Pengujian citra uji “

Hasil uji coba citra uji

ditampilkan pada tabel 4.

Berdasarkan hasil uji coba tersebut dapat dilihat jumlah cluster yang paling

optimal adalah 3 cluster, dimana menghasilkan nilai XB Index yang paling kecil.

hasil segmentasi menggunakan 3 cluster dapat dilihat pada gambar

(b)

(e)

(g)

Hasil segmentasi citra “horses.png” dengan metode FCM standarriginal image, (b) preprocessed image, (c) segmented image

, (e) ground truth segmentation, (f) cluster 1, (g(h) cluster 3

Pengujian citra uji “ chain.png” dengan metode FCM standar

Hasil uji coba citra uji “chain.png” menggunakan algoritma

ditampilkan pada tabel 4.2 berikut.

60

Berdasarkan hasil uji coba tersebut dapat dilihat jumlah cluster yang paling

optimal adalah 3 cluster, dimana menghasilkan nilai XB Index yang paling kecil.

hasil segmentasi menggunakan 3 cluster dapat dilihat pada gambar

(c)

(h)

dengan metode FCM standar : (a) image, g) cluster 2,

dengan metode FCM standar

menggunakan algoritma FCM standar

Page 77: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

61

Tabel 4.2 Hasil uji citra “chain.png” dengan FCM standar

Jumlah Cluster

Jumlah Iterasi

Lama Eksekusi Xie-Beni Index

2 10 00:00:07 0.05578 3 20 00:00:21 0.10344 4 100 00:02:40 0.05911 5 16 00:00:35 0.30605 6 100 00:05:25 0.77657 7 100 00:06:00 0.22451 8 100 00:07:05 0.58285 9 100 00:09:02 0.06137 10 57 00:05:48 0.10779

Rata-rata 67 247 detik 0.2530522

Berdasarkan hasil uji coba tersebut dapat dilihat jumlah cluster yang paling

optimal adalah 2 cluster, dimana menghasilkan nilai XB Index yang paling kecil.

Citra output hasil segmentasi menggunakan 2 cluster dapat dilihat pada gambar

dibawah berikut.

Page 78: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

(a)

(d)

(f) Gambar 4.8 Hasil segmentasi citra “chain.png” dengan metode FCM standar: (a)

original image(d) final result, (e)

4.2.1.3. Pengujian citra uji “

Hasil uji coba citra uji

standar ditampilkan pada tabel 4.

(b)

(e)

(g)

Gambar 4.8 Hasil segmentasi citra “chain.png” dengan metode FCM standar: (a) original image, (b) preprocessed image, (c) segmented image

, (e) ground truth segmentation, (f) cluster 1, (g

Pengujian citra uji “ redberry.png” dengan metode FCM standar

Hasil uji coba citra uji “redberry.png” menggunakan algoritma

pada tabel 4.3 berikut.

62

(c)

Gambar 4.8 Hasil segmentasi citra “chain.png” dengan metode FCM standar: (a) segmented image,

g) cluster 2,

dengan metode FCM standar

menggunakan algoritma FCM

Page 79: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

63

Tabel 4.3 Hasil uji citra “redberry.png” dengan FCM standar

Jumlah Cluster

Jumlah Iterasi

Lama Eksekusi Xie-Beni Index

2 18 00:00:21 0.07629 3 9 00:00:20 0.08609 4 9 00:00:27 0.08191 5 24 00:01:30 0.29465 6 8 00:00:39 0.20922 7 16 00:01:37 0.14663 8 12 00:01:29 0.12952 9 10 00:01:30 0.14402 10 10 00:01:32 0.1189

Rata-rata 13 63 detik 0.1430256

Berdasarkan hasil uji coba tersebut dapat dilihat jumlah cluster yang paling

optimal adalah 2 cluster, dimana menghasilkan nilai XB Index yang paling kecil.

Citra output hasil segmentasi menggunakan 2 cluster dapat dilihat pada gambar

dibawah berikut.

Page 80: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

(a)

(d)

(f) Gambar 4.9 Hasil segmentasi citra “redberry.png” dengan metode FCM standar :

(a) original image(d) final result, (e)

4.2.1.4. Pengujian citra uji “

Hasil uji coba citra uji

ditampilkan pada tabel 4.

(b)

(e)

(g)

Gambar 4.9 Hasil segmentasi citra “redberry.png” dengan metode FCM standar : original image, (b) preprocessed image, (c) segmented image

, (e) ground truth segmentation, (f) cluster 1, (

Pengujian citra uji “ duck.png” dengan metode FCM standar

Hasil uji coba citra uji “duck.png” menggunakan algoritma

ditampilkan pada tabel 4.4 berikut.

64

(c)

Gambar 4.9 Hasil segmentasi citra “redberry.png” dengan metode FCM standar : segmented image,

, (g) cluster 2

dengan metode FCM standar

menggunakan algoritma FCM standar

Page 81: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

65

Tabel 4.4 Hasil uji citra “duck.png” dengan FCM standar

Jumlah Cluster

Jumlah Iterasi

Lama Eksekusi Xie-Beni Index

2 6 00:00:03 0.07592 3 10 00:00:08 0.12924 4 11 00:00:13 0.14354 5 13 00:00:20 0.09299 6 16 00:00:33 0.28552 7 19 00:00:49 0.08063 8 100 00:05:21 0.21521 9 9 00:00:35 0.48476 10 10 00:00:45 0.17716

Rata-rata 22 59 detik 0.1872189

Berdasarkan hasil uji coba tersebut dapat dilihat jumlah cluster yang paling

optimal adalah 2 cluster, dimana menghasilkan nilai XB Index yang paling kecil.

Citra output hasil segmentasi menggunakan 2 cluster dapat dilihat pada gambar

dibawah berikut.

Page 82: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

(a)

(d)

(f) Gambar 4.10 Hasil segmentasi citra “duck.png” dengan metode FCM standar: (a)

original image(d) final result, (e)

4.2.1.5. Pengujian citra uji “

Hasil uji coba citra uji

standar ditampilkan pada tabel 4.

