BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah Berkurangnya fungsi pendengaran adalah penurunan fungsi pendengaran pada salah satu ataupun kedua telinga. Hal ini disebabkan oleh infeksi, strokes, obat-obatan, tumor, dan gangguan medis lainnya. Penurunan fungsi pendengaran bisa juga merupakan akibat dari mendengar suara atau bunyi yang sangat keras secara terus-menerus. Selain itu, faktor usia juga sangat mempengaruhi. Untuk mengatasi penurunan fungsi pendengaran, dikembangkan sebuah alat khusus yang didesain untuk meningkatkan volume suara dan mengurangi efek noise. Alat ini disebut hearing aid. Hearing aid merupakan suatu alat elektronik yang dioperasikan dengan batere, yang berfungsi memperkuat dan merubah suara sehingga komunikasi bisa berjalan dengan lancar. Meskipun begitu, masih ada sebagian penderita gangguan pendengaran yang tidak menggunakan hearing aid. Salah satu faktornya yaitu ketidakpuasan para pengguna. Bahwa alat yang dipakai tidak sesuai dengan harapan mereka karena setiap individu mempunyai respon pendengaran yang berbeda-beda. Awalnya, semua hearing aid dikembangkan secara analog. Hearing aid terdiri dari sebuah mikrophone untuk menangkap suara, amplifier untuk meningkatkan volume suara dan speaker untuk menghantarkan suara yang volumenya telah dinaikkan. Namun, sebagai kompensasi semua masalah diatas, tahun 1987 untuk pertama kalinya digital hearing aid diluncurkan ke pasaran. Pada digital hearing aid, proses pengolahan suara menggunakan algoritmaalgoritma khusus untuk dapat menghasilkan kualitas suara yang lebih baik dan nyaman dirasakan penggunanya. Teknologi yang lebih efisien dan akurat, serta dengan kelebihan hands free operation, hearing aid dapat mengatur sendiri volume suara. Hal ini yang mendasari penelitian untuk mensimulasikan kerja sistem pengolahan sinyal digital yang terjadi dalam sebuah divais hearing aid dengan aplikasi algoritma RLS (Recursive Least Square), dalam pilihan frekuensi tertentu 1

2 2 yang nyaman bagi penderita gangguan fungsi pendengaran. Berbeda dengan penelitian sebelumnya [6] yang menggunakan algoritma RACE dimana sinyal masukan merupakan sinyal bersih yang dicampur dengan noise AWGN, pada penelitian ini, sinyal masukan merupakan sinyal informasi yang terganggu dengan noise untuk menirukan sistem dalam keadaan nyata. Algoritma RLS bekerja dengan menentukan selisih antara sinyal referensi (sinyal sebenarnya) dengan sinyal keluaran estimator sehingga didapat nilai error. Selanjutnya akan dilakukan pengaturan terhadap nilai bobot secara adaptif. Simulasi ini dapat mewakili kerja sebuah sistem sebagai alat untuk meningkatkan kualitas pendengaran bagi mereka yang menggunakan alat bantu dengar. 1.2 Tujuan Pembuatan tugas akhir ini bertujuan untuk: 1. Menganalisa cara kerja sistem pengolahan sinyal digital pada hearing aid untuk suatu kondisi tertentu dengan membandingkan suara pada kondisi normal dan suara yang telah diproses oleh hearing aid. 2. Menganalisa sinyal keluaran sistem dengan menghitung nilai PSNR, MOS dan MSE pada parameter-parameter yang telah ditentukan. 3. Menerapkan algoritma RLS untuk mengurangi noise pada alat bantu dengar. 1.3 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang dan tujuan, masalah-masalah yang akan dibahas dalam penelitian ini dapat diformulasikan sebagai berikut: 1. Bagaimana pengaruh noise pada lingkungan yang digunakan sebagai model penelitian terhadap sinya suara asli. 2. Bagaimana cara memperbaiki kualitas sinyal suara asli yang terdegradasi karena efek noise dengan penerapan algoritma RLS. 3. Bagaimana cara pemilihan frekuensi kerja pada hearing aid sesuai batas kenyamanan penderita gangguan pendengaran. 4. Bagaimana analisis performansi sistem ditinjau dari sinyal keluaran.

