PERANCANGAN PROGRAM PENDETEKSIAN KERUSAKAN PERMUKAAN UBIN KERAMIK MENGGUNAKAN JARINGAN SARAF TIRUAN

Transkripsi

1 PERANCANGAN PROGRAM PENDETEKSIAN KERUSAKAN PERMUKAAN UBIN KERAMIK MENGGUNAKAN JARINGAN SARAF TIRUAN Chars Lubs, Rady Sukada Wjaya Fakultas Tekk Iformas Uverstas Tarumaagara, Jakarta Fakultas Tekk Iformas Uverstas Tarumaagara, Jakarta Jl. Letjed. S. Parma No. Jakarta 440 Idoesa Abstrak Peracaga program pedeteksa kerusaka permukaa ub keramk megguaka Jarga saraf trua propagas balk utuk proses pedeteksaya (pegeala). Utuk ekstraks cr tekstur sebaga put utuk jarga saraf trua dguaka metoda Haar Wavelet da Matrks Co-occurrece. Program pedeteksa kerusaka permukaa ub keramk dracag dega megguaka model waterfall da dbuat dega megguaka peragkat luak Borlad Delph 7.0. Dega megguaka metoda ddapat Prosetase keberhasla pegeala sebesar 9%. Kata Kuc: Ub keramk, Jarga Saraf Trua Propagas Balk, Haar Wavelet, Matrks Co-occurrece. Pedahulua Komputer yag pada mulaya dcptaka utuk membatu pekerjaa mausa, k telah berkembag pesat da bag sebaga mausa telah mejad alat utama dalam bekerja. Salah satu aplkas komputer yag sekarag mula bayak dguaka adalah aplkas pedeteksa cacat produks pada suatu pabrk. Sekarag pedeteksa cacat produks mejad hal yag sagat petg karea tututa masyarakat aka barag yag memlk kualtas yag bak da persaga d atara maufaktur yag semak ketat. Salah satu metoda yag bayak dguaka utuk megeal pola dalam bdag lmu komputer adalah jarga saraf trua propagas balk. Karea tu, utuk megeal pola cacat produks pada peracaga program aplkas aka dguaka metoda jarga saraf trua propagas balk. Sebaga putya adalah vektor cr tekstur yag dekstraks dar metoda trasformas Haar Wavelet da Matrks Cooccurrece. Utuk put dar program aplkas dguaka ctra permukaa ub keramk. Proses pegeala (pedeteksa) kerusaka permukaa ub keramk dbuat berdasarka makalah yag dtuls oleh Karras, D.A; Karkas, S.A, ad Mertzos, B.G., yag berjudul Supervsed ad Usupervsed Neural Network Methods appled to Textle Qualty Cotrol based o Improved Wavelet Feature Extracto Techques (Karras, Karkas, Mertzos). Peracaga program pedeteksa kerusaka permukaa ub keramk memlk beberapa modul sepert modul meu utama, modul ekstraks ctra, modul graph, modul vew, modul help, da modul about yag dbuat dega megguaka bahasa pemograma Delph 7.0. Trasformas Haar Wavelet Trasformas wavelet memberka sebuah pedekata mult-resolus utuk aalss tekstur da peggologa tekstur. Pada trasformas Wavelet, sebuah ctra ddekomposs mejad ctra yag lebh kecl pada frekues da oretas yag berbeda, yatu low-low (LL), low-hgh (LH), hgh-low (HL), da hgh-hgh (HH). (Lee KueLog, Che Lg Hwe). 5

