skipsi

114
PENINGKATAN NILAI FITUR JARINGAN PROPAGASI BALIK PADA PENGENALAN ANGKA TULISAN TANGAN MENGGUNAKAN METODE ZONING DAN DIAGONAL BASED FEATURE EXTRACTION SKRIPSI NANDA PUTRA 081402030 PROGRAM STUDI TEKNOLOGI INFORMASI FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012

Upload: lopiga-tarigan

Post on 15-Sep-2015

253 views

Category:

Documents


19 download

TRANSCRIPT

  • PENINGKATAN NILAI FITUR JARINGAN PROPAGASI BALIK PADA

    PENGENALAN ANGKA TULISAN TANGAN MENGGUNAKAN

    METODE ZONING DAN DIAGONAL BASED

    FEATURE EXTRACTION

    SKRIPSI

    NANDA PUTRA

    081402030

    PROGRAM STUDI TEKNOLOGI INFORMASI

    FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI

    UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

    MEDAN

    2012

  • PENINGKATAN NILAI FITUR JARINGAN PROPAGASI BALIK PADA

    PENGENALAN ANGKA TULISAN TANGAN MENGGUNAKAN

    METODE ZONING DAN DIAGONAL BASED

    FEATURE EXTRACTION

    SKRIPSI

    Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana

    Teknologi Informasi

    NANDA PUTRA

    081402030

    PROGRAM STUDI TEKNOLOGI INFORMASI

    FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI

    UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

    MEDAN

    2012

  • ii

    PERSETUJUAN

    Judul : PENINGKATAN NILAI FITUR JARINGAN

    PROPAGASI BALIK PADA PENGENALAN

    ANGKA TULISAN TANGAN MENGGUNAKAN

    METODE ZONING DAN DIAGONAL BASED

    FEATURE EXTRACTION

    Kategori : SKRIPSI

    Nama : NANDA PUTRA

    Nomor Induk Mahasiswa : 081402030

    Program Studi : SARJANA (S1) TEKNOLOGI INFORMASI

    Departemen : TEKNOLOGI INFORMASI

    Fakultas : ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI

    INFORMASI (FASILKOMTI) UNIVERSITAS

    SUMATERA UTARA

    Diluluskan di

    Medan, November 2012

    Komisi Pembimbing :

    Pembimbing 2 Pembimbing 1

    Sajadin Sembiring, S.Si, M.Sc Drs. Suyanto, M.Kom

    NIP NIP 195908131986011002

    Diketahui/Disetujui oleh

    Program Studi S1 Teknologi Informasi

    Ketua,

    Prof. Dr. Opim Salim Sitompul, M.Sc.

    NIP 196108171987011001

  • iii

    PERNYATAAN

    PENINGKATAN NILAI FITUR JARINGAN PROPAGASI BALIK PADA

    PENGENALAN ANGKA TULISAN TANGAN MENGGUNAKAN

    METODE ZONING DAN DIAGONAL BASED

    FEATURE EXTRACTION

    SKRIPSI

    Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri, kecuali beberapa kutipan

    dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

    Medan, November 2012

    Nanda Putra

    081402030

  • iv

    PENGHARGAAN

    Puji dan syukur penulis sampaikan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan

    rahmat dan hidayah-Nya sehingga penuli dapat menyelesaikan skripsi ini sebagai

    syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Informasi, Program Studi S1

    Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara.

    Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Bapak Drs. Suyanto, M.Kom.

    selaku pembimbing satu dan Bapak Sajadin Sembiring, S.Si, M.Sc. selaku

    pembimbing dua yang telah banyak meluangkan waktu dan pikirannya, memotivasi

    dan memberikan kritik dan saran kepada penulis. Ucapan terima kasih juga ditujukan

    kepada Bapak M. Fadly Syahputra, B.Sc., M.Sc. dan Bapak Dedy Arisandi, S.T.,

    M.Kom. yang telah bersedia menjadi dosen penguji. Ucapan terima kasih juga

    ditujukan kepada Ketua dan Sekretaris Program Studi Teknologi Informasi, Prof. Dr.

    Opim Salim Sitompul, M.Sc. dan Drs. Sawaluddin, M.IT, Dekan dan Pembantu

    Dekan Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara,

    semua dosen serta pegawai di Program Studi S1 Teknologi Informasi.

    Skripsi ini terutama penulis persembahkan untuk kedua orang tua dan keluarga

    penulis yang telah memberikan dukungan dan motivasi, ayahanda Sudirman dan

    ibunda Eni Hidayati yang selalu sabar dalam mendidik penulis. Untuk kakak penulis

    Prima Octari dan adik penulis Sudrial Fajri yang selalu memberikan dorongan kepada

    penulis. Terima kasih penulis ucapkan kepada teman-teman yang selalu memberikan

    dukungan, Kak Rani, Kak Andre, Bang Asril, Hasnul, Dika, Ical, Billy, Fran, Reyhan,

    teman-teman lantai 3, serta teman-teman mahasiswa Teknologi Informasi lainnya

    yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. Semoga Allah SWT membalas

    kebaikan kalian.

  • v

    ABSTRAK

    Pada penelitian ini, kombinasi metode zoning dan diagonal based feature extraction

    digunakan pada jaringan propagasi balik untuk pengenalan angka tulisan tangan.

    Kedua metode ini sama-sama membagi data sampel menjadi NxM zona dan

    menghitung nilai fitur dari setiap zona tersebut. Pada penelitian ini data sampel dibagi

    menjadi 6x9 zona, yaitu 54 zona dengan ukuran masing-masing zona adalah 10x10

    piksel. Metode zoning menghitung jumlah piksel aktif (hitam) setiap zona dan

    melakukan perbandingan terhadap zona yang memiliki jumlah piksel aktif paling

    banyak. Metode diagonal based feature extraction menghitung nilai rata-rata

    histogram diagonal setiap zona. Selain itu juga dihitung rata-rata nilai zona setiap

    baris dan kolom. Dari ekstraksi fitur tersebut didapatkan 123 nilai fitur, yaitu 54 dari

    metode zoning dan 69 dari metode diagonal based feature extraction. Nilai fitur

    tersebut dijadikan masukan untuk klasifikasi menggunakan jaringan propagasi balik.

    260 data sampel digunakan untuk pelatihan dan 100 data sampel berbeda digunakan

    untuk uji tingkat pengenalan. Dari pengujian yang dilakukan didapatkan tingkat

    pengenalan menggunakan kombinasi dua metode fitur ekstraksi ini adalah 87%.

    Kata kunci : angka tulisan tangan, diagonal based feature extraction, propagasi balik

    zoning.

  • vi

    FEATURE VECTOR IMPROVEMENT OF BACKPROPAGATION

    NETWORK FOR HANDWRITTEN DIGIT RECOGNITION

    USING ZONING AND DIAGONAL BASED

    FEATURE EXTRACTION

    ABSTRACT

    In this paper, combination of zoning and diagonal based feature extraction method is

    used by backpropagation network for handwritten digit recognition. Both method

    divide sample to NxM grid zones and compute feature vector from each zone. In this

    paper, sample is divided into 6x9 grid zone, total 54 zones where each zone is 10x10

    pixel. Zoning method summing every active (black) pixel from each zone and divide

    value from each zone by a zone with most active pixel. Diagonal based feature

    extraction method compute average of diagonal histogram from each zone. Also

    compute average value from all zone row-wise and column-wise. 123 features vector

    formed from these feature extraction, which is 54 features obtained from zoning

    method and 69 features obtained from diagonal based feature extraction. These feature

    vector used as input data for backpropagation classifier. 260 samples are used for

    training and another 100 samples are used for recognition rate testing. After testing

    phase done, recognition rate using combination of these feature extraction is 87%.

    Keywords : backpropagation, diagonal based feature extraction, handwritten digit,

    zoning.

  • vii

    DAFTAR ISI

    Halaman

    PERSETUJUAN ii PERNYATAAN iii PENGHARGAAN iv

    ABSTRAK v ABSTRACT vi DAFTAR ISI vii

    DAFTAR TABEL ix DAFTAR GAMBAR x

    BAB 1 PENDAHULUAN 1

    1.1 Latar Belakang 1 1.2 Rumusan Masalah 3 1.3 Batasan Masalah 3 1.4 Tujuan Penelitian 4

    1.5 Manfaat Penelitian 4 1.6 Metodologi Penelitian 4

    1.7 Sistematika Penulisan 5

    BAB 2 LANDASAN TEORI 7 2.1 Citra 7

    2.2 Pengolahan Citra 8 2.2.1 Pemotongan Citra (Crop) 8 2.2.2 Pengurangan Derau (Noise Reduction) 8

    2.2.3 Normalisasi 9 2.2.4 Thinning 9

    2.3 Ekstraksi Fitur 11

    2.3.1 Zoning 12 2.3.2 Diagonal Based Feature Extraction 12

    2.4 Jaringan Saraf Tiruan 14 2.4.1 Komponen Jaringan Saraf Tiruan 15

    2.5 Algoritma Propagasi Balik 15

    2.5.1 Fungsi Aktivasi 19 2.5.1.1 Fungsi Sigmoid Biner 19

    2.5.2 Inisialisasi Bobot dan Bias 20 2.5.2.1 Inisialisasi Acak 20

    2.5.2.2 Inisialisasi Nguyen Widrow 20 2.5.3 Pengupdate Bobot dengan Momentum 21

    BAB 3 ANALISIS DAN PERANCANGAN 23 3.1 Tahap Sebelum Ekstraksi Fitur 25

    3.1.1 Akuisisi Data 25 3.1.2 Prapengolahan Citra 26

    3.1.2.1 Pembentukan Citra Keabuan (Grayscaling) 27

  • viii

    3.1.2.2 Pengurangan Derau (Noise Reduction) 28

    3.1.2.3 Pembentukan Citra Biner (Thresholding) 28 3.1.2.4 Pengisian Piksel Putih (Filling) 30 3.1.2.5 Pemotongan Citra (Cropping) 32 3.1.2.6 Normalisasi Resolusi Citra (Normalization) 35 3.1.2.7 Pengurusan Objek Citra (Thinning) 35

    3.2 Tahap Ekstraksi Fitur 36 3.2.1 Metode Ekstraksi Zoning 38 3.2.2 Metode Ekstraksi Diagonal Based Feature Extraction 41 3.2.3 Penggabungan nilai fitur 44

    3.3 Tahap Setelah Ekstraksi Fitur 44

    3.3.1 Perancangan Jaringan Propagasi Balik 45

    3.3.2 Proses Pelatihan 47 3.3.3 Proses Pengujian 48

    BAB 4 IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN 49 4.1 Implementasi 49 4.2 Pengujian 51

    4.2.1 Persiapan Jaringan 51 4.2.2 Hasil Pengujian 52

    BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 61 5.1 Kesimpulan 61

    5.2 Saran 61

    DAFTAR PUSTAKA 62 LAMPIRAN A : LISTING PROGRAM 65

    LAMPIRAN B : DATA SAMPEL 93

  • ix

    DAFTAR TABEL

    Halaman

    Tabel 2.1 Ekstraksi fitur pada representasi citra yang berbeda 11 Tabel 3.1 Nilai keluaran dan target keluaran jaringan 45 Tabel 4.1 Fungsi-fungsi CImg yang digunakan 50

    Tabel 4.2 Arsitektur tiga jaringan yang diujikan 52 Tabel 4.3 Hasil pengenalan data uji jaringan I(Zoning) 52 Tabel 4.4 Hasil pengenalan data uji jaringan II(Diagonal Based Feature Extraction) 55

    Tabel 4.5 Hasil pengenalan data uji jaringan III (Zoning dan Diagonal Based Feature

    Extraction) 57 Tabel 4.6 Kemampuan generalisasi tiga jaringan yang diujikan 60

  • x

    DAFTAR GAMBAR

    Halaman

    Gambar 2.1 Piksel P1 dengan 8 tetangga 10 Gambar 2.2 Pembagian zona pada citra biner 12 Gambar 2.3 Karakter ukuran 60x90 piksel 13

