PENGEMBANGAN ALGORITMA PEMUTUAN EDAMAME MENGGUNAKAN PENGOLAHAN CITRA DAN JARINGAN SYARAF TIRUAN DEDY WIRAWAN SOEDIBYO

Transkripsi

1 PENGEMBANGAN ALGORITMA PEMUTUAN EDAMAME MENGGUNAKAN PENGOLAHAN CITRA DAN JARINGAN SYARAF TIRUAN DEDY WIRAWAN SOEDIBYO SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2006

2 PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Pengembangan Algoritma Pemutuan Edamame Menggunakan Pengolahan Citra dan Jaringan Syaraf Tiruan adalah karya saya sendiri dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini. Bogor, April 2006 Dedy Wirawan Soedibyo NIM: F

3 ABSTRAK DEDY WIRAWAN SOEDIBYO. Pengembangan Algoritma Pemutuan Edamame Menggunakan Pengolahan Citra dan Jaringan Syaraf Tiruan. Dibimbing oleh I DEWA MADE SUBRATA, SUROSO, dan USMAN AHMAD. Metode grading mempengaruhi keseragaman pada setiap kelas mutu suatu produk, dan metode grading yang baik menjadi acuan bagi produsen dan konsumen dalam menentukan harga suatu produk. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan algoritma pengolahan citra edamame yang mampu menggolongkan polong edamame dalam empat kelas mutu yaitu SQ (standart quality), SG (second grade), TG (third grade), dan RJ (reject). Sampel yang digunakan adalah 2500 polong edamame segar yang dihasilkan oleh PT. Mitra Tani Dua Tujuh Jember. Citra edamame diolah untuk mendapatkan enam parameter mutu yang sesuai dengan kriteria grading edamame yaitu panjang polong, area polong, perimeter, area cacat, indeks R (r), dan indeks G (g), yang akan digunakan sebagai input pada jaringan syaraf tiruan. Enam variasi jaringan syaraf tiruan (JST) dikembangkan untuk pelatihan JST (2000 data). Bobot-bobot dari pelatihan variasi JST terbaik digunakan pada propagasi maju untuk menduga kelas mutu data testing (500 data), kemudian diintegrasikan pada program pengolah citra edamame sehingga secara otomatis program dapat menduga kelas mutu citra edamame. Parameter mutu hasil pengolahan citra memiliki relevansi dengan kriteria grading edamame. Variasi terbaik JST adalah variasi dengan karakteristik 20 lapisan tersembunyi dan metode normalisasi input dengan rata-rata nol dan standar deviasi satu. Validasi menunjukkan bahwa dari 500 data testing program pengolahan citra edamame memiliki akurasi 81,4 persen.

4 ABSTRACT DEDY WIRAWAN SOEDIBYO. The Development of Soybean Grading Algorithm Using Image Processing and Artificial Neural Network. Under the supervision of I DEWA MADE SUBRATA, SUROSO, and USMAN AHMAD. Grading method influences the homogeneity of each grade of such product and a good grading method provides producer and consumer with standard for the price of the product. The objective of this research was to develop a computer program of image processing and artificial neural network to identify the quality of fresh soybean into four classes namely SQ (standart quality), SG (second grade), TG (third grade), and RJ (reject) using image processing and artificial neural network. The total samples were 2500 fresh soybean produced by PT. Mitra Tani Dua Tujuh Jember. Soybean image was analyzed to get six quality parameters whose match with soybean quality criteria namely pod length, pod area, perimeter, defect area, index of red color, and index of green color. Those six quality parameters will be used as inputs of the artificial neural network (ANN). Six variations of ANN were developed for ANN training purposes (2000 data). The weights of the selected ANN architecture was used to identify the quality class of testing data (500 data), then integrated with image processing program so the program could identify soybean quality class automatically. The quality parameter used in this research has relevancy with soybean quality criteria. The selected architecture of the ANN was the one with 20 nodes hidden layer in which normalization input data representation with zero mean and standard deviation equals one. The accuracy of image processing program observed 81, 4 percent based on the 500 testing data.

