SISTEM VERIFIKASI BIOMETRIKA TELAPAK TANGAN DENGAN METODE DIMENSI FRAKTAL DAN LACUNARITY

Transkripsi

1 SISEM VERIFIKASI BIOMERIKA ELAPAK ANGAN DENGAN MEODE DIMENSI FRAKAL DAN LACUNARIY Staff Pengaja eknik Elekto, Fakulta eknik, Univeita Udayana Kampu Bukit Jimbaan, Bali, Abtak Sitem pengenalan dii ecaa otomati dengan telapak tangan meupakan teknologi biometika yang maih elatif bau. Pemaalahan utama dalam item pengenalan dengan telapak tangan adalah bagaimana mempeoleh cii telapak tangan teebut. Penelitian ini mempekenalkan pendekatan bau untuk menghailkan cii telapak tangan yaitu dimeni faktal dan deajat kekoongan faktal (lacunaity). Sko pencocokan dua telapak tangan dihitung dengan metika koelai. Sitem diuji menggunakan ekita 5 telapak tangan milik 5 eponden. Hail pecobaan menunjukkan item mampu menghailkan tingkat kebehailan ekita 98% atau FAR =.939 %, FRR =.939%, =.364. Kata kunci : biometic, palmpint,factal dimenion, lacunaity PENDAHULUAN Pada ea infomai ini, kebutuhan tehadap item pengenalan dii (peonal ecognition) ecaa otomati yang handal dan dapat dipecaya emakin meningkat teutama untuk item keamanan. Sitem pengenalan betujuan memecahkan identita eeoang. edapat dua tipe item pengenalan, yaitu item veifikai dan identifikai. Sitem veifikai betujuan untuk meneima atau menolak identita yang diklaim oleh eeoang, edangkan item identifikai betujuan untuk memecahkan identita eeoang. Sitem veifikai pada daanya menjawab petanyaan Apakah identita aya ama dengan identita yang aya ebutkan?, edangkan item identifikai pada daanya menjawab petanyaan identita iapakah ini?. Dai udut pandang komplekita, item veifikai lebih edehana kaena hanya mencocokan atu maukan dengan atu data acuan (pencocokan : ), edangkan item identifikai mencocokan atu maukan dengan banyak data acuan (pencocokan : M). Bebagai pendekatan telah dikembangkan untuk melakukan pengenalan dii ecaa otomati. Pendekatan-pendekatan teebut pada daanya dapat dikelompokkan menjadi tiga, yaitu: petama, bedaakan pada euatu yang dimiliki (poeionbaed), epeti kunci (phyical key) dan katu (cad). Kedua, bedaakan pada euatu yang diketahui (knowledge-baed), epeti identita pengguna (ueid), PIN, dan pawod, dan ketiga, bedaakan biometika (biometic-baed), epeti idik jai, wajah, uaa, dan lain-lain. edapat enam biometika yang umum dipakai untuk item pengenalan dii, antaa lain: idik jai (fingepint), elaput pelangi (ii), wajah (face), uaa (voice), geometi tangan (hand geomety), dan tanda tangan (ignatue) (Nalini,3). elapak tangan (palmpint) meupakan biometika yang maih elatif bau diteliti dan digunakan untuk item pengenalan Publikai petama tentang item pengenalan biometika telapak tangan adalah tahun 998 (Zhang,4). elapak tangan memiliki bebeapa kaakteitik unik yang angat menjanjikan untuk digunakan pada item pengenalan dii. Kaakteiitik teebut diantaanya: cii geometi epeti: panjang, leba, dan aea telapak tangan, cii gai-gai utama epeti: gai hati, gai kepala, dan gai kehidupan, cii gai-gai kuut atau lemah, cii titik