BAB 3 METODOLOGI PEMECAHAN MASALAH DAN PERANCANGAN

Transkripsi

1 BAB 3 METODOLOGI PEMECAHAN MASALAH DAN PERANCANGAN 3.1 Sistem Diagram Sistem diagram adalah diagram dari sebuah sistem, dengan fungsi atau bagian utamanya diwakili oleh blok yang dihubungkan oleh garis-garis yang menunjukkan hubungan antar blok. Gambar 3.1 Sistem Diagram 3.2 Teknik Pengumpulan Data Perekaman suara Suara manusia pada awalnya hanyalah tekanan udara yang kemudian ditangkap oleh mic dan menjadi sebuah sinyal listrik analog. Setelah sinyal analog didapatkan, sinyal ini kemudian diubah menjadi sinyal digital menggunakan Analog to Digital Converter untuk memudahkan pengolahan data. Sinyal digital memiliki tingkat keakuratan yang tetap tinggi setelah diolah oleh komputer. Dalam penelian ini, suara yang sudah menjadi sinyal digital tersebut disimpan ke dalam file berekstension.wav. Gambar 3.2 Contoh sinyal suara yang direkam

2 Konversi Informasi data yang terdapat di dalam file tersebut masih dalam domain waktu, sehingga harus diubah menjadi informasi data dalam domain frekuensi dengan menggunakan algoritma Fast Fourier Transform. Sinyal suara yang diurai menjadi data berbentuk frekuensi memiliki informasi yang lebih mudah diolah dan juga karena hasil yang ingin dijadikan acuan adalah frekuensi dasar user. Perhitungan untuk menentukan nilai frekuensi dan intensitas suara adalah sebagai berikut : M L Hz = fs (Pers 4 1) H z M L f s f f hz i= = 0 i f L s ( abs( ) + ε ) I = 20 log Y : Batasan frekuensi : Batas maksimal frekuensi yang ditentukan. (Dalam penelitian ini, menggunakan M = 3000) : Banyak array dalam proses FFT : Frekuensi sampling : Frekuensi (dalam satuan hertz) (Pers 4 2) (Pers 4 3) i : nilai array dalam proses FFT I : Intensitas suara ( dalam satuan desibel) Y : Nilai dari hasil FFT ε : Bilangan epsilon (ε = x ) Setelah didapat data yang berbasis frekuensi, data akan diolah lagi dengan menggunakan metode divide and conquer. Frekuensi yang diambil berkisar antara 300Hz sampai maksimum 3000Hz dan memiliki intensitas suara yang lebih besar dari 28

3 29 20 Db. Frekuensi yang berada di bawah 20Db dianggap tidak berperan dalam menentukan suara seseorang. Kemudian rata-rata dari frekuensi-frekuensi yang didapatkan itu akan disimpan di dalam database Database Cara pengumpulan data adalah dengan cara sampling. Jumlah sampel per orang yang harus diidentifikasi untuk membangun database minimal 20 kali. Random sampel data yang diambil sebanyak 20 data supaya dapat dianggap berdistribusi normal. Database dimaksudkan untuk menyimpan data pribadi user dan juga rata-rata frekuensi yang pada saat pengidentifikasian akan dibandingkan dengan suara yang baru masuk. Pada saat user ingin melakukan identifikasi suara, rata-rata frekuensi tersebut yang akan dibandingkan dengan persentase kecocokan suara minimal 90% atau persentase kesalahan maksimal 10%. 3.3 Algoritma Program Langkah-langkah yang akan dilakukan dalam menjalankan program pengenalan suara ini adalah sebagai berikut : 1. Masukan yang digunakan adalah suara manusia yang direkam melalui mikrofon. Suara manusia yang merupakan sinyal analog diubah menjadi sinyal digital dalam bentuk file dengan format WAV. 2. Sebelum proses perekaman, komputer akan memberitahukan untuk mengucapkan suatu pengenal, misalnya: mengatakan huruf A.. 3. Hasil rekaman suara tersebut akan diolah kemudian dengan menggunakan Fast Fourier Transform untuk mengubah data yang berbasis waktu menjadi data yang berbasis frekuensi. 4. Setelah didapat hasil Fast Fourier Transform, data kemudian diolah lagi dengan menggunakan algoritma Divide and Conquer. Spektrum yang ada akan diambil hanya frekuensi yang besarnya berkisar antara 300 Hz sampai 3000 Hz dan memiliki intensitas suara yang lebih besar dari 20 Db. 29