5 PENGEMBANGAN ALGORITMA PEMUTUAN EDAMAME MENGGUNAKAN PENGOLAHAN CITRA DAN JARINGAN SYARAF TIRUAN DEDY WIRAWAN SOEDIBYO Tesis Sebagai syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi Ilmu Keteknikan Pertanian SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2006

6 Judul Tesis : Pengembangan Algoritma Pemutuan Edamame Menggunakan Pengolahan Citra dan Jaringan Syaraf Tiruan Nama : Dedy Wirawan Soedibyo NIM : F Disetujui Komisi Pembimbing Dr. Ir. I Dewa Made Subrata, M.Agr. Ketua Dr. Ir. Suroso, M.Agr. Anggota Dr. Ir. Usman Ahmad, M.Agr. Anggota Diketahui Ketua Program Studi Ilmu Keteknikan Pertanian Dekan Sekolah Pascasarjana Prof. Dr. Ir. Budi Indra Setiawan, M.Agr. Prof. Dr. Ir. Syafrida Manuwoto, M.Sc. Tanggal ujian: 13 April 2006 Tanggal lulus:

7 PRAKATA Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa sehingga karya ilmiah yang berjudul Pengembangan Algoritma Pemutuan Edamame Menggunakan Pengolahan Citra dan Jaringan Syaraf Tiruan berhasil diselesaikan. Karya ilmiah ini bertujuan untuk mengembangkan teknik pengolahan citra untuk penggolongan mutu edamame. Penulis menyampaikan terimakasih kepada Dr. Ir. I Dewa Made Subrata, M.Agr, selaku Ketua Komisi Pembimbing, Dr. Ir. Suroso, M.Agr, dan Dr. Ir. Usman Ahmad, M.Agr, selaku Anggota Komisi Pembimbing, yang telah memberikan bimbingan dan arahan bagi kesempurnaan penulisan karya ilmiah ini. Disamping itu penghargaan penulis sampaikan kepada Direksi, Staf, dan Karyawan PT. Mitratani Dua Tujuh atas ijin yang diberikan untuk melaksanakan penelitian serta kerja sama yang baik untuk kelancaran penyelesaian karya ilmiah ini. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada ayah, ibu, istri, serta seluruh keluarga besar Soedibyo Ramelan Elhar, atas segala doa dan kasih sayangnya. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat. Bogor, Maret 2006 Dedy Wirawan Soedibyo

8 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Jember pada tanggal 7 Juli 1974 dari ayah Soedibyo Ramelan Elhar dan ibu Hj. Sri Hardini. Penulis merupakan anak kedua dari empat bersaudara. Pendidikan dasar dan menengah diselesaikan di Jember mulai tahun 1980 hingga Sejak tahun 1993, penulis melanjutkan pendidikan pada Jurusan Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Jember. Gelar sarjana Teknologi Pertanian diraih penulis pada tahun Pada tahun 2002 penulis terdaftar sebagai mahasiswa pada Program Studi Ilmu Keteknikan Pertanian Program Pascasarjana Institut Pertanian Bogor. Sejak tahun 1999 penulis bekerja sebagai staf pengajar di Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Jember. Penulis menikah dengan Rr. Ika Wahyurini, S.Tp pada tahun 2000 dan dikaruniai dua orang anak Muhammad Farhan Binashrillah (4 tahun) dan Muhammad Taqiyuddin al Farras (2 tahun).

9 DAFTAR ISI DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... xiii PENDAHULUAN Latar Belakang... 1 Tujuan Penelitian... 2 TINJAUAN PUSTAKA Edamame... 3 Grading... 7 Pengolahan Citra Digital... 7 Jaringan Syaraf Tiruan PROSES PENANGANAN PASCAPANEN PADA PT. MITRATANI DUA TUJUH Penanganan Pascapanen Standar Mutu Edamame di PT. Mitratani Dua Tujuh BAHAN DAN METODA PENELITIAN Waktu dan Tempat Bahan dan Alat Metode Penelitian HASIL DAN PEMBAHASAN Pengolahan Citra Edamame Pendugaan Mutu Edamame dengan Jaringan Syaraf Tiruan Integrasi Program Pengolahan Citra dengan Jaringan Syaraf Tiruan SIMPULAN Simpulan Saran DAFTAR PUSTAKA x xi

10 DAFTAR TABEL Halaman 1 Kriteria grading edamame di PT. Mitratani Dua Tujuh Sebaran nilai R untuk pembentuk polong dan cacat Sebaran nilai G pembentuk polong dan cacat Sebaran nilai B pembentuk polong dan cacat Parameter statistik parameter mutu panjang polong Parameter statistik parameter mutu area polong Parameter statistik parameter mutu perimeter Parameter statistik parameter mutu area cacat Parameter statistik parameter mutu r Parameter statistik parameter mutu g Hasil propagasi maju data testing Hasil identifikasi kelas mutu pendugaan program... 65