1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Era informasi memerlukan dukungan teknologi diberbagai bidang. Salah satu teknologi yang sangat penting adalah TIK (Teknologi Informasi dan Komunikasi). Telah banyak penelitian yang dilakukan dalam TIK khususnya teknologi komputer baik pada perangkat kerasnya (hardware) maupun pada komponen piranti lunaknya (software). Pengembangan ini diharapkan menghasilkan berbagai hal yang berguna untuk memenuhi kebutuhan pengguna, serta memberi kemudahan dan kenyamanan dalam mengoperasikan komputer. Salah satu contoh pengembangan yang dilakukan adalah pada piranti penunjuk (pointing device).
Pengembangan yang dilakukan terkait dengan penerapan Kecerdasan Buatan (Artificial Inteligence) pada komputer. Kecerdasan buatan ini bertujuan agar komputer memiliki kecerdasan sehingga dapat melakukan berbagai kegiatan seperti yang dilakukan oleh manusia. Cakupan dari kercedasan buatan ini cukup banyak di antaranya Sistem Pakar (Expert System), Jaringan Saraf Tiruan (Artificial Neural Network), Visi Komputer (Computer Vision), Logika Samar (Fuzzy Logic), dan masih banyak lainnya. Setiap cakupan ini memiliki fokus bidang garapan yang berbeda walaupun dalam prakteknya dapat saling mendukung, misalnya sistem pakar mengenai basis pengetahuan (knowledge base) dan visi komputer mengenai pengenalan pola (pattern recognition).
Saat ini sudah banyak sekali jenis piranti penunjuk yang digunakan untuk menggerakan kursor pada komputer, piranti penunjuk ini memudahkan pengguna dalam mengoperasikan komputer. Piranti penunjuk yang telah beredar luas di masyarakat antara lain berupa mouse, trackball, lightpen, touchscreen, joy stick, dan lain sebagainya. Setiap piranti penunjuk ini memilki kelebihan dan kekurangannya masing-masing. Tetapi ada satu kesamaan diantara semua piranti penunjuk yang telah disebutkan di atas, yaitu semuanya memerlukan anggota gerak tubuh dari pengguna dalam mengoperasikannya (anggota gerak tubuh yang dimaksud adalah tangan).
Memang mudah bagi orang-orang yang tidak memiliki keterebatasan fisik untuk menggerakan piranti penunjuk tersebut. Namun bagi mereka yang memiliki keterbatasan fisik atau pun mereka yang tidak dapat mengendalikan tangan dengan semestinya karena beberapa alasan (seperti yang mengalami kelumpuhan, parkinson dan lainnya), hal tersebut menjadi kendala dalam penggunaan piranti penunjuk yang sudah ada. Menanggapi permasalahan tersebut, maka dilakukan sejumlah penelitian untuk menghasilkan piranti penunjuk yang menggunakan gerakan tangan seminimum mungkin atau tidak menggunakan gerakan tangan sama sekali.
