PEMANFAATAN
PADA PENGOLAHAN CITR
TIGOR HAMONANGAN NASUTION
UNIVERSITAS SUMATERA
EMANFAATAN TEKNOLOGI WEB SERVICES PADA PENGOLAHAN CITRA MEDIS
TESIS
Oleh
TIGOR HAMONANGAN NASUTION 087034034/TE
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
Telah Diuji pada
Tanggal: 20 Januari 2012
PANITIA PENGUJI TESIS
Ketua : Prof. Dr. Ir. Usman Baafai
Anggota : 1. Dr. Benny B. Nasution, Dipl.Ing, M.Eng 2. Prof. Dr. Opim Salim Sitompul, M.Si 3. Fakhruddin Rizal Batubara, ST, MTI 4. Fahmi, S.T, M.Sc
ABSTRAK
Topik yang diangkat pada penelitian ini adalah perancangan sistem berbasis jaringan untuk pemanfaatan aplikasi pengolahan citra medis. Berbeda dengan aplikasi
standalone,sistem yang dirancang dapat digunakan untuk banyak pengguna sehingga dapat mengurangi biaya dalam pembelian komputer berkemampuan tinggi untuk pengolahan citra medis. Sistem yang dirancang dapat bekerja di berbagai macam
platform dengan grafis antar muka berbasis web. Sistem dibangun dengan menggunakan teknologi web services.
Tahapan penelitian meliputi pengumpulan data dan perancangan sistem berbasis jaringan. Data yang digunakan merupakan data citra medis hasil scan MRI dengan format DICOM. Sistem terdiri dari aplikasi server dan aplikasi klien dengan menggunakan bahasa pemrograman Java dan librari ITK untuk pengolahan citra medis. Sistem berkomunikasi dengan teknologi web services XML-RPC untuk pertukaran data dengan menggunakan format XML.
Uji coba sistem dilakukan dengan membandingkan sistem berbasis jaringan dengan aplikasi standalone pengolahan citra medis. Hasil pengolahan citra yang dilakuakan menggunakan sistem jaringan tidak berbeda dengan hasil yang diperoleh pada sistem standalone. Waktu yang dibutuhkan untuk proses lebih cepat dari proses yang dilakukan standalonedengan perbedaan yang cukup signifikan pada kasus multi klien. Uji coba sistem berjalan dengan baik dan sesuai dengan yang diharapkan sehingga sistem ini dapat diterapkan untuk mendistribusikan data hasil pengolahan citra medis.
Kata-kata kunci: web services, XML-RPC, pengolahan citra medis, sistem berbasis jaringan
ii
ABSTRACT
The topic discussed in this study is a network-based system design for the utilization of medical image processing application. The system is different from the application of standalone system designed to be used by many users, that it can minimize the cost of purchasing many computers to process the medical image. The system designed can work at various kinds of platforms with web-based interface graphic. This system is built by using web-service technology.
The stages of study included data collecting and web-based system design. The data used were the medical image scanned by using MRI with DICOM format. The system consisted of server application and client application using the Java programming language and ITK library for medical image management. The system communicated using XML-RPC web-service technology for data exchanging by using XML format.
The system try out was performed by comparing the web-based system with the application of standalone medical image processing. The system try out ran well in accordance with what expected that this system can be applied to distribute the data resulted from medical image processing.
Keywords: Web-Services, XML-RPC, Medical Image Processing, Network-Based System
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT atas nikmat dan karunia yang telah diberikan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan tesis dengan judul “Pemanfaatan Teknologi Web Services Pada Pengolahan Citra Medis””. Salawat .
beriring salam tak lupa penulis persembahkan kepada junjungan Umat Islam, Nabi Muhammad SAW.
Dalam penyelesaian tesis ini penulis banyak mendapat bantuan, bimbingan, dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu dengan segala kerendahan hati, penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya atas segala bimbingan, bantuan serta dukungannya kepada Bapak Prof. Dr. Ir. Usman Baafai, selaku ketua komisi pembimbing dan Bapak Dr. Benny B. Nasution, Dipl.Ing. M.Eng selaku anggota komisi pembimbing yang telah mengarahkan dan membimbing penulis selama penyelesaian tesis ini. Tak lupa penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Prof. Dr. Opim Salim Sitompul, M.Si, Bapak Fakhruddin R. Batubara, ST, MTI, dan bapak Fahmi, S.T, M.Sc selaku Pembanding utama yang telah memberikan kritik dan masukan terhadap tesis ini.
Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada orang tua penulis, Bapak Indra Sakti Nasution dan Ibu Kartika atas doanya. Terima kasih juga kepada abang penulis Arief Zulkarnain Nasution, ST, kakak penulus Indah Karvina Nasution, Amd, dan adik penulis Ria Iriany Nasution, Amd yang selalu menjadi penyemangat penulis.
iv
Terima kasih juga kepada wanita yang spesial bagi penulis, Erna Kurnia, SE yang selalu menemani dan memberikan semangat kepada penulis. Tak lupa ucapan terima kasih kepada keluarga dan teman-teman penulis yang telah banyak memberikan semangat dan perhatian sehingga tesis ini selesai.
Penulis menyadari bahwa tesis ini masih jauh dari kesempurnaan. Penulis berharap semoga tesis ini dapat berguna untuk menambah cakrawala ilmu pengetahuan bagi para pembaca.
Medan, Januari 2012 Penulis,
Tigor H. Nasution
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
Saya yang bertanda tangan di bawah ini:
Nama : Tigor Hamonangan Nasution
Tempat / Tanggal Lahir : Medan / 15 April 1985 Jenis Kelamin : Laki-laki
Agama : Islam
Status Perkawinan : Belum Menikah
Pekerjaan : Staff Honorer Pusat Sistem Informasi USU Alamat Rumah : Jl. Perbatasan Barat No. 5 Medan
Telepon : 08126303460
Email : tigor.nasution@usu.ac.id
Pendidikan Formal
1991 – 1997 : SD Islam Azizi
1997 – 2000 : SMP Negeri 2 Medan
2000 – 2001 : SMU Negeri 13 Medan
2001 – 2003 : SMU Negeri 3 Medan
2003 – 2007 : Fakultas Teknik Departemen Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektro, Universitas Sumatera Utara, Medan
vi
Kegiatan Ilmiah
Demikian daftar riwayat hidup ini saya perbuat dengan sebenar-benarnya.
Tertanda
( Tigor H. Nasution )
No Judul Karya Ilmiah / Penelitian Pelaksana / Jurnal Tahun 1 Perancangan Aplikasi Wireless
Perangkat Bergerak Menggunakan Teknologi J2ME
USU/ Tugas Akhir 2007
2 Pemanfaatan Teknologi Web Services Pada Pengolahan Citra Medis
USU / Tesis 2012
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK ... i
ABSTRACT...ii
KATA PENGANTAR...iii
DAFTAR RIWAYAT HIDUP... v
DAFTAR ISI ...vii
DAFTAR GAMBAR ... ix DAFTAR TABEL ... x DAFTAR ISTILAH ... xi BAB 1 PENDAHULUAN ... 1 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Perumusan Masalah... 5 1.3 Batasan Masalah... 6 1.4 Tujuan Penelitian... 6 1.5 Manfaat Penelitian... 6 1.6 Sistematika Pembahasan... 7
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ... 8
2.1 Pengolahan Citra Medis ... 8
2.2 ITK... 12
2.3 Komunikasi Data Citra Medis Pada Jaringan Komputer ... 12
2.4Web Services... 13
2.4.1 XML-RPC... 15
BAB 3 METODE PENELITIAN... 18
3.1 Rancangan Penelitian ... 18
3.2 Pengumpulan Data Citra Medis ... 18
3.3 Pemodelan Sistem... 18
3.4 Segmentasi Citra Medis... 20
3.5 Komunikasi Data Citra Medis Dengan Web Services... 23
viii
3.7.1 Pembuatan Aplikasi Server... 33
3.7.2 Pembuatan Aplikasi Klien ... 34
3.8 Instrumen Penelitian ... 35
3.8.1 Perangkat Keras ... 35
3.8.2 Perangkat Lunak ... 36
BAB 4 HASIL DAN ANALISIS ... 37
4.1 Hasil Perancangan Sistem ... 37
4.2 Pengujian Multi Klien ... 42
4.3 Analisis Hasil Perancangan ... 47
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN... 49
5.1 Kesimpulan... 49
5.2 Saran... 49 DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR GAMBAR
Nomor Judul Halaman
1.1 Skema Sistem Berbasis Jaringan dengan Menggunakan Web Services... 3
3.1 Diagram Use Case... 19
3.2 Transportasi Data Dengan XML-RPC... 26
3.3 Diagram Kelas Klien... 29
3.4 Diagram Kelas Server ... 29
3.5 Digram Activity Segmentasi Otsu ... 30
3.6 Diagram Activity Segmentasi Multilevel ... 31
3.7 Diagram Activity Simpan ... 32
4.1 Citra Hasil Segmentasi dengan 2 Threshold ... 39
4.2 Citra Hasil Segmentasi dengan 3 Threshold ... 40
4.3 Citra Hasil Segmentasi dengan 4 Threshold ... 41
x
DAFTAR TABEL
Nomor Judul Halaman
1.1 Perbedaan Dengan Penelitian Sebelumnya... 4
4.1 Perbandingan Hasil Pengujian ... 38
4.2 Percobaan Dengan Lima Klien ... 42
4.3 Percobaan Dengan Sepuluh Klien... 43
4.4 Percobaan Dengan Lima Belas Klien ... 44
4.5 Percobaan Dengan Dua Puluh Klien... 45
4.6 Waktu Rata-rata Proses Tiap Tahap... 46
DAFTAR ISTILAH
A Applet
Java aplikasi, sebuah program aplikasi yang menggunakan web browser klien untuk menyediakan antarmuka pengguna.