    Gambar 2.4 Pembagian zona ekstraksi fitur 13 Gambar 2.5 Diagonal histogram setiap zona 14 Gambar 2.6 Jaringan propagasi balik dengan satu buah lapisan tersembunyi 16

    Gambar 2.7 Fungsi sigmoid biner dengan rentang 20 Gambar 3.1 Skema Dasar Pengenalan Angka Tulisan Tangan 24 Gambar 3.2 Tulisan menggunakan tinta cair (kiri) dan tinta biasa (kanan) 25 Gambar 3.3 Tahapan Prapengolahan Citra 26

    Gambar 3.4 Flowchart proses grayscaling 27 Gambar 3.5 Citra hasil grayscaling 28 Gambar 3.6 Citra hasil noise reduction 28 Gambar 3.7 Flowchart proses thresholding 29

    Gambar 3.8 Citra hasil thresholding 30 Gambar 3.9 Flowchart proses filling 31

    Gambar 3.10 Citra hasil filling 32 Gambar 3.11 Flowchart proses cropping 33

    Gambar 3.12 Citra hasil croping 34 Gambar 3.13 Citra hasil normalisasi 35

    Gambar 3.14 Citra hasil thinning 36 Gambar 3.15 Matrik penyimpanan nilai fitur 36 Gambar 3.16 Pembagian zona menjadi 6 kolom dan 9 baris 37

    Gambar 3.17 Diagram ekstraksi fitur 38 Gambar 3.18 Flowchart ekstraksi fitur zoning 40 Gambar 3.19 Histogram diagonal zona 41

    Gambar 3.20 Flowchart ekstraksi diagonal based feature extraction 43 Gambar 3.21 Matrik penyimpanan nilai fitur 44

    Gambar 3.22 Arsitektur jaringan saraf tiruan 46

  • BAB 1

    PENDAHULUAN

    1.1 Latar Belakang

    Pengolahan citra digital dewasa ini tidak hanya terbatas pada pengeditan citra digital,

    namun juga meliputi teknik pengenalan karakter seperti karakter alfanumerik, tulisan

    tangan, dan lain-lain (Emanual dan Hartono, 2008). Teknik ini disebut juga Optical

    Character Recognition (OCR). OCR untuk pengenalan tulisan tangan telah menjadi

    salah satu area penelitian yang paling menarik dan menantang dari bidang pengolahan

    citra dan pengenalan pola pada beberapa tahun terakhir (Althaf dan Begum, 2012).

    Secara umum, pengenalan tulisan tangan terbagi menjadi dua jenis, yaitu

    metode online dan offline. Metode offline melakukan konversi secara otomatis tulisan

    pada sebuah citra menjadi karakter yang dapat diolah oleh computer dan aplikasi

    pemrosesan teks. Pada metode online, koordinat dua dimensi dari poin-poin penulisan

    direpresentasikan sebagai fungsi waktu dan urutan setiap garis yang dituliskan juga

    disimpan secara realtime untuk mengenali karakter yang dituliskan (Arica dan

    Yarman-Vural, 2001).

    Tahapan awal untuk pengenalan tulisan tangan adalah prapengolahan citra dan

    ekstraksi fitur. Pemilihan metode ektraksi fitur yang baik merupakan salah satu faktor

    penting untuk mencapai tingkat pengenalan yang tinggi (Jain dan Taxt, 1996).

    Beberapa metode ekstraksi yang dapat digunakan adalah model deformable, profil

    kontur, zoning, momen zernike, dekriptor fourier dan gabor.

    Proses ekstraksi fitur dilakukan untuk mendapatkan nilai fitur yang dibutuhkan

    untuk tahap pengklasifikasian. Berbagai metode ekstraksi fitur telah banyak

  • 2

    digunakan untuk mendapatkan nilai fitur sebagai masukan untuk pengenalan tulisan

    tangan. Sheth et. al (2011) menggunakan kode rantai dan koefisien korelasi dan

    mendapatkan tingkat pengenalan 80%. Handayani, 2008, menggunakan model

    deformable mendapatkan tingkat kesalahan sebesar 4,05% dan tingkat penolakan

    sebesar 9,88%. Lauer et.al, 2007, mengembangkan trainable feature extractor dan

    mendapatkan tingkat pengenalan antara 98,45% sampai 99,32%.

    Meskipun penelitian tentang berbagai metode ekstraksi fitur untuk pengenalan

    tulisan tangan telah banyak dilakukan, tetapi penggunaan satu metode saja belum

    mampu menghasilkan nilai fitur yang mampu mencapai tingkat pengenalan 100%.

    Oleh karena itu masih dibutuhkan penelitian lebih lanjut tentang kombinasi beberapa

    metode ekstraksi fitur untuk mendapatkan nilai fitur yang mampu menambah tingkat

    pengenalan tulisan tangan.

    Penelitian tentang kombinasi dua atau lebih metode ekstraksi fitur juga telah

    dilakukan. Murty dan Hanmandlu (2011) menambahkan lokasi piksel sebagai fitur

    tambahan untuk metode zoning. Siddrath et. al (2011) menggabungkan zonal density

    dengan background directional distribution untuk mengenali tulisan gumurkhi dengan

    tingkat pengenalan 88.9%. Ayyaz et. al (2012) mengkombinasikan berbagai metode

    ekstraksi fitur seperti proyeksi, profil, momen invarian, titik ujung dan titik

    perpotongan dan fitur korelasi dengan tingkat pengenalan 96%.

    Pada penelitian ini metode ekstraksi zoning dan diagonal based feature

    extraction akan dikombinasikan untuk mendapatkan nilai fitur yang akan digunakan

    untuk pengklasifikasian. Untuk setiap data sampel yang telah melalui proses

    prapengolahan citra akan dilakukan ekstraksi fitur. Ekstraksi pertama dilakukan

    menggunakan metode zoning dan selanjutnya untuk citra yang sama akan diekstraksi

    lagi menggunakan metode diagonal based feature extraction. Hasil ekstraksi dari

    kedua metode tersebut akan digabungkan untuk mendapatkan nilai fitur untuk proses

    pengklasifikasian.

    Metode ekstraksi zoning dan diagonal based feature extraction masing-masing

    telah digunakan untuk pengenalan tulisan tangan oleh Khairunnisa (2012) dan Pradeep

  • 3

    et. al (2011). Khairunnisa (2012) mendapatkan tingkat pengenalan 83,85%

    menggunakan metode zoning dan Pradeep et. al (2011) mendapatkan tingkat

    pengenalan 98,5% menggunakan metode diagonal based feature extraction.

    Kemampuan kombinasi metode zoning dan diagonal based feature extraction

    diuji untuk mengenali angka tulisan tangan secara offline menggunakan jaringan saraf

    tiruan propagasi balik. Penggunaan kombinasi metode zoning dan diagonal based

    feature extraction diharapkan dapat menambah tingkat pengenalan angka tulisan

    tangan daripada menggunakan metode zoning saja dan metode diagonal based feature

    extraction saja.

    1.2 Rumusan Masalah

    Dari latar belakang di atas, penggunaan satu metode ekstraksi saja belum mampu

    menghasilkan nilai fitur yang mampu mencapai tingkat pengenalan 100%. Oleh

    karena itu rumusan masalah pada penelitian ini adalah bagaimana memperbaiki nilai

    fitur untuk masukan jaringan propagasi balik pada pengenalan angka tulisan tangan

    dengan mengkombinasikan metode zoning dan diagonal based feature extraction.

    1.3 Batasan Masalah

    Batasan masalah pada penelitian ini adalah:

    1. Ukuran citra untuk diekstrak adalah 60x90 piksel dan dibagi menjadi 6 kolom dan

    9 baris zona dengan ukuran setiap zona adalah 10x10 piksel (Pradeep et. al,

    2011).

    2. Arsitektur dan parameter jaringan dibangun berdasarkan jaringan yang digunakan

    oleh Khairunnisa (2012).

    3. Penulisan angka dilakukan menggunakan alat tulis dengan tinta cair warna hitam.

    4. Angka tulisan tangan diasumsikan tegak, tidak ditulis miring.

    5. Angka yang dikenali adalah angka Latin (0-9).

  • 4

    1.4 Tujuan Penelitian

    Tujuan dari penelitian ini adalah menambah tingkat pengenalan angka tulisan tangan

    pada jaringan propagasi balik dengan memperbaiki nilai fitur untuk lapis masukan

    jaringan menggunakan kombinasi metode zoning dan diagonal based feature

    extraction.

    1.5 Manfaat Penelitian

    Manfaat yang dapat diperoleh dari penelitian ini adalah:

    1. Mengetahui kemampuan kombinasi metode zoning dan diagonal based feature

    extraction pada jaringan propagasi balik untuk pengenalan angka tulisan tangan.

    2. Menambah pemahaman penulis tentang penggunaan metode zoning dan diagonal

    based feature extraction pada jaringan propagasi balik untuk pengenalan angka

    tulisan tangan.

    3. Sebagai referensi untuk penelitian lain yang membahas metode ekstraksi zoning

    dan diagonal based feature extraction.

    1.6 Metodologi Penelitian

    Metodologi penelitian yang digunakan pada penelitian ini adalah:

    a. Studi Literatur

    Pada tahap ini dilakukan studi kepustakaan yaitu proses pengumpulan bahan-

    bahan referensi yang berkaitan dengan ekstraksi fitur, metode zoning, metode

    diagonal based feature extraction, jaringan saraf tiruan propagasi balik dan

    pengenalan angka tulisan tangan dari buku, artikel, paper, jurnal, makalah dan

    sumber lainnya.

    b. Analisis

    Pada tahap ini dilakukan analisis penggunaan metode zoning dan diagonal based

    feature extraction pada jaringan propagasi balik untuk pengenalan angka tulisan

    tangan.

  • 5

    c. Perancangan

    Pada tahap ini dilakukan perancangan proses pengenalan angka tulisan tangan,

    seperti arsitektur jaringan dan flowchart.

    d. Implementasi

    Pada tahap ini dilakukan implementasi analisis yang telah dilakukan ke dalam

    kode program.

    e. Pengujian

    Pada tahap ini dilakukan pengujian kemampuan kombinasi metode zoning dan

    diagonal based feature extraction pada jaringan propagasi balik untuk pengenalan

    angka tulisan tangan.

    f. Penyusunan Laporan

    Pada tahap ini dilakukan penulisan laporan mengenai seluruh penelitian yang

    telah dilakukan.

    1.7 Sistematika Penulisan

    Sistematika penulisan dari skripsi ini terdiri dari lima bagian utama sebagai berikut:

    BAB 1 PENDAHULUAN

    Bab ini berisi latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian,

    manfaat penelitian, metodologi penelitian, dan sistematika penulisan.

    BAB 2: LANDASAN TEORI

    Bab ini berisi teori-teori yang digunakan untuk memahami permasalahan yang dibahas

    pada penelitian ini. Pada bab ini dijelaskan tentang ekstraksi fitur, metode zoning

    metode diagonal based feature extraction, jaringan saraf tiruan, algoritma propagasi

    balik, dan pengolahan citra digital.

    BAB 3: ANALISIS DAN PERANCANGAN

    Bab ini berisi analisis dan penerapan metode zoning, diagonal based feature

    extraction pada jaringan propagasi balik untuk pengenalan angka tulisan tangan, serta

    perancangan seperti pemodelan dan flowchart.

  • 6

    BAB 4: IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN

    Bab ini berisi pembahasan tentang implementasi dari analisis dan perancangan yang

    disusun pada Bab 3 dan pengujian apakah hasil yang didapatkan sesuai dengan yang

    diharapkan.

    BAB 5: KESIMPULAN DAN SARAN

    Bab ini berisi kesimpulan dari keseluruhan uraian bab-bab sebelumnya dan saran-

    saran yang diajukan untuk pengembangan selanjutnya.

  • BAB 2

    LANDASAN TEORI

    2.1 Citra

    Secara harafiah, citra (image) adalah gambar pada bidang dwimatra (dua dimensi).

