PENGENALAN AKSARA BALI MENGGUNAKAN METODE ZONING DAN KNN

Transkripsi

1 TESIS PENGENALAN AKSARA BALI MENGGUNAKAN METODE ZONING DAN KNN I WAYAN AGUS SURYA DARMA PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS UDAYANA DENPASAR 2015

2 TESIS PENGENALAN AKSARA BALI MENGGUNAKAN METODE ZONING DAN KNN I WAYAN AGUS SURYA DARMA NIM PROGRAM MAGISTER PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS UDAYANA DENPASAR 2015

3 PENGENALAN AKSARA BALI MENGGUNAKAN METODE ZONING DAN KNN Tesis untuk Memperoleh Gelar Magister pada Program Magister, Program Studi Teknik Elektro, Program Pascasarjana Universitas Udayana I WAYAN AGUS SURYA DARMA NIM PROGRAM MAGISTER PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS UDAYANA DENPASAR 2015 ii

4 Lembar Pengesahan TESIS TELAH DISETUJUI PADA TANGGAL 11 AGUSTUS 2015 Pembimbing I, Pembimbing II, Prof. Dr. IKG Darma Putra, S.Kom., M.T. Dr. Ir. Made Sudarma, M.A., Sc. NIP NIP Mengetahui Ketua Program Studi Magister Teknik Elektro Program Pascasarjana Universitas Udayana, Direktur Program Pascasarjana Universitas Udayana, Prof. Ir. Ida Ayu Dwi Giriantari,M.Eng.Sc.,Ph.D Prof. Dr. dr. A.A. Raka Sudewi, Sp.S(K) NIP NIP iii

5 Tesis ini Telah Diuji pada Pada Tanggal 4 Agustus 2015 Panitia Penguji Tesis Berdasarkan SK Rektor Universitas Udayana, No.: 2406/UN14.4/HK/2015, Tanggal 3 Agustus 2015 Panitia Penguji Usulan Tesis adalah Ketua : Prof. Dr. IKG Darma Putra, S.Kom., M.T. Anggota : 1. Dr. Ir. I Made Sudarma, M.A.Sc. 2. Prof. Ir. I. A. Dwi Giriantari, M.Eng.Sc., Ph.D. 3. Ir. Linawati, M.Eng.Sc., Ph.D. 4. NMAE Dewi Wirastuti, S.T., M.Sc., Ph.D. iv

6 KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN UNIVERSITAS UDAYANA PROGRAM PASCASARJANA PROGRAM MAGISTER TEKNIK ELEKTRO Alamat: Sekretariat Pascasarjana Universitas Udayana, Jl. Panglima Sudirman Denpasar, Bali SURAT PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT Nama Nim : Program Studi Judul : I Wayan Agus Surya Darma : Teknik Elektro : Pengenalan Aksara Bali Menggunakan Metode Zoning dan KNN Dengan ini menyatakan bahwa karya ilmiah tesis ini bebas plagiat. Apabila dikemudian hari terbukti terdapat plagiat dalam karya ilmiah ini, maka saya bersedia menerima sanksi sesuai peraturan Mendiknas RI No. 17 Tahun 2010 dan Peraturan Perundang-undang yang berlaku. Denpasar, 11 Agustus 2015 Yang membuat pernyataan v I Wayan Agus Surya Darma