4 30 5. Frekuensi-frekuensi yang didapat pada langkah sebelumnya akan dihitung rata-ratanya sehingga menghasilkan satu nilai frekuensi sebagai ciri khas spektrum frekuensi suara orang tersebut dan disimpan ke dalam database. 6. Jika user melakukan pengidentifikasian suara, maka nilai frekuensi yang disebutkan pada nomor 5 akan dibandingkan dengan nilai-nilai frekuensi yang ada pada database dengan tingkat kecocokan minimal 90%. 3.4 Perancangan Program Borland Delphi Borland Delphi versi 1.0 dikembang pertama kali pada tahun Borland Delphi memberikan kemudahan kepada para programmer dalam membuat program secara visual, dengan cara menggabungkan kemudahan penggunaan environtment dari Visual Basic dan ketangguhan object oriented dari Microsoft C++. Umumnya program ini lebih banyak digunakan untuk pengembangan aplikasi desktop dan enterprise berbasis database, tapi sebagai perangkat pengembangan yang bersifat general-purpose ia juga mampu dan digunakan dalam berbagai jenis proyek pengembangan software. Beberapa kelebihan Borland Delphi adalah dapat mengkompilasi menjadi single executable, memudahkan distribusi dan meminimalisir masalah yang terkait dengan versioning, dan optimasi kompilernya yang cukup cepat Matlab Matlab (yang berarti "matrix laboratory") diciptakan pada akhir tahun 1970-an oleh Cleve Moler. Matlab memungkinkan manipulasi matriks, perencanaan fungsi dan data, implementasi algoritma, pembuatan antarmuka pengguna, dan penggabungan dengan program dalam bahasa lainnya. Karena perintah Matlab serupa dengan cara di mana kita merumuskan langkahlangkah teknik dalam matematika, menulis solusi komputer dalam Matlab jauh lebih cepat dibandingkan dengan menulis solusi komputer menggunakan sebuah bahasa pemrograman tingkat tinggi, seperti C atau Fortran. 30

5 Flowchart Proses Gambar 3.3 Flowchart proses untuk memasukkan data baru 31

6 32 Gambar 3.4 Flowchart proses untuk melakukan identifikasi State Transition Diagram STD atau State Transition Diagram menggambarkan sebuah sistem yang realtime dan sistem yang online. STD merupakan suatu keadaan yang menggambarkan suatu keadaan pada waktu tertentu (Yourdon, 2006). Perubahan keadaan dapat terjadi karena suatu kejadian dan sebagai akibat dari kejadian tersebut maka akan muncul suatu aksi yang menyebabkan keadaan berubah. STD membantu dalam memberikan gambaran secara keseluruhan dari program. STD untuk program aplikasi ini dapat dilihat pada Gambar 3.5, Gambar 3.6, Gambar 3.7, Gambar 3.8, dan Gambar

7 33 Form Utama Klik New Entry Tampilkan menu FormBio FormBio Klik Identify Voice Tampilkan menu FormRekam1 FormRekam1 Klik Exit Keluar dari Program Exit Gambar 3.5 State Transition Diagram FormUtama FormBio Klik Submit Mengecek keabsahan pengisian biodata dan lakukan rekaman suara FormRekam1 Klik Cancel Kembali ke form Utama FormUtama Gambar 3.6 State Transition Diagram FormBio 33

8 34 Record Klik Record Merekam suara Selesai merekam Tombol save enable Klik Save Rekaman disave ke dalam file wav Save FormRekam1 Selesai save file Tombol Continue enable Klik Continue Jika pada form utama klik New Entry maka ketika akan menampilkan formadd, jika klik Identify Voice, maka akan menampilkan form result FormAdd / FormResult Gambar 3.7 State Transition Diagram FormRekam1 FormAdd Klik Add To Database Masukkan semua data ke dalam tabel suara. Selesai memasukkan data Tampilkan tombol Back to Home Add To Database Klik Back to Home Kembali ke FormUtama FormUtama Gambar 3.8 State Transition Diagram FormAdd 34