(b)

(e)

(g)

Hasil segmentasi citra “duck.png” dengan metode FCM standar: (a) original image, (b) preprocessed image, (c) segmented image

, (e) ground truth segmentation, (f) cluster 1, (g)

Pengujian citra uji “ carriage.png” dengan metode FCM standar

Hasil uji coba citra uji “carriage.png” menggunakan algoritma

ditampilkan pada tabel 4.5 berikut.

66

(c)

Hasil segmentasi citra “duck.png” dengan metode FCM standar: (a) segmented image,

, (g) cluster 2

dengan metode FCM standar

menggunakan algoritma FCM

Page 83: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

67

Tabel 4.5 Hasil uji citra “carriage.png” dengan FCM Standar

Jumlah Cluster

Jumlah Iterasi

Lama Eksekusi Xie-Beni Index

2 12 00:00:07 0.09657 3 11 00:00:09 0.09769 4 9 00:00:11 0.20807 5 23 00:00:38 0.10056 6 37 00:01:20 0.15587 7 100 00:04:32 0.10936 8 100 00:05:34 0.29649 9 10 00:00:40 0.11041 10 100 00:07:57 0.10371

Rata-rata 45 141 0.1420811

Berdasarkan hasil uji coba tersebut dapat dilihat jumlah cluster yang paling

optimal adalah 2 cluster, dimana menghasilkan nilai XB Index yang paling kecil.

Citra output hasil segmentasi menggunakan 2 cluster dapat dilihat pada gambar

dibawah berikut.

Page 84: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

(a)

(d)

(f) Gambar 4.11 Hasil segmentasi citra “carriage.png” dengan metode FCM standar :

(a) original image(d) final result, (e)

4.2.2. Pengujian dengan M

Pengujian dengan menggunakan

citra dilakukan sebanyak

beberapa variasi jumlah cluster

atau variabel tetap yang digunakan pada uji coba ini adalah:

• Maksimum iterasi =

• Minimum toleransi

• Seeking Memory

(b)

(e)

(g)

Hasil segmentasi citra “carriage.png” dengan metode FCM standar : original image, (b) preprocessed image, (c) segmented image

, (e) ground truth segmentation, (f) cluster 1, (g)

dengan Metode FCM-CSO

dengan menggunakan algoritma FCM-CSO untuk segmentasi

citra dilakukan sebanyak 9 kali uji coba pada setiap citra uji dengan menggunakan

jumlah cluster mulai dari 2 s/d 10 cluster. Beberapa

yang digunakan pada uji coba ini adalah:

Maksimum iterasi = 100

Minimum toleransi = 0.0000001

emory pada CSO = 50

68

(c)

Hasil segmentasi citra “carriage.png” dengan metode FCM standar : segmented image,

, (g) cluster 2

untuk segmentasi

setiap citra uji dengan menggunakan

Beberapa parameter

Page 85: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

69

• Seeking Range pada CSO = 0.1

• 5 x 5 window untuk fungsi spasial

Pengujian terhadap masing-masing citra uji akan dijabarkan secara rinci

sebagai berikut.

4.2.2.1. Pengujian citra uji “horses.png” dengan metode FCM-CSO

Hasil uji coba citra uji “horses.png” menggunakan algoritma FCM-CSO

ditampilkan pada tabel 4.6 berikut.

Tabel 4.6 Hasil uji citra “horses.png” dengan FCM-CSO

Jumlah Cluster

Jumlah Iterasi

Lama Eksekusi Xie-Beni Index

2 27 00:00:32 0.20318 3 11 00:00:26 0.05564 4 26 00:01:07 0.10321 5 21 00:01:15 0.06553 6 13 00:01:08 0.52844 7 21 00:01:55 0.33053 8 100 00:09:11 0.16349 9 16 00:02:17 1.55701 10 29 00:04:12 1.48913

Rata-rata 29 147 0.4995733

Berdasarkan hasil uji coba tersebut dapat dilihat jumlah cluster yang paling

optimal adalah 3 cluster, dimana menghasilkan nilai XB Index yang paling kecil.

Citra output hasil segmentasi menggunakan 3 cluster dapat dilihat pada gambar

dibawah berikut.

Page 86: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

(a)

(d)

(f) Gambar 4.12 Hasil segmentasi citra “horses.png” dengan metode FCM

original image(d) final result, (e)

4.2.2.2. Pengujian citra uji “

Hasil uji coba citra uji

ditampilkan pada tabel 4.

(b)

(e)

(g)

Gambar 4.12 Hasil segmentasi citra “horses.png” dengan metode FCMoriginal image, (b) preprocessed image, (c) segmented image

, (e) ground truth segmentation, (f) cluster 1, (g) (h) cluster 3

Pengujian citra uji “ chain.png” dengan metode FCM-

Hasil uji coba citra uji “chain.png” menggunakan algoritma

tabel 4.7 berikut.

70

(c)

(h)

Gambar 4.12 Hasil segmentasi citra “horses.png” dengan metode FCM-CSO: (a) segmented image,

, (g) cluster 2,

-CSO

menggunakan algoritma FCM-CSO

Page 87: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

71

Tabel 4.7 Hasil uji citra “chain.png” dengan FCM-CSO

Jumlah Cluster

Jumlah Iterasi

Lama Eksekusi Xie-Beni Index

2 6 00:00:10 0.04278 3 18 00:00:31 0.09144 4 22 00:00:51 0.04511 5 100 00:04:41 0.24587 6 100 00:05:16 0.69125 7 100 00:06:36 0.16701 8 100 00:07:56 0.52156 9 44 00:04:39 0.05437 10 100 00:12:01 0.19469

Rata-rata 66 285 0.2282311

Berdasarkan hasil uji coba tersebut dapat dilihat jumlah cluster yang paling

optimal adalah 2 cluster, dimana menghasilkan nilai XB Index yang paling kecil.

Citra output hasil segmentasi menggunakan 2 cluster dapat dilihat pada gambar

dibawah berikut.