7 UCAPAN TERIMAKASIH Segenap puja dan puji syukur penulis panjatkan kehadapan Ida Sang Hyang Widhi Wasa sebagai sumber dari segala sumber pengetahuan, karena atas Asung Kertha Wara NugrahaNya tesis yang berjudul PENGENALAN AKSARA BALI MENGGUNAKAN METODE ZONING DAN KNN ini dapat diselesaikan. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih yang sebesarbesarnya kepada Bapak Prof. Dr. I Ketut Gede Darma Putra, S.Kom., M.T., selaku dosen pembimbing I yang telah banyak membantu dalam memberikan ide, saran, motivasi, bimbingan selama perkuliahan dan pengerjaan tesis ini. Terimakasih yang sebesar-besarnya juga penulis sampaikan kepada Bapak Dr. Ir. Made Sudarma, M.A.Sc., selaku dosen pembimbing II yang telah banyak memotivasi dan membimbing selama perkuliahan dan pengerjaan tesis ini. Ucapan yang sama juga ditujukan kepada Rektor Universitas Udayana Prof. Dr. dr. I Ketut Suastika, Sp.PD- KEMD. atas kesempatan dan fasilitas yang diberikan kepada penulis untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Magister di Universitas Udayana. Ibu Prof. Dr. dr. A. A. Raka Sudewi, Sp.S(K)., sebagai Direktur Program Pascasarjana Universitas Udayana. Ibu Prof. Ir. Ida Ayu Dwi Giriantari, M.Eng.Sc., Ph.D., sebagai Ketua Program Magister Program Studi Teknik Elektro Program Pascasarjana Universitas Udayana dan juga sebagai penguji tesis yang telah banyak memberikan masukan. Terimakasih pula penulis sampaikan kepada Ir. Linawati, M.Eng.Sc., Ph.D., dan Ni Made Ary Esta Dewi Wirastuti, S.T., M.Sc., Ph.D.selaku penguji tesis yang memberikan banyak saran dan masukan dalam penelitian tesis ini. Bapak dan Ibu Dosen di Program Studi Teknik Elektro Program Pascasarjana Universitas Udayana yang sudah mendidik selama perkuliahan. Seluruh staf pengelola Program Studi Teknik Elektro Program Pascasarjana Universitas Udayana yang telah melayani administrasi selama menjadi mahasiswa. Ayah, Ibu, dan saudara-saudara penulis yang selalu memberikan dorongan moril maupun materiil. Istri penulis yang sekaligus teman seperjuangan di S2 MSIK yang telah banyak membantu dalam menjalani perkuliahan. Bapak mertua, Ibu Mertua, dan seluruh keluargaku yang selalu memberikan motivasi dan semangat untuk menyelesaikan studi. Teman-teman seperjuangan di S2 MSIK yang selalu memberikan semangat dalam perkuliahan. Semoga Ida Sang Hyang Widhi Wasa selalu melimpahkan rahmat-nya kepada seluruh pihak yang telah membantu pelaksanaan dan penyelesaian tesis. Penulis berharap semoga karya ini bermanfaat bagi semua orang. Agustus, 2015 Penulis vi

8 ABSTRAK Pengenalan karakter Aksara Bali merupakan suatu teknik untuk melakukan pengenalan terhadap pola atau fitur yang dimiliki oleh karakter Aksara Bali. Pola atau fitur karakter Aksara Bali diperoleh dengan melakukan proses ekstraksi fitur. Aksara Bali yang digunakan pada penelitian ini adalah Aksara Bali tulisan tangan. Ekstraksi fitur dilakukan dengan mencari fitur semantik dan fitur arah yang terdapat pada karakter Aksara Bali. Fitur semantik dan fitur arah diperoleh dengan mengimplentasikan metode zoning, yaitu dengan membagi citra karakter Aksara Bali menjadi beberapa bagian. Proses pelatihan dilakukan pada fitur yang telah dihasilkan untuk membentuk model data latih yang akan digunakan pada proses pengenalan. Proses pengenalan menggunakan metode K Nearest Neighbor terhadap 81 Aksara Bali tulisan tangan. Proses pengenalan dilakukan dengan membandingkan fitur citra uji dengan model data latih. Hasil pengujian sistem pengenalan ini dengan parameter K=3 dan acuan=10 memberikan persentase keberhasilan tertinggi sebesar 97,53%. Pengujian juga dilakukan pada Aksara Wisah parameter K=3 dan acuan=20 yang menghasilkan persentase keberhasilan sebesar 96,30% dan berhasil mengenali semua Aksara Wisah yang diuji. Kata Kunci: Pengenalan karakter, Aksara Bali, Tulisan Tangan, Ekstraksi Fitur, Zoning, K Nearest Neighbor. vii

