BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Perkembangan teknologi pada bidang kedokteran cukup pesat. Dalam bidang pencitraan biologis, penggunaan kardiologi dan mammografi telah diaplikasikan secara luas di bidang kedokteran. Agar dapat memperoleh informasi yang ada pada citra, rekognisi dan diagnosis mutlak diperlukan. Oleh karena itulah berbagai algoritma untuk melakukan segmentasi dan visualisasi pada citra digital digunakan secara luas melalui berbagai aplikasi. Tujuan dari semua usaha itu adalah sebuah citra keluaran dengan informasi yang siap digunakan. Pada dasarnya pengolahan citra dilakukan untuk membuat citra yang sebelumnya terlihat kurang jelas menjadi lebih jelas sehingga mudah untuk dianalisis. Tetapi kemudian hal ini mengalami perkembangan. Pengolahan citra secara digital diperlukan sebagai suatu otomatisasi yang dapat menghemat tenaga, meningkatkan efisiensi dan akurasi, serta meminimalisasi kesalahan. Saat ini ilmu pengetahuan mengenai bioinformatika masih terus berkembang. Belum banyak penemuan yang berkaitan dengan alat bantu analisis melalui teknologi komputerisasi. Kualitas citra biologis memang sudah baik, tetapi masalah yang dihadapi adalah para ahli biologi masih mengalami kesulitan dalam menganalisis citra bioinformatika tersebut karena analisis masih dilakukan secara manual. Misalnya saja, untuk menghitung jumlah atau mengklasifikasikan jenis sel, para ahli biologi harus melakukannya secara manual. Tentu saja hal ini menjadi masalah dari segi efisiensi dan akurasi. 1
2 Berangkat dari permasalahan tersebut, kami menarik kesimpulan bahwa otomatisasi dalam penganalisisan citra bioinformatika adalah hal yang penting. Terutama dari segi efisiensi dalam memperoleh informasi yang dibutuhkan pada citra bioinformatika. Oleh karena itu, kami mencoba untuk mengatasinya melalui pengembangan sebuah perangkat analisis yang dikhususkan untuk menganalisis citra bioinformatika. Selanjutnya, skripsi ini akan membahas lebih dalam mengenai fitur-fitur yang digunakan untuk meningkatkan kualitas dan mengekstrak informasi citra bioinformatika beserta metode yang dipilih dan algoritma yang digunakan. Keseluruhan fitur tersebut akan dimuat dalam sebuah perangkat analisis citra bioinformatika di mana perangkat analisis ini dapat memproses citra bioinformatika menjadi sebuah citra keluaran yang telah dianalisis yang berisi informasi-informasi dasar yang dibutuhkan. 1.2 Ruang Lingkup Ruang lingkup skripsi ini adalah: Fitur-fitur yang terdapat pada perangkat ini terbatas pada analisis masalah pencitraan medis yang dilakukan. AForge berfungsi sebagai pustaka acuan dalam melakukan prosedur pemrosesan citra. Citra bioinformatika berupa gambar dengan ekstensi.jpg,.bmp,.tif,.png, dan.gif
3 Fitur-fitur dalam perangkat analisis ini dibagi ke dalam tiga tahap: 1. Prapengolahan Tahap ini berfungsi untuk meningkatkan kualitas citra agar citra masukan awal dapat lebih siap untuk diproses lebih lanjut pada tahap berikutnya. Tahap ini berisi fitur-fitur dasar yang umum digunakan untuk melakukan perbaikan pada citra. Fitur-fitur yang ada pada tahap ini, yaitu kecerahan, kontras, skala abu, dan ambang batas. 2. Pengolahan Tahap ini berfungsi untuk melakukan pengolahan lebih lanjut terhadap citra agar batasan-batasan dan bentuk pada citra menjadi jelas dan citra siap untuk dianalisis. Fitur-fitur yang ada pada tahap ini menerapkan beberapa metode khusus seperti connected component dan masking untuk melakukan pengolahan tiap pixel. Fitur-fitur yang ada pada tahap ini, yaitu operasi-operasi morfologi, seperti erosi, dilasi, opening, closing, dan pengerangkaan; reduksi derau dengan metode pemfilteran nilai tengah dan pemfilteran nilai rata-rata; dan deteksi sisi dengan metode canny dan sobel. 3. Analisis Tahap ini berfungsi untuk memperoleh informasi yang diinginkan oleh pengguna, misalnya, mengetahui jumlah sel pada citra atau mengklasifikasikan citra sesuai dengan besar ukurannya. Fitur-fitur yang ada pada tahap ini menerapkan metode connected component dalam melakukan rekognisi. Fiturfitur yang ada pada tahap ini, yaitu penomoran, penghitungan, dan pengklasifikasian.
