Pengenalan Butiran Beras Mengapur dan Kuning/Rusak dengan Menggunakan Pengolahan Citra dan Jaringan Saraf Tiruan

(1)

PENGENALAN BUTAN BERAS MENGAPUR DAN KUNINGIRUSAK

DENGAN MENGUNAAN PENGOLAHAN CITRA

DAN JANGAN SARAF TIRUAN

OLEH:

PUTRI LESTA PRAMESTI F01499094

2003

JURUSAN TEKNK PERTANIAN

(2)

PENGENALAN BUTIRAN BERAS MENGAPUR DAN KUNNGIRUSAK DENGAN MENGGUNAKAN PENGOLAHAN CITRA DAN

JARINGAN SARAF TIRUAN

Oleh:

PUTRI LESTA PRAMESTI

FOl499094

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Paia Jurusan Teknik Petanian

Fakultas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

2003

JURUSAN TEKNIK PERTANIAN

(3)

PUTRI LEST A PRAMESTl _{Pengenalan Butiran Beras Mengapur dan} KuningIRusak dengan Menggunakan Pengolahan Citra dan Jaringan Saraf Tiruan. Oi bawah bimbingan : Kudang Boro Seminar dan 1 Wayan Astika. 2003.

RINGKASAN

Salah satu alah dalam dunia perberasan nasional adalah penentuan mutu beras. Standar mutu yang berlaku di pasar umumnya didasarkan pada karakteristik isik buttr beras dan penampakan biji beras yang mempunyai hubungan dengan preferensi dan perbedaan harga yang jelas. Parameter yang digunakan untuk menentukan mutu beras tersebut yaitu kadar air, derajat sosoh, butir utuh, butir patah, butir menir, butir hijaulkapur, buttr kuninglrusak, benda asing, butir merah dan butir gabah. Dengan mengetahui kandungan butir mengapur dan kuninglrusak yang terdapat dalam suatu sampeJ beras maka dapat menenrukan mutu beras seeara isik dan menggolongkannya ke dalam tingkat kelas tertentu.

Berdasarkan SKB _{Bulog-Deptan tahun 2003, butir kuning adalah butir beras} utuh, kepala, patah dan menir yang berwarna kuning, klming kecoklat-cok1atan atau kekuning-kuningan (kuning semu). Butir rusak adalah Butir beras utuh, kepala, patah dan menir yang msak dan bembah warna karena air, hamalpenyakit, panas dan sebab-sebab lain. Beras yang berbintik keei I tunggal yang tidak potensial (kemungkinan tidak menjadi rusak) tidak termasuk butir rusal. Butir mengapur adalah Butir beras yang separoh bagiannya atau lebih bewarna putih seperti kapur (chaly) dan bertekstur lunak

Penelitian ini bertujuan untuk meneari nilai numerik dari sepuluh parameter yang mencerminkan penampakan seeara isik pada jenis butiran beras, yaitu intensitas komponen wna merah (R), intensitas komponen warna hijau (G), intensitas komponen warna bim, color value, indeks R, indeks G, indeks B, corak (hue), kjenuhan (saturation), dan intensitas (intensiy). Berdaarkan parameter parameter tersebut kemudian dikembangkan model jarmgan saraf tiruan untuk mendapatkan komposisi beras normal, mengapur, dan kuninglrusak

Kegiatan penelitian ini dilakukan di Laboratorium Sistem Manajemen dan Mekanisasi Pertanian, Jurusan Teknik Pertanian, Insitut Pertanian Bogar. Penggilingan padi dilakukan di Laboratorium Balai Penelitian dan Pengembangan BULOG Tambun, Bekasi. Waktu penelitian adalah selama lima bulan dari bulan Mei sampai dengan bulan September 2003