    Ditinjau dari sudut pandang matematis, citra merupakan fungsi menerus (continue)

    dari intensitas cahaya pada bidang dwimatra (Munir, 2004). Sumber cahaya

    menerangi objek, objek kembali memantulkan kembali sebagian dari berkas cahaya

    tersebut. Pantulan cahaya ini ditangkap oleh alat-alat optik, misalnya mata pada

    manusia, kamera, pemindai (scanner) dan sebagainya, sehingga bayangan objek yang

    disebut citra tersebut terekam.

    Citra digital adalah representasi visual dari suatu objek setelah mengalami

    berbagai transformasi data dari beragai bentuk rangkaian numerik. Citra digital dapat

    diklasifikasikan menjadi beberapa jenis:

    1. Citra Biner

    Citra biner (binary image) adalah citra yang hanya mempunyai dua nilai derajat

    keabuan: hitam dan putih. Piksel-piksel objek bernilai 1 dan piksel-piksel latar

    belakang bernilai 0. Pada waktu menampilkan citra, 0 adalah warna putih dan 1

    adalah warna hitam.

    Untuk mengubah citra grayscale menjadi citra biner, ,proses yang dilakukan

    adalah mengubah kuantisasi citra dengan cara pengambangan secara global

    (global image thresholding). Setiap piksel di dalam citra dipetakan ke dalam dua

    nilai, 1 atau 0. Dengan fungsi pengambangan:

    ( ) { ( )

  • 8

    2. Citra Keabuan (Grayscale)

    Citra keabuan adalah citra yang setiap pikselnya mengandung satu layer di mana

    nilai intensitasnya berada pada interval 0(hitam) - 255(putih). Untuk menghitung

    citra grayscale (keabuan) digunakan rumus:

    ( )

    dengan I(x,y) adalah level keabuan pada suatu koordinat yang diperoleh dengan

    mengatur warna R (merah), G (hijau), B (biru) yang ditunjukkan oleh nilai

    parameter , dan . Secara umum nilai , dan adalah 0.33. Nilai yang lain

    juga dapat diberikan untuk ketiga parameter tersbut asalkan total keseluruhannya

    adalah 1 (Putra, 2009).

    3. Citra Warna

    Citra warna adalah citra digital yang memiliki informasi warna pada setiap

    pikselnya. Sistem pewarnaan citra warna ada beberapa macam seperti RGB,

    CMYK, HSV, dll.

    2.2 Pengolahan Citra

    Pengolahan citra adalah pemrosesan atau usaha untuk melakukan transformasi suatu

    citra/gambar menjadi citra lain dengan menggunakan teknik tertentu.

    2.2.1 Pemotongan Citra (Crop)

    Proses pemotongan adalah memotong citra sesuai batasan objek, yaitu batas atas,

    batas bawah, batas kanan dan batas kiri. Proses ini menghilangkat area latar belakang

    yang berada di luar batasan objek citra.

    2.2.2 Pengurangan Derau (Noise Reduction)

    Proses pengurangan derau adalah mengurangi derau yang dapat mengganggu dan

    mengurangi kualitas hasil proses prapengolahan citra. Pada penelitian ini teknik

  • 9

    pengurangan derau yang digunakan adalah median filter. Median filter adalah filter

    tipe low-pass. Teknik ini memroses area dari citra dengan ukuran (3x3, 5x5, 7x7, dll),

    memeriksa nilai piksel pada area tersebut dan menggantinya dengan nilai mediannya

    (Phillips, 2000). Algoritma pengurangan derau menggunakan median filter adalah

    sebagai berikut :

    1. Input gambar (m x n) pixel.

    2. Alokasikan sebuah matriks dengan ukuran (m+2 x n+2) dengan nilai 0

    disekelilingnya.

    3. Salin matriks input ke matriks pra-alokasi.

    4. Bentuk mariks window (3 x 3) dengan element dari matriks input

    5. Salin matriks window (3 x 3) ke dalam array dan urutkan.

    6. Cari median dari elemen array tersebut. (Total dari elemen array adalah 9 jadi

    median adalah elemen ke 5).

    7. Letakkan element ke 5 ke matriks output.

    8. Ulangi prosedur untuk seleuruh matriks input.

    2.2.3 Normalisasi

    Normalisasi adalah proses mengubah ukuran citra, baik menambah atau mengurangi,

    menjadi ukuran yang ditentukan tanpa menghilangkan informasi penting dari citra

    tersebut (Sharma et. al, 2012). Dengan adanya proses normalisasi maka ukuran semua

    citra yang akan diproses menjadi seragam.

    2.2.4 Thinning

    Thinning adalah proses pengurangan data yang mengikis (erode) sebuah objek hingga

    menjadi ukuran 1 piksel dan menghasilkan kerangka (skeleton) dari objek tersebut.

    Objek seperti huruf atau silhouettes dapat lebih mudah dikenali dengan melihat

    kepada kerangkanya saja (Phillips, 2000). Pada penelitian ini digunakan algoritma

    thinning Zhang-Suen.

  • 10

    Algoritma ini adalah algoritma untuk citra biner, dimana piksel background

    citra bernilai 0, dan piksel foreground (region) bernilai 1. Algoritma ini cocok

    digunakan untuk bentuk yang diperpanjang (elongated) dan dalam aplikasi OCR

    (Optical Character Recognition). Algoritma ini terdiri dari beberapa penelusuran,

    dimana setiap penelusurannya terdiri dari 2 langkah dasar yang diaplikasikan terhadap

    titik yang pikselnya bernilai 1, dan memiliki paling sedikit 1 piksel dari 8-tetangganya

    yang bernilai 0.

    Gambar 2.1 mengilustrasikan titik objek P1 dan 8-tetangganya:

    Gambar 2.1 Piksel P1 dengan 8 tetangga

    Langkah pertama dari sebuah penelusuran adalah menandai semua titik objek

    untuk dihapus, jika titik objek tersebut memenuhi syarat-syarat berikut:

    a. 2 N (P1) 6

    b. S(P1) = 1

    c. P2 * P4 * P6 = 0

    d. P4 * P6 * P8 = 0

    Keterangan :

    1. Jumlah dari tetangga titik objek P1, yang pikselnya bernilai 1, yaitu:

    N(P1) = P2 + P3 + P4 + + P9

    2. S(P1) adalah jumlah perpindahan nilai nilai dari 0 (nol) ke 1 (satu) mulai dari P2,

    P3, , P8, P9.

    3. P2 * P4 * P6 = 0, memiliki arti P2 atau P4 atau P6 bernilai 0 (nol).

    Dan pada langkah kedua, kondisi (a) dan (b) sama dengan langkah pertama,

    sedangkan kondisi (c) dan (d) diubah menjadi:

  • 11

    (c) P2 * P4 * P8 = 0

    (d) P2 * P6 * P8 = 0

    2.3 Ekstraksi Fitur

    Ekstraksi fitur adalah proses pengukuran terhadap data yang telah dinormalisasi untuk

    membentuk sebuah nilai fitur. Nilai fitur digunakan oleh pengklasifikasi untuk

    mengenali unit masukan dengan unit target keluaran dan memudahkan

    pengklasifikasian karena nilai ini mudah untuk dibedakan (Pradeep et. al, 2011).

    Secara luas, fitur adalah semua hasil pengukuran yang bisa diperoleh. Fitur

    juga bisa menggambarkan karakteristik objek yang dipantau (Putra, 2009). Contoh

    dari fitur level rendah adalah intensitas sinyal. Fitur bisa berupa simbol, numerik atau

    keduanya. Contoh dari fitur simbol adalah warna. Contoh dari fitur numerik adalah

    berat. Fitur bisa diperoleh dengan mengaplikasikan algoritma pencari fitur pada data

    masukan. Fitur dapat dinyatakan dengan variabel kontinu, diskret atau diskret-biner.

    Fitur biner dapat digunakan untuk menyatakan ada tidaknya suatu fitur tertentu.

    Fitur yang baik memiliki syarat berikut, yaitu mudah dalam komputasi,

    memiliki tingkat keberhasilan yang tinggi dan besarnya data dapat diperkecil tanpa

    menghilangkan informasi penting (Putra, 2009).

    Ekstraksi fitur dapat dilakukan pada berbagai representasi citra seperti pada

    tabel 2.1.

    Tabel 2.1 Ekstraksi fitur pada representasi citra yang berbeda (Jain dan Taxt,

    1996)

    Grayscale subimage Binary

    Vector (Skeleton) Solid character Outer countour

    Template matching Template matching - Template matching

    Deformable templates - - Deformable templates

    Unitary transforms Unitary transforms - Graph decription

  • 12

    - Projection histograms Countour Profile Discrete features

    Zoning Zoning Zoning Zoning

    Geometric moments Geometric moments Spline curve -

    Zernike moments Zernike moments Fourier decriptors Fourier decriptors

    2.3.1 Zoning

    Zoning adalah salah satu ekstraksi fitur yang paling popular dan sederhana untuk

    diimplementasikan (Sharma et. al, 2012). Sistem optical character recognition (OCR)

    komersil yang dikembangkan oleh CALERA menggunakan metode zoning pada citra

    biner (Bosker, 1992). Setiap citra dibagi menjadi NxM zona dan dari setiap zona

    tersebut dihitung nilai fitur sehingga didapatkan fitur dengan panjang NxM. Salah satu

    cara menghitung nilai fitur setiap zona adalah dengan menghitung jumlah piksel hitam

    setiap zona dan membaginya dengan jumlah piksel hitam terbanyak pada yang

    terdapat pada salah satu zona. Contoh pembagian zona pada citra biner dapat dilihat

    pada gambar 2.2.

    Gambar 2.2 Pembagian zona pada citra biner (Jain dan Taxt, 1996)

    2.3.2 Diagonal Based Feature Extraction

    Pradeep et. al (2011) menggunakan diagonal based feature extraction untuk

    mendapatkan input untuk pengenalan karakter tulisan tangan. Cara kerja ekstraksi

    fitur tersebut adalah sebagai berikut :

    1. Setiap karakter image dengan ukuran 90x60 piksel (Gambar 2.3) dibagi menjadi

    54 zona, setiap zona berukuran 10x10 piksel (Gambar 2.4).

    2. Untuk setiap zona :

  • 13

    a. Hitung histogram secara diagonal untuk mendapatkan 19 subfitur (Gambar

    2.5).

    b. Hitung rata-rata dari 19 subfitur tersebut dan nilai tersebut digunakan untuk

    mewakili setiap zona.

    3. Dari nilai setiap zona, hitung rata-rata masing-masing baris dan masing-masing

    kolom. Sehingga didapatkan 9 nilai baris dan 6 nilai kolom.

    4. 54 fitur + 15 fitur menjadi nilai masukan untuk jaringan saraf tiruan.

    Gambar 2.3 Karakter ukuran 60x90 piksel (Pradeep et. al, 2011)

    Gambar 2.4 Pembagian zona ekstraksi fitur (Pradeep et. al, 2011)

  • 14

    Gambar 2.5 Diagonal histogram setiap zona (Pradeep et. al, 2011)

    2.4 Jaringan Saraf Tiruan

    Jaringan Saraf Tiruan adalah jaringan komputasional yang mensimulasikan jaringan

    sel saraf (neuron) dari pusat sistem saraf makhluk hidup (manusia atau hewan)

    (Graupe, 2007). Jaringan saraf tiruan pertama kali didesain oleh Warren Mc-Culloh

    dan Walter Pitts pada tahun 1943. Mc Cullah-Pitts menemukan bahwa dengan

    mengkombinasikan banyak neuron sederhana sehingga menjadi sebuah sistem saraf

    merupakan peningkatan tenaga komputasional.

    Jaringan saraf tiruan disusun dengan asumsi yang sama seperti jaringan saraf

    biologi (Puspitaningrum, 2006):

    1. Pengolahan informasi terjadi pada elemen-elemen pemrosesan (neuron).

    2. Sinyal antara dua buah neuron diteruskan melalui link-link koneksi.

    3. Setiap link koneksi memiliki bobot terasosiasi.

    4. Setiap neuron menerapkan sebuah fungsi aktivasi terhadap input jaringan (jumlah

    sinyal input berbobot). Tujuannya adalah untuk menentukan sinyal output.

