IMPLEMENTASI DAN DETEKSI POLA WAJAH PADA CITRA DIGITAL MENGGUNAKAN SKIN COLOR DAN K-MEANS CLUSTERING
SKRIPSI
SEPTY DIANA SARI SARAGIH
101401022
PROGRAM STUDI S1 ILMU KOMPUTER
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
IMPLEMENTASI DAN DETEKSI POLA WAJAH PADA CITRA DIGITAL MENGGUNAKAN SKIN COLOR DAN K-MEANS CLUSTERING
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh ijazah Sarjana Ilmu Komputer
SEPTY DIANA SARI SARAGIH 101401022
PROGRAM SUDI S1 ILMU KOMPUTER
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2016
PERSETUJUAN
Judul : IMPLEMENTASI DAN DETEKSI POLA WAJAH
PADA CITRA DIGITAL MENGGUNAKAN SKIN COLOR DAN K-MEANS CLUSTERING
Kategori : SKRIPSI
Nama : SEPTY DIANA SARI SARAGIH
Nomor Induk Mahasiswa : 101401022
Program Studi : S1 ILMU KOMPUTER
Fakultas : ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Komisi Pembimbing :
Pembimbing II Pembimbing I
Drs. Marihat Situmorang, M.Kom Prof. Dr. Iryanto, M.Si
NIP. 19631214 198903 1 001 NIP. 19460404 197107 1 001
Diketahui/disetujui oleh
Program Studi Ekstensi S1 Ilmu Komputer Ketua,
Dr. Poltak Sihombing, M.Kom NIP. 19620217 199103 1 001
iii
PERNYATAAN
IMPLEMENTASI DAN DETEKSI POLA WAJAH PADA CITRA DIGITAL MENGGUNAKAN SKIN COLOR DAN K-MEANS CLUSTERING
SKRIPSI
Saya menyatakan bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, 16 April 2016
Septy Diana Sari Saragih 101401022
PENGHARGAAN
Alhamdulillah segala puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat, hidayah, dan karunia-Nya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini yang sesuai dengan instruksi dan peraturan yang berlaku di Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi serta shalawat beriring salam dihadiahkan kepada Nabi Besar Muhammad SAW, semoga mendapat safa’at di akhir kelak.
Dalam penyusunan dan penulisan skripsi ini, penulis banyak mendapat bantuan, dukungan, dan bimbingan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan rasa terima kasih dan penghargaan kepada :
1. Bapak Prof. Dr. Runtung Sitepu, SH., M.Hum selaku Rektor Universitas
Sumatera Utara.
2. Bapak Prof. Dr. Opim Salim Sitompul, M.Si sebagai Dekan Fakultas Ilmu
Komputer dan Teknologi Informasi.
3. Bapak Dr. Poltak Sihombing, M.Kom sebagai Ketua Program Studi S1 Ilmu
Komputer dan selaku dosen Pembanding I yang telah memberikan kritik dan saran terhadap skripsi penulis.
4. Ibu Maya Silvi Lydia, B.Sc, M.Sc selaku Sekretaris Program Studi Ilmu
Komputer.
5. Bapak Prof. Dr. Iryanto, M.Si selaku Dosen Pembimbing I yang telah
meluangkan waktu, tenaga, dan pikiran dalam membimbing, dan menyemangati penulis agar dapat menyelesaikan skripsi ini.
6. Bapak Drs. Marihat Situmorang, M.Kom selaku Dosen Pembimbing II yang telah
meluangkan waktu, tenaga, dan pikiran dalam membimbing, dan menyemangati penulis agar dapat menyelesaikan skripsi ini.
7. Bapak Amer Sharif, S.Si, M.Kom selaku dosen Pembanding II yang telah
v
8. Seluruh staf pengajar, pegawai dan satpam Fakultas Ilmu Komputer dan
Teknologi Informasi.
9. Teristimewa orang tua yang penulis sayangi, Ayahanda Zulkifli Saragih dan
Ibunda Marlis, serta Adik penulis Aulia Rahman Saragih dan Nova Zulistya Hasanah Saragih yang tidak henti-hentinya memberikan doa, motivasi, dan dukungan yang selalu menjadi sumber semangat penulis.
