1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dalam kehidupan sehari-hari, manusia selalu memanfaatkan teknologi untuk melakukan kegiatannya. Ini dikarenakan teknologi membuat tugas manusia menjadi lebih ringan dan cepat terselesaikan. Hal tersebut membuat manusia selalu menginginkan teknologi yang lebih baik agar pekerjaan mereka menjadi lebih ringan lagi. Oleh karena itu, manusia terus menerus mengembangkan teknologi yang sudah ada sehingga teknologi tersebut menjadi lebih baik lagi.
Salah satu teknologi yang berkembang pesat saat ini adalah teknologi yang menggunakan sidik jari sebagai parameternya. Hal ini sesuai dengan definisi sidik jari berdasarkan Kamus Besar Bahasa Indonesia (2008) bahwa sidik jari berarti rekaman jari; cap jempol yang bertujuan untuk menyelidiki bekas jari demi mengetahui dan membeda–bedakan orang (dengan meneliti bekas rekaman ujung–ujung jari tersebut). Hal ini berarti sidik jari dapat digunakan sebagai alat identifikasi seseorang. Penggunaan sidik jari sebagai alat identifikasi disebabkan oleh fakta bahwa sidik jari sangat unik sehingga setiap orang tidak akan memiliki sidik jari yang sama. Contoh penggunaan sidik jari sebagai alat identifikasi sidik jari adalah pembuktian tindak kriminalitas seseorang berdasarkan sidik jari yang ditinggalkan dalam sebuah tempat kejadian perkara, membuka tempat penyimpanan barang berharga, absensi karyawan pada sebuah perusahaan dan masih banyak lagi.
Berdasarkan fakta bahwa sidik jari digunakan sebagai parameter untuk beberapa teknologi, maka diperlukan sebuah algoritma untuk melakukan pengenalan atau identifikasi sidik jari manusia yang didapat atau yang disebut pengenalan sidik jari. Pengenalan sidik jari adalah metode tertua yang telah dipelajari selama beberapa tahun yang lalu (Vidyapith, 2013).
Selama beberapa tahun banyak penelitian dilakukan untuk menemukan algoritma pengenalan sidik jari yang baik telah dilakukan. Penelitian- penelitian tersebut dilakukan dengan tujuan yang sama yakni menghasilkan
sebuah algoritma pengenalan sidik jari yang dapat mengenali sidik jari seseorang dengan cepat dan akurat. Semua penelitian tersebut selalu menemui masalah yang sama yakni gambar sidik jari yang dipertanyakan memiliki kualitas yang kurang bagus sehingga mengurangi tingkat akurasi dari sebuah algoritma pengenalan sidik jari. Masalah lainnya adalah menemukan susunan metode yang baik untuk mengekstraksi fitur-fitur sidik jari dan mencocokannya.
Oleh karena itu, penelitian terhadap algoritma idenfikasi sidik jari ini dibagi menjadi tiga bagian yakni tahap pemrosesan awal untuk menemukan algoritma pemrosesan awal yang baik sehingga gambar sidik jari yang dihasilkan menjadi gambar dengan kualitas yang tinggi. Gambar dengan kualitas tinggi berarti gambar yang memiliki sinyal pembanding yang tinggi sehingga noise pada sebuah gambar sedikit. Tahap pemrosesan awal dilakukan agar gambar sidik jari yang memiliki kualitas rendah dapat diperbaiki dan mengurangi kemungkinan terjadinya kesalahan pada tahap ekstraksi fitur.
Tahap ekstraksi fitur adalah tahap dimana gambar sidik jari yang telah melewati tahap pemrosesan awal dapat diekstraksi fitur-fiturnya. Fitur-fitur sidik jari yang diekstraksi adalah minutiae. Jika gambar sidik jari telah memiliki kualitas yang baik dan noise yang sedikit maka proses ekstraksi fitur dapat berjalan dengan lebih baik. Ekstraksi yang baik berarti fitur yang diekstraksi adalah fitur yang sebenarnya dari sidik jari bukan noise atau fitur palsu. Masalah yang terdapat pada tahap ekstraksi fitur adalah menemukan metode ekstraksi sidik jari yang paling baik sehingga proses ekstraksi sidik menjadi lebih maksimal.