  • 15

    2.4.1 Komponen Jaringan Saraf Tiruan

    Jaringan saraf tiruan terdiri dari banyak neuron yang menyusun jaringan tersebut.

    Neuron-neuron tersebut dikelompokkan ke dalam beberapa lapisan (layer) dan

    lapisan-lapisan tersebut memiliki hubungan satu sama lain.

    Lapisan-lapisan penyusun jaringan saraf tiruan dapat dibagi menjadi 3, yaitu:

    1. Lapisan input

    Pada lapisan ini neuron-neuron akan menerima input yang selanjutnya diproses

    untuk dikirimkan ke lapisan selanjutnya.

    2. Lapisan tersembunyi

    Lapisan ini berada di antara lapisan input dan lapisan output. Pada lapisan ini

    bobot yang diterima dari lapisan input diproses untuk selanjutnya diproses untuk

    dikirimkan ke lapisan selanjutnya. Output dari lapisan ini tidak secara langsung

    dapat diamati.

    3. Lapisan output

    Lapisan ini merupakan lapisan akhir dimana nilai output dihasilkan. Pada lapisan

    ini ditetapkan nilai output aktual untuk dibandingkan dengan nilai output target

    untuk mengetahui apakah jaringan sudah sesuai dengan hasil yang diinginkan.

    2.5 Algoritma Propagasi Balik

    Algoritma propagasi balik (Back Propagation) pertama dikembangkan pada tahun

    1986 oleh Rumelhart, Hinton dan Williams untuk menentukan bobot dan digunakan

    untuk pelatihan perceptron multi lapis (Graupe, 2007). Metode propagasi balik

    merupakan metode yang sangat baik dalam menangani masalah pengelanan pola-pola

    kompleks. Metode ini merupakan metode jaringan saraf tiruan yang populeer.

    Beberapa contoh aplikasi yang melibatkan metode ini adalah pengompresian data,

    pendeteksian virus komputer, pengidentifikasian objek, sintesis suara dari teks, dan

    lain lain (Puspitaningrum, 2006).

  • 16

    Istilah propagasi balik diambil dari cara kerja jaringan ini, yaitu bahwa

    gradient error unit-unit tersembunyi diturunkan dari penyiaran kembali error-error

    yang diasosiasikan dengan unit-unit output. Hal ini karena nilai target untuk unit-unti

    tersembunyi tidak diberikan (Puspitaningrum, 2006). Propagasi balik adalah metode

    pembelajaran terawasi (supervised learning). Metode ini membutuhkan nilai yang

    sudah ditentukan sebelumnya untuk mendapatkan output yang diinginkan pada proses

    pembelajaran. Contoh jaringan propagasi balik dengan satu buah lapisan tersembunyi

    dapat dilihat pada gambar 2.6.

    Gambar 2.6 Jaringan propagasi balik dengan satu buah lapisan tersembunyi

    (Puspitaningrum, 2006)

    Algoritma propagasi balik dapat dibagi ke dalam 2 bagian (Puspitaningrum,

    2006):

    1. Algoritma pelatihan

    Terdiri dari 3 tahap: tahap umpan maju pola pelatihan input, tahap pemropagasian

    error, dan tahap pengaturan bobot.

    2. Algoritma aplikasi

    Yang digunakan hanyalah tahap umpan maju saja.

  • 17

    Algoritma Pelatihan

    1. Inisialisasi bobot-bobot.

    Tentukan angka pembelajaran ().

    Tentukan pula nilai toleransi error atau nilai ambang (bila menggunakan nilai

    ambang sebagai kondisi berhenti); atau set maksimal epoch (bila menggunakan

    banyaknya epoch sebagai kondisi berhenti).

    2. While kondisi berhenti tidak terpenuhi do langkah ke-2 sampai langkah ke-9.

    3. Untuk setiap pasangan pola pelatihan, lakukan langkah ke-3 sampai langkah ke-8.

    Tahap Umpan Maju

    4. Setiap unit input xi (dari unit ke-1 sampai unit ke-n pada lapisan input)

    mengirimkan sinyal input ke smua unit yang ada di lapisan atasnya (ke lapisan

    tersembunyi)

    5. Pada setiap unit di lapisan tersembunyi zj (dari unit ke-1 sampai unit ke-p;

    i=i,,n; j=1,...,p) sinyal output lapisan tersembunyinya dihitung dengan

    menerapkan fungsi aktivasi terhadap penjumlahan sinyal-sinyal input berbobot xi:

    (

    )

    kemudian dikirim ke semua unit di lapisan atasnya.

    6. Setiap unit di lapisan output yk (dari unit ke-1 sampai unit ke-m; i=1,...,n;

    k=1,,m) dihitung sinyal outputnya dengan menerapkan fungsi aktivasi terhadap

    penjumlahan sinyal-sinyal input berbobot zj bagi lapisan ini:

    (

    )

    Tahap Pemropagasibalikan Error

    7. Setiap unit output yk (dari unit ke-1 sampai unit ke-m; i=1,,p; k=1,.,m)

    menerima pol target tk lalu informasi kesalahan lapisan output (k) dihitung. k

    dikirim ke lapisan di bawahnya dan digunakan untuk mengitung besar koreksi

    bobot dan bias (wjk dan w0k) antara lapisan tersembunyi dengan lapisan output:

    ( ) (

    )

  • 18

    wjk = k zj

    w0k = k

    8. Pada setiap unit di lapisan tersembunyi (dari unit ke-1 sampai unit ke-p; i=1,,n;

    j=1,,p; k=1,,m) dilakukan perhitungan informasi kesalahan lapisan

    tersembunyi (j). j kemudian digunakan untuk menghitung besar koreksi bobot

    dan bias (wjk dan w0k) antara lapisan input dan lapisan tersembunyi.

    ( )

    ) (

    )

    vij = j xi

    v0j = j

    Tahap Peng-update-an Bobot dan Bias

    9. Pada setiap unit output yk (dari unit ke-1 sampai unit ke-m) dilakukan peng-

    update-an bias dan bobot (j=0,,p; k=1,,m) sehingga bias dan bobot baru

    menjadi:

    wjk (baru) = wjk (lama) + wjk

    Dari unit ke-1 sampai unit ke-p di lapisan tersembunyi juga dilakukan peng-

    update-an pada bias dan bobotnya (i=0,,n; j=1,,p):

    vij (baru) = vij (lama) + vij

    10. Tes kondisi berhenti.

    Algoritma Aplikasi

    0. Inisialisasi bobot. Bobot ini diambil dari bobot-bobot terakhir yang diperoleh dari

    algoritma pelatihan.

    1. Untuk seitap vektor input, lakukanlah langkah ke-2 sampai ke-4.

    2. Setiap unit input xi (dari unit ke-1 sampai unit ke-n pada lapisan input; i=1,,n)

    menerima sinyal input pengujian xi dan menyiarkan sinyal xi ke semua unikt pada

    lapisan di atasnya (unit-unit tersembunyi).

    3. Setiap unit di lapisaan tersembunyi zj (dari unit ke-1 sampai unit ke-p; i=1,,n;

    j=1,.,p) menghitung sinyal outputnya dengan menerapkan fungsi aktivasi

    terhadap penjumlahan sinyal-sinyal input xi. Sinyal output dari lapisan

    tersembunyi kemudian dikirim ke semua unit pada lapisan di atasnya:

  • 19

    (

    )

    4. Setiap unit output yk (dari unit ke-1 sampai unit ke-m; j=1,,p; k=1,,m)

    menghitung sinyal outputnya dengan menerapkan fungsi aktivasi terhadap

    penjumlahan sinyal-sinyal input bagi lapisan ini, yaitu sinyal-sinyal input zj dari

    lapisan tersembunyi:

    (

    )

    2.5.1 Fungsi Aktivasi

    Pilihan fungsi aktivasi yang dapat digunakan pada metode propagasi balik yaitu fungsi

    sigmoid biner, sigmoid bipolar dan tangent hiperbolik. Karakteristiki yang harus

    imiliki fungsi aktivasi tersebut adalah kontinu, diferensiabel dan tidak menurun secara

    monoton. Fungsi aktivasi diharapkan jenuh (mendekati nilai-nilai maksimum dan

    minimum secara asimtot) (Puspitaningrum, 2006).

    2.5.1.1 Fungsi Sigmoid Biner

    Fungsi ini merupakan fungsi yang umum digunakan. Rentang-nya adalah (0,1) dan

    didefenisikan sebagai :

    ( )

    dengan turunan :

    ( ) ( )( ( ))

    Fungsi sigmoid biner diilustrasikan pada gambar 2.7.

  • 20

    Gambar 2.7 Fungsi sigmoid biner dengan rentang (0,1)

    2.5.2 Inisialisasi Bobot dan Bias

    Cepat atau tidaknya pembelajaran pada pelatihan jaringan propagasi balik salah

    satunya dipengaruhi oleh nilai bobot antar neuron dan nilai bias. Semakin baik

    inisialisasi bobot dan bias semakin cepat pula pembelajaran jaringan propagasi balik.

    Bobot dan bias pada jaringan propagasi balik dapat dinisialisasi dengan berbagai cara

    seperti inisialisasi acak, nguyen-widrow dan lain-lain.

    2.5.2.1 Inisialisasi Acak

    Prosedur yang umum dilakukan adalah menginisialisasi bias dan bobot, baik dari unit

    input ke unit tersembunyi maupun dari unit tersembunyi ke unit output secara acak

    dalam sebuah interval tertentu (- dan ), misalnya antara -0.4 sampai 0.4, -0.5 sampai

    0.5, dan -1 sampai 1 (Puspitaningrum, 2006).

    2.5.2.2 Inisialisasi Nguyen Widrow

    Waktu pembelajaran jaringan propagasi balik yang bobot dan biasnya diinisalisasi

    dengan inisialisasi Nguyen-Widrow lebih cepat dibandingkan bila diinisialisasi

    dengan inisialisasi acak. Pada inisialisasi Nguyen-Widrow, inisialisasi acak tetap

    terpakai tetapi digunakan untuk menginisialisasi bias dan bobot dari unit tersembunyi

  • 21

    ke unit output saja. Untuk bias dan bobot dari unit-unit input ke unit-unit tersembuyi

    digunakan bias dan bobot yang khusus diskala agar jatuh pada range tertentu. Dengan

    penskalaan maka diharapkan kemampuan belajar dari unit-unit tersembunyi dapat

    meningkat.

    Faktor skala Nguyen-Widrow () didefenisikan sebagai :

    ( )

    di mana :

    n = banyak unit input

    p = banyak unit tersembunyi

    = faktor skala

    Prosedur inisialisasi Nguyen-Widrow

    Untuk setiap unit tersembunyi dari unit ke-1 sampai unit ke-p :

    1. Inisialisasi vektor bobot dari unit-unit input ke unit-unit tersembunyi (j = 1, , p)

    dengan cara :

    a. Menentukan bobot-bobot antara unit input ke unit tersembunyi (vij) :

    vij(lama) = bilangan acak antara - dan

    di mana i = 1, , n.

    b. Menghitung || vij ||.

    c. Menginisialisasi kembali vij :

    ( )

    2. Menentukan bias antara unit input ke unit tersembuni (j = 1, , p). voj diset

    dengan bilangan acak yang terletak pada skala antara - dan .

    2.5.3 Pengupdate Bobot dengan Momentum

    Penambahan parameter momentum dalam mengupdate bobot seringkali bisa

    mempercepat proses pelatihan. Ini disebabkan karena momentum memkasa proses

    perubahan bobot terus bergerak sehingga tidak terperangkap dalam minimum-

    minimum lokal. Pengupdatean bobot pada proses pelatihan jaringan yang biasa adalah

    sebagai berikut :

  • 22

    wjk = k zj

    vij = jxi

    Jika error tidak terjadi (output actual telah sama dengan output target) maka k

    menjadi nol dan hal ini akan menyebabkan koreksi bobot wjk = 0, atau dengan kata

    lain pengupdatean bobot berlanjut dalam arah yang sama seperti sebelumnya.