10. Teman-teman seperjuangan mahasiswa S1-Ilmu Komputer stambuk 2010,
Wahyu Eko Putra, Irwansyah, Safriatullah, Ivan Grace Halim, Muhammad Reza Nasution, dan teman – teman yang lain yang memberikan motivasi, arahan dan perhatiannya.
11. Semua pihak yang terlibat langsung ataupun tidak langsung yang tidak dapat
penulis ucapkan satu per satu yang telah membantu menyelesaikan skripsi ini.
12. Dan yang terakhir kekasih penulis Ahda Andi Kurnia yang selalu ada seiring
waktu mendampingi serta menjadi penyemangat bagi penulis dalam segala hal. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih memiliki banyak kekurangan, baik dari segi teknik, tata penyajian ataupun dari segi tata bahasa. Oleh karena itu penulis bersedia menerima kritik dan saran dari pembaca dalam upaya perbaikan skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi penulis dan pembaca, khususnya rekan-rekan mahasiswa lainnya yang mengikuti perkuliahan di Universitas Sumatera Utara.
Medan, 16 April 2016 Penulis
ABSTRAK
Deteksi wajah pada citra digital telah menjadi topik penelitian yang populer belakangan ini mengingat penggunaan teknologi citra digital yang luas saat sekarang ini. Metode – metode yang dikembangkan memiliki beberapa kelebihan dan kekurangannya masing-masing. Besarnya area citra digital menyebabkan deteksi wajah secara linier piksel per piksel menjadi tidak efektif. Pada penelitian ini dilakukan analisis dan percobaan yang bertujuan untuk mendeteksi wajah pada citra digital menggunakan metode skin color detection dan kmeans clustering. Skin color detection digunakan untuk mengecilkan area dari citra digital untuk proses pendeteksian. K-means clustering merupakan metode sederhana yang biasa digunakan pada pengenalan pola yang memiliki akurasi yang rendah namun memiliki operasi yang cukup cepat. Hasil penelitian menunjukkan bahwa implementasi kombinasi dari metode skin color detection dan k-means clustering memberikan kinerja yang baik dalam hal kecepatan namun masih memiliki kekurangan dalam hal akurasi yang mana sangat bergantung pada pemilihan jumlah cluster yang digunakan.
Kata Kunci : Deteksi Wajah, Citra Digital, Skin Color Detection, K-Means Clustering.
IMPLEMENTATION AND FACE DETECTION IN DIGITAL IMAGES USE SKIN COLOR AND K-MEANS CLUSTERING
ABSTRACT
Face detection in digital images has become a popular research topic these days considering the use of comprehensive digital imaging technology today. Methods developed has some advantages and disadvantages of each. The amount of digital image area causes linearly face detection pixels per pixel becomes ineffective. In this research, analysis and experiments imed at detecting faces in a digital image using skin color detection method and k-means clustering. Skin color detection is usedto shrink the area of digital imags for the detection procces. K-means clustering is a simple method that is commonly used in pattern recognition that has low accuracy but has a fairly quick operation. The results showed tht the implementation of a combination of skin color detection method and k-means clustering provide good performance in terms of speed but still has shortcomings in terms of accuracy which is very dependent on the choice of the number of clucters used.