Page 88: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

(a)

(d)

(f)

Gambar 4.13 Hasil segmentasi citra “chain.png” dengan metode FCMoriginal image

(d) final result, (e)

4.2.2.3. Pengujian citra uji “

Hasil uji coba citra uji

CSO ditampilkan pada tabel 4.

(b)

(e)

(g)

Gambar 4.13 Hasil segmentasi citra “chain.png” dengan metode FCMoriginal image, (b) preprocessed image, (c) segmented image

, (e) ground truth segmentation, (f) cluster 1, (g)

Pengujian citra uji “ redberry.png” dengan metode FCM

Hasil uji coba citra uji “redberry.png” menggunakan algoritma

ditampilkan pada tabel 4.8 berikut.

72

(c)

Gambar 4.13 Hasil segmentasi citra “chain.png” dengan metode FCM-CSO: (a) segmented image,

, (g) cluster 2

dengan metode FCM-CSO

menggunakan algoritma FCM-

Page 89: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

73

Tabel 4.8 Hasil uji citra “redberry.png” dengan FCM-CSO

Jumlah Cluster

Jumlah Iterasi

Lama Eksekusi Xie-Beni Index

2 16 00:00:32 0.07429 3 9 00:00:36 0.07609 4 15 00:01:08 0.01091 5 10 00:01:09 0.28465 6 9 00:01:26 0.20122 7 17 00:02:32 0.13963 8 11 00:02:14 0.11552 9 12 00:02:39 0.13902 10 100 00:17:13 0.20771

Rata-rata 22 197 0.1387822

Berdasarkan hasil uji coba tersebut dapat dilihat jumlah cluster yang paling

optimal adalah 2 cluster, dimana menghasilkan nilai XB Index yang paling kecil.

Citra output hasil segmentasi menggunakan 2 cluster dapat dilihat pada gambar

dibawah berikut.

Page 90: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

(a)

(d)

(f)

Gambar 4.14 Hasil segmentasi citra “redberry.png” dengan metode FCM(a) original image

(d) final result, (e)

4.2.2.4. Pengujian citra uji “

Hasil uji coba citra uji

ditampilkan pada tabel 4.

(b)

(e)

(g)

Hasil segmentasi citra “redberry.png” dengan metode FCMoriginal image, (b) preprocessed image, (c) segmented image

, (e) ground truth segmentation, (f) cluster 1, (g)

Pengujian citra uji “ duck.png” dengan metode FCM-CSO

Hasil uji coba citra uji “duck.png” menggunakan algoritma

ditampilkan pada tabel 4.9 berikut.

74

(c)

Hasil segmentasi citra “redberry.png” dengan metode FCM-CSO: segmented image,

, (g) cluster 2

CSO

menggunakan algoritma FCM-CSO

Page 91: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

75

Tabel 4.9 Hasil uji citra “duck.png” dengan FCM-CSO

Jumlah Cluster

Jumlah Iterasi

Lama Eksekusi Xie-Beni Index

2 9 00:00:11 0.06492 3 13 00:00:19 0.11624 4 14 00:00:28 0.13654 5 11 00:00:31 0.08299 6 100 00:04:01 0.25762 7 23 00:01:23 0.06863 8 17 00:01:20 0.20421 9 100 00:07:16 0.46495 10 100 00:08:34 0.14069

Rata-rata 43 160 0.1707544

Berdasarkan hasil uji coba tersebut dapat dilihat jumlah cluster yang paling

optimal adalah 2 cluster, dimana menghasilkan nilai XB Index yang paling kecil.

Citra output hasil segmentasi menggunakan 2 cluster dapat dilihat pada gambar

dibawah berikut.

Page 92: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

(a)

(d)

(f)

Gambar 4.15 Hasil segmentasi citra “duck.png” dengan metode FCMoriginal image

(d) final result, (e)

4.2.2.5. Pengujian citra uji “

Hasil uji coba citra uji

CSO ditampilkan pada tabel 4.

(b)

(e)

(g)

Gambar 4.15 Hasil segmentasi citra “duck.png” dengan metode FCMoriginal image, (b) preprocessed image, (c) segmented image

, (e) ground truth segmentation, (f) cluster 1, (g)

Pengujian citra uji “ carriage.png”

Hasil uji coba citra uji “carriage.png” menggunakan algoritma

ditampilkan pada tabel 4.10 berikut.

76

(c)

Gambar 4.15 Hasil segmentasi citra “duck.png” dengan metode FCM-CSO: (a) segmented image,

, (g) cluster 2

menggunakan algoritma FCM-

Page 93: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

77

Tabel 4.10 Hasil uji citra “carriage.png” dengan FCM-CSO

Jumlah Cluster

Jumlah Iterasi

Lama Eksekusi Xie-Beni Index

2 10 00:00:12 0.09457 3 10 00:00:17 0.09569 4 13 00:00:28 0.19807 5 9 00:00:28 0.09656 6 12 00:00:44 0.14487 7 33 00:01:58 0.09636 8 100 00:06:19 0.0274 9 100 00:07:34 0.21074 10 40 00:03:53 0.09471

Rata-rata 36 146 0.1176633

Berdasarkan hasil uji coba tersebut dapat dilihat jumlah cluster yang paling

optimal adalah 2 cluster, dimana menghasilkan nilai XB Index yang paling kecil.

Citra output hasil segmentasi menggunakan 2 cluster dapat dilihat pada gambar

dibawah berikut.

Page 94: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

(a)

(d)

(f) Gambar 4.16 Hasil segmentasi citra “carriage.png” dengan metode FCM

original image(d) final result, (e)

4.3. Perbandingan Hasil

Dari hasil pengujian segmentasi citra diatas dengan menggunakan

masing-masing algoritma FCM standar dan algoritma FCM

dirangkum perbandingan

seperti tabel-tabel berikut.