    Jika parameter momentum digunakan maka persamaan-persamaan

    pengupdatean bobot dengan langkah pelatihan t, dan t+1 untuk langkah pelatihan

    selajutnya, mengalami modifikasi sebagai berikut :

    wjk(t + 1) = k zj + wjk(t)

    vij(t + 1) = j xi + vij(t)

    dengan adalah parameter momentum dalam range antara 0 sampai 1.

  • BAB 3

    ANALISIS DAN PERANCANGAN

    Ekstraksi fitur adalah salah satu tahap penting pada optical character recognition

    (OCR). Ekstraksi fitur dilakukan untuk mendapatkan nilai fitur yang mewakili

    karakter yang akan dikenali. Satu metode ekstraksi fitur dapat digunakan untuk

    mendapatkan nilai fitur, tetapi pada penelitian ini dua metode ekstraksi fitur, yaitu

    metode zoning dan diagonal based feature extraction, dikombinasikan untuk

    mendapatkan nilai fitur yang diharapkan dapat mewakili karakter dengan lebih baik

    dan meningkatkan tingkat pengenalan daripada menggunakan salah satu metode saja.

    Pada penelitian ini, kombinasi kedua metode tersebut diujikan pada pengenalan angka

    tulisan tangan menggunakan jaringan propagasi balik. Secara umum skema dasar

    tahap-tahap pengenalan angka tulisan tangan yang dibangun dapat dilihat pada gambar

    3.1.

  • 24

    Akuisisi Citra

    Prapengolahan

    Citra

    Klasifikasi JST

    Keluaran

    Ekstraksi Fitur

    DBFE

    Ekstraksi Fitur

    Zoning

    Nilai FiturEkstr

    aksi fitu

    r

    Gambar 3.1 Skema Dasar Pengenalan Angka Tulisan Tangan

    Tahap pertama adalah akuisisi data, yaitu membaca citra angka tulisan tangan

    yang telah dikumpulkan dan dipindai. Pada setiap citra angka tulisan tangan dilakukan

    tahap prapengolahan citra. Pada tahap ini citra angka tulisan tangan akan diolah

    menjadi citra yang seragam dan sesuai untuk tahap selanjutnya. Tahap selanjutnya

    adalah ekstraksi fitur dari setiap citra. Pada penelitian ini digunakan kombinasi dua

    metode ekstraksi fitur, yaitu metode zoning dan diagonal based feature extraction.

    Nilai fitur yang didapatkan dari kedua metode tersebut kemudian digabungkan dan

    digunakan sebagai masukan jaringan propagasi balik. Tahap selanjutnya adalah tahap

    klasifikasi menggunakan jaringan propagasi balik. Tahap ini terdiri dari proses

    pelatihan dan proses pengujian. Setelah itu akan didapatkan keluaran dari proses

    klasifikasi, baik itu hasil pelatihan atau hasil pengujian.

    Tahap-tahap pengenalan angka tulisan tangan tersebut akan dijelaskan pada

    bab selanjutnya menjadi tiga bagian, yaitu sebelum eksraksi fitur, ekstraksi fitur dan

    setelah ekstraksi fitur.

  • 25

    3.1 Tahap Sebelum Ekstraksi Fitur

    Tahap sebelum ekstraksi fitur terdiri dari akuisisi data dan prapengolahan citra. Pada

    tahap ini dilakukan persiapan data sampel agar dapat digunakan untuk ekstraksi fitur.

    Ekstraksi fitur tidak dapat dilakukan sebelum tahap ini diselesaikan.

    3.1.1 Akuisisi Data

    Data sampel yang digunakan adalah angka tulisan tangan yang dibubuhkan pada

    kertas putih menggunakan pena tinta cair warna hitam. Data sampel dikumpulkan dari

    36 mahasiswa Teknologi Informasi USU. Masing-masing menuliskan angka dari 0

    sampai 9. Angka yang dituliskan diasumsikan tegak, yaitu memiliki perbedaan derajat

    rotasi penulisan yang hampir sama. Hal ini dilakukan karena pada penelitian ini tidak

    dibahas prapengolahan citra untuk objek yang mengalami rotasi atau miring.

    Penggunaan pena dengan tinta cair dilakukan supaya angka yang dituliskan memiliki

    ketebalan warna yang baik. Perbedaan penulisan menggunakan pena tinta cair dengan

    tinta biasa dapat dilihat pada gambar 3.2.

    Gambar 3.2 Tulisan menggunakan tinta cair (kiri) dan tinta biasa (kanan)

    Setelah data sampel dikumpulkan, kemudian dipindai menggunakan scanner.

    Citra hasil pemindaian disimpan dengan format bitmap (.bmp). Setiap angka tulisan

    tangan disimpan pada file citra yang berbeda. Ukuran setiap citra yang disimpan tidak

    ditentukan, karena akan diolah pada tahap prapengolahan.

  • 26

    Total seluruh data sampel adalah 360 angka tulisan tangan. Dari total data

    tersebut, dibagi penggunaannya untuk data pelatihan dan data pengujian. Banyaknya

    data pelatihan adalah 260 angka tulisan tangan (26 pola), dan banyaknya data

    pengujian adalah 100 angka tulisan tangan (10 pola) baru yang tidak dilatihkan. Data

    sampel yang digunakan pada penelitian ini dapat dilihat pada lampiran B.

    3.1.2 Prapengolahan Citra

    Tahapan proses pengolahan citra dapat dilihat pada gambar 3.3.

    Grayscaling

    Thresholding

    Cropping

    Normalization

    Thinning

    Noise Reduction

    Filling

    Gambar 3.3 Tahapan Prapengolahan Citra

    Pengolahan citra dimulai dengan mengubah citra warna (RGB) menjadi citra

    grayscale, kemudian dilakukan pengurangan derau pada citra tersebut, selanjutnya

    dilakukan proses thresholding untuk mendapatkan citra biner. Tahap selanjutnya

    adalah proses filling untuk mengubah piksel putih yang dikelilingi oleh beberapa

    piksel hitam menjadi hitam dan kemudian akan dipotong dan dinormalisasi menjadi

    ukuran 60x90 piksel. Citra yang sudah dinormalisasi kemudian dithinning untuk

  • 27

    mendapatkan kerangka dari objek angka. Citra hasil thinning ini adalah citra yang

    dapat digunakan pada tahap ekstraksi fitur. Tahap-tahap prapengolahan citra

    dijelaskan pada bab selanjutnya.

    3.1.2.1 Pembentukan Citra Keabuan (Grayscaling)

    Tahap pemrosesan citra dimulai dengan mengubah citra warna (RGB) menjadi citra

    keabuan. Nilai R (merah), G (hijau) dan B (biru) dari setiap piksel dijumlahkan dan

    dihitung rata-ratanya. Nilai dari proses ini adalah nilai keabuan (grayscale) 8 bit

    dengan rentang 0 (hitam) - 254 (putih). Flowchart proses grayscaling dapat dilihat

    pada gambar 3.4.

    Start

    y 0

    x 0

    img(x, y) (R + G + B)/3

    x x + 1

    y y + 1 EndNoy < tinggi

    Yes

    x < lebar

    Yes

    No

    Inisialisasi

    img(RGB)

    tinggi img(height)lebar img(width)

    x, y

    Gambar 3.4 Flowchart proses grayscaling

  • 28

    Contoh citra RGB yang diubah menjadi citra keabuan dapat dilihat pada

    gambar 3.5.

    Gambar 3.5 Citra hasil grayscaling

    3.1.2.2 Pengurangan Derau (Noise Reduction)

    Pada citra keabuan yang didapatkan dari proses grayscale kemudian dilakukan proses

    pengurangan derau. Proses ini akan menghilangkan derau yang terdapat di sekitar

    objek angka tulisan tangan. Teknik penghilangan derau yang digunakan pada

    penelitian ini adalah median filter. Tahapan dari proses ini dapat dilihat pada sub bab

    2.2.2 mengenai noise reduction. Contoh citra hasil pengurangan derau dapat dilihat

    pada gambar 3.6.

    Gambar 3.6 Citra hasil noise reduction

    3.1.2.3 Pembentukan Citra Biner (Thresholding)

    Citra keabuan yang telah melalui proses penghilangan derau kemudian akan diubah

    menjadi citra biner, yaitu citra yang hanya memiliki dua nilai warna, yaitu 0 (hitam)

    dan 254 (putih). Pada tahap ini ditentukan nilai threshold yang akan menjadi batasan.

    Nilai threshold dimasukkan oleh pengguna sebelum proses dimulai. Pada penelitian

    ini nilai threshold yang digunakan adalah 190. Nilai yang lebih kecil dari threshold

  • 29

    diubah menjadi 0 dan nilai yang lebih besar dari threshold diubah menjadi 254.

    Flowchart proses thresholding dapat dilihat pada gambar 3.7.

    Start

    y 0

    x 0

    x x + 1

    y y + 1 No

    EndNo

    img(x, y) > threshold

    img(x, y) 255 img(x, y) 0

    Yes No

    Inisialisasi

    img (hasil Noise reduction)

    tinggi img(height)lebar img(width)

    threshold, x, y

    y < tinggi

    Yes

    x < lebar

    Yes

    Gambar 3.7 Flowchart proses thresholding

    Contoh citra keabuan yang diubah menjadi citra biner dapat dilihat pada

    gambar 3.8.

  • 30

    Gambar 3.8 Citra hasil thresholding

    3.1.2.4 Pengisian Piksel Putih (Filling)

    Pemrosesan citra selanjutnya adalah pengisian piksel putih (filling). Pada citra hasil

    threshold ada kemungkinan terdapat piksel putih yang dikelilingi oleh beberapa piksel

    hitam. Pada penelitian ini, piksel putih yang dikelilingi oleh 5, 6, 7 atau 8 piksel hitam

    diubah menjadi warna hitam. Hal ini dilakukan agar setelah proses thinning tidak

    terjadi tulang yang bercabang yang bertemu kembali, yang membentuk seperti

    lingkaran sehingga tidak terbentuk tulang objek yang seharusnya. Flowchart proses

    filling dapat dilihat pada gambar 3.9.

  • 31

    Start

    y 1

    img (hasil Thresholding)

    tinggi img(height)lebar img(width)

    tetangga

    x, y

    y < tinggi

    x 1

    Yes

    x < lebar

    End No

    tetangga 0

    Yes

    img(x, y) = 255

    img(x-1, y) = 0

    img(x-1, y-1) = 0

    img(x, y-1) = 0

    img(x+1, y-1) = 0

    img(x+1, y) = 0

    img(x+1, y+1) = 0

    img(x, y+1) = 0

    img(x-1, y+1) = 0

    tetangga tetangga + 1Yes

    tetangga tetangga + 1Yes

    No

    No

    No

    No

    No

    No

    tetangga tetangga + 1Yes

    tetangga tetangga + 1Yes

    tetangga tetangga + 1Yes

    tetangga tetangga + 1Yes

    tetangga tetangga + 1Yes

    No

    tetangga tetangga + 1Yes

    Yes

    tetangga > 4

    img(x, y) 0

    No

    Yes

    No

    x x + 1

    y y + 1No

    No

    Gambar 3.9 Flowchart proses filling

    Contoh citra hasil filling dapat dilihat pada gambar 3.10.

  • 32

    Gambar 3.10 Citra hasil filling

    3.1.2.5 Pemotongan Citra (Cropping)

    Pemrosesan citra selanjutnya adalah pemotongan citra (crop), yaitu menghilangkan

    area putih yang tidak berisi objek angka. Citra hasil filling dipotong sesuai dengan

    batasan objek angka tulisan tangan, yaitu batas atas, batas bawah, batas kanan dan

    batas kiri. Dari batasan tersebut disisakan 1 piksel putih mengelilingi objek angka

    tulisan tangan. Hal ini dilakukan untuk membantu proses pengurusan objek (thinning).

    Flowchart proses cropping dapat dilihat pada gambar 3.11.