Contoh padi diperoleh dari Balai Penelitian Tanaman Padi (Inlitpa Muara) Bogor sebanyak sepuluh varietas dengan berat tiap-tiap varietas satu kilogram. Kesepuluh varietas tersebut adalah Batang Gadis, Membramo, R 64, Sintanur, Widas, Cimelati, Ciherang, Way Seputih, Cisadane, dan Gilirang_ Padi tersebut kemudian mengalami proses penggilingan menjadi beras dengan derajat sosoh 95%. Kegiatan penyiapan sampel ini menggunakan alat Moisture Tester, Grain Analys

Tester, Sampel devider, timbangan Triple Heam Balance merek OHAUS, ayakan menir, Indented Plate, pinset, kaca pembesar, cawan petri, dan penyiduk. Pada kegiatan pengambilan citra digunabn kamera digit:-!-!-erek Fuji model Fine Pix A203, empat buah lampu TL 5 watt, dan Illuminance Meter merek Minoha tipe T

(4)

operasi Windows 98, bahasa pemograman Visual Basic 6.0, Adobe Photoshop 6.0,

Notepad, dan WordPad.

Setelah padi digiling dan disosoh menjadi beras, diambil 100 gram untuk

dilakukan analisa butir mengapur dan kuninglrusak. Analisa diawali dengan pemisahan antara butir utuh, butir patah besar, butir patah, dan menir (butir normal). Analisa butir mengapur dilakukan dari kelompok butir patah besar, patah, dan menir. Sementara butir kuninglrusak dianalisa dari seluruh kelompok ukuran beras dari butir utuh sampai menir. Secara visual butir yang mengandung bagian

mengapur diatas 50% dari total luas butirannya tergolong mengapur, Butiran yang

sudah dikelompokkan tersebut kemudian dianalisa kembali secara visual dengan bantuan pinset, kaca pembesar dan cawan petri.

Pengambilan citra beras dilakukan pada ketinggian 20 em di atas objek dengan resolusi citra 480 x 640. Sampe\ beras diletakkan di atas kertas berwarna merah Beras diletakkan secara acak dan tidak tumpang tindih antara satu butir dengan yang lainnya sehingga memudahkan xomputer mengenali utir demi butir. Kemudian gambar atau citranya diambil dengan menggunakan kamera digital dan disimpan

pada. ile gambar berformat PEG Proram pengolahan citra beras yang digunakan

merupakan program dengan bahasa pemoraman Visual Basic 6,0. Program ini

berungsi untuk mendapatkan data-data numerik dari citra yang berupa parameter intensitas komponen wna merah (R). hijau (G), biro B), color value, indeks warna

merahfindeks , indeks warna hijaulindeks G, indeks wama birulindeks B, corak

(hue), kejenuhan (saturation), dan intensitas (intensiy),

Hasil pendugaan pada training set memiliki akurasi yang baik Tingkat akurasi

pendugaan terhadap training set mencapai 74.5 0%, masing-masing untuk piksel

normal mencapai 52.33%, piksel kapur mencapai 74.60%, dan piksel kuninglrusak

mencapai 93.43%. Tingkat akurasi pendugaan terhadap validasi set butiran sejenis

mencapai 94.0�o, dengan tingkat akurasi pada butir nonnal mencapai 91 .25%, butir

kapur mencapai 98%, dan butir kuninglrusak mencapai 90%. Rendahnya akurasi

pada butir normal kemungkinan disebabkan oleh adanya beberapa butir normal dari varietas tertentu, dalam hal ini Cisadane dan Sintanur, yang memiliki komposisi warna yang hampir menyeupai butir kapumya. Oleh karena itu, jaringan saraftiuan tidak bisa menduga jenis butiran beras dengan benar. Sedangkan tingkat akurasi

pendugaan terhadap validasi set utiran campuran mencapai 100%, dengan tingkat

akurasi pada butir normal mencapai 100%, butir kapur mencapai 1 00%, dan butir

(5)

INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TENOWGI PERTANIAN

PENGENALAN ·BUTRAN BERAS MENGAPUR DAN KUNNGIRUSAK

DENGAN MENGGUNAKAN PENGOLAHAN CA DAN

JARNGAN SARAF TRUAN

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh geJar

SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

Pada Jurusan Teknik P:rtanian Fakultas Teknoloi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