delta, dan cii minui. Gaigai utama dan kuut, yang eing diebut dengan cii gai aja, memiliki bebeapa kelebihan dibandingkan cii yang dihailkan biometika lainnya, epeti: dapat dipeoleh dai cita eolui endah, ulit dipalu, dan beifat tabil kaena edikit mengalami peubahan dalam kuun waktu lama. elapak tangan menyediakan aea yang lebih lua dibandingkan dengan idik jai, ehingga lebih banyak cii unik dapat dihailkan untuk meningkatkan unjuk keja item pengenalan teutama untuk item identifikai. Saat akuiii data, tidak epeti idik jai, telapak tangan tidak menyentuh eno ehingga tidak tedapat ia tekanan telapak tangan yang melekat pada eno. Kelebihan-kelebihan inilah yang menyebabkan telapak tangan mulai diminati dan diteliti. Pemaalahan penting yang hau dijawab dalam item pengenalan telapak tangan adalah bagaimana mempeoleh cii telapak tangan. Bebagai metode telah dipekenalkan oleh bebeapa penelitian ebelumnya (Chih-Lung et al,4; Connie et al,3; Duta et al,; Kuma et al, 4; Li et al;, Pang et al,3; Shu et al,998; Wu et al,4; Zhang et al,999, Zhang et al,4) untuk mempeoleh cii telapak tangan. Penelitian ini mempekenalkan uatu metode bau untuk memiahkan cii telapak tangan, yaitu menggunakan metode dimeni dan deajat kekoongan faktal. eknologi Elekto Vol. 8 No. Juli - Deembe 9

2 Pemilihan metode faktal didaai pada petimbangan gai-gai tangan beifat alami. Poe pembentukannya angat dipengauhi oleh kondii bayi ketika beada dalam kandungan (Richad et al,5). Gai-gai tangan bukan muni gai luu, jumlah gai lemah atau kuut cendung banyak dan tidak teatu, ementaa faktal adalah uatu metode yang angat cocok untuk model alami dan keadaan yang tidak teatu. DASAR EORI. Dimeni Faktal itik (point) tidak memiliki dimeni kaena tidak memiliki panjang, leba maupun bobot. Gai (line) bedimeni kaena memiliki panjang. Bidang (plane) bedimeni kaena memiliki panjang dan leba. Ruang (pace) bedimeni 3, kaena memiliki panjang, leba, dan kedalaman. Bila dipehatikan, dimeni dai objek-objek Eucledian (gai, bidang, dan uang) meupakan bilangan bulat, yaitu betuuttuut,, dan 3. Objek-objek Faktal dapat memiliki dimeni pecahan (factional dimenion). Metode yang umum digunakan untuk menghitung dimeni dai objek faktal adalah metode penghitungan kotak (box counting) yang dapat dinyatakan ebagai beikut. log () ( N() ) D = () log( ) dengan N() menyatakan banyaknya kotak beukuan yang beii infomai (pixel) objek, dan D() adalah dimeni faktal objek dengan kotak beukuan. Langkah-langkah metode penghitungan kotak adalah ebagai beikut. Petama, cita dibagi kedalam kotak-kotak dengan ukuan. Kedua, hitung banyaknya kotak N() yang dibutuhkan melingkupi uatu objek. Nilai N() angat tegantung pada. Nilai beubah dai ampai k, dengan k =,,, dan eteunya, dan k tidak boleh lebih bea dai ukuan cita. Bila cita beukuan m x m, maka nilai k akan behenti ampai m. Ketiga, hitung D() dengan peamaan (.3). Langkah teakhi adalah membuat gai luu (egei linie) bedaakan nilai-nilai log(n()) (ebagai umbu y) dan nilai-nilai log() (umbu