  • 33

    Start

    Inisialisasi

    img (hasil Filling)

    tinggi img(height)lebar img(width)

    img_temp, tinggi_temp 0,lebar_temp 0a10, a20, b10, b20hist_hor[img(height)] 0hist_ver[img(width)] 0

    x, y, i

    y 0

    x 0

    y < tinggi

    Yes

    No

    x < lebaryy+1 No

    img(x, y) = 0

    Yes

    hist_hor[y] hist_hor[y] + 1

    Yes

    xx+1No

    x 0

    y 0

    x < lebar

    Yes

    No

    y < tinggixx+1 No

    img(x, y) = 0

    Yes

    hist_ver[x] hist_ver[x] + 1

    Yes

    yy+1No

    i 0

    hist_hor[i] = 0

    AND

    hist_hor[i+1] > 0

    a1 i

    Yes

    i i + 1

    No

    Yes

    i tinggi - 1i < tinggi No

    hist_hor[i] = 0

    AND

    hist_hor[i-1] > 0

    a2 i

    Yes

    i i - 1

    No

    Yes

    i 0i >= 0 No

    hist_ver[i] = 0

    AND

    hist_ver[i+1] > 0

    b1 i

    Yes

    i i + 1

    No

    i lebar - 1i < tinggi No

    hist_ver[i] = 0

    AND

    hist_ver[i-1] > 0

    b2 i

    Yes

    i i - 1

    No

    Yes

    tinggi_temp b2-b1+1lebar_temp a2-a1+1

    i >= 0 No

    Yes

    34

    Gambar 3.11 Flowchart proses cropping

  • 34

    33

    y a1

    y

  • 35

    3.1.2.6 Normalisasi Resolusi Citra (Normalization)

    Citra hasil pemotongan (crop) memiliki resolusi yang berbeda-beda sehingga belum

    dapat digunakan sebagai masukan standar untuk diekstrak. Citra tersebut harus

    dinormalisasi, yaitu mengubah resolusi citra menjadi resolusi yang sesuai untuk

    diekstrak yaitu 60x90 piksel. Contoh citra hasil pemotongan yang dinormalisasi dapat

    dilihat pada gambar 3.13.

    Gambar 3.13 Citra hasil normalisasi

    3.1.2.7 Pengurusan Objek Citra (Thinning)

    Proses selanjutnya adalah pengurusan objek citra, yaitu objek angka tulisan tangan

    yang terdapat pada citra akan dikuruskan (thinning) hingga ketebalannya hanya 1

    piksel tetapi tidak merubah informasi dan karakteristik penting dari objek tersebut.

    Melalui proses pengurusan ini akan didapatkan kerangka dari objek angka tulisan

    tangan. Pengenalan objek seperti huruf atau silhouette akan lebih mudah dengan

    memperhatikan kerangkanya (Phillips, 2000). Aloritma thinning ada banyak yang

    tersedia, pada penelitian ini akan digunakan algoritma thinning Zhang-Suen.

    Algoritma Zhang-Suen menggunakan metode paralel dimana nilai baru bagi tiap-tiap

    piksel dihasilkan dari nilai piksel pada iterasi sebelumnya. Tahapan dari proses ini

    dapat dilihat pada sub bab 2.2.4 mengenai thinning. Contoh citra hasil thinning dapat

    dilihat pada gambar 3.14.

  • 36

    Gambar 3.14 Citra hasil thinning

    Citra hasil thinning ini adalah hasil akhir dari seluruh tahap prapengolahan

    citra. Citra ini dapat digunakan pada tahap ekstraksi fitur.

    3.2 Tahap Ekstraksi Fitur

    Pada penelitian ini ekstraksi fitur dilakukan menggunakan kombinasi metode zoning

    dan diagonal based feature extraction. Kedua metode tersebut akan dilakukan secara

    berurutan, pertama zoning dan kedua diagonal based feature extraction (DBFE). Nilai

    fitur yang didapatkan dari kedua metode tersebut akan digabungkan, yaitu

    menyambung nilai fitur yang didapatkan dari metode zoning dengan diagonal based

    feature extraction. Nilai fitur dari kedua metode tersebut disimpan pada satu matrik

    yang sama. Nilai fitur yang didapatkan dari metode zoning disimpan dari indeks 0

    sampai indeks n dan nilai fitur yang didapatkan dari metode diagonal based feature

    extraction disimpan dari index n+1 sampai indeks m. Matrik nilai fitur dapat dilihat

    pada gambar 3.15.

    0 n n+1 m.. ..

    Zoning Diagonal based feature extraction

    Gambar 3.15 Matrik penyimpanan nilai fitur

  • 37

    Setelah dilakukan tahap prapengolahan citra didapatkan data sampel yang

    seragam. Ukuran data sampel hasil prapengolahan citra adalah 60x90 piksel. Ukuran

    ini mengikuti ukuran yang digunakan oleh Pradeep et. al (2011). Pada penelitian yang

    mereka lakukan, setiap data sampel dibagi menjadi zona-zona dengan ukuran 10x10

    piksel. Dari pembagian zona tersebut didapatkan 6 kolom dan 9 baris zona. Jumlah

    zona adalah sebanyak 54 zona seperti pada gambar 3.16.

    Gambar 3.16 Pembagian zona menjadi 6 kolom dan 9 baris

    Dari setiap zona tersebut akan diproses untuk mendapatkan nilai fitur.

    Pembagian zona yang sama juga dilakukan pada penelitian ini terhadap kombinasi

    metode ekstraksi yang digunakan.

    Proses ekstraksi fitur menggunakan kombinasi metode zoning dan diagonal

    based feature extraction dapat dijelaskan melalui diagram pada gambar 3.17.

  • 38

    Hitung jumlah piksel

    hitam setiap zona

    Nilai fitur setiap zona

    = jumlah piksel zona /

    jumlah piksel hitam

    tertinggi

    Nilai fitur = nilai zona, rata-rata histogram zona, rata-rata zona per baris, rata-rata zona per kolom

    Bagi citra menjadi

    6 kolom dan 9 baris zona

    dengan ukuran setiap zona

    10x10 piksel

    Hitung histogram

    diagonal setiap zona

    Hitung rata-rata zona

    per baris

    Hitung rata-rata zona

    per kolom

    Cari jumlah piksel

    hitam tertinggi

    Hitung rata-rata

    histogram diagonal

    setiap zona

    Gambar 3.17 Diagram ekstraksi fitur

    Dari diagram di atas, proses sebelah kiri adalah metode zoning dan proses

    sebelah kanan adalah metode diagonal based feature extraction. Kedua metode

    ekstraksi tersebut dijelaskan pada bab berikut.

    3.2.1 Metode Ekstraksi Zoning

    Metode zoning terdiri dari tiga proses, yaitu :

    1. Hitung jumlah piksel hitam setiap zona dari Z1 sampai Z54.

    Misalkan, Z1 = 5, Z10 = 10 dan Z15 = 3.

    2. Tentukan zona yang memiliki jumlah piksel hitam paling tinggi.

    Misalkan dari contoh tahap 1, zona yang memiliki jumlah piksel paling tinggi

    adalah Z10, yaitu 10 piksel.

    3. Hitung nilai fitur setiap zona dari Z1 sampai Z54.

    Yaitu menggunakan rumus :

  • 39

    Nilai fitur Zn = Zn / Ztertinggi

    dimana 1 n 54

    Nilai fitur didapatkan dengan melakukan perbandingan jumlah piksel hitam dari

    satu zona dengan zona yang didapatkan dari proses no 2.

    Contoh :

    Nilai fitur Z1 = Z1/Z10 = 5/10 = 0.5

    Nilai fitur Z10 = Z10/Z10 = 10/10 = 1

    Nilai fitur Z15 = Z15/Z10 = 3/10 = 0.3

    Dari ekstraksi zoning didapatkan 54 nilai fitur yang mewakili setiap zona.

    Flowchart dari proses ekstraksi zoning dapat dilihat pada gambar 3.18.

  • 40

    Start

    y 0

    k y

    l x

    img(l, k) = 0

    piksel_zona[y/10][x/10] piksel_zona[y/10][x/10] + 1

    Yes

    y < tinggi

    x 0

    x < lebar

    Yes

    y 0

    No

    y y + 10

    x x + 10

    Yes

    k < y + 10k k + 1

    Yes

    l < x + 10 l l + 1

    Yes

    No

    No

    piksel_zona[y/10][x/10]

    >

    piksel_zona_max

    No

    piksel_zona_max piksel_zona[y/10][x/10]

    Yes

    No

    No

    y < ZONA_T

    x 0

    x < ZONA_L

    Yes

    piksel_zona[y][x] piksel_zona[y][x] /

    piksel_zona_max

    Yes

    x x + 1

    y y + 1

    No

    EndNo

    Inisialisasi

    ZONA_L 6, ZONA_T 9img (hasil Thinning)

    tinggi img(height), lebar img(width)piksel_zona[ZONA_T][ZONA_L] 0.0

    piksel_zona_max 0.0x, y, k, l

    Gambar 3.18 Flowchart ekstraksi fitur zoning

  • 41

    3.2.2 Metode Ekstraksi Diagonal Based Feature Extraction

    Metode ini terdiri dari 4 proses, yaitu :

    1. Hitung histogram diagonal setiap zona.

    Histogram diagonal adalah banyaknya piksel hitam setiap diagonal. Penghitungan

    histogram diagonal setiap zona dilakukan seperti pada gambar 3.19.

    Gambar 3.19 Histogram diagonal zona

    Banyaknya histogram diagonal sebuah zona adalah :

    Banyak histogram diagonal = Panjang zona + Tinggi zona - 1

    Banyak histogram diagonal = 10 + 10 - 1 = 19

    2. Hitung rata-rata histogram setiap zona.

    Rata-rata histogram setiap zona dihitung dengan rumus :

    Nilai fitur Zn = Rata-rata histogram = (Hist1 + .. + Hist19) / 19

    dimana 1 n 54

    3. Hitung rata-rata zona setiap baris.

    Rata-rata zona setiap baris dihitung dengan rumus :

    Baris 1 = (Z1+Z2+Z3+Z4+Z5+Z6) / 6

    Baris 2 = (Z7+Z8+Z9+Z10+Z11+Z12) / 6

    Baris 3 = (Z13+Z14+Z15+Z16+Z17+Z18) / 6

    Baris 4 = (Z19+Z20+Z21+Z22+Z23+Z24) / 6

    Baris 5 = (Z25+Z26+Z27+Z28+Z29+Z30) / 6

  • 42

    Baris 6 = (Z31+Z32+Z33+Z34+Z35+Z36) / 6

    Baris 7 = (Z37+Z38+Z39+Z40+Z41+Z42) / 6

    Baris 8 = (Z43+Z44+Z45+Z46+Z47+Z48) / 6

    Baris 9 = (Z49+Z50+Z51+Z52+Z53+Z54) / 6

    4. Hitung rata-rata zona setiap kolom.

    Rata-rata zona setiap kolom dihitung dengan rumus :

    Kolom 1 = (Z1+Z7+Z13+Z19+Z25+Z31+Z37+43+49) / 9

    Kolom 2 = (Z2+Z8+Z14+Z20+Z26+Z32+Z38+Z44+Z50) / 9

    Kolom 3 = (Z3+Z9+Z15+Z21+Z27+Z33+Z39+Z45+Z51) / 9

    Kolom 4 = (Z4+Z10+Z16+Z22+Z28+Z34+Z40+Z46+Z52) / 9

    Kolom 5 = (Z5+Z11+Z17+Z23+Z29+Z35+Z41+Z47+Z53) / 9

    Kolom 6 = (Z6+Z12+Z18+Z24+Z30+Z36+Z42+Z48+Z54) / 9

    Dari metode diagonal based feature extraction didapatkan 54 nilai fitur rata-

    rata histogram diagonal setiap zona, 9 nilai fitur rata-rata zona setiap baris dan 6 nilai

    fitur rata-rata zona setiap kolom kolom. Total nilai fitur yang didapatkan dari metode

    ini adalah 69 nilai fitur. Flowchart proses ekstraksi diagonal based feature extraction

    dapat dilihat pada gambar 3.20.