Oleb:

PUTRI LESTA PRAMESTI

F0149094

Dilahirkan pada tanggal 26 Agustus 1980

Di Cirebon

Tangg.llulu,· 2 1 Oktober 2003

. ,

(6)

RIWAYAT HIDUP

PRi1YmoT bRrnama mRnkap Pitji LRTta PjamRTto, Tflaxojkan Ti CojRbon, 26 AeiTtiT 1980 Tan mRrupakan a}ak rRRmpat Taji Rmpat bRrTaiTaja TRnean ayax bRjnama Otine kipjijaTi, kH Tan fbi bRrnama EnTane LRTtajoS

PaTa taxin 1 993 pRnimiT mRnyRlRTafkan pRnTiTikan TaTar Tf kRkolax DaTaj NReRjf 01 , Jakarta Tfmuj. PRnilfT kRmuTian mRianjutkan pRnTiTikan kRkomax Lanjitan Tinekat PRrtama 194, pirRn kawft, Jakarta Timuj Tan muliT taxun 1996. KRmiTian mRlanjitkan kR kRkolax Lanjitan MRnRneax AtaT Ti kRkomax wnTonRToa

ITlamabaT PakiTtan Tan luliT taxun 1999.

PaTa taxin 1999, mRlaluo UnTanean kRlRkTo MaTuk wPU (UkMI), pRnuloT TftRroma To JujiTan TRknik PRjtanian, InTtotit PRjtanoan Boe^j Tan mRnyRlTafkan pRnToTikan proejam kajjana paTa taxin 2003.

PRnuliT mRmakTanakan praktRk lapane Tf PTPNU VIII PRjkRbinan Gunune MaT, qawa Bajat TRnean topfk kiTtRm ManajRmRn PjoTikTi TRx Hitam CWC To

(7)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayat-Nya sehingga

Penulis dapat menyelesaikan hasil penelitian dan studi pustaka yang dilakukan dari

mulai bulan Mei sampai dengan bulan September. Penulis ingin mengucapkan terima

kasih kepada :

1 Dr. Ir. Kudang Boro Seminar, M,Sc. selaku pembimbing akademik yang telah

memberikan banyak pengarahan dan semangat dalam penyusunan skripsi ini.

2. Dr. Ir. I Wayan Astika, M,Si. selaku dosen pembimbing kedua, karena beliau telab menberikan kesempatan kepada Penulis uotuk melakukan penelitian ini

dan memberikan bimbingan seJama penyusunan skripsi ini.

3. Dr. If. Suroso, M.Agr. selaku dosen penguji skripsi.

4. Ir. Abdul Waries Patiwiri, fiA dari BULOG.

S Ir. Erman Aziz, M.Sc., Bapak Rahman Sugiyanto, dan Mas Rudi di Balai

Peneltian dan Pengembangan BULOG, Tambun, Bekasi yang telah banyak

membantu dalam pelaksanaan peneltian.

6. Bapak Gozali yang telah memberikan banyak bantuan selama penelitian.

7. Program peneltian Due-Like yang telah membiayai penelitian.

Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dal�Jl penyusunan skripsi ini, oleh karena itu kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan.

Bogar, Desember 2003

Penulis

(8)

