1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Jantung merupakan organ tubuh manusia yang sangat penting karena ber- fungsi untuk memompa darah ke seluruh tubuh. Detak jantung merupakan suara debaran jantung yang dihasilkan akibat aliran darah melewati jantung.
Volume darah yang dihasilkan dari pompa jantung selalu berubah dan hal ter- sebut digunakan untuk mengukur berapa detak jantung yang dihasilkan setiap menitnya.
Metode untuk mendeteksi detak jantung saat ini sangat beraneka ragam antara lain deteksi detak jantung menggunakan stetoskop dan alat pasien mon- itor yang digunakan pada klinik dan rumah sakit, serta tensimeter digital yang dapat dibawa kemana saja, tensimeter digital mempunyai keterbatasan yaitu tingkat akurasinya dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti baterai dan usia alatnya. Semakin berkembangnya teknologi menyebabkan metode deteksi de- tak jantung semakin modern. Deteksi detak jantung dapat diterapkan pada aplikasi kesehatan yang bisa di unduh dari internet. Misalnya, aplikasi Google Fit yang berguna untuk melihat tingkat kebugaran seseorang dan detak jan- tungnya, aplikasi Google Fit memiliki keterbatasan sistem yaitu data untuk anak di bawah umur 13 tahun tidak dapat tersimpan, sehingga kurang efisien dipakai untuk semua usia serta membutuhkan media seperti jam tangan dengan sensor detak jantung untuk penerapannya.
Untuk mengatasi keterbatasan dari metode yang ada saat ini, beberapa peneliti melakukan analisis dan percobaan baru seperti pembangunan sistem deteksi detak jantung menggunakan metode fotopletismograf. Pada percobaan tersebut, data yang digunakan adalah vidio dari ujung jari yang melakukan tekanan terhadap kamera sensor, dengan posisi duduk, berdiri, hingga berbar- ing, sehingga laju darahnya terlihat dan menghasilkan nilai detak jantung. Dari percobaan tersebut didapatkan akurasi hingga 94,64% pada posisi duduk dan akurasi posisi yang lainnya sudah mencapai 90% [1]. Walaupun memiliki akurasi yang cukup baik, metode ini masih memiliki keterbatasan yaitu pada
penelitiannya hanya dilakukan pengujian deteksi detak jantung dengan sumber berupa video, sehingga tidak dilakukan secara real-time dan detak jantung tidak dapat terbaca apabila ujung jari dalam keadaan basah atau sidik jari rusak.
Saat ini era teknologi multimedia semakin berkembang dan memungkinkan perancangan metode deteksi detak jantung dapat diterapkan pada pengolahan citra wajah guna mendeteksi masalah kesehatan. Pada percobaan selanjutnya, telah diamati bagaimana citra wajah bisa menghasilkan variabel detak jantung mengunakan metode Blind Separation Signal (BSS) dan Independent Compo- nent Analysis (ICA) pada software MATLAB, pada percobaan tersebut dil- akukan perekaman wajah seseorang dengan jarak 0.3meter selama 1 menit oleh kamera sampel dengan bantuan sistem akuisisi EKG dan didapatkan hasil yang cukup baik dengan nilai error hanya 1.47%. Walaupun sudah cukup baik, na- mun masih terdapat beberapa keterbatasan pada penelitian tersebut, seperti durasi pengukuran sampel wajah yang cukup lama, serta pengukuran yang dil- akukan tidak real-time [2]. Kemudian dilakukan penelitian deteksi detak jan- tung secara real-time menggunakan webcam laptop komputer dengan metode pemrosesan Fast Fourier Transform (FFT), Independent Component Analysis (ICA) dan Principal Component Analysis (PCA) dengan metode objek deteksi Cascade Object Detector yang terdapat pada tool yang disediakan oleh matlab 2, pengukuran sistem dilakukan pada media matlab selama 5 menit, hasil yang didapatkan adalah terdapat selisih yang lumayan tinggi antara percobaan pada sistem dan pengukuran referensinya serta durasi percobaan yang terlalu lama [3].
Pada penelitian Tugas Akhir ini dilakukan pengembangan lebih lanjut mengenai ekstraksi detak jantung manusia dengan pengolahan citra wajah guna mengatasi keterbatasan penelitian yang sudah ada sebelumnya. Penelitian Tu- gas Akhir ini menggunakan metode Blind Separation Signal (BSS) dan metode deteksi objek wajah menggunakan You Only Look Once (YOLO) dengan mengamati ROI dari variasi warna kulit wajah yang disebabkan oleh sirkulasi darah, dan hasil akhirnya berupa detak jantung manusia berbasis aplikasi bahasa python yang memudahkan kita untuk mengukur detak jantung secara rutin. Diharapkan ke depannya orang dapat mengukur detak jantung hanya
dengan merekam wajah mereka selama beberapa detik pada kamera laptop dan secara real-time.
1.2 Rumusan Masalah
Sistem pendeteksi detak jantung di Indonesia saat ini sudah mulai berkembang seperti pengukuran detak jantung berbasis citra wajah dengan metode Blind Separation Signal (BSS) dan ICA (Independent Component Analysis) menggunakan software MATLAB. Pada penelitian tersebut didapat- kan hasil akurasi yang cukup baik yaitu lebih dari 90% tetapi masih belum op- timal karena terdapat beberapa kekurangan seperti durasi pengukuran sampel wajah yang cukup lama, dan pengukuran yang dilakukan tidak real-time [2].