2 gambar kolom L H bars LL HL LH HH Gambar Proses Trasformas Wavelet Haar Wavelet adalah metode wavelet yag pertama kal dajuka oleh Alfred Haar pada tahu 909. Haar Wavelet merupaka metode wavelet yag palg sederhaa da mudah utuk dmplemetaska. Pada program aplkas, trasformas Haar Wavelet yag dguaka adalah sebayak level saja. Mula-mula ctra dbag berdasarka kolom mejad dua baga, yatu baga yag berfrekues redah (sebelah kr ctra) da baga yag berfrekues tgg (sebelah kaa ctra). Kemuda, ctra tersebut dbag lag berdasarka bars sehgga meghaslka empat subbad : LL, LH, HL, da HH. Utuk megekstraks cr-cr dega trasformas Haar Wavelet, dlakuka proses averagg utuk medapatka baga dar ctra yag berfrekues redah da dlakuka proses dfferecg utuk medapatka baga dar ctra yag berfrekues tgg. Rumus utuk meghtug la averagg da dfferecg dapat dyataka sebaga berkut: (Douglas, 999). f() = (X + X + )/ () da f() = (X X + )/ () Setelah dperoleh la averagg da dfferecg, maka utuk semua subbad yatu LL, LH, HL, da HH, dhtug la mea absolute da la varasya. Nla mea absolute da varas dapat dyataka sebaga berkut (Roald, 995): μˆ σˆ da (X X μˆ) (3) (4) dega : μˆ = mea dar sampel X = data ke- N = bayakya data σˆ = ragam/varas dar sampel Dega demka dar hasl ekstraks cr Haar Wavelet aka ddapat 8 buah vektor cr yag berupa la mea absolute da la varas dar 4 buah subbad LL, LH, HL, da HH. Matrks Co-Occurrece Matrks co-occurrece adalah suatu matrks yag meggambarka frekues muculya pasaga dua pksel dega testas tertetu dalam jarak da arah tertetu dalam ctra (Usma Ahmad, 005) Matrks testas co-occurrece p (, j) ddefska dega dua lagkah sederhaa, yatu lagkah pertama meetuka jarak atar pksel (pada program aplkas dtetuka jarak atar pksel adalah satu). Lagkah kedua adalah meghtug jarak atar pksel-pksel yag mempuya la testas da j da berjarak pksel dalam ctra. Hasl perhtuga setap pasaga la testas dletakka pada matrks sesua dega koordatya, dmaa abss utuk la testas da ordat utuk la testas j. Matrks Co-occurrece dapat dhtug melalu 4 macam sudut yatu 0, 45, 90, da 35 da bermacam-macam jarak. Utuk jarak pksel, utuk sudut 0 berart pasaga pksel yag dhtug adalah yag berjarak pksel dega sudut 0 dar sumbu tegak, utuk sudut 45 berart pasaga pksel yag dhtug adalah yag berjarak pksel dega arah sudut 45 dar sumbu tegak, utuk sudut 90 berart pasaga pksel yag dhtug adalah yag 6

3 berjarak pksel dega arah sudut 90 dar sumbu tegak, da utuk sudut 35 maka pasaga pksel yag dhtug adalah yag berjarak 35 dar sumbu tegak (Roald Walpole, 995). Setelah medapatka matrks Co-occurrece, maka utuk medapatka vektor cryaya, dhtug dega megguaka rumus-rumus: Eerg :, j) j f (5) Kotras : f ( j), j) (6) j Homogetas : f 3, j) (7) j j Etrop : f 4, j)log(, j)) (8) j Karea dapat dukur dar 4 sudut, maka matrks Co-occurrece yag ddapat berjumlah 4 buah. Sehgga masg-masg matrks Cooccurrece aka memlk masg-masg 4 buah vektor cr. Jad total vektor cr yag ddapat adalah 6 buah yag aka djadka put pada jarga saraf trua propagas balk. Pada peracaga program aplkas, matrks Co-occurrece ddapat dar subbad LL yag memlk varas palg tgg dar hasl trasformas Haar Wavelet sebelumya. Jarga Saraf Trua Propagas Balk Back Propagato Neural Network atau Jarga Saraf Trua Propagas Balk merupaka salah satu algortma yag palg serg dpaka utuk meyelesaka masalah-masalah yag rumt. Hal dmugkka karea jarga dega dlath dega megguaka metode belajar terarah (supervsed trag) (Aref Hermawa, 006). Arstektur yag dracag pada program aplkas terdr dar 8 buah put da 0 buah output jka haya megguaka ekstraks cr Haar Wavelet saja. Delapa buah put merupaka la dar vektor cr yag ddapat dar hasl perhtuga la mea absolute da varas dar 4 buah subbad yatu LL, LH, HL, da HH. Outputya berjumlah 0 buah yag meyataka hasl pegeala ub retak atau tdak utuk 5 jes ub Utuk arstektur yag megguaka ekstraks cr Haar Wavelet da Matrks Cooccurrece jumlah put yag dguaka sebayak 6 buah yag merupaka la dar vektor cr yag ddapat dar hasl perhtuga Matrks Co-occurrece, sedagka outputya berjumlah sama 0 buah. Sebelum proses pelatha da pegeala dlakuka vektor cr dormalsas dahulu supaya berla atara - sampa. Fugs aktvas yag dguaka adalah fugs aktvas Smod Bpolar. Racaga da Pembuata Proses peracaga program aplkas peragkat ajar megguaka sklus hdup peracaga peragkat luak model sekuesal ler (model waterfall). Model waterfall memlk 6 tahapa, yatu rekayasa sstem (system egeerg), aalss (aalyss), peracaga (desg), pegkodea (codg), peguja (testg), da pemelharaa (mateace). Alat batu peracaga yag dguaka adalah dagram hrark da STD. Dagram hrark dguaka utuk memberka gambara umum megea modul apa saja yag dbuat pada program. Sedagka State Trasto Dagram (STD) merupaka model dagram yag tergatug pada defs suatu state. STD meujukka bagamaa sstem berpdah dar satu proses ke proses laya. (Roger S. Pressma, 007). Modul-modul yag aka dracag adalah :. Modul Meu Utama Modul meu utama bers tampla awal dar program aplkas. Modul meyedaka plha-plha meu bag peggua, yatu meu fle, meu help, meu about da meu ext.. Modul Ekstraks Ctra Modul melakuka proses pegekstraksa cr-cr petg dar ctra, mula dar proses awal yatu grayscalg sampa medapatka vektor cr yag dguaka sebaga put dar jarga saraf trua. 7

