ANALISIS PERBAIKAN KUALITAS SINYAL SUARA MIKROFON DENGAN METODE PENGURANGAN SPEKTRAL

(1)

ANALISIS PERBAIKAN KUALITAS SINYAL SUARA

MIKROFON DENGAN METODE PENGURANGAN

SPEKTRAL

SKRIPSI

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademik dalam Menyelesaikan Program Sarjana (S-1) Teknik

Disusun Oleh :

ANALISIS PERBAIKAN KUALITAS SINYAL SUARA

MIKROFON DENGAN METODE PENGURANGAN

SPEKTRAL

SKRIPSI

Disusun Oleh :

ANALISIS PERBAIKAN KUALITAS SINYAL SUARA

MIKROFON DENGAN METODE PENGURANGAN

SPEKTRAL

SKRIPSI

(2)

(3)

KATA PENGANTAR

Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT. Atas rahmat serta hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul :

ANALISIS PERBAIKAN KUALITAS SINYAL SUARAMIKROFON

DENGAN METODE PENGURANGAN SPEKTRAL

Kami menyadari didalam penulisan laporan ini tidak terlepas dari bimbingan dan pengarahan dari para dosen Universitas Muhammdiyah Malang serta pihak-pihak yang tulus ikhlas memberikan bantuan baik secara moril dan spiritual. Semoga amal kebaikan serta keikhlasan mereka mendapat balasan setimpal dari Allah SWT

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan skripsi ini masih banyak kekurangan dan keterbatasan. Oleh karena itu penulis mengharapkan saran yang membangun agar tulisan ini bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan dan perkembangan teknologi kedepan.

Malang, 27 Januari 2016

(4)

DAFTAR ISI

LEMBAR JUDUL...i

LEMBAR PERSETUJUAN...ii

LEMBAR PENGESAHAN...iii

LEMBAR PERNYATAAN...iv

ABSTRAKSI...v

ABSTRACT...vi

LEMBAR PERSEMBAHAN...vii

KATA PENGANTAR...viii

DAFTAR ISI...ix

DAFTAR GAMBAR...xiii

DAFTAR TABEL...xv

BAB I PENDAHULUAN...1

1.1 Latar Belakang...1

1.2 Rumusan Masalah ...2

1.3 Tujuan Penulisan ...2

1.4 Batasan Masalah ...2

1.5 Sistematika Penulisan ...3

BAB II DASAR TEORI...5

2.1 MATLAB (Matrix Laboratory) ...5

(5)

2.1.2 Beberapa Bagian Windows Matlab...6

2.2 Pengurangan Spetral (Spectral Subtraction) ...7

2.3 Mikrofon ...8

2.3.1 Kategori Mikrofon ...9

2.3.1.1 Mikrofon Dynamic ...9

2.3.1.2 Mikrofon Condenser ...9

2.3.2 Pola Pengarahan ...10

2.3.2.1 Mikrofon Omnidirectional ...10

2.3.2.2 Mikrofon Unidirectional ...10

2.3.2.2 Mikrofon Bidirectional...11

2.3.3 Penggunaan Mikrofon...11

2.3.3 Tanggapan Impuls Mikrofon ...11

2.4 Soundcard ...11

2.5 Konversi Analog ke Digital A/D ...12

2.6 Audacity...14

2.7 Waveform Audio File Format (WAV) ...14

2.8 Transformasi Fourier dan Fast Fourier Transform (FFT) ...15

2.9 Window...16

2.10 Frame Blocking dan Overlap...17

2.11 Signal to Noise Ratio (SNR) ...18

BAB III PERANCANGAN SISTEM...19

3.1 Metode Penelitian ...19

3.1.1 Tahapan Perancangan Sistem...19

(6)

