Aplikasi Pengenalan Ekspresi Wajah dengan Teknik Principal Component Analysis Berbasis Dual-Tree Complex Wavelet Transform SKRIPSI diajukan sebagai salah satu syarat untuk gelar kesarjanaan pada Jurusan Teknologi Informatika Jenjang Pendidikan Strata-1 Oleh : Sandy Utomo - 1100035125 Andi Halim - 1100038575 Liliana - 1100039426 Kelas / Kelompok : 07 PAT / 04 UNIVERSITAS BINA NUSANTARA JAKARTA 2011
Universitas Bina Nusantara Pernyataan Kesiapan Skripsi untuk Ujian Pendadaran Pernyataan Penyusunan Skripsi Kami, Sandy Utomo Andi Halim Liliana, dengan ini menyatakan bahwa skripsi yang berjudul : Aplikasi Pengenalan Ekspresi Wajah dengan Teknik Principal Component Analysis Berbasis Dual-Tree Complex Wavelet Transform Adalah benar hasil karya kami dan belum pernah diajukan sebagai karya ilmiah, sebagian atau seluruhnya, atas nama kami atau pihak lain Sandy Utomo Andi Halim Liliana 1100035125 1100038575 1100039426 Disetujui oleh Pembimbing Saya setuju skripsi tersebut diajukan untuk Ujian Pendadaran Diaz D. Santika, Ir., MSc., Dr Sabtu, 22 Januari 2011 Pembimbing iii
Pernyataan Dengan ini kami, Nama : Sandy Utomo NIM : 1100035125 Nama : Andi Halim NIM : 1100038575 Nama : Liliana NIM : 1100039426 Judul Skripsi : Aplikasi Pengenalan Ekspresi Wajah dengan Teknik Principal Component Analysis Berbasis Dual-Tree Complex Wavelet Transform. Memberikan kepada Universitas Bina Nusantara hak non-eksklusif untuk menyimpan, memperbanyak, dan menyebarluaskan skripsi karya kami, secara keseluruhan atau hanya sebagian, atau hanya ringkasannya saja, dalam bentuk format tercetak dan atau elektronik Menyatakan bahwa kami akan mempertahankan hak exclusive kami untuk menggunakan seluruh atau sebagian isi skripsi kami guna pengembangan karya di masa depan, misalnya bentuk artikel, buku, perangkat lunak, ataupun sistem informasi. Jakarta, 7 Maret 2011 Sandy Utomo Andi Halim Liliana
PRAKATA Puji syukur dan terima kasih kepada Tuhan Yang Maha Esa sehingga penulis dapat menyelesaikan karya tulis ini dengan sebaik-baiknya sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar kesarjanaan pada jenjang pendidikan Strata 1, Jurusan Teknik Informatika di Universitas Bina Nusantara. Dengan bimbingan dari para dosen, dukungan dari banyak pihak, acuan dari berbagai buku dan sumber, akhirnya skripsi ini dapat diselesaikan. Walaupun telah berusaha mengerjakan dengan sebaik-baiknya, penulis menyadari bahwa masih terdapat banyak kekurangan di dalam skripsi ini. Melalui kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada semua pihak yang turut membantu dan mendukung dalam penyelesaian karya tulis ini, diantaranya kepada : 1. Bapak Prof. Harjanto Prabowo, selaku Rektor Universitas Bina Nusantara. 2. Bapak Sablin Yusuf, Ir., M.Sc., M.Comp.Sc., selaku Dekan Fakultas Ilmu Komputer Universitas Bina Nusantara. 3. Bapak Fredy Purnomo, S.Kom., M.Kom., selaku Ketua Jurusan Teknik Informatika yang turut membimbing penulis selama ini dalam menimba ilmu di Universitas Bina Nusantara. 4. Bapak Diaz D. Santika, Ir., M.Sc., Dr., selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan dan masukan yang bermanfaat selama proses penyusunan skripsi ini. vii