(b)

(e)

(g)

Hasil segmentasi citra “carriage.png” dengan metode FCMoriginal image, (b) preprocessed image, (c) segmented image

, (e) ground truth segmentation, (f) cluster 1, (g)

Perbandingan Hasil

Dari hasil pengujian segmentasi citra diatas dengan menggunakan

masing algoritma FCM standar dan algoritma FCM-CSO, maka dapat

perbandingan waktu eksekusi, jumlah iterasi, dan nilai Xie

berikut.

78

(c)

Hasil segmentasi citra “carriage.png” dengan metode FCM-CSO: (a) segmented image,

, (g) cluster 2

Dari hasil pengujian segmentasi citra diatas dengan menggunakan

CSO, maka dapat

waktu eksekusi, jumlah iterasi, dan nilai Xie-Beni index

Page 95: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

79

Tabel 4.11 Perbandingan waktu eksekusi (detik)

Citra Uji Metode Jumlah Cluster

2 3 4 5 6 7 8 9 10

horses.png FCM 0:00:07 0:00:19 0:00:25 0:01:13 0:00:38 0:01:36 0:02:07 0:03:21 0:02:13

FCM-CSO 0:00:32 0:00:26 0:01:07 0:01:15 0:01:08 0:01:55 0:09:11 0:02:17 0:04:12

chain.png FCM 0:00:07 0:00:21 0:02:40 0:00:35 0:05:25 0:06:00 0:07:05 0:09:02 0:05:48

FCM-CSO 0:00:10 0:00:31 0:00:51 0:04:41 0:05:16 0:06:36 0:07:56 0:04:39 0:12:01

redberry.png FCM 0:00:21 0:00:20 0:00:27 0:01:30 0:00:39 0:01:37 0:01:29 0:01:30 0:01:32

FCM-CSO 0:00:32 0:00:36 0:01:08 0:01:09 0:01:26 0:02:32 0:02:14 0:02:39 0:17:13

duck.png FCM 0:00:03 0:00:08 0:00:13 0:00:20 0:00:33 0:00:49 0:05:21 0:00:35 0:00:45

FCM-CSO 0:00:11 0:00:19 0:00:28 0:00:31 0:04:01 0:01:23 0:01:20 0:07:16 0:08:34

carriage.png FCM 0:00:07 0:00:09 0:00:11 0:00:38 0:01:20 0:04:32 0:05:34 0:00:40 0:07:57

FCM-CSO 0:00:12 0:00:17 0:00:28 0:00:28 0:00:44 0:01:58 0:06:19 0:07:34 0:03:53

Berdasarkan tabel hasil perbandingan waktu eksekusi diatas, dapat dilihat

rata-rata waktu eksekusi dengan menggunakan algoritma FCM-CSO lebih lama

dibandingkan algoritma FCM standar. Hal ini disebabkan oleh proses-proses

dalam algoritma FCM-CSO lebih kompleks dari algoritma FCM standar, karena

adanya penerapan algoritma Cat Swarm Optimization.

Tabel 4.12 Perbandingan jumlah iterasi

Citra Uji Metode Jumlah Cluster

2 3 4 5 6 7 8 9 10

horses.png FCM 9 15 14 30 12 24 26 34 19

FCM-CSO 27 11 26 21 13 21 100 16 29

chain.png FCM 10 20 100 16 100 100 100 100 57

FCM-CSO 6 18 22 100 100 100 100 44 100

redberry.png FCM 18 9 9 24 8 16 12 10 10

FCM-CSO 16 9 15 10 9 17 11 12 100

duck.png FCM 6 10 11 13 16 19 100 9 10

FCM-CSO 9 13 14 11 100 23 17 100 100

carriage.png FCM 12 11 9 23 37 100 100 10 100

FCM-CSO 10 10 13 9 12 33 100 100 40

Page 96: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

80

Berdasarkan tabel perbandingan jumlah iterasi diatas, setelah dihitung

total jumlah iterasi menggunakan metode FCM standar lebih kecil dibandingkan

total jumlah iterasi menggunakan metode FCM-CSO.

Tabel 4.13 Perbandingan nilai Xie-Beni Index

Citra Uji Metode

Jumlah Cluster

2 3 4 5 6 7 8 9 10

horses-.png

FCM 0.20718 0.06764 0.11321 0.07253 0.53544 0.34253 0.32665 1.56001 1.49813

FCM-CSO

0.20318 0.05564 0.10321 0.06553 0.52844 0.33053 0.16349 1.55701 1.48913

chain-.png

FCM 0.05578 0.10344 0.05911 0.30605 0.77657 0.22451 0.58285 0.06137 0.10779

FCM-CSO

0.04278 0.09144 0.04511 0.24587 0.69125 0.16701 0.52156 0.05437 0.19469

redbe-rry.png

FCM 0.07629 0.08609 0.08191 0.29465 0.20922 0.14663 0.12952 0.14402 0.1189

FCM-CSO

0.07429 0.07609 0.01091 0.28465 0.20122 0.13963 0.11552 0.13902 0.20771

duck-.png

FCM 0.07592 0.12924 0.14354 0.09299 0.28552 0.08063 0.21521 0.48476 0.17716

FCM-CSO

0.06492 0.11624 0.13654 0.08299 0.25762 0.06863 0.20421 0.46495 0.14069

carria-ge.png

FCM 0.09657 0.09769 0.20807 0.10056 0.15587 0.10936 0.29649 0.11041 0.10371

FCM-CSO

0.09457 0.09569 0.19807 0.09656 0.14487 0.09636 0.0274 0.21074 0.09471

Berdasarkan tabel perbandingan nilai Xie-Beni Index diatas, dapat dilihat

algoritma FCM-CSO menghasilkan nilai XB Index yang lebih kecil daripada

algoritma FCM standar pada setiap citra uji dengan jumlah cluster yang paling

optimal. Hal ini menunjukkan hasil segmentasi citra menggunakan algoritma

FCM-CSO menghasilkan cluster yang lebih bagus daripada algoritma FCM

standar. Perbandingan hasil uji coba pada tabel diatas dapat dihitung nilai rata-rata

iterasi, waktu eksekusi, dan nilai Xie-Beni Index-nya, dirangkum pada Tabel 4.14.