DAFfATIVI

KATA PENGANTAR US....S.h.S..S....S...S. ...n...S....S....S...S...US...Sn..S.. v

pAFTAR lkI ... ... VII pAFTAR TABEL . . . . ... . . ... IX pAFTAR GAMBAR ... ... X pAFT AR LAMPwRAN ...h.S.U.S...S..h..b..n..SS..S...S..S....n.U.S...h.b.U.Sn.S... o wn PENpAHULUAN .b.a.bba..h...h...S.a...S..S...S..aS.hh....S...S.... . A. LATAR BELAKANG ...hU...b....U...h..ba.n...Sb....hhS.U.S..a...S...S...U..ba..a...S . BS TUJUAN ... 2

ww. TINJAUAN PUkTAKA ... . . . ... 3

AS BERAk ... . . ... 3

1 S Mutu Biras ... ... . 3

2. Butoj MiSeapuj ... 4

3. Butir KuSiSeIRuTak ...bU...U...US...h..b.S.a...baS..abhUU.ba....h...nU... 7

BU PENGOLAHAN CITRA ... ... 7

C. JARINGAN kARAF TIRUAN ... . . . ... .11

pS APUKAkI PENGOLAHAN CwTRA pAN JARINGAN kARAF TIRUAN pALAM BIpANG PERTANIAN ... . . . ... 13

IIwS METOpOLOGI PENELITIAN ... . 16

A.WAKTU pAN TEMPAT ... 16

BS BAHAN pAN ALA T ... ... . ... ... 16

CS METOpOLOGI PENELITIAN ... .... 21

I. PiSyoapaS kampil Bias ... ... . . . ... 21

2. PiSilotiaS PiSTahuluaS ... . ... 24

3. _{PiSeolahaS Cotra Biras}. ... ... . . . . ... . . . . ... 25

a. PiSeulujaS Pajamitij RGB TaS Color Value ... 25

b PiSeuluraS Paramitij wSTils R, ISTils G, TaS ISTils B ... 25

c. Pi�eulujaS Paramitij HkI ;... . . . ... ... ... 26

4. pata paTa Prosis PilatihaS (Training)... 27

5. PiSyusuSaS MoTim TaS Training JaroSeaS kajafTojuaS ... ... . 27

6. ValoTasi MoTil JariSeaS kajafXijuaS ... 30

IVS HAkIL pAN PEMBAHAkAN ... ... ... 31

(9)

j. PENGOLjHjN CITRj BERjk ...S.n...SS...SS...h...h...S...S....a..Sb. 31 B. KjRjKTER!kTwK CwTRj BERjk . . . .U...nn...a. . . .n...b.U...a... 31

I. KaralnRrisnfl Nimaf RGB dan C% r Value ... . ... . . .n. ...U... 33 2. _{KaralnRrisnfl Nimaf IndRls R, InTRks G, dan IndRls B .bb.U....hh.SS...S...a..n 37}

3. KaralnRrisnfl Nmmai HkI ...a... .b...Ua...U...h. . . .n... 39

C. _PROkEkTAINING _{Fjpj JjRINGjN SjRjF T1RUjN} ..a...bhUU... 41

pn pjTj PjpjVjLIpjkI ...n...a...h... 44

E. PROkEk PENpUGjjN OLEH JjRwNGjN kjRjF T1RUjN ....a. ... 45

F. KELEBwHjN pjN KELEMjHjN kwSTEM ...h...a :.S...U...b..SS.a... 47

IS KRmR_ihan sisnRm ...U...b...h...b.a...hb...hh. . . ...h...UU....U...h... 47

2 . KRlRmaxa| kfsnRm ...U....b...h...U...a...bb...a..b..UU.. . .a...b 47

V. KESwMPULjN pjN kjRjN .U..n...U...bb...U.. ..aa..hhUU...a. .b.UU..b... 48

pjFT jR PUkTjKj ...nn...h...a. . ...bb... 49

LjMPwRjN ... ... 51

(10)

DAFTAR TABEL

TabRl 1 . PirTyaranaS khuTuT luaminaT hRraT iSnuk pRSeaTaaS Talam

nReirf tahiS 2003 ...hh..U..a...UU...bbb...UUaa...UU...hb... ,' 4 TabRl 2. MoTRl wana .... , ... ,... II