x). Kemiingan (lope) dai gai luu teebut meupakan dimeni faktal dai uatu objek.. Deajat kekoongan Faktal Deajat kekoongan faktal menguku bagaimana faktal mengii uang. Faktal yang memiliki kepadatan tinggi, memiliki deajat kekoongan endah. Deajat kekoongan meningkat bila tingkat kekaaan meningkat. Deajat kekoongan dapat dihitung dengan caa ebagai beikut. Bila P(m,L) menyatakan pobabilita dai titik bejumlah m pada kotak yang beukuan L. Maka untuk etiap nilai L N m= P( m, L) = () dengan N menyatakan banyaknya pikel pada kotak yang beukuan L. M M N ( L) = mp( m L) m= N ( L) = m P( m L) m=, (3), (4) Deajat kekoongan dapat didefiniikan ebagai ( L) L) [ M ( L) ] [ M ( L) ] M ( Λ = (5) Kaena deajat kekoongan menuun bila ukuan kotak (L) membea, maka nilai L emakin kecil meupakan pilihan yang lebih baik kaena akan lebih menceminkan deajat kekoongan dai objek atau cita. 3 MEODELOGI 3. Segmentai ROI dan Nomaliai eknik egmentai ROI, peiapan pengolahan dan nomaliai menggunakan metode pada [3][4]. 3. Pemiahan Cii elapak angan Pemiahan cii telapak tangan dilakukan dengan metode dimeni dan deajat kekoongan faktal. ahapan-tahapan pemiahan cii dengan metode ini dapat dijelakan ebagai beikut.. Gai-gai telapak tangan dideteki dalam aah o, 45 o, 9 o, 35 o, dengan caa beikut: I = I h (6) I = I h (7) I 3 = I h 3 (8) I 4 = I h 4 (9) dengan menyatakan opeai konvolui, I, I, I 3 dan I 4 betuut-tuut menyatakan cita ajah telapak tangan dalam aah o, 45 o, 9 o, dan 35 o, edangkan h, h, h 3, dan h 4 meupakan tapi epeti ditunjukkan pada Gamba, akan tetapi ukuannya yang dipelua menjadi 9 x 9. Gamba. api pendeteki gai dai kii ke kanan betuut-tuut untuk aah o, 45 o, 9 o, dan 35 o eknologi Elekto Vol. 8 No. Juli - Deembe 9

3 . Cita I, I, I 3 dan I 4 kemudian diambangkan dengan metode Otu ehingga dipeoleh 4 cita bine. 3. Setiap cita bine kemudian dipatii menjadi M x M blok tanpa tumpang tindih. Dalam pengujian akan dicoba dua nilai M, yaitu 4 dan Selanjutnya nilai dimeni dan deajat kekoongan faktal untuk etiap blok dihitung, ehingga dipeoleh panjang vekto cii M pada etiap cita bine, yang maing-maing cii dapat dinyatakan ebagai: v D = (d, d, d 3,., d M ) untuk cii dimeni faktal v L = (k, k, k 3,., k M ) untuk cii deajat kekoongan faktal Dimeni faktal dan deajat kekoongan faktal betuut-tuut dihitung dengan peamaan () dan (5). Gamba menunjukkan hail etiap tahapan pemiahan cii dengan menggunakan metode DFL. Gamba (a) meupakan cita ali, gamba (b),(c),(d), dan (e) betuut-tuut adalah ajah telapak tangan dalam aah o, 45 o, 9 o, dan 35 o, gamba (f),(g),(h), dan (i) betuut-tuut adalah cita bine dai gamba (b),(c),(d), dan (e), gamba (j)-(m) dan (n)-(q) betuut-tuut cii dimeni dan deajat kekoongan faktal dai gamba (f),(g),(h), dan (i) yang dibagi menjadi 4 x 4 blok. Panjang vekto cii dimeni dan deajat kekoongan faktal maing-maing adalah 64. Gamba 3 (a) menyajikan koelai tiga elemen vekto cii dalam uang 3D. Wana biu, hijau, dan meah betuut-tuut menyatakan tiga telapak tangan pada goup A, B, dan C. Gamba (b) menyajikan koelai tiga elemen vekto cii ekita 5 telapak tangan milik oang. V 5 (j) (k) (l) (m) (n) (o) (p) (q) Gamba. ahapan pemiahan cii dengan metode dimeni dan deajat kekoongan faktal V 4 (a) V..85 (a) (b) (c).8 V (d) (e) (f).3. V V.5. (g) (h) (i) (b) Gamba 3. Repeentai elemen vekto cii dalam uang 3D. (a) tiga elemen vekto cii goup A,B,dan C, (b) tiga elemen vekto cii untuk 5 telapak tangan eknologi Elekto 3 Vol. 8 No. Juli - Deembe 9