Setelah proses ekstraksi sidik jari dilakukan, tahap selanjutnya dari algoritma sidik jari adalah tahap pencocokan pola. Tahap pencocokan pola adalah proses dimana sebuah sidik jari dicocokan dengan sidik jari lainnya yang terdapat pada database untuk menentukan tingkat kesamaan antara kedua sidik jari tersebut. Masalah yang terdapat pada tahap pencocokan pola adalah menemukan metode pencocokan pola yang terbaik. Metode pencocokan sidik jari yang baik adalah metode yang menghasilkan false rejection rate (FRR) dan false acceptance rate (FAR) yang rendah.
Rendahnya nilai FRR dan FAR berarti tingkat akurasi sebuah algoritma identifikasi sidik jari adalah tinggi.
Untuk mengatasi masalah-masalah pada algoritma identifikasi sidik jari terdapat tiga pendekatan yang dapat dilakukan. Pendekatan pertama yaitu dengan mengembangkan algoritma yang baru. Pendekatan kedua yaitu dengan mencari dan memperbarui algoritma yang telah ada untuk memperkecil kesalahan yang ada. Pendekatan yang terakhir yaitu dengan mengombinasikan algoritma yang telah ada untuk menghasilkan akurasi yang lebih baik. Karena tingginya tingkat kompleksitas, banyak teknik tidak berguna untuk pencocokan dan verifikasi sidik jari karena, mengekstraksi minutiae dari gambar dengan kualitas buruk sangat sulit. ukuran dan orientasi dari sidik jari dapat diubah dan akurasinya menjadi rendah.
Berdasarkan rumusan masalah di atas, penelitian ini bertujuan untuk mengatasi masalah yang berhubungan dengan tingkat akurasi sebuah sistem identifikasi sidik jari. Dalam penelitian ini diharapkan terdapat peningkatan ketepatan atau akurasi dari proses pencocokan sidik jari sehingga dapat mengurangi terjadinya kesalahan atau tingkat kesalahan dari proses tersebut dapat berkurang.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, terdapat beberapa masalah yang diteliti pada penelitian ini sebagai berikut:
1. Peningkatan kualitas gambar sidik jari sehingga dapat menghasilkan input informasi yang lengkap dan baik pada proses pembuatan pola.
2. Cara melakukan proses matching dengan false acceptance rate (FAR) dan false rejection rate (FRR) yang rendah.
1.3 Ruang Lingkup
Ruang lingkup penelitian terhadap sistem idenfikasi sidik jari ini terbatas pada
1. Melakukan proses identifikasi sidik jari manusia.
2. Database gambar yang digunakan berasal dari fingerprint verification competition 2004 (FVC 2004) dan UPEK fingerprint database.
Jumlah sidik jari yang digunakan 15 gambar dari FVC 2004 dan 15 gambar dari database sidik jari UPEK dengan ukuran 248 x 338 piksel.
3. Tahap pemrosesan awal pada gambar sidik jari.
4. Tahap ekstraksi fitur sidik jari berbasis minutiae.
5. Penyimpanan fitur-fitur sidik jari yang telah diekstraksi ke dalam folder atau database.
6. Pencocokan pola sidik jari antara sidik jari yang satu dengan sidik jari yang lain dan mencatat tingkat kecocokannya (pencocokan satu per satu). Setelah itu menggunakan threshold untuk mengetahui sidik jari mana yang paling cocok.
1.4 Tujuan dan Manfaat
Tujuan dari penelitian ini adalah mendapatkan atau membangun sebuah sistem yang mampu secara otomatis melakukan identifikasi sidik jari yang disebut dengan Automatic Fingerprint Identification System (AFIS).