9 ABSTRACT Balinese character recognition is a technique to recognize feature or pattern of Balinese character. Feature of Balinese character is generated through feature extraction process. This research use handwritten Balinese character. Feature extraction is a process to obtain the feature of character. In this research, feature extraction process generated semantic and direction feature of handwritten Balinese character. Semantic and direction feature is generated using zoning method. The image of Balinese character is divided into some region. Data model is created from the feature of Balinese character through training process. Recognition is using K Nearest Neighbor algorithm to recognize 81 handwritten Balinese character. The feature of balinese character images tester are compared with reference features. Result of the recognition system with K=3 and reference=10 is achieved a success rate of 97,53%. The recognition system is tested again with K=3 and reference=20 on Wisah character, this test achieved a success rate of 96,30% and success to recognize all the tested Wisah character. Keywords: Character Recognition, Balinese Character, Handwritten, Feature Extraction, Zoning, K Nearest Neighbor. viii

10 DAFTAR ISI SAMPUL DALAM... i Halaman Prasyarat Gelar Magister... ii Halaman Pengesahan Pembimbing Tesis... iii Halaman Penetapan Panitia Penguji Tesis... iv Surat Pernyataan Pernyataan Bebas Plagiat... v Ucapan Terimakasih... vi ABSTRAK... vii ABSTRACT... viii DAFTAR ISI... ix DAFTAR TABEL... xii DAFTAR GAMBAR... xiv BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Ruang Lingkup Penelitian Keaslian Penelitian... 5 BAB II KAJIAN PUSTAKA State of the Art Review Penelitian Terkait Pengenalan Karakter Tulisan Tangan Penelitian Terkait Ekstraksi Fitur Penelitian Terkait Metode Zoning Penelitian Terkait Klasifikasi KNN Aksara Bali... 9 ix

11 2.3 Naskah Lontar Lontar Berdasarkan Rupa Lontar Lontar Berdasarkan Kesusastraan Lontar Berdasarkan Ciri Fisik Ekstraksi Fitur Klasifikasi KNN BAB III METODE PENELITIAN Data Citra Aksara Bali Rancangan Sistem Pengenalan Aksara Bali Preprocessing Segmentasi Aksara Bali Tahap Pengenalan Aksara Bali Input Citra Ekstraksi Fitur Klasifikasi Rancangan Antarmuka Sistem Pengujian Sistem Ekstraksi Fitur Aksara Bali BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Gambaran Umum Hasil Penelitian Pembahasan Pelatihan Aksara Bali Pengenalan Aksara Bali Pengujian Sistem Analisis Hasil Pengenalan BAB V PENUTUP x

12 5.1 Simpulan Saran xi

13 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Fitur Geometri Tabel 2.2 Klasifikasi Data Tabel 2.3 Pengelompokan Jarak euclidean terkecil Tabel 2.4 Klasifikasi KNN Tabel 3.1 Nilai Label dan Arah pada Fitur Arah Tabel 3.2 Hasil Fitur Arah Tabel 3.3 Hasil Fitur semantik Tabel 4.1 Jenis Fitur Tabel 4.2 Fitur Aksara Bali Tabel 4.3 Fitur titik henti pada aksara KA Tabel 4.4 Fitur Arah Pada Aksara Bali KA Tabel 4.5 Fitur Arah Aksara Bali Tabel 4.6 Keterangan Fitur Arah Tabel 4.7 Fitur Sematik Aksara Bali Tabel 4.8 Keterangan Fitur Semantik Tabel 4.9 Fitur Aksara Ka (1) Tabel 4.10 Fitur Aksara Ka (2) Tabel 4.11 Hasil Pengenalan Tabel 4.12 Hasil Pengujian Pengenalan Aksara Bali dengan Parameter K=1 dan Reference= Tabel 4.13 Hasil Pengujian Pengenalan Aksara Bali dengan Parameter K=2 dan Reference= Tabel 4.14 Hasil Pengujian Pengenalan Aksara Bali dengan Parameter K=3 dan Reference= Tabel 4.15 Hasil Pengujian Pengenalan Aksara Bali dengan Parameter K=4 dan Reference= xii