4 3.3 Pencocokan Pencocokan antaa cita uji dengan cita acuan menggunakan metika koelai tenomaliai, yaitu: d ( x x )( x x ) [( x x )( x x ) ]( x x )( x x ) = () dengan x = n x j,dan j x [ ] = n x j j () Peentae(%) Pengguna ah Pengguna tidak ah dengan x dan x meupakan vekto cii cita uji dan cita acuan. Jaak koelai di ata memiliki jangkauan nilai antaa ampai dengan. Semakin miip cita uji dengan cita acuan, maka nilai jaak koelainya emakin mendekati, dan bila emakin tidak miip maka nilainya mendekati. Untuk menentukan apakah cita uji adalah ah (genuine) atau tidak ah (impoto) digunakan uatu nilai ambang (thehold value). Bila jaak (coe) lebih kecil dai nilai ambang maka pengguna dikatakan ah, bila lebih bea maka pengguna dikatakan tidak ah. 4 PERCOBAAN DAN HASIL Pengujian item veifikai pada penelititan ini, menggunakan ekita 5 cita tangan milik 5 ue dengan 5 ampel untuk etiap ue. iga cita ampel petama digunakan ebagai cita acuan pada baidata, edangkan ianya untuk pengujian. Ada jeni pengujian yang dilakukan, yaitu petama, mencocokan cii cita uji dengan ata-ata dai ketiga cii cita latih, kedua, etiap cita telapak tangan yang ada pada baidata dicocokan atu ama ehingga total pencocokan yang tejadi adalah 7865 pencocokan. Gamba 4 menunjukkan ditibui pobabilita ko pengguna ah dan tidak ah, dan Gamba 5 menunjukkan nilai FAR, FRR dan EER dengan bebagai nilai ambang, dengan hanya menggunakan cii dimeni faktal ehingga panjang vekto cii adalah 64. Cii cita acuan yang digunakan adalah cii ata-ata dai ketiga cita acuan. FAR/FRR Sko Gamba 4. Ditibui pobabilita ko pengguna ah dan tidak ah dengan menggunakan cii dimeni faktal dengan panjang vekto cii FAR4 dan 3 FRR FRR FAR EER =,939% Nilai Ambang () Gamba 5. Nilai FAR, FRR, dan EER dengan menggunakan cii dimeni faktal aja, panjang vekto cii 64 abel menunjukkan bebeapa nilai FAR dan FRR dengan bebeapa nilai ambang (), dengan menggunakan cii dimeni faktal, deajat kekoongan faktal, dan gabungan kedua cii teebut. Dai abel telihat bahwa gabungan cii dimeni dan deajat kekoongan faktal tidak membeikan hail yang lebih baik dibandingkan bila hanya menggunakan dimeni faktal aja atau deajat kekoongan aja. eknologi Elekto 4 Vol. 8 No. Juli - Deembe 9