Manfaat yang diharapkan dengan dilakukannya penelitian ini adalah diperolehnya metode yang mempengaruhi nilai FAR dan FRR sehingga menghasilkan nilai EER yang rendah.
1.5 Metodologi Penelitian
Metode yang digunakan dalam penulisan skripsi ini meliputi tiga bagian pokok yaitu metode analisis, perancangan dan evaluasi.
a. Metode Analisis
Analisis yang dilakukan dalam penelitian ini adalah menemukan metode-metode yang tepat untuk setiap tahap identifikasi sidik jari.
Yang pertama untuk tahap pemrosesan awal adalah mencari dan memahami metode-metode pemrosesan awal gambar sidik jari agar gambar yang dihasilkan memiliki kualitas yang baik. Dengan memahami metode-metode tersebut maka dapat disusun tahap pemrosesan awal yang tepat. Yang kedua untuk tahap ekstraksi fitur
adalah mencari dan memahami metode ekstraksi fitur yang paling baik dan tepat. Yang terakhir mencari dan memahami metode pencocokan sidikjari yang paling tepat.
b. Metode Perancangan
Dalam metode perancangan, dilakukan perancangan awal dari sebuah susunan algoritma sidik jari yang telah dianalisis sebelumnya.
Adapun rancangan itu berupa:
1. Tahap pemrosesan awal dengan menggunakan:
i. Ekualisasi histogram untuk memperbaiki kontras gambar ii. Transformasi fourier cepat untuk menghilangkan noise.
iii. Band-pass filtering untuk melakukan penyaringan sinyal gambar pada domain frekuensi. Penelitian ini menambahkan metode ini untuk meningkatkan kualitas gambar sidik jari.
iv. Binarisasi untuk mengubah gambar sidik jari menjadi gambar biner
2. Tahap ekstraksi fitur dengan menggunakan:
i. Penipisan garis untuk menipiskan garis dari sidik jari menjadi garis dengan ukuran 1 piksel.
ii. Ekstraksi fitur dengan menggunakan metode crossing number.
3. Tahap pencocokan fitur dengan menggunakan perbandingan antara satu fitur dengan fitur-fitur yang terdapat dalam database sehingga didapat jumlah fitur yang cocok. Setelah itu menggunakan threshold untuk menentukan gambar berasal dari sidik jari yang sama atau bukan.
c. Metode Evaluasi
Dalam metode evaluasi, hasil dari perancangan algoritma diuji coba dalam bentuk coding, untuk mengetahui presentase keberhasilan dari algoritma tersebut. Metode yang digunakan adalah False Rejection Rate (FRR) dan False Acceptance Rate (FAR).
1.6 Sistematika Penulisan
Pada Bab 1 yang merupakan bab pendahuluan, dijabarkan beberapa hal yakni, latar belakang yang menjelaskan alasan pemilihan topik penulisan skripsi ini, ruang lingkup yang menjabarkan hal-hal apa saja yang dibahas serta asumsi-asumsi dari penelitian ini, tujuan dan manfaat yang menjabarkan hal-hal apa saja yang ingin dicapai pada penelitian ini serta manfaat dari pencapaian tersebut, metodologi penelitian yang menjabarkan metode apa yang digunakan dalam penelitian ini, dan terakhir sistematika penulisan dari skripsi ini.
Pada Bab 2 yang merupakan bab landasan teori, dijabarkan dua hal yakni, penjabaran terhadap teori-teori dari metode-metode yang digunakan dan penelitian-penelitian serupa yang pernah dilakukan.
Pada Bab 3 yang merupakan bab metodologi, menjelaskan tentang kerangka pikir dalam penelitian ini dan metodologi dari algoritma ini.
Pada Bab 4 yang merupakan bab hasil dan pembahasan, dijelaskan hasil kerja dari algoritma yang telah dibuat. Hasil uji coba yang telah dilakukan akan dituliskan disini.
Pada Bab 5 yang merupakan bab simpulan dan saran, diberikan kesimpulan dari penelitian ini. Kemudian, diberikan saran yang berguna untuk pengembangan selanjutnya.