3 3 5. Bagaimana merancang dan merealisasikan sistem dalam lingkungan MATLAB. 1.4 Batasan Masalah Tugas akhir ini akan membatasi permasalahan pada hal-hal berikut ini: 1. Sebagai sinyal suara masukan adalah suara manusia dalam bentuk percakapan yang telah tercampur oleh noise dan background noise tanpa ada campuran percakapan manusia. 2. Model sistem adalah monoaural hearing aid. 3. Format penyimpanan file suara berbentuk wave format (.wav). 4. Sinyal suara yang diproses tidak mengandung feedback sebagai efek pantulan. 5. Lingkungan yang digunakan sebagai model penelitian adalah tempat parkir di kawasan IT Telkom. 6. Noise yang ditimbulkan berupa bunyi mesin mobil yang menyala. 7. Suara manusia yang digunakan sebagai masukan didapat dari hasil rekaman suara yang diambil di lingkungan model penelitian selama 4 detik. 8. Pengujian hanya dibatasi pada penderita gangguan pendengaran tingkat ringan. 9. Frekuensi sampling sebesar 8 KHz. 10. Bersifat non-relatime. 11. Simulasi menggunakan toolbox matlab Metode Penelitian 1. Identifikasi Masalah Pada tahap identifikasi ditentukan latar belakang penelitian, tujuan penelitian, rumusan masalah penelitian serta batasan masalah penelitian yang melingkupi lama perekaman sinyal input, lingkungan penelitian, background noise, dan metode yang digunakan.

4 4 2. Studi Literatur Melakukan studi literatur serta pengumpulan data tentang beberapa materi yang berkaitan dengan pembuatan simulasi ini, seperti speech processing, digital hearing aid, RLS method dan MATLAB. Studi literatur dilakukan melalui internet, makalah-makalah terdahulu, jurnal-jurnal, buku-buku, serta melalui diskusi dan konsultasi dengan dosen pembimbing. 3. Analisa Sistem Menganalisa deskripsi dan kebutuhan sistem berdasarkan batasan masalah dan ketersediaan data. 4. Desain Pada tahap ini dilakukan pemodelan sistem pengolahan sinyal digital pada hearing aid 5. Implementasi Membuat suatu simulasi berdasarkan cara kerja pengolahan sinyal suara pada hearing aid dengan menggunakan metode korelasi yang digunakan pada blok noise reduction dan amplitude compression. 6. Pengujian Melakukan pengujian sistem untuk memastikan performansi kerja sistem tersebut, mengevaluasi keberhasilan metode yang digunakan dalam pengolahan sinyal suara, dan menganalisa faktor-faktor yang memperngaruhi performansinya. 7. Penyusunan Laporan Dilakukan analisa hasil implementasi dan pengujian sistem yang telah dilakukan dan disusun kedalam sebuah laporan. 1.6 Sistematika Penulisan Tugas akhir ini dibagi dalam beberapa topik bahasan yang disusun secara sistematis sebagai berikut : BAB I PENDAHULUAN Bab ini membahas latar belakang masalah, tujuan, manfaat, rumusan masalah, batasan masalah, metodologi penelitian, sistematika penulisan dan rencana kerja.

5 5 BAB II DASAR TEORI Bab ini membahas prinsip dasar sistem pendengaran manusia, jenisjenis gangguan pendengaran, dan perhitungan matematika dari algortima yang digunakan. BAB III PERANCANGAN SISTEM Bab ini menjelaskan proses menghilangkan noise pada hearing aid dengan penerapan algoritma adaptif. BAB IV ANALISIS DAN PENGUJIAN SISTEM Bab ini berisi penjelasan tentang hasil penelitian dan pembahasan mengenai hasil penelitian tersebut. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini berisi kesimpulan dari analisa yang sudah dilakukan dan saran untuk pengembangan lebih lanjut.