Tabil3. PRraSelan Lunal KomputRr ...S.S...b...UUU...U... 17 TabRl 4 . Aman-alan eSyiapan TamlRm xRraT ...U.a..aS.S...UUa.a...n.... 17 TabRl 5. Aman-alan Talam piSeambflaS TaS eSeolahaS cinra ...SS...U....S 20 TabRl 6h ASamfTa laTar afr eabax TaS hRraT ...bb...SS...U..SS.. 22 TabRm 7. PiSeanuraS pRralanaS Tamam piSeambilaS citra bRraT ...UU...S.... 24 TabRm 8. Nilai TRbaraS iStRSTinaT lompoSRn wama mRrah (R) paTa

bunir Sormam, lapir, TaS kuSiSelriTak ....b...U... ,..bb... 34 TabRl 9. Nfmaf TRbaran fnnRSTitaT lompoSRS wawa hijau (G) paTa

bitir normal, lapur, Tan kuniSelruTak ...h..S...b.aa..a...SS... 35

TabRl 10. Nflai TRbaraS iStRSTfnaT lomponin wama biru (8) _paTa

bunfr Sormal, kapur, TaS luSfnelruTal ...b...S..bb..Uaa.a.SSS...a....SS 36

Tabil II. _{Nimaf Tibaran}color value paTa bunir normam, kapur, Tan

kiSiSelruTalbb...a..UU...S.bbb...UUU....S...h..Uaa....S...hb...aa...S...SS... 37 TabRl12U Nflai TRbaraS iSTRkT R paTa bitir nonnal, kapur, Tan

luninelruTak ...S....bb :...a...h....aa...U....SS... 37 Tabil 13. Nilaf Tibaran fnTRlT G paTa bunir normas, kapir, TaS

kiSfSelruTal ...a.S...UUa....S...U...h...nh.bbb..a...S...S... 38

TabRl 14b Nflai TRbaraS iSTikT 8 _{paTa butfr normal, kapur, Tan}

luSinelruTak aa...h..UU..a.S...U.a...S...nhbb...UUU.S...h.U..S... 39

TabRl 15. Nilaf TRbaran hue paTa butir Soxnam, lapur, TaS luSfnelruTak 40

Tabil 16. Nflaf TRbaraS saturation _{paTa bunir nonnal, lapir, Tan}

luniSelriTal ...b... ,S....h...a...SS...S..n. 40

TabRm 17. Nilai Tibaran intensity paTa bunfr Sormam, lapur, TaS

kiSfSelruTal ...SSS...aaa...hUUa...U...nn...hU..S...SSS.... 41 Tabil18. HaTil pRnTueaaSnRnfT bunfran bRraT TRneaS jarfneaS Taraf

nfruaS paTa proTiT training ....U.a.. ...SS..nb.a.a...b....U ...b.a... .S... 4 4 TabRl 19b HaTfm enTueaaS jRniT bitfran bRraT TineaS miSeeunakan

jariSeaS Taraftirian paTa vamfTaTf TRn butiran TRjRnfT .S...U...SSS... 45 Tabil 20. HaTfl pRnTueaaS jRSfT butiraS bRraT TiSeaS mRSeeuSalaS

jarfnean TarabtfruaS paTa valfTaTi Tit binfraS campuraS S..h.h... 4 5 Tabim 21. KoSvRrTi xaTil pRnTueaaS paTa vamfTaTi TRt ki Talam TatuaS

bRrat (eram) ...S. ....a....S... ..Uaa...UU..S. .n.b...a.S...bb... ... 4 7

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

(17)

(18)

(19)

(20)

(21)

(22)

(23)

(24)

(25)

(26)

(27)

(28)

(29)

(30)

(31)

(32)

(33)

(34)

(35)

(36)

(37)

(38)

(39)

(40)

(41)

(42)

(43)

(44)

(45)

(46)

(47)

(48)

(49)

(50)

(51)

(52)

(53)

(54)

(55)

(56)

(57)

(58)

(59)

(60)

(61)

(62)

(63)

(64)

(65)

(66)

(67)

(68)

(69)

(70)

(71)

(72)

(73)

(74)

(75)

(76)

(77)

(78)

(79)