Salah satu penelitian yang dilakukan adalah dengan menerapkan metode speech recognition, suara pengguna akan dijadikan sebagai penggerak pada program piranti penunjuk iniga. Program ini menggunakan voice command sebagai input, suara yang dikeluarkan oleh pengguna akan dicocokkan dengan sejumlah perintah yang telah disiapkan pada program agar dapat mengoperasikan komputer, sehingga tidak lagi memerlukan gerakan tangan dalam mengoperasikan piranti penunjuk. Namun program tersebut masih memiliki beberapa kelemahan, diantaranya bahasa yang digunakan,
kefasihan dialek dan ketepatan perintah. Ketiga hal tersebut sangat mempengaruhi program agar dapat mengenali perintah-perintah yang diucapkan. Apabila terjadi kesalahan pada pengenalan perintah maka program tersebut tidak dapat berjalan dengan baik. Program ini pun membutuhkan spesifikasi komputer yang tinggi,
Selain berdasarkan pada suara, dilakukan pula penelitian menggunakan anggota tubuh lain untuk dapat mengoperasikan piranti penunjuk tanpa gerakan tangan, salah satu penelitian tersebut menggunakan gerakan mata (Eye Based Pointing Device). Pemilihan mata sebagai pengganti gerakan tangan ini didasarkan pada letak dan karakteristik mata itu sendiri. Mata terletak di wajah dan karakteristiknya dapat mudah dikenali dibandingkan dengan ciri-ciri fisik dari anggota wajah lainnya. Berdasarkan penelitian mata merupakan alat indra pertama yang merespon ketika pertama kali pengguna akan melakukan operasi pada komputer menggunakan piranti penunjuk. Dengan pernyataan tersebut diharapkan penggunaan mata akan memberikan respon lebih cepat dalam penggerakan kursor. (Robert J.K. Jacob, Eye Tracking in Advanced Interface Design)
Penelitian ini akan memanfaatkan alat masukan yang mudah diperoleh oleh masyarakat serta dapat menangkap gerakan citra mata secara real time. Alat input yang dipilih adalah web-camera. Saat ini web-camera sudah menjadi bagian utama dari komputer, tidak lagi dianggap sebagai aksesoris mewah dari komputer. Keberadaannya dapat dijumpai hampir pada setiap komputer (baik desktop komputer maupun portable komputer). Selain itu dalam penelitian ini digunakan pustaka OpenCV yang bersifat open source. Pustaka ini menyediakan fungsi-fungsi yang berkaitan dengan visi
komputer seperti deteksi objek (CvHaarDetection) serta penjejakan objek (cvCalcOpticalFlowPyrLK).
Penelitian mengenai piranti penunjuk berbasis gerakan mata ini memberikan alternatif lain dalam mengoperasikan piranti penunjuk, yaitu menggunakan gerakan mata dalam pengoperasiannya. Diharapkan dengan alternatif ini akan memberikan kenyamanan dan kemudahan bagi pengguna yang memiliki keterbatasan fisik dalam mengoperasikan piranti penunjuk yang telah ada.
1.2 Ruang Lingkup
Adapun ruang lingkup penelitian dibatasi sebagai berikut: 1. Mengeksplorasi peluang mata sebagai penggerak kursor. 2. Penelitian ini menggunakan masukan berupa web-camera.
3. Menggunakan pustaka OpenCV untuk menerapkan fungsi-fungsi yang berkaitan dengan visi komputer.
4. Penelitian ini dilakukan pada ruangan dengan tingkat brightness dan contrast tertentu (ruangan 4m x 5m dengan pencahayaan berupa 2 buah lampu sebesar 15 watt).
5. Penelitian ini akan mengenali objek yang berupa wajah dan mata dari pengguna. Setelah itu akan dilakukan penjejakan pada gerakan mata, gerakan mata ini nanti akan dianalogikan menjadi gerakan kursor.
6. Pada penelitian ini fungsi klik piranti penunjuk akan menggunakan kedipan mata.
1.3 Tujuan dan Manfaat
Tujuan dari penelitian piranti penunjuk berbasis gerakan mata ini adalah:
• Menawarkan piranti penunjuk yang cara kerjanya berbeda dengan piranti penunjuk konvensional pada umumnya. Gerakan tangan yang biasanya digunakan untuk menggerakan kursor akan digantikan dengan gerakan mata.
Manfaat dari penelitian ini meliputi: .
• Memberi kemudahan bagi pengguna khususnya yang memiliki keterbatasan fisik (seperti yang mengalami kelumpuhan, parkinson dan lainnya).
• Hasil penelitian ini memperlihatkan perkembangan kecerdasan buatan dalam bidang komputer tepatnya dalam pembelajaran komputer visi. Diharapkan dengan melihat penerapan penelitian ini, akan membangkitkan minat masyarakat dalam mempelajari serta mengembangkan kecerdasan buatan
• Dapat menjadi referensi atau bahan acuan bagi pembaca maupun peneliti yang ingin melakukan penelitian mengenai topik yang serupa.