9 35 FormResult Klik Identify Voice Melakukan perbandingan frekuensi suara dengan database Add To Database Selesai Melakukan identifikasi Tampilkan tombol Back to Home Klik Back to Home Kembali ke FormUtama FormUtama Gambar 3.9 State Transition Diagram FormResult Menu-menu yang terdapat pada program simulasi ini adalah seperti yang dijelaskan pada Tabel 3.1 berikut ini: Tabel 3.1 Menu-menu Program Simulasi Menu New Entry Identifify Voice Exit Tujuan Untuk memasukkan data baru mencakup data pribadi seseorang dan juga frekuensi suaranya. Untuk mengecek identitas pemilik suara tersebut sesuai yang ada di dalam database. Untuk keluar dari program. 35

10 Perancangan Layar Rancangan Layar Menu Utama Voice Recognizer New Entry Identify Voice Exit Gambar 3.10 Rancangan Layar Menu Utama Keterangan yang terdapat pada tampilan layar tersebut adalah sebagai berikut. Judul form dengan tulisan Voice Recognizer. Kotak dengan tanda X di samping judul memiliki fungsi untuk keluar dari program. Kotak dengan tanda _ di samping judul memiliki fungsi untuk menyembunyikan layar. Tombol menu New Entry memiliki fungsi untuk memasukkan data suara baru ke dalam database. Tombol menu Identify Voice memiliki fungsi untuk lakukan proses idenfikasi seseorang. Tombol menu Exit memiliki fungsi untuk keluar dari program. Pada saat program pertama kali dijalankan, tampilan program yang keluar adalah seperti Gambar 3.10 diatas. Pada menu utama ini terdapat 3 tombol, yaitu tombol New Entry, tombol Identify dan tombol Exit. 36

11 37 Tombol New Entry berguna untuk memasukkan data yang baru ke database, tampilan menu New Entry dapat dilihat pada Gambar Tombol Identify berguna untuk melakukan proses identifikasi suara yang telah direkam, kemudian akan masuk ke dalam layar Rekam Suara pada gambar Setelah perekaman selesai, akan dilakukan cek frekuensi berdasarkan data yang terdapat dalam database. Tombol Exit berguna untuk keluar dari program Rancangan Layar New Entry Voice Recognizer Biodata Name : Date of birth : Gender : Man Woman Submit Cancel Gambar 3.11 Rancangan Layar New Entry Keterangan yang terdapat pada tampilan layar tersebut adalah sebagai berikut. Judul form dengan tulisan Voice Recognizer. Kotak dengan tanda X di samping judul memiliki fungsi untuk keluar dari program. Kotak dengan tanda _ di samping judul memiliki fungsi untuk menyembunyikan layar. Text box di samping tulisan Name berfungsi sebagai masukan nama user. Text box di samping tulisan Date Of Birth berfungsi sebagai masukan tanggal lahir user. 37

12 38 Radio Button di samping tulisan Gender berfungsi sebagai masukan jenis kelamin user. Tombol menu Submit memiliki fungsi untuk melanjutkan ke proses rekam suara. Tombol menu Cancel memiliki fungsi untuk kembali ke menu utama. Pada layar New Entry ini, user akan mengisi biodata dirinya. Jika user tidak ingin melanjutkan pengisian database baru, terdapat tombol Cancel yang berfungsi untuk kembali ke layar Menu Utama. Akan tetapi, jika user ingin melanjutkan pengisian database baru, user akan memilih tombol Submit yang akan melakukan pengecekan pengisian biodata. Jika terdapat kesalahan pengisian biodata, maka akan muncul pesan error. Setelah pengisian biodata dilakukan dengan benar, tombol Submit akan membawa user ke layar Rekam Suara yang berfungsi untuk merekam suara Rancangan Layar Rekam Suara Voice Recognizer Katakan A Save Record Continue Gambar 3.12 Rancangan Layar Menu Rekam Suara 38