  • 43

    Start

    ZONA_L 6, ZONA_T 9 img (hasil Thinning)

    tinggi img(height), lebar img(width)jml_piksel_zona 0

    jml_hor 0.0, jml_ver 0.0rata_rata_zona[ZONA_T][ZONA_L] 0.0

    rata_rata_hor[ZONA_T] 0.0rata_rata_ver[ZONA_L] 0.0

    int x, y, k, l

    y 0

    y < tinggi

    x 0

    Yes

    x < lebar x x + 10

    y y + 10

    No

    jml_piksel_zona 0

    Yes

    k y

    k < y + 10

    l x

    l < x + 10

    Yes

    l l + 1

    k k + 1

    No

    No

    img(l, k) = 0

    Jml_piksel_zona jml_piksel_zona + 1

    Yes

    Yes

    No

    rata_rata_zona[y/10][x/10] jml_piksel_zona / 19

    y 0

    y < ZONA_T

    x 0

    Yes

    x < ZONA_L

    y y + 1

    NoNo

    x x + 1

    jml_hor jml_hor + rata_rata_zona[y][x]

    Yes

    rata_rata_hor[y] jml_hor / ZONA_L

    jml_hor 0

    x 0

    x < ZONA_L

    y 0

    Yes

    y < ZONA_T

    x x + 1 No

    No

    y y + 1

    jml_ver jml_ver + rata_rata_zona[x][y]

    Yes

    rata_rata_ver[x] jml_hor / ZONA_T

    jml_ver 0

    End

    Gambar 3.20 Flowchart ekstraksi diagonal based feature extraction

  • 44

    3.2.3 Penggabungan nilai fitur

    54 nilai fitur yang didapatkan dari metode zoning digabungkan dengan 69 fitur yang

    didapatkan dari metode diagonal based feature extraction untuk mendapatkan 123

    nilai fitur. 123 nilai fitur tersebut disimpan pada matrik dengan ukuran 1x123 seperti

    pada gambar 3.21.

    0 53 54 122.. ..

    Zoning Diagonal based feature extraction

    Gambar 3.21 Matrik penyimpanan nilai fitur

    Nilai fitur yang didapatkan dari proses ekstraksi fitur ini digunakan sebagai

    masukan terhadap jaringan propagasi balik.

    3.3 Tahap Setelah Ekstraksi Fitur

    Setelah dilakukan tahap ekstraksi fitur maka dapat dilakukan tahap selanjutnya yaitu

    klasifikasi menggunakan jaringan propagasi balik. Pada tahap ini, nilai fitur yang

    didapatkan dari tahap ekstraksi fitur digunakan sebagai masukan bagi lapis masukan

    jaringan propagasi balik. Tahap klasifikasi terdiri dari dua proses, yaitu proses

    pelatihan dan proses pengujian. Pada tahap pelatihan dilakukan pelatihan jaringan

    menggunakan nilai fitur yang didapatkan dari data latihan. Jaringan harus dilatih

    terlebih dahulu agar dapat kemudian digunakan. Setelah tahap pelatihan, jaringan

    propagasi balik dapat digunakan untuk tahap pengujian menggunakan nilai fitur yang

    didapatkan dari data uji. Sebelum dapat dilakukan pelatihan dan pengujian, jaringan

    harus dirancang terlebih dahulu.

  • 45

    3.3.1 Perancangan Jaringan Propagasi Balik

    Berdasarkan jumlah nilai fitur yang didapatkan dari tahap ekstraksi fitur, yaitu 123,

    maka jumlah neuron pada lapis masukan jaringan propagasi balik adalah 123 neuron.

    Jumlah neuron pada lapis keluaran adalah 10 karena pada penelitian ini akan

    dilakukan klasifikasi 10 karakter angka, yaitu angka 0 sampai 9. Setiap angka

    direpresentasikan oleh 10 nilai keluaran dari setiap neuron pada lapisan keluaran.

    Nilai keluaran setiap angka dapat dilihat pada tabel 3.1.

    Tabel 3.1 Nilai keluaran dan target keluaran jaringan

    Nilai Keluaran Angka

    0000000001 0

    0000000010 1

    0000000100 2

    0000001000 3

    0000010000 4

    0000100000 5

    0001000000 6

    0010000000 7

    0100000000 8

    1000000000 9

    Jumlah neuron lapisan tersembunyi dan parameter jaringan dirancang

    berdasarkan jaringan yang digunakan oleh Khairunnisa (2012). Meskipun penelitian

    yang dilakukan oleh Khairunnisa adalah pengenalan huruf bersambung bukan

    pengenalan angka, tetapi sama-sama meneliti pengenalan tulisan tangan yang

    memiliki tingkat variasi yang tinggi. Dan juga membantu menguji arsitektur dan

    parameter jaringan yang digunakannya untuk kasus pengenalan angka tulisan tangan.

    Dari penelitian yang telah dilakukan oleh Khairunnisa, berikut adalah spesifikasi

    jaringan yang memberikan tingkat generalisasi paling tinggi :

  • 46

    - Satu lapisan tersembunyi yang terdiri dari 96 neuron.

    - Fungsi aktivasi sigmoid biner

    - Inisialisasi Nguyen-Widrow

    - Laju pembelajaran 0.1

    - Momentum 0.5

    - Toleransi error (MSE) 0.01

    - Maksimum epoch 10000

    Berdasarkan perancangan di atas jaringan saraf tiruan yang dibangun pada

    penelitian ini dapat dilihat pada gambar 3.22.

    x1

    x2

    x3

    x123

    z1

    z2

    z3

    z96

    y1

    y2

    y3

    y10

    b1 b2v0,1

    v0,2

    v03

    V0,100

    w0,1

    w0,2

    w0,3

    w1,0

    v1,1

    v1,2

    v1,3v1,100

    v2,1

    v2,2

    v2,3

    v2,100

    v3,1v3,2

    v3,3

    v3,100

    v69,1

    v69,2

    v69,3

    v69,100

    w1,1

    w1,2

    w1,3w1,10

    w2,1

    w2,2

    w2,3

    w2,10

    w3,1w3,2

    w3,3

    w3,10

    w100,1

    w100,2

    w100,3

    w100,10

    Gambar 3.22 Arsitektur jaringan saraf tiruan

  • 47

    Berdasarkan gambar 3.22, rincian rancangan arsitektur jaringan saraf tiruan

    yang digunakan adalah :

    1. 1 lapisan input. Lapisan input terdiri dari unit-unit input mulai dari unit input 1

    sampai unit input i, dimana i = 123.

    2. 1 lapisan tersembunyi. Lapisan tersembunyi terdiri dari unit-unit tersembunyi

    mulai dari unit tersembunyi 1 sampai unit tersembunyi j, dimana j = 96.

    3. 1 lapisan output. Lapisan output terdiri dari unit-unit output mulai dari unit output

    1 sampai unit output k, dimana k = 10.

    4. x1 sampai x123 merupakan unit-unit lapisan input, y1 sampai y10 merupakan unit-

    unit lapisan output dan z1 sampai z96 merupakan unit-unit lapisan tersembunyi.

    5. b1 merupakan bias ke lapisan tersembunyi dan b2 merupakan bias ke lapisan

    keluaran.

    6. v0j dan w0k masing-masing adalah bobot bias untuk unit tersembunyi ke-j dan unit

    output ke-k. vij adalah bobot koneksi antara unit ke-i lapisan input dengan unit ke-j

    lapisan tersembunyi, sedangkan wjk adalah bobot koneksi antara unit ke-j lapisan

    tersembunyi dengan unit ke-k lapisan output.

    Setelah jaringan dibangun, maka dapat dilakukan proses pelatihan dan

    pengujian jaringan.

    3.3.2 Proses Pelatihan

    Proses pelatihan dilakukan untuk melatih jaringan agar dapat mengenali angka tulisan

    tangan, baik yang dilatihkan maupun tidak dilatihkan. Setiap pelatihan dilakukan

    menggunakan parameter-parameter yang telah ditentukan. Pelatihan jaringan

    propagasi balik terdiri dari tiga tahap, yaitu umpan maju, pemropagasian error, dan

    perbaikan nilai bobot. Ketiga tahapan tersebut terus dilakukan sampai error keluaran

    jaringan lebih kecil dari toleransi error atau dicapai maksimal epoch. Bobot terakhir

    yang didapatkan dari proses pelatihan digunakan pada proses pengujian. Tahapan

    proses pelatihan jaringan dapat dilihat pada bab 2.5 mengenai algoritma propagasi

    balik.

  • 48

    3.3.3 Proses Pengujian

    Proses pengujian adalah menguji jaringan yang telah dilatihkan untuk mengenali data

    uji yang tidak digunakan pada tahap pelatihan jaringan. Menggunakan bobot yang

    didapatkan setelah proses pelatihan, jaringan diharapkan mampu mengenali angka

    yang terdapat pada data uji. Tahap pengujian hanya menggunakan tahap umpan maju

    yang dipakai untuk mencari nilai keluaran lapisan tersembunyi dan lapisan keluaran.

    Tahapan proses pengujian dapat dilihat pada bab 2.5 mengenai algoritma propagasi

    balik.

  • BAB 4

    IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN

    4.1 Implementasi

    Analisis dan pemodelan pengenalan angka tulisan tangan yang telah dilakukan pada

    bab sebelumnya harus diimplementasikan ke dalam kode program agar dapat

    dilakukan pengujian untuk mengetahui kemampuan kombinasi metode zoning dan

    diagonal based faeature extraction.

    Pengkodean dibagi menjadi lima modul utama, yaitu :

    1. Modul prapengolahan citra

    Merupakan modul untuk melaksakan semua proses prapengolahan citra dan

    melaksanakan proses ekstraksi fitur.

    2. Modul inisialisasi

    Merupakan modl untuk melaksanakan inisialisasi bobot awal.

    3. Modul pelatihan jaringan

    Merupakan modul untuk melaksanakan proses pelatihan jaringan propagasi balik.

    4. Modul pengujian jaringan

    Merupakan modul untuk melaksanakan proses pengujian jaringan propagasi balik

    yang telah dilatihkan.

    5. Modul program utama

    Merupakan modul untuk menjalankan modul prapengolahan citra, pelatihan

    jaringan dan pengujian jaringan.

    Pada penelitian ini, pengkodean dilakukan menggunakan bahasa pemrograman

    C++. Compiler yang digunakan adalah GNU GCC 4.2.1 yang digunakan melalui IDE

    Codeblocks 8.02. Karena bahasa C++ tidak memiliki modul untuk melakukan

  • 50

    pengolahan citra, maka pada penelitian ini digunakan modul tambahan untuk proses

    pengolahan citra, yaitu modul CImg. Modul ini dapat diunduh dari situs resminya

    http://cimg.sourceforge.net. Fungsi-fungsi dari modul CImg yang digunakan dapat

    dilihat pada tabel 4.1.

    Tabel 4.1 Fungsi-fungsi CImg yang digunakan

    Fungsi Deskripsi Fungsi

    CImg

    img(filename)

    Fungsi untuk membuat objek dengan nama img dari kelas

    CImg dengan tipe template pixel float. Filename (string)

    adalah nama file yang akan dijadikan objek.

    Contoh : CImg img(Lena.bmp);

    CImg img(x,

    y, z, channel,

    color)

    Fungsi untuk membuat objek dengan nama img dari kelas

    CImg dengan tipe template pixel float. Objek yang dibuat

    berdasarkan parameter yang dimasukkan. X adalah lebar

    citra, y adalah tinggi citra, z adalah kedalaman citra (2d atau

    3d), channel adalah banyaknya channel warna (3 untuk warna

    RGB), color adalah warna untuk citra tersebut. Nilai 0 adalh

    warna hitam dan nilai 255 adalah warna putih.

    Contoh : CImg img(640, 480, 1, 3, 0);

    img.save(filename) Fungsi untuk menyimpan objek CImg dengan nama img ke

    file citra dengan nama filename (string). Pada filename

    dituliskan juga format citra yang akan disimpan.

    Contoh : img.save(Lena 2.bmp);

    img(x, y, 0) Fungsi untuk mendapatkan nilai warna dari objek CImg

    dengan nama img pada koordinat piksel (x, y) dan channel

    pertama, yaitu 0.