4 3. Modul Graph Pada modul dtamplaka sebuah grafk. Grafk tersebut memberka formas megea la rata-rata kesalaha yag dhaslka pada setap epoch proses pembelajara jarga saraf trua propagas balk. 4. Modul Vew Pada modul, peggua aplkas dapat melhat hasl pegeala dar jarga saraf trua. 5. Modul Help Modul help bers formas utuk membatu peggua dalam megguaka program aplkas. 6. Modul About Modul about bers formas tetag vers program da ama pembuat program. Pembuata program aplkas pedeteksa kerusaka permukaa ub keramk memerluka peragkat keras da peragkat luak. Peragkat keras yag dperluka utuk membuat program aplkas melput: a. Prosesor Itel Core Duo,73 GHz. b. Memor DDR Gb. c. Motor 4,. d. Mouse. e. Keyboard. F. Kartu grafs ATI RADEON X Mb. g. Harddsk 00 GB. Peragkat luak yag dperluka utuk membuat program aplkas melput:. Sstem Operas Wdows XP.. Borlad Delph Notepad Peguja pada aplkas dlakuka dega megguaka metode peguja blackbox testg. Metode peguja meguj aplkas dega meguj masg-masg subsstem yag ada pada aplkas. Setap subsstem yag ada dberka put, subsstem memproses put tersebut da meghaslka output. Bla semua subsstem telah meghaslka output yag sesua dega spesfkas racaga maka aplkas tersebut dapat dkataka bear. Tampla layar modul meu utama dar program pedeteksa kerusaka permukaa ub keramk dapat dlhat pada gambar. Gambar Tampla Layar Modul Meu Utama Cotoh beberapa tampla layar modul laya dapat dlhat pada gambar 3, gambar 4 da gambar 5. Peguja Peguja pada aplkas dterapka dega meguj masg-masg sub-sstem secara terpsah. Peguja pada program aplkas pegeala kerusaka permukaa ub keramk bertujua agar aplkas yag dracag dapat berfugs bak sesua dega kosep dasar peracaga. Peguja juga dperluka utuk memastka bahwa aplkas yag dbuat dapat berjala sesua dega spesfkas serta memmalsas kesalaha yag ada dalam aplkas. Gambar 3 Tampla Layar Modul Ekstraks Ctra 8

5 Tabel Nla Parameter Jarga Saraf Trua (ekstraks cr Haar Wavelet) No Parameter Nla Jumlah ub yag dguaka 5 jes Laju pembelajara 0, 3 Mometum 0, 4 Jumlah hdde ode 5 Toleras kesalaha 0,00 6 Waktu pembelajara 9 met 55 detk 7 Nla kesalaha pada epoch terakhr 0, Gambar 4 Tampla Layar Modul Graph Hasl pegealaya dapat dlhat pada tabel d bawah. Tabel Hasl Pegeala Jarga Saraf Trua (ekstraks cr Haar Wavelet) Data Jumlah Ctra Berhasl Dkeal Persetase Pegeala Pembelajara ,7% Peguja ,0% Utuk la-la parameter jarga saraf trua yag dguaka pada peguja dega megguaka ekstraks cr Haar Wavelet da Matrks Co-occurrece dapat dlhat pada tabel 3. Gambar 5 Tampla Layar Modul Vew Utuk megetahu kemampua dar algortma yag dpaka, maka dlakuka peguja dega megguaka ctra ub keramk. Nlala parameter jarga saraf trua yag dguaka pada peguja dega megguaka ekstaks cr Haar Wavelet dapat dlhat pada tabel berkut : Tabel 3 Nla Parameter Jarga Saraf Trua (ekstraks cr Haar Wavelet da Matrks Co-occurece) N Parameter Nla o Jumlah ub yag 5 jes dguaka Laju pembelajara 0, 3 Mometum 0, 4 Jumlah hdde ode 5 Toleras kesalaha 0,00 6 Waktu pembelajara detk 7 Nla kesalaha pada epoch terakhr 0,