3.2 Tahap Perekaman ...22

3.3 Tahap Pemrosesan Sinyal ...23

3.4 Tahap Pembandingan SNR ...23

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA...25

4.1. Pengujian dan Simulasi Spectral Subtraction ...26

4.1.1 Tujuan Pengujian ...26

4.1.2 Bahan dan Alat yang Diperlukan ...26

4.1.3 Langkah-langkah Pengujian...27

4.1.4 Hasil Pengujian Kata ...27

4.2. Pengujian dan Simulasi Spectral Subtraction Kata ...27

4.2.1 Tujuan Pengujian Kata ...28

4.2.2 Bahan dan Alat yang Diperlukan ...28

4.2.3 Langkah-langkah Pengujian...28

4.2.4 Hasil Pengujian Kata Ayah, Bantal, dan Bintang ...29

4.2.4.1 Plot Sinyal Suara Ayah, Bantal, dan Bintang ...29

4.2.4.2 Spectrogram Sinyal Suara Ayah, Bantal, dan Bintang ...31

4.2.5 Perhitungan SNR Sinyal Suara Ayah, Bantal, dan Bintang ...35

4.2.5.1 Perhitungan SNR Sinyal Suara Ayah ...35

4.2.5.2 Perhitungan SNR Sinyal Suara Bantal ...37

4.2.5.3 Perhitungan SNR Sinyal Suara Bintang ...39

(7)

BAB V

PENUTUP...45

1.6 Kesimpulan ...45

1.7 Saran...45

DAFTAR PUSTAKA...46

(8)

DAFTAR PUSTAKA

[1]. Gunawan, Gugun. 2013. Aplikasi Filter Finite Impulse Response (FIR) Untuk Menghilangkan Noise Pada Suara Manusia Menggunakan Graphical User Interface (GUI) Pemrograman Matlab. Unikom. Bandung

[2]. Indarsari, Destri. 2011. Analisis Perbedaan Kualitas Spektrum Soundcard bit depth 8 dan 16 bit dengan Variasi Sampling Rate Menggunakan spektrum analyzer. Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah. Jakarta. [3]. Maulidia, Nia. 2009. Pembuatan Program Aplikasi Untuk Menampilkan Ciri

Sinyal Wicara Dengan Matlab. Institut Teknologi Sepuluh Nopember. Surabaya.

[4]. Mulyono, Sugi & Agus, Sartono. 2008. Kumpulan Software Pilihan Paling Dicari. Edisi I. Jakarta. MediaKita

[5]. Nugroho, Anintyo A. 2011. Subjective and Objective Measure on Speech Intelligibility of Cochlear Implant by Release of Masking. Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS). Surabaya.

[6]. Sipasulta, Reonaldo Y. 2014. Simulasi Sistem Pengacak Sinyal Dengan Metode FFT (Fast Fourier Transform). UNSRAT. Manado.

[7]. Widyatama, Anjar. 2009. Peningkatan Kualitas Sinyal Suara Menggunakan Pemodelan Mikrofon Dengan Metode Konvolusi dan Dekonvolusi . Universitas Dipenegoro. Semarang.

(9)

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perkembangan teknologi yang semakin pesat telah banyak

membawa pengaruh dalam berbagai bidang kehidupan. Termasuk di

dalamnya penggunaan sinyal digital sebagai pengolahan sinyal suara.

Masalah yang sering ditemui adalah suara yang dihasilkan pengeras atau

mikrofon, tidak sesuai dengan yang diharapkan. Hal ini tentu berimbas

pada efektifitas dari informasi yang akan disampaikan, sehingga

memungkinkan terjadinya kesalahan pemahaman oleh penerima informasi

tersebut. Selain itu kualitas suara yang dihasilkan sangat bergantung

dengan komponen penyusun mikrofon, semakin baik jenis komponen

penyusun dan teknologi yang digunakan, maka suara yang berhasil

ditangkap oleh mikrofon akan semakin baik. Kualitas mikrofon biasanya

berbanding lurus dengan harga produksinya ( Widyatama, 2009).

Harga yang mahal pada mikrofon berkualitas baik, tentu menjadi

penghambat bagi pengguna untuk memanfatkannya dalam kebutuhan baik

perekaman suara atau hanya sekedar ingin menyampaikan informasi.

Sedangkan mikrofon dengan harga yang terjangkau belum tentu dapat

menghasilkan kualitas yang setara dengan mikrofon mahal. Untuk itu

penulis mencoba menganalisis perbaikan sinyal suara ya n g b e r c a m p u r

n o i s e dengan memanfaatkan mikrofon yang umum digunakan dengan

menggunakan metode Pengurangan Spektral (Spectral subtraction).