1.4 Metodologi
1. Metode Analisis
Pada bagian ini dilakukan pengumpulan mengenai informasi-informasi yang berkaitan dengan deteksi objek dan penjejakan objek, informasi-informasi ini kemudian akan diseleksi berdasarkan penerapannya. Informasi yang dibutuhkan adalah informasi yang dapat diterapkan pada pendeteksian wajah
dan penjejakan mata. Pada penelitian ini digunakan web-camera sebagai alat input dan sebagai piranti lunak digunakan visual C++ 2005 serta pustaka OpenCv untuk memudahkan proses deteksi objek serta penjejakan objek.
2. Metode Perancangan dan Implementasi
Pada tahap ini program dirancang dengan menggunakan visual C++ 2005 dan pustaka openCV. Program ini sendiri dirancang dengan membaginya menjadi beberapa modul, Modul yang digunakan ada yang berupa fungsi built in dari pustaka OpenCv maupun modul yang dibuat berdasarkan teori visi komputer. Modul-modul ini ditempatkan secara sequential pada pembuatan coding. Dalam mengembangkan modul-modul yang ada, digunakan teknik trial and error.
3. Metode Pengujian dan Evaluasi
Dalam melakukan pengujian ditentukan terlebih dahulu parameter-parameter yang akan dijadikan sebagai dasar penilaian. Pengujian dilakukan pada ruangan dengan tingkat brightness dan contrast tertentu. Hasil dari pengujian ini akan menjadi salah satu dasar dari evaluasi. Evaluasi ini akan berisi sejumlah kesimpulan yang merupakan jawaban atas permasalahan yang dibahas serta tingkat pencapaian dari hasil penelitian ini.
1.5 Sistematika Penulisan Bab 1 Pendahuluan
Pada bab ini dijelaskan mengenai latar belakang permasalahan, ruang lingkup, tujuan dan manfaat, metodologi penelitian yang digunakan serta sistematika penulisan yang dilakukan pada penulisan laporan skripsi.
Bab 2 Landasan Teori
Di dalam bab ini dijelaskan mengenai hal-hal yang berhubugan dengan piranti penunjuk serta bagian-bagian dari mata. Selain itu ada pula penjelasan mengenai teori-teori dasar yang digunakan dalam penelitian ini, antara lain meliputi teknik-teknik pengolahan citra, metode yang digunakan dalam deteksi objek (cascade of classifer, haar like featutres, AdaBoost algorithm) , metode yang dikembangkan untuk penjejakan objek (metode Lucas-Kanade), serta cara untuk menganalogikan gerakan mata sebagai gerakan kursor pada komputer maupun penerapan fungsi klik yang terdapat pada piranti penunjuk.
Bab 3 Analisis dan Perancangan
Di dalam bab ini terbagi menjadi dua bagian besar, yaitu: Analisa dan perancangan. Analisa berisi mengenai permasalahan yang akan dibahas serta sejumlah alternatif pemecahan yang diusulkan. Perancangan meliputi proses pengolahan citra input serta proses kerja driver piranti penunjuk . Pembuatan driver piranti penunjuk berbasiskan gerakan mata menggunakan Visual C++ 2005 dengan tambahan pustaka OpenCV.
Bab 4 Implementasi dan Evaluasi
Di bagian implementasi berisi tentang penerapan driver dan dilanjutkan dengan sejumlah pengetesan berdasarkan pada parameter yang telah ditetapkan. Hasil dari pengetesan ini akan dijadikan sebagai salah satu bahan untuk melakukan evaluasi.
Bab 5 Kesimpulan dan Saran
Bab ini merupakan bab terakhir dari seluruh rangakaian bab yang ada di laporan skripsi ini, dalam bab ini akan termuat kesimpulan dari hasil bahasan seluruh bab serta saran-saran yang dapat bermanfaat dalam pengembangan selanjutnya. Bab ini diharapkan akan memberikan pemahaman yang lebih mengenai implementasi pengolahan citra kepada para pembaca serta meningkatkan minat mereka untuk melakukan penelitian lebih lanjut mengenai piranti penunjuk yang tidak menggunakan gerakan tangan dalam pengoperasiannya.