Page 97: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

81

Tabel 4.14 Perbandingan rata-rata iterasi, waktu eksekusi dan XB Index

Citra Uji Metode

Rata-rata

Iterasi Waktu

Eksekusi (detik)

XB Index

horses.png FCM 20 80 0.5248133

FCM-CSO 29 147 0.4995733

chain.png FCM 67 247 0.2530522

FCM-CSO 66 285 0.2282311

redberry.png FCM 13 63 0.1430256

FCM-CSO 22 197 0.1387822

duck.png FCM 22 59 0.1872189

FCM-CSO 43 160 0.1707544

carriage.png FCM 45 141 0.1420811

FCM-CSO 36 146 0.1176633

Berdasarkan rangkuman perbandingan hasil antara kedua metode pada

setiap citra uji diatas menunjukkan rata-rata jumlah iterasi yang dihasilkan dengan

metode FCM standar lebih kecil dibandingkan metode FCM-CSO pada citra

“horses.png”, “redberry.png”, dan “duck.png”.. Rata-rata nilai XB Index (nilai

fitness) dari metode FCM-CSO lebih kecil dibandingkan FCM standar pada

semua citra uji, ini menunjukkan metode FCM-CSO menghasilkan clustering

yang lebih optimal dari FCM standar. Namun rata-rata waktu eksekusi

menggunakan metode FCM-CSO pada semua citra uji lebih besar dibandingkan

metode FCM standar, hal ini disebabkan oleh adanya tambahan proses optimasi

pada metode FCM-CSO membuat waktu eksekusi lebih lama

Perbandingan citra output dari kedua metode ini dapat dilihat pada

gambar dibawah. Perbandingan hasil yang ditampilkan meliputi citra asli (original

image), citra hasil segmentasi (result image) dari kedua metode, serta citra hasil

yang diharapkan (ground truth segmentation).

Page 98: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

Gambar 4.17 Perbandingan hasil segmentasi citra uji “(a) original image

Gambar 4.18 Perbandingan hasil segmentasi citra uji “chain.png” : (a) original image

(a) (b)

(c) (d)

Perbandingan hasil segmentasi citra uji “horses.png

original image, (b) ground truth segmentation, (c) FCM result(d) FCM-CSO result image

(a) (b)

(c) (d)

Gambar 4.18 Perbandingan hasil segmentasi citra uji “chain.png” : original image, (b) ground truth segmentation, (c) FCM result image

(d) FCM-CSO result image

82

horses.png” : result image,

Gambar 4.18 Perbandingan hasil segmentasi citra uji “chain.png” : result image,

Page 99: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

Gambar 4.19 Perbandingan hasil segmentasi citra uji “redberry.png” : (a) original image

Gambar 4.20(a) original image

(a) (b)

(c) (d)

Gambar 4.19 Perbandingan hasil segmentasi citra uji “redberry.png” :

original image, (b) ground truth segmentation, (c) FCM result image(d) FCM-CSO result image

(a) (b)

(c) (d)

20 Perbandingan hasil segmentasi citra uji “duck.png” :

original image, (b) ground truth segmentation, (c) FCM result image(d) FCM-CSO result image

83

Gambar 4.19 Perbandingan hasil segmentasi citra uji “redberry.png” : result image,

Perbandingan hasil segmentasi citra uji “duck.png” : result image,

Page 100: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

Gambar 4.21 Perbandingan hasil segmentasi citra uji “carriage.png” : (a) original image

Berdasarkan perbandingan hasil citra uji

metode FCM-CSO

“redberry”, dan “carriage” yang sudah mendekati citra

dibandingkan dengan metode FCM standar. Namun metode FCM

“horses” dan “duck” masih terdapat beberapa kelemahan dalam melakukan

segmentasi warna yang terdapat gradasi warna dimana warna objek hampir mirip

dengan warna latar. Hal ini menyebabkan

masuk kedalam cluster latar atau

CSO kurang bagus diterapkan pada citra dengan warna objek sama dengan warna

latar.

(a) (b)

(c) (d)

Perbandingan hasil segmentasi citra uji “carriage.png” :

original image, (b) ground truth segmentation, (c) FCM result image(d) FCM-CSO result image

Berdasarkan perbandingan hasil citra uji pada gambar diatas dapat dilihat

CSO dengan baik melakukan segmentasi pada citra “chain”,

“redberry”, dan “carriage” yang sudah mendekati citra ground truth segmentation

dibandingkan dengan metode FCM standar. Namun metode FCM

uck” masih terdapat beberapa kelemahan dalam melakukan

segmentasi warna yang terdapat gradasi warna dimana warna objek hampir mirip

dengan warna latar. Hal ini menyebabkan bagian objek yang terdapat pada citra

masuk kedalam cluster latar atau background. Hal ini menunjukkan metode FCM

CSO kurang bagus diterapkan pada citra dengan warna objek sama dengan warna

84

Perbandingan hasil segmentasi citra uji “carriage.png” : result image,

diatas dapat dilihat

dengan baik melakukan segmentasi pada citra “chain”,

ground truth segmentation

dibandingkan dengan metode FCM standar. Namun metode FCM-CSO pada citra

uck” masih terdapat beberapa kelemahan dalam melakukan

segmentasi warna yang terdapat gradasi warna dimana warna objek hampir mirip

bagian objek yang terdapat pada citra

al ini menunjukkan metode FCM-

CSO kurang bagus diterapkan pada citra dengan warna objek sama dengan warna

Page 101: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

85

4.4. Analisa Hasil Kuesioner

Karakteristik responden menjadi hal yang berpengaruh terhadap kualitas

dari suatu data, karena pengumpulan data dilakukan dengan menyebarkan

kuesioner. Form kuesioner yang digunakan dalam penelitian ini dapat dilihat pada

Lampiran 1. Sebelum melakukan pembahasan terhadap hasil perbandingan

algoritma FCM-CSO dengan FCM standar dalam kuesioner ini akan dibahas

mengenai karakteristik dari responden.