Perbedaaan tugas akhir yang penulis susun dengan tugas akhir tentang

analisis peningkata5n kualitas sinyal suara sebelumnya adalah metode yang

digunakan, disebutkan pada jurnal bahwa penulis sebelumnya menggunakan 2

metode sekaligus untuk proses peningkatan kualitas sinyal suara mikrofon

yaitu metode konvolusi dan dekonvolusi, dan tentunya prosesnya akan lebih

(10)

2

1.2 Rumusan Masalah

Perumusan masalah dalam tugas akhir ini adalah:

a. Bagaimana mengurangi noise yang terjadi pada m ikrofon uji sehingga sinyal yang dihasilkan memiliki noise yang lebih kecil yang dianalisis melalui softwareMatrix Laboratory(MATLAB).

b. Bagaimana menganalisis besar signal-to- noise ratio (SNR) yang didasarkan parameter statistik sinyal dengan menentukan energi

sinyal suara dan energinoisedari keluaran mikrofon uji.

1.3 Tujuan Penulisan

Tujuan dari penulisan ini adalah :

a. Mengurangi noise pada sinyal mikrofon uji pada Matlab dengan menggunakan metode pengurangan spektral, agar suara yang

dihasilkan mikrofon uji lebih bersih dari sebelumnya.

b. Menganalisis besar SNR pada masing-masing sinyal suara mikrofon

uji.

1.4 Batasan Masalah

Pembatasan masalah pada penulisan tugas akhir ini sebagai

berikut:

1. Pada analisis tugas akhir ini menggunak mikrofon xm1800s yang

bertindak sebagai mikrofon uji.

2. Mikrofon disini hanya untuk diambil samplingnya saja sebagai bahan

olah pada program Matlab. Dan proses pengurangan noise hanya dilakukan pada mikrofon uji.

3. Sinyal suara yang digunakan sebagai sumber, merupakan suara asli

yang direkam dengan format audio (*.wav) dan direkam dalam suatu

ruangan dan kemudian diberirandom noise.

4. Pengujian dilakukan dengan pengolahan data file hasil rekaman suara

(11)

3

5. Pada analisis memggunakan media mikrofon ini tidak akan mengubah

hasil tanggapan mikrofon yang bersifat fisik, misalnya kepekaan dalam

frekuensi tertentu maupun luas daerah tanggapan mikrofon.

6. Simulasi hasil perbandingan menggunakanMatlabR2010a.

1.5 Sistematika Penulisan

Secara ideal, laporan tugas akhir ini akan dibuat dalam lima bab

dengan susunan yang diusahakan dapat memberikan gambaran secara baik

dan jelas bagaimana sistem ini bekerja sehingga laporan tugas akhir ini

dapat diterima sebagai laporan yang memenuhi syarat.

Berdasarkan hal itu, maka laporan tugas akhir ini dibuat dengan

susunan sebagai berikut :

Bab I : Pendahuluan

Pada bab ini, berisi tentang latar belakang, tujuan penulisan,

perumusan masalah dan batasan masalah yang dilakukan pada

tugas akhir ini

Bab II : Dasar Teori

Pada bab II ini, terdiri dari dasar teori-teori yang mendukung

dan yang mendasari penyusunan tugas akhir ini. Yang meliputi

spectral subtractiondan gambaran umum tentang mikrofon.

Bab III : Perancangan Sistem

Pada bab III ini berisi tentang perancangan mengenai simulasi

yang akan dibuat dimana pada bab ini terdapat diagram blok

penataan perangkat,diagram blok perencanaan pemrosesan

sinyal, diagram sistem perancangan pemrosesan sinyal dan blok

(12)

4 Bab IV : Pengujian dan Analisa

Pada bab IV ini, berisi analisa dari simulasi yang telah

dijalankan dari proses pengurangan sinyal ada sample menggunakan metodeSpectral subtraction.

Bab V : Penutup

Pada bab V ini, berisi tentang kesimpulan dari analisa yang telah

dilakukan terhadap hasil atau data dari pengujian simulasi. Serta

saran-saran yang diberikan untuk penyempurnaan dan