Array
Suatu struktur yang terdiri dari sejumlah elemen yang memiliki tipe data yang sama.
B Browser
sebuah program yang digunakan untuk melihat dokumen HTML.
C
Clustering
Pengelompokan sejumlah hal yang serupa.
cross-platform
Lintas platform. CT
Computed Temography; Metode pemeriksaan organ tubuh dengan memindai mereka dengan sinar X dan menggunakan komputer untuk membangun serangkaian cross-sectional scan sepanjang sumbu tunggal.
D
Diagram activity
representasi grafis dari alur kerja kegiatan bertahap dan tindakan dengan dukungan untuk pilihan, iterasi dan konkurensi
xii Diagram class
Jenis diagram struktur statis yang menggambarkan struktur dari suatu sistem dengan menunjukkanclasssistem, atribut mereka, operasi (atau metode), dan hubungan antar kelas.
Diagram use case
Daftar langkah-langkah, biasanya mendefinisikan interaksi antara peran (dikenal dalam UML sebagai "aktor") dan sistem, untuk mencapai tujuan.
DICOM
Digital Imaging and Communications in Medicine; Standar untuk menangani, menyimpan, mencetak, dan mengirimkan informasi dalam pencitraan medis.
E
F
Framework
Kerangka kerja perangkat lunak yang digunakan untuk mengimplementasikan struktur standar sebuah aplikasi untuk sistem operasi tertentu.
G
GUI
Graphical User Interface; Antarmuka pengguna berdasarkan grafis (ikon dan gambar dan menu), bukan teks, menggunakan mouse serta keyboard sebagai perangkat input.
H
Header
Tambahan data pada awal blok data.
HTTP
Hypertext Transfer Protocol; sebuah protokol aplikasi untuk didistribusikan, kolaboratif, sistem informasi hypermedia.
HTTP POST
Salah satu metode permintaan yang didukung oleh protokol HTTP yang digunakan oleh World Wide Web.
I
ITK
Insinght Segmentation and Registration Toolkit;Librari open-sourceuntuk pengolahan citra baik 2D maupun 3D khususnya untuk citra medis.
J
K
Klien
Perangkat lunak yang mengakses layanan remotepada komputer lain.
L
Librari
Koleksi dari subprogram yang digunakan untuk mengembangkan perangkat lunak.
M
Method
xiv MRI
Magnetic Resonance Imaging; Teknik pencitraan medis yang digunakan di radiologi untuk memvisualisasikan struktur internal secara rinci.
N
O
P
Pixel
Satu titik dalam citra raster, atau elemen layar terkecil dalam perangkat layar, Platform
Frameworkdi mana aplikasi dapat dijalankan. Port
Koneksi virtual data antara program komputer melalui jaringan komputer.
Q
R
Region growing
Metode segmentasi berbasis pixel citra karena melibatkan pemilihan poin benih awal. Remote procedure call
antar-proses komunikasi yang memungkinkan sebuah program komputer untuk mengeksekusi subrutin atau prosedur dalam ruang alamat yang lain (umumnya pada komputer lain pada jaringan berbagi).
REST
Representational State Transfer; Arsitektur perangkat lunak untuk sistem hypermedia terdistribusi seperti World Wide Web
S
Segmentasi
Proses partisi gambar digital menjadi beberapa segmen (set piksel, juga dikenal sebagai superpixels)
Server
Sebuah aplikasi server, sistem operasi, komputer, atau alat. SOAP
Simple Object Access Protocol; Spesifikasi protokol untuk bertukar informasi terstruktur dalam pelaksanaanWeb Servicesdalam jaringan komputer.
T
Threshold
Nilai ambang batas.
thresolding
Metode sederhana pada segmentasi citra.
U
UDDI
Universal Description, Discovery and Integration; Platform independen berbasis XML.
xvi
W
Web Services
Metode komunikasi antara dua perangkat elektronik melalui web. WSDL
Web Services Description Language; Sebuah bahasa berbasis XML yang digunakan untuk menggambarkan fungsionalitas yang ditawarkan olehWeb Services.
X
XML
Extensible Markup Language; Sebuah bahasa markup yang mendefinisikan
seperangkat aturan pengkodean untuk dokumen dalam format yang dapat dibaca baik manusia dan mesin.
XML-RPC
Protokol (RPC) yang menggunakan XML untuk mengkodekan panggilan dan HTTP sebagai mekanisme transportasi
Y
Z