    Contoh : img(10, 20, 0);

    Selain itu, untuk mengubah nilai piksel pada koordinat dan

    channel tertentu juga menggunakan fungsi ini.

    Contoh : img(10, 20, 0) = 254;

    img.width() Fungsi untuk mendapatkan nilai lebar dari objek CImg

    dengan nama img.

  • 51

    Tabel 4.1 Fungsi-fungsi CImg yang digunakan (lanjutan)

    Fungsi Deskripsi Fungsi

    img.height() Fungsi untuk mendapatkan nilai tinggi dari objek CImg

    dengan nama img.

    img.resize(x, y) Fungsi untuk mengubah resolusi dari objek CImg dengan

    nama img menjadi ukuran sesuai dengan parameter x (lebar)

    dan y (tinggi).

    Contoh : img.resize(600, 400);

    Seluruh kode program yang telah dibuat dapat dilihat pada lampiran A.

    4.2 Pengujian

    Setelah dilakukan tahap implementasi dilakukan pengujian kemampuan kombinasi

    metode zoning dan diagonal based feature extraction pada jaringan propagasi balik

    untuk pengenalan angka tulisan tangan. Untuk mengetahui penambahan tingkat

    pengenalan yang didapatkan dengan menggunakan kombinasi metode tersebut,

    dibangun dua jaringan lain dengan arsitektur dan parameter yang sama tetapi masing-

    masing menggunakan satu metode ekstraksi saja, yaitu zoning atau diagonal based

    feature extraction. Jaringan yang menggunakan kombinasi metode zoning dan

    diagonal based feature extraction menggunakan 123 nilai fitur, jaringan yang

    menggunakan metode zoning menggunakan 54 nilai fitur dan jaringan yang

    menggunakan metode diagonal based feature extraction menggunakan 69 nilai fitur

    sebagai masukan.

    4.2.1 Persiapan Jaringan

    Ketiga jaringan tersebut memiliki lapis tersembunyi dan lapis keluaran yang sama,

    yaitu 96 neuron lapis tersembunyi dan 10 neuron lapis keluaran. Lapis masukan

    dibangun sesuai dengan metode ekstraksi yang digunakan, yaitu zoning (54 neuron

  • 52

    masukan), diagonal based feature extraction (69 neuron masukan) dan kombinasinya

    (123 neuron masukan). Arsitektur ketiga jaringan tersebut dapat dilihat pada tabel 4.2.

    Tabel 4.2 Arsitektur tiga jaringan yang diujikan

    Jaringan Metode Ekstraksi Lapis

    Masukan

    Lapis

    Tersembunyi

    Lapis

    Keluaran

    I Zoning 54 96 10

    II Diagonal Based Feature

    Extraction 69 96 10

    III Zoning dan Diagonal

    Based Feature Extraction 123 96 10

    Sebelum diuji, ketiga jaringan tersebut dilatih menggunakan data latihan

    dengan parameter pelatihan, yaitu laju pembelajaran 0.1, momentum 0.5 dan batas

    error 0.01. Ketiga jaringan tersebut dilatih hingga nilai error (MSE) yang dicapai lebih

    kecil dari 0.01. Data latihan dapat dilihat pada lampiran B.

    4.2.2 Hasil Pengujian

    Setelah ketiga jaringan tersebut dilatih, dilakukan pengujian tingkat pengenalan dari

    ketiga jaringan tersebut. Tingkat pengenalan diuji menggunakan diuji menggunakan

    data uji, yaitu data baru yang tidak digunakan pada tahap pelatihan. Data yang

    digunakan untuk pengujian adalah 100 pola angka (Lampiran B). Hasil pengenalan

    data uji dari ketiga jaringan yang diujikan dapat dilihat pada tabel 4.3, tabel 4.4 dan

    tabel 4.5 untuk jaringan I, II dan III.

    Tabel 4.3 Hasil pengenalan data uji jaringan I (Zoning)

    Jaringan Pola Target Matrik Output Output

    I 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0

    1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0

    2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0

    3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0

    4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0

    5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0

  • 53

    Tabel 4.3 Hasil pengenalan data uji jaringan I (Zoning) (lanjutan)

    Jaringan Pola Target Matrik Output Output

    I 6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0

    7 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0

    8 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0

    9 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0

    10 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1

    11 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1

    12 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1

    13 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1

    14 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1

    15 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1

    16 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1

    17 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1

    18 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1

    19 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1

    20 2 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 6

    21 2 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 2

    22 2 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 2

    23 2 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 2

    24 2 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 2

    25 2 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 2

    26 2 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 7

    27 2 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 2

    28 2 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 2

    29 2 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 2

    30 3 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 3

    31 3 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 3

    32 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -

    33 3 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 -

    34 3 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 3

    35 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -

    36 3 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 -

    37 3 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 3

    38 3 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 3

    39 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -

    40 4 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 4

    41 4 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 4

    42 4 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 4

    43 4 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 4

    44 4 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 6

    45 4 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 4

    46 4 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 4

    47 4 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 4

    48 4 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 -

    49 4 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 4

  • 54

    Tabel 4.3 Hasil pengenalan data uji jaringan I (Zoning) (lanjutan)

    Jaringan Pola Target Matrik Output Output

    I 50 5 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 5

    51 5 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 5

    52 5 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 -

    53 5 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 5

    54 5 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 5

    55 5 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 5

    56 5 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 5

    57 5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -

    58 5 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 5

    59 5 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 5

    60 5 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 6

    61 6 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 6

    62 6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -

    63 6 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 6

    64 6 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 6

    65 6 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 6

    66 6 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 6

    67 6 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 6

    68 6 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 6

    69 6 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 -

    70 7 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 7

    71 7 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 7

    72 7 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 7

    73 7 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 7

    74 7 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 7

    75 7 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 7

    76 7 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 7

    77 7 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 7

    78 7 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 7

    79 7 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 7

    80 8 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 -

    81 8 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 2

    82 8 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -

    83 8 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 8

    84 8 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 8

    85 8 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 8

    86 8 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 8

    87 8 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 8

    88 8 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -

    89 8 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 8

    90 9 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 -

    91 9 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -

    92 9 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -

    93 9 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9

  • 55

    Tabel 4.3 Hasil pengenalan data uji jaringan I (Zoning) (lanjutan)

    Jaringan Pola Target Matrik Output Output

    I 94 9 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9

    95 9 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9

    96 9 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9

    97 9 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9

    98 9 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9

    99 9 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9

    Tabel 4.4 Hasil pengenalan data uji jaringan II (Diagonal Based Feature

    Extraction)

    Jaringan Pola Target Matrik Output Output

    II 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0

    1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0

    2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0

    3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0

    4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0

    5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0

    6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0

    7 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0

    8 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0

    9 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0

    10 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1

    11 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1

    12 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1

    13 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1

    14 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1

    15 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1

    16 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1

    17 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1

    18 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1

    19 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1

    20 2 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 6

    21 2 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 2

    22 2 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 2

    23 2 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 2

    24 2 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 2

    25 2 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 2

    26 2 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 -

    27 2 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 2

    28 2 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 2

    29 2 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 2

    30 3 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 3

    31 3 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 3

  • 56

    Tabel 4.4 Hasil pengenalan data uji jaringan II (Diagonal Based

    Feature Extraction) (lanjutan)

    Jaringan Pola Target Matrik Output Output

    II 32 3 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 3

    33 3 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 -

    34 3 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 3

    35 3 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 3

    36 3 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 3

    37 3 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 3

    38 3 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 3

    39 3 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 -

    40 4 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 4

    41 4 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 4

    42 4 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 4

    43 4 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 4

    44 4 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 6

    45 4 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 4

    46 4 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 4

    47 4 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 4

    48 4 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 -

    49 4 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 4

    50 5 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 5

    51 5 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 5

    52 5 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 -

    53 5 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 5

    54 5 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 5

    55 5 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 -

    56 5 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 5

    57 5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -

    58 5 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 5

    59 5 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 5

    60 5 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 6

    61 6 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 6

    62 6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0

    63 6 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 6

    64 6 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 6

    65 6 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 6

    66 6 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 6

    67 6 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 6

    68 6 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 -

    69 6 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 6

    70 7 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -

    71 7 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 7

    72 7 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 7

    73 7 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 7

    74 7 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 7

    75 7 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 7

  • 57

    Tabel 4.4 Hasil pengenalan data uji jaringan II (Diagonal Based

    Feature Extraction) (lanjutan)

    Jaringan Pola Target Matrik Output Output

    II 76 7 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 7

    77 7 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 7

    78 7 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 7

    79 7 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 7

    80 8 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 8

    81 8 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 2

    82 8 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9

    83 8 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 8

    84 8 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 8

    85 8 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 8

    86 8 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 8

    87 8 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 8

    88 8 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 8

    89 8 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 8

    90 9 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9

    91 9 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 -

    92 9 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -

    93 9 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9

    94 9 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9

    95 9 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9

    96 9 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9

    97 9 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9

    98 9 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9

    99 9 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9

    Tabel 4.5 Hasil pengenalan data uji jaringan III (Zoning dan Diagonal Based

    Feature Extraction)

    Jaringan Pola Target Matrik Output Output

    III 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0

    1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0

    2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0

    3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0

    4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0

    5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0

    6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0

    7 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0

    8 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0

    9 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0

    10 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1

    11 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1

    12 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1

  • 58

    Tabel 4.5 Hasil pengenalan data uji jaringan III (Zoning dan Diagonal

    Based Feature Extraction) (lanjutan)

    Jaringan Pola Target Matrik Output Output

    III 13 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1

    14 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1

    15 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1

    16 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1

    17 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1

    18 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1

    19 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1

    20 2 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 6

    21 2 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 2

    22 2 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 2

    23 2 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 2

    24 2 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 2

    25 2 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 2

    26 2 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 2

    27 2 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 2

    28 2 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 2

    29 2 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 2

    30 3 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 3

    31 3 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 3

    32 3 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 3

    33 3 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9

    34 3 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 3

    35 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -

    36 3 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 3

    37 3 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 3

    38 3 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 3

    39 3 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 -

    40 4 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 4

    41 4 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 4

    42 4 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 4

    43 4 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 4

    44 4 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 6

    45 4 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 4

    46 4 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 4

    47 4 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 4

    48 4 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 4

    49 4 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 4

    50 5 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 5

    51 5 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 5

    52 5 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 -

    53 5 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 5

    54 5 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 5

    55 5 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 5

  • 59

    Tabel 4.5 Hasil pengenalan data uji jaringan III (Zoning dan Diagonal

    Based Feature Extraction) (lanjutan)

    Jaringan Pola Target Matrik Output Output

    56 5 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 5

    57 5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -

    58 5 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 5

    59 5 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 5

    60 5 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 6

    61 6 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 6

    62 6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0

    63 6 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 6

    64 6 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 6

    65 6 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 6

    66 6 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 6

    67 6 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 6

    68 6 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 -

    69 6 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 6

    70 7 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 7

    71 7 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 7

    72 7 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 7

    73 7 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 7

    74 7 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 7

    75 7 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 7

    76 7 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 7

    77 7 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 7

    78 7 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 7

    79 7 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 7

    80 8 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 8

    81 8 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 2

    82 8 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9

    83 8 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 8

    84 8 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 8

    85 8 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 8

    86 8 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 8

    87 8 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 8

    88 8 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 8

    89 8 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 8

    90 9 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9

    91 9 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 -

    92 9 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -

    93 9 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9

    94 9 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9

    95 9 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9

    96 9 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9

    97 9 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9

    98 9 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9

    99 9 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9

  • 60

    Dari tabel 4.3, tabel 4.4 dan tabel 4.5 diketahui tingkat pengelan dari ketiga

    jaringan tersebut seperti pada tabel 4.6.

    Tabel 4.6 Tingkat pengenalan tiga jaringan yang diujikan

    Jaringan Metode Ekstraksi Pengenalan

    (/100)

    Tingkat

    Pengenalan (%)

    I Zoning 80 80

    II Diagonal Based Feature

    Extraction