Untuk mengatasi masalah tersebut perlu dilakukan pengembangan lebih lanjut mengenai sistem pendeteksi detak jantung berbasis pengolahan citra wajah yang dilakukan pada penelitian Tugas Akhir ini dengan metode Blind Separa- tion Signal (BSS) dan You Only Look Once (YOLO) diharapkan ke depannya orang dapat mengukur detak jantung hanya dengan merekam wajah mereka selama beberapa detik pada kamera laptop dan secara real-time.
1.3 Tujuan
Tugas Akhir ini bertujuan untuk mengukur detak jantung manusia menggunakan pengolahan citra digital wajah berbasis aplikasi python dengan mengamati informasi detak jantung dari variasi warna kulit wajah yang disebabkan oleh sirkulasi darah.
1.4 Manfaat
Manfaat dari penulisan Tugas Akhir ini adalah:
1. Aplikasi pendeteksi detak jantung berbasis aplikasi python dengan pen- golahan citra wajah yang dibuat dapat memudahkan orang dalam pen- gecekan detak jantung.
2. Mengimplementasikan sistem deteksi objek berupa wajah menggunakan metode You Only Look Once (YOLO).
3. Memahami langkah-langkah, cara kerja, dan penerapan algoritma Blind Separation Signal (BSS) pada pendeteksi detak jantung manusia.
4. Mendapatkan analisis perbandingan performansi sistem deteksi detak jan- tung yang dirancang dengan alat validasi.
5. Dapat dipergunakan sebagai tambahan referensi dalam penelitian ekstraksi detak jantung manusia di masa depan.
1.5 Batasan Masalah
Ruang lingkup pembahasan dalam Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:
1. Fokus penelitian Tugas Akhir ini adalah deteksi detak jantung dengan mengamati ROI pada area wajah.
2. Orang yang menggunakan aksesoris seperti masker serta kacamata sulit ter- hitung detak jantungnya.
3. Tidak membahas tentang kelainan jenis detak jantung.
4. Tidak membahas pengolahan sinyal suara jantung.
5. Deteksi detak jantung dilakukan dalam keadaan normal atau rileks.
6. Aplikasi hanya dapat mendeteksi detak jantung untuk 1 orang dalam 1 waktu.
7. Perubahan pergerakan yang mendadak dapat menyebabkan perhitungan de- tak jantung yang salah.
1.6 Metode Penelitian
Metode penelitian yang digunakan pada Tugas Akhir ini antara lain:
1. Studi Literatur
Tahap awal adalah mencari dan mengumpulkan beberapa referensi yang terkait dengan topik guna mendapatkan data-data mengenai ekstraksi detak jantung berbasis citra digital wajah.
2. Pengembangan Metode
Setelah mendapatkan data-data terkait topik, dilanjutkan konsultasi dengan dosen pembimbing 1 dan dosen pembimbing 2 mengenai metode dan algo- ritma yang digunakan pada deteksi objek dan deteksi detak jantung.
3. Perancangan Sistem
Pada tahap ini dilakukan perancangan sistem ekstraksi detak jantung dari citra wajah dengan deteksi objek wajah menggunakan metode You Only Look Once (YOLO) dan deteksi detak jantung menggunakan algoritma
Blind Separation Signal (BSS) yang dilakukan pada program bahasa py- thon.
4. Simulasi Aplikasi
Pada tahap ini dilakukan simulasi aplikasi pendeteksi detak jantung berbasis aplikasi python dengan pengolahan citra wajah yang telah dirancang.
5. Analisis dan Evaluasi
Tujuan tahap ini adalah menganalisis hasil realisasi aplikasi pendeteksi de- tak jantung berbasis aplikasi python dengan pengolahan citra wajah, serta kendala yang dialami. Diharapkan Tugas Akhir ini dapat berguna bagi dunia kesehatan khususnya jantung di Indonesia.
6. Penyusunan Buku Tugas Akhir
Metode yang terakhir ini dilakukan penarikan kesimpulan dari semua metode yang ada, serta hasil dari penelitian ini ditulis dalam buku Tugas Akhir.
1.7 Sistematika Penulisan
Buku Tugas Akhir ini memiliki sistematika penulisan sebagai berikut:
1. BAB I PENDAHULUAN
Pada bab ini dijelaskan mengenai latar belakang masalah, rumusan masalah, tujuan, manfaat, batasan masalah, metode penelitian, dan sistemat- ika penulisan yang digunakan.
2. BAB II KONSEP DASAR
Pada bab ini dijelaskan mengenai teori dasar serta konsep yang digunakan pada perancangan sistem.
3. BAB III PERANCANGAN SISTEM
Pada bab ini dijelaskan mengenai desain sistem yang dibuat, blok dia gram sistem, cara kerjanya hingga parameter performansi yang digunakan.
4. BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS
Pada bab ini membahas hasil dari pengujian sistem dan analisis dengan beberapa parameter yang telah ditetapkan.
5. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Pada bab ini dijelaskan kesimpulan dari sistem yang dirancang serta saran-saran yang dapat membuat sistem ini menjadi lebih baik lagi ke de- pannya.