DAFTAR ISI Halaman Persetujuan ii Pernyataan iii Penghargaan iv Abstrak vi Abstract vii
Daftar Isi viii
Daftar Tabel x Daftar Gambar xi Bab 1 Pendahuluan 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Perumusan Masalah 2 1.3 Batasan Masalah 2 1.4 Tujuan Penelitian 3 1.5 Manfaat Penelitian 3 1.6 Metodologi Penelitian 3 1.7 Sistematika penulisan 4
Bab 2 Landasan Teori 2.1 Citra digital
2.1.1 Pengertian citra digital 6
2.1.2 Jenis citra 7
2.2 Pengolahan citra digital 8
2.3 Ruang Warna HSV 8
2.4 Ruang Warna YCbCr 10
2.5 Skin Color 11
2.6 Skin Color Detection 12
2.7 KMeans Clustering 14
2.8 Penelitian yang relevan 15
Bab 3 Analisis dan Perancangan Sistem
3.1 Analisis permasalahan 17
3.2 Analisis kebutuhan sistem 17
3.2.1 Analisis kebutuhan fungsional sistem 17
3.2.2 Analisis kebutuhan Non-fungsional sistem 18
3.3 . Pemodelan 18
3.3.1 Pemodelan dengan menggunakan use case diagram 18
3.3.1.1 Use case pengenalan pola wajah k-means 19
3.3.1.2 Use case deteksi wajah 20
3.3.2 Pemodelan dengan menggunakan activity diagram 21 3.3.2.1 Activity diagram pengenalan pola wajah 21
3.3.3 Diagram Ishikawa 22
3.4 Perancang sistem 23
3.4.1 Flowchart sistem 23
3.4.1.1 Flowchart gambaran umum sistem 23
3.4.1.2 Flowchart proses skin color detection 25
3.4.1.3 Flowchart proses kmeans clustering 26
3.4.2 Rancangan database 27
3.4.3 Rancangan Antarmuka 29
3.4.3.1 Antarmuka form cover 29
3.4.3.2 Antarmuka form fitur wajah 29
3.4.3.3 Antarmuka form deteksi 31
3.4.3.4 Antarmuka form about 32
Bab 4 Implementasi dan Pengujian
4.1 Implementasi 33
4.1.1 Implementasi sistem 33
4.1.2 Fungsional sistem 34
4.1.3 Implementasi fungsi fitur wajah 35
4.1.4 Implementasi fungsi deteksi wajah 46
4.2 Pengujian 49
4.3 Pembahasan pengujian 59
Bab 5 Kesimpulan dan Saran
5.1 Kesimpulan 60
5.2 Saran 61
Daftar Pustaka 62
LAMPIRAN A : Listing Program A-1
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 3.1 Spesifikasi Use Case Pengenalan Pola Wajah K-means 19
Tabel 3.2 Spesifikasi Use Case Pengenalan (Lanjutan) 20
Tabel 3.3 Spesifikasi Use Case Deteksi Wajah 20
Tabel 3.3 Struktur Tabel Wajah 27
Tabel 3.4 Struktur Tabel Detail Wajah 28
Tabel 3.5 Struktur Tabel Cluster 28
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Sistem Koordinat Citra Berukuran MxN 6
Gambar 2.2 Warna RGB dalam ruang berdimensi tiga 7
Gambar 2.3 Ruang Warna HSV 9
Gambar 2.4 Sebaran Warna Kulit Di Dunia 11
Gambar 2.5 Ekstraksi Warna Kulit 12
Gambar 3.1 Use Case Diagram Yang Akan Dikembangkan 19
Gambar 3.2 Activity Diagram Proses Pengenalan Pola Wajah 21
Gambar 3.3 Activity Diagram Proses Deteksi Wajah 22
Gambar 3.4 Diagram Ishikawa 23
Gambar 3.5 Flowchart Gambaran Umum Sistem Proses Pengenalan Pola Wajah 23 Gambar 3.6 Flowchart Gambaran Sistem Proses Deteksi Wajah 24
Gambar 3.7 Flowchart Proses Skin Color Detection 25
Gambar 3.8 Flowchart Proses K-Means Clustering 26
Gambar 3.9 Rancangan Form Cover 29
Gambar 3.10 Rancangan Form Fitur Wajah 30
Gambar 3.11 Rancangan Form Deteksi 31
Gambar 3.12 Rancangan Form About 32
Gambar 4.1 Sistem Deteksi Wajah Pada Citra Digital 34
Gambar 4.2 Antarmuka Fitur Wajah 35
Gambar 4.3 Antarmuka Deteksi 46
Gambar 4.4 Citra Uji 49
Gambar 4.5 Citra Wajah 49
Gambar 4.6 Pengujian Fitur Wajah 50
Gambar 4.7 Pengujian Deteksi 57
Gambar 4.8 Citra Wajah Jenderal 58