13 39 Keterangan yang terdapat pada tampilan layar tersebut adalah sebagai berikut. Judul form dengan tulisan Voice Recognizer. Kotak dengan tanda X di samping judul memiliki fungsi untuk keluar dari program. Kotak dengan tanda _ di samping judul memiliki fungsi untuk menyembunyikan layar. Tombol menu Record memiliki fungsi untuk merekam suara yang masuk selama 2 detik. Tombol menu Save memiliki fungsi untuk menyimpan rekaman suara ke dalam file berekstension wav. Tombol menu Continue memiliki fungsi untuk melanjutkan ke form selanjutnya. Pada awalnya, hanya ada 1 tombol yang dapat ditekan, yaitu tombol Record. Tombol ini memiliki fungsi untuk melakukan rekaman suara. Setelah perekaman selesai, maka tombol Save bisa dipilih. Fungsi dari tombol Save ini adalah untuk menyimpan rekaman tadi ke dalam suatu bentuk file berekstension wav. Kemudian tombol Continue yang berguna untuk melanjutkan ke layar berikutnya akan enable. Pada saat tombol Continue dipilih, akan dilakukan pengecekan layar awal. Apabila pada saat menu utama user memilih tombol New Entry, maka layar berikutnya yang akan ditampilkan adalah layar Masuk. Namun, jika pada saat menu utama user memilih tombol Identify Voice, maka layar berikutnya yang akan ditampilkan adalah layar Hasil. 39

14 Rancangan Layar Masuk Voice Recognizer Frekuensi suara : (Frek) Jumlah record : (Record) Masukkan data Back To Home Gambar 3.13 Rancangan Layar Masuk Keterangan yang terdapat pada tampilan layar tersebut adalah sebagai berikut. Judul form dengan tulisan Voice Recognizer. Kotak dengan tanda X di samping judul memiliki fungsi untuk keluar dari program. Kotak dengan tanda _ di samping judul memiliki fungsi untuk menyembunyikan layar. Label frek menunjukkan frekuensi rata-rata suara yang direkam. Label record menunjukkan jumlah record yang telah direkam. Tombol menu Masukkan data memiliki fungsi untuk menghitung frekuensi dasar rata-rata suara kemudian memasukkannya ke dalam database. Tombol menu Back to Home memiliki fungsi untuk kembali ke menu utama. Pada layar ini, terdapat 2 rombol yaitu tombol Masukkan data dan tombol Back to Home. Pada awalnya yang terlihat hanyalah tombol Masukkan data. Fungsi dari tombol ini adalah untuk melakukan perhitungan nilai frekuensi suara, kemudian 40

15 41 memasukkannya ke dalam database. Sebelum jumlah record mencapai 20, tombol ini akan berubah tulisan menjadi Record more voice, yang berfungsi untuk merekam suara untuk kemudian diolah sehingga bisa mencapai jumlah record 20 sehingga data bisa dianggap berdistribusi normal. Ketika jumlah record sudah mencapai angka 20, maka tombol Back to Home bisa ditekan. Kegunaan tombol ini adalah untuk kembali ke layar utama Rancangan Layar Hasil Voice Recognizer Name : (nama) Date of Birth : (tgl lahir) Gender : (Pria/Wanita) Persentase : (Persen) Identify Voice Back To Home Gambar 3.14 Rancangan Layar Hasil Keterangan yang terdapat pada tampilan layar tersebut adalah sebagai berikut. Judul form dengan tulisan Voice Recognizer. Kotak dengan tanda X di samping judul memiliki fungsi untuk keluar dari program. Kotak dengan tanda _ di samping judul memiliki fungsi untuk menyembunyikan layar. Label nama menunjukkan nama orang yang sudah teridentifikasi. Label tgl lahir menunjukkan tanggal lahir orang yang sudah teridentifikasi. 41

16 42 Label Pria/Wanita diisi hanya dengan tulisan Pria atau Wanita, menunjukkan gender orang yang sudah teridentifikasi. Label Persen menunjukkan tingkat kecocokan suara yang diambil dengan suara yang terdapat dalam database. Tombol menu Identify Voice memiliki fungsi untuk menghitung frekuensi rata-rata suara kemudian membandingkannya dengan database suara yang ada. Tombol menu Back to Home memiliki fungsi untuk kembali ke menu utama. Tombol yang akan ditampilkan pada awalnya hanyalah tombol Identify Voice. Tombol ini memiliki fungsi untuk melakukan perhitungan frekuensi suara, kemudian dilakukan pencarian frekuensi suara dalam database yang mirip dengan frekuensi suara yang direkam. Jika terdapat frekuensi yang persentase kecocokannya di atas 90 persen, maka identitas pemilik suara akan ditampilkan berdasarkan tingkat kecocokan tersebut. Setelah selesai, tombol Back to Home dapat ditekan. Kegunaan tombol Back to Home adalah untuk kembali ke layar utama. 42