5 abel. Nilai FAR/FRR dengan menggunakan bebeapa nilai ambang (), dengan cii dimeni faktal, deajat kekoongan faktal, dan gabungan keduanya, dengan meata-atakan cii cita acuan Deajat Dimeni Faktal Kekoongan Kombinai FFR(%) FAR(%) FRR(%) FAR(%) FRR(%) FAR(%),74,878,55,749 3,6683,838,6 5,746,69,964,558,6875,49,558,4366,7 4,467,34,64,393,867,99,734,8665,8 3,33,7683,364,939,939,399,939,939,9,734,555,564,5949 3,834,599,759 3,8646,,7544 4,5594,664,64 5,84,699,9569 5,94,,4354 6,85,764,7974 6,773,799,638 6,8734,,759,987 Selain membagi cita menjadi 4 x 4 blok, pengujian juga dilakukan dengan membagi cita 8 x 8 blok ehingga total panjang vekto cii adalah 56 bila menggunakan cii dimeni atau deajat kekoongan faktal aja, atau 5 bila menggunakan gabungan kedua cii teebut. EER yang dipeoleh dengan menggunakan penambahan jumlah cii betuut-tuut adalah,39,,7544, dan 3,3493 untuk cii dimeni faktal, deajat kekoongan faktal, dan gabungan dimeni dan deajat kekoongan faktal. Hail pengujian ini menunjukkan penambahan cii tidak menjamin membeikan hail yang lebih baik. abel menunjukkan hail pengujian item veifikai dengan tidak meata-atakan cii cita latih. abel. Nilai FAR/FRR dengan menggunakan bebeapa nilai ambang (), dengan cii dimeni faktal, deajat kekoongan faktal, dan gabungan keduanya, dengan tidak meata-atakan cii cita acuan Dimeni Faktal (64 cii) Deajat Kekoongan (64 cii) Kombinai (8 cii) FRR(%) FAR(%) FRR(%) FAR(%) FRR(%) FAR(%),74 4,7847,8679,99 4,5933,763,8 7,947,36,964 4,354,3338,399 4,67,936,9 5,5,466,49 3,878,9538,499 3,7799,7556, 4,67,378,64 3,579 3,466,649,9665,979, 3,44 3,68,74,987 4,39,749,5837 4,788,,88 6,396,84,393 5,8364,849,53 5,474,3,53,3,94, 7,5937,949,773 7,6,4,789,774 Bedaakan abel dan abel telihat bahwa unjuk keja item veifikai dengan menggunakan ata-ata cii cita latih lebih baik dibandingkan dengan tanpa meata-atakan cii cita acuan. 5 SIMPULAN Bedaakan hail pecobaan, item veifikai biometika telapak tangan ini memiliki unjuk keja yang tinggi, tebukti dai nilai FAR, FRR, dan EER item ini kecil atau memiliki tingkat akuai tinggi yaitu tingkat akuai mencapai 98% atau FAR =.939 %, FRR =.939%, =.364. Unjuk keja tingi pada item ini dipengauhi juga oleh poe egmentai, peiapan pengolahan, dan nomaliai yang dipekenalkan oleh Dama Puta, 6. 6 DAFAR PUSAKA []. Cheng S., 4, Featue Extaction of Medical Image Baed on the Factal Chaateitic, oktobe 4. []. Caetanno.J., Agma aina, Leejay Wu, Chito F., 4, Fat featue election uing factal dimenion, Nopembe 4. eknologi Elekto 5 Vol. 8 No. Juli - Deembe 9

6 [3]. Dama Puta, IKG. 6. Dietai: Metode Faktal untuk Sitem Pengenalan Biometika elapak angan. Yogyakata: Univeita Gadjah Mada. [4]. Dama Puta, Adhi Suanto, Agu Hajoko, homa Si Widodo, 5, Sitem Veifikai dengan Biometika elapak angan, Poiding, UY Jogjakata. [5]. Kuma A., David C.M.Wong, Helen C.Shen, Anil K.Jain, 4, Peonal Veification uing Palmpint and Hand Geomety Biometic, BPA3.pdf, Maet 4. [6]. Liu Y., Yanda Li, 997, Image Featue Extaction and Segmentation uing Factal Dimenion, Intenational Confeence on Infomation, Communication and Signal Poceing. [7]. Nalini K.R., Andew Senio, Ruud M.Bolle, 3, Automated Biometic, 4 Mei 3. [8]. Patt W.K., 99, Digital Image Poceing, Second Edition, John Wiley & Son. [9]. Zhang D., 4, Biometic An Unique Authentication Appoach, Juli 5 eknologi Elekto 6 Vol. 8 No. Juli - Deembe 9