4 1.3 Tujuan dan Manfaat Tujuan dari pembuatan skripsi ini adalah: Menyediakan sebuah perangkat analisis yang memiliki fitur-fitur yang dapat digunakan untuk melakukan pengolahan dan analisis citra bioinformatika dengan lebih mudah. Mengembangkan sebuah perangkat analisis dengan fitur-fitur yang lebih spesifik berdasarkan hasil analisis sehingga perangkat analisis yang dihasilkan dapat bekerja lebih efisien dalam melakukan pengolahan dan analisis citra bioinformatika secara khusus. Sedangkan manfaat dari sistem yang dibuat pada penyusunan skripsi ini adalah: Menyediakan alat bantu analisis sederhana yang akan mempercepat proses penganalisisan citra bioinformatika Sebagai referensi untuk membangun sistem yang lebih kompleks seperti sistem optimasi dalam bidang bioinformatika baik dari segi efektifitas maupun efisiensinya. 1.4 Metodologi Sebagai tahap awal dalam pembuatan skripsi, telah dilakukan penelitian terlebih dahulu agar isi skripsi ini benar-benar dapat dipertanggungjawabkan dan digunakan sebaik-baiknya oleh pihak yang berkepentingan. Berikut ini adalah kegiatan-kegiatan yang dilakukan selama penyusunan laporan skripsi:
5 1. Analisis dan studi literatur Pada tahap ini, penelitian dilakukan dengan mengumpulkan dan menganalisis informasi dari sumber internet mengenai dasar-dasar teori, baik itu mengenai masalah yang berkaitan dengan analisis citra bioinformatika, teori-teori dasar mengenai pengolahan citra, serta artikel-artikel yang berisi hal-hal yang menyangkut aplikasi dari teori-teori yang ada. Pada tahap ini juga dikumpulkan data yang akan digunakan untuk pengujian. 2. Perancangan Pada tahap ini, dirancang program pemrosesan citra dengan menggunakan bahasa pemograman Visual C#. Tahap ini juga meliputi perancangan modulmodul dan hubungan antar modul, penetapan kendala/batasan, pengkodean, dan perancangan layar. 3. Pengujian Pada tahap ini, dilakukan pengujian pada perangkat analisis yang telah dibuat untuk melihat hasil dari pengolahan dan analisis citra bioinformatika. Selain itu akan dilakukan percobaan-percobaan untuk mendapatkan fitur-fitur yang berguna untuk pemrosesan citra bioinformatika untuk mendapatkan hasil yang terbaik. 4. Evaluasi Pada tahap ini, hasil yang diperoleh dari tahap pengujian akan dievaluasi. Dari hasil evaluasi ini akan ditarik kesimpulan mengenai efektivitas dan efisiensi dari penggunaan perangkat analisis yang dihasilkan.
6 1.5 Sistematika Penulisan Penulisan skripsi ini dibagi menjadi lima bab, yaitu: BAB 1 PENDAHULUAN Bab ini berisi tentang latar belakang penelitian skripsi, ruang lingkup skripsi, tujuan dan manfaat skripsi, metodologi penelitian yang digunakan untuk melakukan penelitian, dan sistematika penulisan laporan skripsi. BAB 2 STUDI LITERATUR Bab ini akan membahas mengenai teori-teori dasar seperti masalah penganalisisan citra bioinformatika, metode-metode untuk menyelesaikan masalah penganalisisan citra bioinformatik, pengenalan mengenai pengolahan citra, metode prapengolahan, pengolahan dan penganalisisan dalam pemrosesan citra, serta penelitian-penelitian yang telah dilakukan sebelumnya mengenai masalah pemrosesan citra ini. BAB 3 ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM Bab ini meliputi perancangan program, baik itu perancangan layar, perancangan citra masukan dan keluaran, dan perancangan lainnya sesuai dengan kebutuhan. Untuk pembuatan program digunakan bahasa pemrograman Visual C#.
7 BAB 4 IMPLEMENTASI DAN EVALUASI SISTEM Bab ini meliputi spesifikasi sistem, prosedur operasional, implementasi, dan evaluasi, serta analisis hasil percobaan. Dalam bab ini akan dibahas mengenai hasil pemrosesan dari citra bioinformatika. BAB 5 PENUTUP Bab ini berisi kesimpulan dari pembahasan bab-bab sebelumnya dan hasil penelitian yang dilakukan disertai dengan saran-saran yang berguna untuk melanjutkan pengembangan skripsi ini. M elalui bab ini, diharapkan pihakpihak yang membaca skripsi ini tertarik untuk melakukan penelitian lebih lanjut untuk memperbaiki pemrosesan citra bioinformatik, baik dari sisi pengkodean, penentuan fitur, tampilan, maupun fungsi komputasi yang digunakan.