BAB II DASAR TEORI
2.3 Pengenalan Nada
Nada merupakan tinggi rendahnya bunyi [4]. Dengan kata lain, pengenalan nada adalah suatu proses untuk mengenali tinggi rendahnya bunyi yang keluar dari ucapan manusia maupun dari alat yang dapat mengeluarkan suara [5]. Pengenalan nada berfungsi agar suara dapat dikenali atau diidentifikasi sehingga dapat dimanfaatkan untuk mengenali bunyi yang mempunyai nada- nada, seperti yang di hasilkan oleh alat musik.
Pengenalan ini menggunkan beberapa proses. Berikut merupakan beberapa proses dalam pengenalan nada:
2.3.1. Normalisasi
Normalisasi merupakan suatu cara untuk mengatasi jarak antara sumber suara dengan mikrofon. Pada perekaman atau pengambilan suara ini perlu adanya normalisasi supaya amplitudo nada saat dimainkan dapat menjadi maksimal [6]. Normalisasi amplitudo dilakukan dengan cara membagi semua nilai input dengan nilai maksimum dari input
sendiri, sehingga untuk semua sinyal masukan memiliki nilai maksimum yang sama yaitu 1 (satu).
2.3.2. Sampling
Sampling merupakan proses pencuplikan gelombang suara yang akan menghasilkan gelombang diskrit termodulasi suara[7]. Pada proses sampling ini, ada juga yang disebut dengan laju pencuplikan (Sampling rate). Fungsi daripada sampling rate ini untuk menandakan jumlah pencuplikan gelombang analog dalam 1,5 detik[8].
Proses sampling rate ini harus memenuhi kriteria Nyquist. Kriteria Nyquist
berbunyi: Frekuensi pencacah harus minimal dua kali frekuensi tertinggi (bukan bandwidth) yang dikandung oleh sinyal asli. Hal ini dikarenakan jika kurang dari syarat
Nyquist maka hasil sinyal pencacah tidak dapat mepresentasikan sinyal analog asli [9]. Selain itu, penulisan secara matematis dari sampling dapat dilihat dibawah ini.
Dimana: fs = Frekuensi sampling (sampling rate) fm = Frekuensi tertinggi sinyal analog
2.3.3. Frame Blocking
Frame Blocking adalah pembagian sinyal suara menjadi beberapa frame / bagian dan biasanya untuk satu frame / bagian terdiri dari beberapa data sample. Pembagian frame
blocking memiliki jumlah data yang sama yaitu 2N data. Frame blocking itu sendiri berfungsi untuk memilih data yang akan diproses dalam sistem pengenalan nada [10]. Berikut merupakan gambar dari frame blocking yang dapat dilihat pada gambar 2.2.
Gambar 2.2 Frame blocking[10]
2.3.4. Windowing Hamming
Pengenalan nada pada alat musik cetik ini menggunakan windowing Hamming. Windowing berfungsi untuk menghilangkan discontinuitas. Terjadinya discontinuitas
diakibatkan oleh proses Frame Blocking atau Framing [11]. Untuk mendapatkan hasil yang maksimal pada proses DCT, maka sample suara yang telah dibagi menjadi beberapa
frame perlu di jadikan suara continu dengan cara mengkalikan tiap frame windowing
tertentu. Pada pengenalan nada alat musik cetik, windowing yang digunakan adalah
windowing Hamming. Berikut ini merupakan persamaan dari windowing Hamming :
( )
Dimana : w(n)= windowing
N = jumlah data dari sinyal
n = waktu diskrit ke-
Sedangkan hasil dari proses windowing Hamming dapat dilihat pada gambar 2.3, dimana sinyal cossinus (gambar 2.3a) dikalikan dengan persamaan windowing, sehingga menghasilkan sinyal seperti yang ditunjukan pada gambar 2.3(b).
(a)
(b)
Gambar 2.3(a)sinyal sinus, (b) sinyal sinus yang telah melalui proses windowing[12]
2.3.5. Discrete Cosine Transform (DCT)
Discrete Cosine Transform (DCT) merupakan teknik untuk mengubah sinyal kedalam komponen frekuensi dasar [3]. Pada dasarnya setelah mengekstraksi ciri, setiap koefisien transform dapat dikodekan secara independen tanpa kehilangan efisiensi kompresi. Rumus DCT yang paling umum yaitu:
∑ Dengan : { √ √
Terlihat DCT sinyal hasil windowing terlihat bersih, dikarenakan sinyal- sinyal frekuensi tinggi tidak tampak seperti yang terlihat pada gambar 2.4 [4]
Gambar 2.4. Contoh DCT dari sinyal dengan menggunakan DCT 256 titik [13].
2.3.6. Jarak Hellinger
Jarak Hellinger berfungsi untuk mencari kedekatan antara dua obyek. Jarak Hellinger itu sendiri didefinisikan sebagai vektor yang mempunyai nilai positif atau nol elemen [14]. Jarak hellinger di rumuskan sebagai berikut (lihat persamaan 2.6) :
√ ∑ √ √
Dengan : = jarak Hellinger
n = panjangvektor
Pi = Nilai dari ekstraksi ciri masukan
Q1 = Nilai dari ekstraksi ciri Database
2.3.7. Microphone
Microphone merupakan suatu jenis tranduser yang mengubah energi akustik gelombang menjadi sinyal suara. Jenis- jenis mikrofon antara lain [14] ;
a. Microphone Dinamis
Microphone dinamis adalah microphone yang menggunkan prinsip kerja induksi. b. Microphone Carbon.