14 Tabel 4.16 Hasil Pengujian Pengenalan Aksara Bali dengan Parameter K=5 dan Reference= Tabel 4.17 Hasil Pengujian Pengenalan Aksara Bali dengan Parameter K=6 dan Reference= Tabel 4.18 Hasil Pengujian Pengenalan Aksara Bali dengan Parameter K=7 dan Reference= Tabel 4.19 Hasil Pengujian Pengenalan Aksara Bali dengan Parameter K=8 dan Reference= Tabel 4.20 Hasil Pengujian Pengenalan Aksara Bali dengan Parameter K=9 dan Reference= Tabel 4.21 Hasil Pengujian Pengenalan Aksara Bali dengan Parameter K=10 dan Reference= Tabel 4.22 Hasil Pengujian I Tabel 4.23 Hasil Pengujian II Tabel 4.24 Hasil Pengujian III Tabel 4.25 Pengujian dengan jumlah acuan= Tabel 4.26 Hasil Pengujian pada Aksara Bali Cetak Tabel 4.27 Hasil Pengujian Parameter K=3 dan Refference= xiii

15 DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Aksara Bali yang ditulis pada Lontar... 2 Gambar 1.2 Diagram Fishbone Penelitian... 6 Gambar 2.1 Lontar Prasi Gambar 2.2 Lontar Pipil Gambar 2.3 Lontar Embat-embatan Gambar 2.4 Lontar Kropakan Gambar 3.1 citra aksara ha hasil segmentasi Gambar 3.2 citra Aksara Bali hasil segmentasi Gambar 3.3 Diagram Penelitian Pengenalan Aksara Gambar 3.4 Gambaran umum pengenalan karakter citra Aksara Bali Gambar 3.5 Proses pembentukan nilai Gambar 3.6 informasi semantik pada karakter tulisan Bali Gambar 3.6 Ketetanggaan sebuah karakter Gambar 3.7 Contoh penyelesaian algoritma titik henti Gambar 3.8 Pencarian awal lintasan pada karakter Gambar 3.9 fitur Loop pada karakter Ka Gambar 3.10 fitur panjang dan lebar Aksara Ba Gambar 3.11 Pencarian awal garis horizontal Gambar 3.12 Fitur jumlah garis horisontal Gambar 3.13 Pencarian awal garis vertikal Gambar 3.14 fitur jumlah garis vertikal Gambar 3.15 Rancangan Antarmuka Menu Pengenalan Gambar 3.16 Rancangan menu training data Gambar 4.1 Gambaran umum hasil penelitian Gambar 4.2 Menu Pelatihan Data xiv

16 Gambar 4.3 Data Latih Gambar 4.4 Titik henti pada Aksara Bali KA Gambar 4.5 Loop pada Aksara Bali KA Gambar 4.6 Panjang dan Lebar Karakter Aksara Bali KA Gambar 4.7 Garis Vertikal Pada Aksara Bali KA Gambar 4.8 Garis Horizontal Pada Aksara Bali KA Gambar 4.9 Fitur Arah Pada Aksara Bali KA Gambar 4.10 Hasil pengenalan Gambar 4.11 Citra Aksara diubah menjadi ukuran satu piksel Gambar 4.12 Hasil Fitur Aksara Ka (1) Gambar 4.13 Hasil Fitur Aksara Ka (2) Gambar 4.14 Grafik Persentase Pengenalan Gambar 4.15 Grafik Persentase Pengenalan Gambar 4.16 Grafik Persentase Pengenalan Gambar 4.17 Grafik persentase pengenalan berdasarkan reference yang digunakan xv