4.4.1. Karakteristik Responden

Kuesioner penelitian ini ditujukan kepada responden mahasiswa ataupun

dosen yang memahami tentang pengolahan citra digital, khususnya dalam bidang

segmentasi citra. Pengumpulan data dilakukan dengan menyebarkan 30 kuesioner

dari tanggal 12 Januari 2015 sampai dengan 16 Januari 2015. Dari kuesioner yang

disebarkan, 20 kuesioner berhasil dikumpulkan kembali dan terisi dengan

lengkap, sehingga data yang digunakan sebanyak 20.

4.4.2. Hasil perbandingan metode untuk citra uji “horses.png”

Perbandingan metode FCM-CSO dengan metode FCM standar untuk

citra uji “horses.png” dari 20 orang responden diperoleh hasil sebagai berikut:

Tabel 4.15 Rangkuman hasil kuesioner citra uji “horses.png”

Alternatif Jawaban Bobot Jumlah Total Skor = Bobot * Jumlah

Sangat Setuju 4 7 28 Setuju 3 10 30

Tidak Setuju 2 3 6 Sangat Tidak Setuju 1 0 0

Total 20 orang 64

Page 102: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

86

Langkah selanjutnya adalah menentukan interpretasi skor perhitungan. Untuk

mendapatkan hasil interpretasi, sebelumnya harus ditentukan skor tertinggi dan

skor terendah dengan rumus sebagai berikut:

Y¯ZB _[B_8;^^8 = ]¯ZB _[B_8;^^8 y8¯[B_ ∗ >q9y:ℎ B[]NZ;7[;

Y¯ZB _[B[;7:ℎ = ]¯ZB _[B[;7:ℎ y8¯[B_ ∗ >q9y:ℎ B[]NZ;7[;

Jadi, skor tertinggi untuk jawaban Sangat Setuju adalah 4 * 20 = 80,

sedangkan skor terendah untuk jawaban Sangat Tidak Setuju adalah 1 * 20 = 20.

Total skor yang diperoleh dari responden adalah 64, maka penilaian interpretasi

terhadap perbandingan metode FCM-CSO dengan FCM standar untuk citra uji

“horses.png” menggunakan rumus index % sebagai berikut:

dq9q] \;7[D % = _Z_:y ]¯ZB]¯ZB _[B_8;^^8 ∗ 100 (4.1)

Sebelumnya tentukan interval (jarak) dan persentase interpretasi agar

mengetahui penilaian metode mencari interval skor persen, dengan rumus interval

sebagai berikut.

\ = 100c:;°:¯;°: >:{:c:; ±8¯[B_ = 1004 = 25

Jadi diperoleh interval 25% dari terendah 0% hingga tertinggi 100%. Berikut

kriteria interpretasi skor berdasarkan intervalnya:

• Interval 0% - 24.99% = Sangat Tidak Setuju

• Interval 25% - 49.99% = Tidak Setuju

• Interval 50% - 74.99% = Setuju

Page 103: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

87

• Interval 75% - 100% = Sangat Setuju

Maka,

\;_[BNB[_:]8 % = _Z_:y ]¯ZB]¯ZB _[B_8;^^8 ∗ 100 = 6480 ∗ 100 = 80

Jadi, nilai interpretasi yang diperoleh berada pada interval Sangat Setuju,

sehingga dapat disimpulkan responden Sangat Setuju dengan pernyataan hasil

segmentasi dengan metode FCM-CSO lebih mendekati citra ground truth

dibandingkan dengan metode FCM standar untuk citra uji “horses.png”.

4.4.3. Hasil perbandingan metode untuk citra uji “chain.png”

Perbandingan metode FCM-CSO dengan metode FCM standar untuk

citra uji “chain.png” dari 20 orang responden diperoleh hasil sebagai berikut:

Tabel 4.16 Rangkuman hasil kuesioner citra uji “chain.png”

Alternatif Jawaban Bobot Jumlah Total Skor = Bobot * Jumlah

Sangat Setuju 4 3 12 Setuju 3 12 36

Tidak Setuju 2 5 10 Sangat Tidak Setuju 1 0 0

Total 20 orang 58

\;_[BNB[_:]8 % = _Z_:y ]¯ZB]¯ZB _[B_8;^^8 ∗ 100 = 5880 ∗ 100 = 72.5

Jadi, sesuai dengan kriteria interval pada poin sebelumnya nilai

interpretasi yang diperoleh disini berada pada interval Setuju, sehingga dapat

Page 104: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

88

disimpulkan responden Setuju dengan pernyataan hasil segmentasi dengan metode

FCM-CSO lebih mendekati citra ground truth dibandingkan dengan metode FCM

standar untuk citra uji “chain.png”.

4.4.4. Hasil perbandingan metode untuk citra uji “redberry .png”

Perbandingan metode FCM-CSO dengan metode FCM standar untuk

citra uji “redberry.png” dari 20 orang responden diperoleh hasil sebagai berikut:

Tabel 4.17 Rangkuman hasil kuesioner citra uji “redberry.png”

Alternatif Jawaban Bobot Jumlah Total Skor = Bobot * Jumlah

Sangat Setuju 4 8 32 Setuju 3 10 30

Tidak Setuju 2 2 4 Sangat Tidak Setuju 1 0 0

Total 20 orang 66

\;_[BNB[_:]8 % = _Z_:y ]¯ZB]¯ZB _[B_8;^^8 ∗ 100 = 6680 ∗ 100 = 82.5

Jadi, sesuai dengan kriteria interval pada poin sebelumnya nilai

interpretasi yang diperoleh disini berada pada interval Sangat Setuju, sehingga

dapat disimpulkan responden Sangat Setuju dengan pernyataan hasil segmentasi

dengan metode FCM-CSO lebih mendekati citra ground truth dibandingkan

dengan metode FCM standar untuk citra uji “redberry.png”.