5. Orang tua dan keluarga penulis yang telah memberikan dukungan, dorongan, doa dan semangat bagi penulis sehingga skripsi akhirnya dapat diselesaikan. 6. Para dosen di Universitas Bina Nusantara yang telah mendidik dan membimbing penulis selama kuliah di Universitas Bina Nusantara. 7. Teman-teman yang telah memberikan dukungan moril dan bantuan kepada penulis. 8. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu, yang telah membantu penulisan skripsi ini baik secara langsung maupun tidak langsung. Akhir kata penulis berharap agar skripsi ini dapat memberikan manfaat kepada pembaca. viii
DAFTAR ISI Halaman Judul Luar... i Halaman Judul Dalam... ii Halaman Persetujuan Hard Cover... iii Halaman Pernyataan Dewan Penguji... iv Halaman Pemberian Hak Cipta Non Ekslusif... v Halaman Abstrak... vi Prakata...... vii Daftar Isi... ix Daftar Tabel... xii Daftar Gambar... xiii Daftar Lampiran... xiv BAB 1 PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Ruang Lingkup... 4 1.3 Tujuan dan Manfaat... 5 1.4 Metodologi Penulisan... 5 ix
1.5 Sistematika Penulisan... 6 BAB 2 KAJIAN PUSTAKA... 8 2.1 Visi Komputer (Computer Vision)... 8 2.1.1 Pengolahan Citra... 10 2.1.1.1 Citra Digital... 10 2.1.2 Pengenalan Wajah (Face Recognition)... 12 2.2 Principal Component Analysis... 17 2.3 Wavelet dan Transformasi Wavelet... 21 2.3.1 Definisi Wavelet... 21 2.3.2 Transformasi Fourier dan Transformasi Fourier Waktu Singkat 22 2.3.3 Transformasi Wavelet... 24 2.3.3.1 Transformasi Wavelet Kontinu... 25 2.3.3.2 Transformasi Wavelet Diskrit... 27 2.3.3.3 Dual Tree Complex Wavelet Transform (DTCWT) 31 2.4 Evaluasi Kualitas Retrival... 33 BAB 3 PROSEDUR DAN METODOLOGI... 35 3.1 Analisa Masalah...... 35 3.2 Alternatif Penyelesaian Masalah... 36 x
3.3 Metodologi...... 36 3.3.2 Proses DTCWT... 38 3.3.3 Proses PCA... 39 3.3.3.1 Algoritma... 39 3.3.3.2 Eigenface...... 40 BAB 4 ANALISA HASIL SISTEM... 43 4.1 Umum...... 43 4.2 Spesifikasi Uji Coba... 43 4.3 Proses Pengujian... 44 4.4 Hasil Pengujian... 46 4.5 Pembahasan...... 46 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN... 49 DAFTAR PUSTAKA...... 50 RIWAYAT HID UP...... 52 LAMPIRAN...... L1 xi
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Contoh Urutan Hasil Retrival... 33 Tabel 2.2 Contoh Perhitungan Akurasi... 33 Tabel 4.1 Hasil Retrival... 46 Tabel 4.2 Hasil Retrival Menggunakan PCA dengan 100 Citra... 47 Tabel 4.3 Hasil Retrival Menggunakan PCA Berbasis DTCWT dengan 100 Citra 47 xii
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Skema Hubungan Visi Komputer dengan Bidang Lain... 9 Gambar 2.2 Citra Digital... 11 Gambar 2.3 Dekomposisi Wavelet Tiga Tingkat... 29 Gambar 2.4 Skala 2-Dimensi Transformasi Wavelet Diskrit... 30 Gambar 2.5 Struktur 2 Filter Tree DTCWT... 32 Gambar 3.1 Diagram Kerja Sistem... 36 Gambar 3.2 Citra input, sebelum DTCWT... 38 Gambar 3.3 Citra output, dari DTCWT... 38 Gambar 3.4 Alur program... 39 Gambar 3.5 Citra Pelatihan... 42 Gambar 4.1 Contoh visualisasi proses DTCWT citra untuk basis data... 44 Gambar 4.2 Contoh visualisasi proses DTCWT citra input... 45 Gambar 4.3 Contoh visualisasi hasil proses pengenalan wajah... 45 Gambar 4.4 Processing Time PCA... 48 Gambar 4.5 Processing Time PCA Berbasis DTCWT... 48 xiii
DAFTAR LAMPIRAN Tabel Hasil Percobaan... L1 Gambar Hasil Percobaan... L2 Gambar Hasil Percobaan Untuk 100 Database... L15 Gambar Hasil Percobaan PCA... L20 xiv