Mikrophone carbon adalah microphone yang menggunkan prinsip kerja resistansi (tahanan) yang berubah- ubah.
c. Microphone Kondensor
Microphone kondensor adalah microphone yang dalam kerjanya menggunakan kondensator
Pada dasarnya fungsi microphone berguna untuk merubah suara menjadi getaran listrik menjadi sinyal analog. Berikut merupakan karakteristik microphone yang harus selalu di ketahui agar mendapatkan hasil keluaran suara yang sesuai dengan keinginginan : a. Daerah respon frekuensi suara yang mampu dicuplik mikrofon
b. Sudut atau arah mikrofon
c. Output dari pada sinyal listrik yang dihasilkan mikrofon d. Bentuk fisik dri mikrofon
e. Cara kerja mikrofon
Dalam penggunaan microphone supaya mendapatkan hasil yang baik, maksimal, dan efektif, maka disarankan menggunakan mikrofon yang sesuai dengan kebutuhan dan seimbang antara sumber suara yang ingin dicuplik. Berikut merupakan gambar daripda mikrofon yang digunkan untuk pengenalan nada alat musik cetik :
Gambar 2.5 Dekstop Microphone Intopic jazz-012 [15]
Setiap mikrofon mempunyai spesifikasi dan kegunaan yang berbeda pula, berikut ini merupakan spesifikasi dari Dekstop Microphone Intopic jazz-012yang di tunjukan pada tabel 2.2.
Tabel 2.3 Spesifikasi dekstop microphone Intopic jazz-012 [15]
Frequency Response 100-16KHz
Sensitivity -58dB ± 3dB
Output Impedance 2.2KΩ
Microphone Spesification Speaker Dimension : L= 24.5 cm W= 8 cm H= 8 cm
Cable length Approx. 2.5m ± 0.3m
Tabel 2.3 (Lanjutan) Spesifikasi dekstop microphone Intopic jazz-012 [15]
Others Features Turning Direction : 360 degrees Dimension (WHD) 250(H) x 75(W) x 80(D) mm
Weight 220 gram (On Blister Package)
2.3.8. Sound Card
Sound card atau kartu suara merupakan perangkat keras komputer yang berfungsi untuk mengolah data berupa audio maupun video[16]. Fungsi daripada sound card antara lain sebagai synthesizew, sebagai MIDI interface, dan pengonfeksian data analog ke digital maupun dari data digital ke data anaog. Terdapat beberapa jenis sound card antara lain[17]:
a. Sound card On Board
Sound card yang masih menjadi satu dengan motherbord
b. Sound Card PCI
Sound card PCI merupakan soundcard yang dipasang pada slotPCI motherboard.
c. Sound card External
Sound card yang dipasang seperti USB
Tidak hanya itu, cara kerja sound card umumnya terdiri dari beberapa tahap, misalnya
a. Data digital yang berupa waveform atau .mp3 dikirimkan ke sound card.
b. Data digital tersebut kemudian di proses oleh DSP (Digital Sinyal Processing), dan DAC (Digital Analog Converter).
c. Kemudian mengubah sinyal digital menjadi sinal analog.
d. Kemudian sinyal analog diperkuat dan dikeluarkan melalui speaker Gambar sound card pada umumnya dapat dilihat pada gambar 2.6.
2.3.9. Matlab
Matlab merupakan singkatan dari Mattrix Lboratory. Sofware ini pertamakali dibuat untuk mempermudah penggunaan dua koleksi subrutin pada pustaka FORTRAN yaitu, LINPACK dan EISPACK, dalam mengenali komputasi matriks[8]. Sejak itu pula matlab mulai berkembang sebagai sistem interaktif.
Selain itu, matlab sendiri merupakan bahasa pemrograman yang hadir dengan fungsi dan karaktersistik yang berbeda dengan bahasa pemrograman lain yang sudah ada lebih dahulu seperti Delphi, Basic maupun C++ [6]. Pada matlab tersebut terdapat bagian- bagian utama yang mendukung antara lain[8] :
a. Development Envitonment
Bagian ini menunjukan kumpulan semua alat dan fasilitas yang diberikan oleh
software, yang berfungsi membantu kita dalam menggunakan fungsi matlab.
Development ini memuat desktop, command window, command history, editor and debugger, dan browser.
b. The matlab Mathematical Function library
Bagian ini terdapat koleksi algoritma komputasi, mulai dari fungsi yang sederhana hingga yang sulit sekalipun.
c. The matlab language
Berisi bahasa pemrograman matriks/ array level tinggi serta fitur objek
programming lainnya. d. Graphics
Matlab memberikan fasilitas untuk menampilkan matriks sebagai grafik. Fasilitas ini mencakup data dua dimensi dan tiga dimensi.
e. The matlab Application Program Interface (API)
Bagian ini memungkinkan kita untuk menulis bahasa C dan Fortan yang berinteraksi dengan matlab.
Saat ini Matlab memiliki ratusan fungsi yang dapat digunakan sebagai problem solver mulai dari yang sederhana hingga yang lebih kompleks dari berbagai disiplin ilmu [6]. Gambar 2.7 menunjukan tampilan awal dari software matlab.
14