6 Hasl pegealaya dapat dlhat pada tabel 4 d bawah. Tabel 4 Hasl Pegeala Jarga Saraf Trua (dar Haar Wavelet da Matrks Co-occurece) Data Jumlah Ctra Berhasl Dkeal Pembelajara % Peguja % Persetase Pegeala Berdasarka peguja yag telah dlakuka terhadap semua substem yag ada dalam aplkas, maka dapat dsmpulka bahwa program aplkas pedeteksa kerusaka permukaa ub keramk megguaka jarga saraf trua propagas balk telah berfugs sesua dega spesfkas racaga. Proses ekstraks cr yag dlakuka mempegaruh hasl pegeala dar jarga saraf trua propagas balk. Hasl pegeala terhadap ctra permukaa ub keramk yag dekstraks megguaka metode ekstraks cr Haar Wavelet da Matrks Co-occurrece lebh bak dbadgka dega hasl pegeala ctra yag dekstraks dega megguaka metode ekstraks cr Haar Wavelet. Proses pembelajara yag megguaka metode ekstraks cr Haar Wavelet da Matrks Co-occurrece jauh lebh cepat dbadgka proses pembelajara yag megguaka metode ekstraks ctra Haar Wavelet saja. Pada proses pegeala dega jarga saraf trua propagas balk terdapat ctra yag tdak dkeal. Hal terjad karea ctra tersebut memlk la vektor cr yag berbeda jauh dar la vektor cr ctra laya sehgga output yag dhaslka memlk la - seluruhya sehgga program aplkas tdak dapat megeal jes da kategor dar ctra tersebut. Kesmpula Metode Haar Wavelet da Matrks Cooccurrece cocok dguaka utuk aalss tekstur pada ub keramk. Hal dapat dlhat dar hasl pegeala yag dapat dkataka bak, yatu mecapa 9% utuk pegeala yag megguaka metode ekstraks cr Haar Wavelet saja da utuk pegeala yag megguaka metode ekstraks cr Haar Wavelet dtambah Matrks Co-occurrece dar seluruh ctra yag dguaka dalam peguja. Utuk proses pembelajaraya, dega megguaka metode Haar Wavelet dtambah Matrks Cooccurrece memerluka waktu pembelajara yag jauh lebh cepat ( detk) dbadgka dega, megguaka metode ekstraks cr Haar Wavelet saja (9 met 55 detk). Daftar Pustaka Aref Hermawa, Jarga Saraf Trua, Teor da Aplkas, Ad, Yogyakarta, 006. Dck Olver, Trcks of the Graphcs GURU S, Pretce Hall Iteratoal, Upper Saddle Rver, 996. Douglas A. Lyo, Image Processg Java, Pretce Hall, Upper Sadle Rver 999. Karras, D.A.; Karkas, S.A, ad Mertzos, B.G., Supervsed ad Usupervsed Neural Network Methods appled to Textle Qualty Cotrol based o Improved Wavelet Feature Extracto Techques, publcatos/j_math.pdf, 007. Lee Kue Log ad Che Lg Hwe, A New Method For Extractg Prmtves Of Regular Textures Based O Wavelet Trasform, debut.cs.ctu.edu.tw/ Publcatos/ pdfs/j37.pdf, 6 Jauar 007. Roger S. Pressma, Software Egeerg: A Practtoer s Approach, McGraw- Hll, Ic., Sgapore, 00. Roald E. Walpole, Pegatar Statstka, 3 rd Edto, terjemaha oleh Bambag Sumatr, PT Grameda Pustaka Utama, Jakarta, 995. Usma Ahmad, Pegolaha Ctra Dgtal da Tekk Pemogramaya, Graha Ilmu, Yogyakarta,