Page 105: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

89

4.4.5. Hasil perbandingan metode untuk citra uji “duck.png”

Perbandingan metode FCM-CSO dengan metode FCM standar untuk

citra uji “duck.png” dari 20 orang responden diperoleh hasil sebagai berikut:

Tabel 4.18 Rangkuman hasil kuesioner citra uji “duck.png”

Alternatif Jawaban Bobot Jumlah Total Skor = Bobot * Jumlah

Sangat Setuju 4 3 12 Setuju 3 12 36

Tidak Setuju 2 5 10 Sangat Tidak Setuju 1 0 0

Total 20 orang 58

\;_[BNB[_:]8 % = _Z_:y ]¯ZB]¯ZB _[B_8;^^8 ∗ 100 = 5880 ∗ 100 = 72.5

Jadi, sesuai dengan kriteria interval pada poin sebelumnya nilai

interpretasi yang diperoleh disini berada pada interval Setuju, sehingga dapat

disimpulkan responden Setuju dengan pernyataan hasil segmentasi dengan metode

FCM-CSO lebih mendekati citra ground truth dibandingkan dengan metode FCM

standar untuk citra uji “duck.png”.

4.4.6. Hasil perbandingan metode untuk citra uji “carriage.png”

Perbandingan metode FCM-CSO dengan metode FCM standar untuk

citra uji “carriage.png” dari 20 orang responden diperoleh hasil sebagai berikut:

Page 106: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

90

Tabel 4.19 Rangkuman hasil kuesioner citra uji “carriage.png”

Alternatif Jawaban Bobot Jumlah Total Skor = Bobot * Jumlah

Sangat Setuju 4 3 12 Setuju 3 12 36

Tidak Setuju 2 5 10 Sangat Tidak Setuju 1 0 0

Total 20 orang 58

\;_[BNB[_:]8 % = _Z_:y ]¯ZB]¯ZB _[B_8;^^8 ∗ 100 = 5880 ∗ 100 = 72.5

Jadi, sesuai dengan kriteria interval pada poin sebelumnya nilai

interpretasi yang diperoleh disini berada pada interval Setuju, sehingga dapat

disimpulkan responden Setuju dengan pernyataan hasil segmentasi dengan metode

FCM-CSO lebih mendekati citra ground truth dibandingkan dengan metode FCM

standar untuk citra uji “carriage.png”.

Page 107: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

91

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Berdasarkan uji coba yang telah dilakukan dalam penelitian ini dapat

disimpulkan beberapa hal sebagai berikut:

1) Sistem segmentasi citra dengan metode FCM-CSO yang dikembangkan ini

mampu melakukan segmentasi citra dengan menggunakan metode Fuzzy

C Means dan Cat Swarm Optimization. Proses preprocessing dengan

menggunakan metode SRM berfungsi untuk menyederhanakan warna pada

citra uji agar lebih mudah untuk disegmentasi. Penerapan algoritma Cat

Swarm Optimization disini adalah dengan menerapkan proses Seeking

Mode dan Tracing Mode pada algoritma Fuzzy C Means untuk

mendapatkan pusat cluster yang lebih bagus, dengan menggunakan Xie

Beni Index sebagai fungsi objektifnya.

2) Hasil uji coba sistem ini menunjukkan bahwa dalam pengukuran nilai

cluster validity menggunakan Xie Beni Index, hasil segmentasi dengan

metode FCM-CSO lebih bagus daripada metode FCM standar.

Berdasarkan hasil kuesioner untuk melakukan pengukuran berdasarkan

persepsi manusia, responden menyatakan sangat setuju bahwa metode

FCM-CSO lebih mendekati citra ground truth segmentation dibandingkan

metode FCM standar pada citra uji “horses.png” dan “redberry.png”, serta

menyatakan setuju metode FCM-CSO lebih mendekati citra ground truth

Page 108: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

92

segmentation dibandingkan metode FCM standar pada citra uji

“chain.png”, “duck.png”, dan “carriage.png”

5.2. Saran

Penelitian ini menggunakan metode Fuzzy C Means dioptimasi dengan

metode Cat Swarm Optimization untuk melakukan segmentasi citra. Meskipun

dari hasil uji ciba menunjukkan metode FCM-CSO ini lebih bagus dari FCM

standar, namun dapat dilihat pada citra hasi segmentasi masih terdapat beberapa

kekurangan atau belum sesuai dengan hasil yang diharapkan (citra ground truth

segmentation). Metode Cat Swarm Optimization yang digunakan dalam penelitian

ini adalah CSO murni. Pada penelitian selanjutnya agar dicoba untuk menerapkan

algoritma CSO yang sudah ditingkatkan lagi kinerjanya seperti Adaptive Dynamic

Cat Swarm Optimization yang dikembangkan oleh M. Oroushkani, dkk. pada

tahun 2013, agar mendapatkan hasil yang lebih optimal.

Page 109: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

93

DAFTAR PUSTAKA

Ahmed, M. N., Yamany, S. M., Mohamed, N., Farag, A. A., Moriarty, T. A. 2002.

Modified Fuzzy C-Means Algorithm for Bias Field Estimation and Segmentation of MRI data. IEEE Trans Med Imaging, vol. 21 : 193–9

Amiya Halder, Soumajit Pramanik. 2011. Dynamic Image Segmentation using

Fuzzy C-Means based Genetic Algorithm. International Journal of Computer Application, vol. 28-No.6

Budi Santosa, Mirsa Kencana Ningrum. 2009. Cat Swarm Optimization for

Clustering. IEEE of Soft Computing and Pattern Recognition : 54-59 Darma Putra. 2010. Pengolahan Citra Digital. Yogyakarta : ANDI Offset Jain, A.K., Murty M.N., and Flynn P.J. 1999. Data Clustering: A Review. ACM

Computing Surveys, Vol 31, No. 3, 264-323. Keh-Shih Chuang, Hong-Long Tzeng, Sharon Chen, Jay Wu, Tzong-Jer Chen.

2006. Fuzzy c-means clustering with spatial information for image segmentation. Computerized Medical Imaging and Graphics, vol. 30 : 9–15

Liu, Yang and Kevin M. Passino. 2000. Swarm intelligence: Literature Overview.

Department of Electrical Engineering: The Ohio State University Mahamed G. H., Omran, Andries P Engelbrecht, Ayed Salman. 2005. Dynamic

Clustering using Particle Swarm Optimization with Application in Unsupervised Image Classification. Transactions on Engineering, Computing and Technology, vol. 9 : 199-204

Nock, Richard; Frank Nielsen. 2004. Statistical Region Merging. IEEE

Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence 26 (11): 1–7 Oroushkani, M., Oroushkani, Y., Mansouri, M., Teshnehlab, M. 2013. A Novel

Cat Swarm Optimization Algorithm for Unconstrained Optimization Problem. IJITCS vol.5 no.11 pp 32 – 41

S Alpert, M Galun, R Basri, A Brandt. 2007. Image Segmentation by Probabilistic

Bottom-Up Aggregation and Cue Integration. Proceedings of the IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition CVPR'07 : 1-8

Page 110: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

94

S. C. Chu, P. W. Tsai. 2007. Computational Intelligence Based On The Behavior Of Cats. International Journal of Innovative Computing, Information and Control, vol. 3, no. 1 : 163-173

Sugiyono. 2002. Metode Penelitian Bisnis. PT. Gramedia Pustaka Utama : Jakarta Swagatam Das, Ajith Abraham. 2010. Spatial Information Based Image

Segmentation Using a Modified Particle Swarm Optimization Algorithm. IITA Professorship Program, School of Computer Science and Engineering

Tirimula Rao Benala, S. C. Satapathy. 2011. Cat Swarm Optimisation For

Optimizing Hybridized Smoothening Filter In Image Edge Enhancement. International Conference on Systemics, Cybernetics and Informatics

Yongguo Liu, Yidong Shen. 2010. Data Clustering with Cat Swarm Optimization.

Journal of Convergence Information Technology, vol. 5, no. 8 Xie XL, Beni GA. 1991. Validity Measure For Fuzzy Clustering. IEEE Trans

Pattern Anal Mach Intell Vol.3 : 841-6

Page 111: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

95

LAMPIRAN

Page 112: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

Lampiran 1 : Kuesioner Perbandingan Hasil Segmentasi Citra

Data Responden Pekerjaan : □ Mahasiswa □ Dosen Bidang Studi : ______________________

Petunjuk Pengisian

Kuesioner ini disusun untuk mengetahui perbandingan hasil segmentasi citra dengan metode FCM standar dan metode FCMKuesioner ini ditujukan kepada mahasiswa ataupun dosen yang memahami pengolahan citra digital khususnya segmentasi citra, dildengan cara membandingkan dua buah citra hasil segmentasi yang disajikan dengan citra adalah hasil akhir segmentasi yang diharapkan dan dibuat secara manual sesuai dengan persepsi manusia.Keterangan: STS : Sangat Tidak Setuju TS : Tidak SetujuS : Setuju SS : Sangat Setuju

1. Citra uji “horses.png”

Citra Asli

Citra Ground Truth Segmentation

Pernyataan Citra hasil segmentasi Metode A lebih mendekati citra truth daripada hasil segmentasi Metode B

Kuesioner Perbandingan Hasil Segmentasi Citra

______________________

Kuesioner ini disusun untuk mengetahui perbandingan hasil segmentasi citra dengan metode FCM standar dan metode FCMKuesioner ini ditujukan kepada mahasiswa ataupun dosen yang memahami pengolahan citra digital khususnya segmentasi citra, dil

gan cara membandingkan dua buah citra hasil segmentasi yang disajikan dengan citra ground truth sebagai acuannya. Citra adalah hasil akhir segmentasi yang diharapkan dan dibuat secara manual sesuai dengan persepsi manusia.

TS : Tidak Setuju SS : Sangat Setuju

Ground Truth Segmentation Hasil Segmentasi Metode A Hasil Segmentasi Metode B

STS TS S SS Citra hasil segmentasi Metode A lebih mendekati citra ground

96

Kuesioner ini disusun untuk mengetahui perbandingan hasil segmentasi citra dengan metode FCM standar dan metode FCM-CSO. Kuesioner ini ditujukan kepada mahasiswa ataupun dosen yang memahami pengolahan citra digital khususnya segmentasi citra, dilakukan

sebagai acuannya. Citra ground truth

Hasil Segmentasi Metode B

Page 113: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

2. Citra uji “chain.png”

Citra Asli

Pernyataan Citra hasil segmentasi Metode A lebih mendekati citra truth daripada hasil segmentasi Metode B

3. Citra uji “redberry.png”

Citra Asli

Pernyataan Citra hasil segmentasi Metode A lebih mendekati citra truth daripada hasil segmentasi Metode B

Citra Ground Truth

Segmentation Hasil Segmentasi Metode

A STS TS S SS

Citra hasil segmentasi Metode A lebih mendekati citra ground

Citra Ground Truth

Segmentation Hasil Segmentasi Metode

A STS TS S SS

Citra hasil segmentasi Metode A lebih mendekati citra ground

97

Hasil Segmentasi Metode

B

Hasil Segmentasi Metode

B

Page 114: segmentasi citra berbasis clustering menggunakan algoritma fuzzy c

4. Citra uji “duck.png”

Citra Asli

Pernyataan Citra hasil segmentasi Metode A lebih mendekati citra ground truth daripada hasil segmentasi Metode B

5. Citra uji “carriage.png”

Citra Asli

Pernyataan Citra hasil segmentasi Metode A lebih mendekati citra ground truth daripada hasil segmentasi Metode B

Citra Ground Truth

Segmentation Hasil Segmentasi

Metode A STS TS S SS

Citra hasil segmentasi Metode A lebih mendekati citra daripada hasil segmentasi Metode B

Citra Ground Truth

Segmentation Hasil Segmentasi

Metode A STS TS S SS

Citra hasil segmentasi Metode A lebih mendekati citra daripada hasil segmentasi Metode B

98

Hasil Segmentasi

Metode B

Hasil Segmentasi

Metode B