Volume 1 No. 3 | Agustus 2018 : 222-227
Implementasi Metode
Circle Hough Transform
pada Aplikasi Pendamping Belajar Huruf
Braille
Qoriah Asri Lestari
1, Yana Aditia Gerhana
2, Agung Wahana
31,2,3
Jurusan Teknik Informatika, UIN Sunan Gunung Djati Bandung
Jalan A.H Nasution No. 105, Cibiru, Bandung, Indonesia
1
qoriahasri73@gmail.com,
2yanagerhana@uinsgd.ac.id,
3wahana.agung@uinsgd.ac.id
Abstrak - Braille letters are the letters used by the visually impaired for reading and writing, alphabets are the letters used by people
with normal vision. People who have eyesight learn to read and write by seeing while the blind learn to write and read by feeling
and rely on the sense of touch. From the above differences how normal and blind people write and read this study discusses about
learning Braille letters using Circle Hough Transform method. Objects used in this study are Braille letters that will be translated
into alert letters to help facilitators and visually impaired and teaching and learning activities. Use the camera to scan Braille letters
and find Braille letter spots so that it translates into alert letters and this app is android based.Accuracy results obtained using
Circle Hough Transform is 82% of 100% with test data of 100 test.
Keywords: Blind, Braille, Circle Hough Transform
Abstrak - Huruf Braille adalah huruf yang digunakan oleh tunanetra untuk membaca dan menulis, huruf awas atau alphabet
adalah huruf yang digunakan oleh orang yang mempunyai penglihatan normal. Orang yang mempunyai penglihatan belajar
membaca dan menulis dengan melihat sedangkan tunanetra belajar menulis dan membaca dengan meraba dan mengandalkan
indra perabanya. Dari perbedaan diatas bagaimana orang normal dan tunanetra menulis dan membaca penelitian ini
membahas tentang pembelajaran huruf Braille menggunakan metode Circle Hough Transform. Objek yang digunakan pada
penelitian ini adalah huruf Braille yang akan diterjemahkan ke dalam huruf awas untuk membantu fasilitator maupun
tunanetra dan kegiatan belajar mengajar. Menggunakan kamera untuk men-scan huruf Braille dan menemukan titik-titik
huruf Braille sehingga diterjemahkan menjadi huruf awas dan aplikasi ini berbasis android. Hasil akurasi yang didapatkan
menggunakan Circle Hough Transform yaitu 82% dari 100 % dengan data uji sebanyak 100 pengujian.
Kata kunci : Tunanetra, Huruf Braille, Circle Hough Transform
I. PENDAHULUAN
Membaca adalah jalan untuk mengetahui informasi yang ada, baik dari media cetak, media sosial, blog, berita online dan sebagainya. Beruntunglah orang yang bisa melihat karena bisa membaca semua itu, informasi sangat mudah didapatkan untuk orang yang mempunyai penglihatan, tetapi untuk orang yang kurang dalam penglihatan atau tunanetra sangat menjadi masalah untuknya.
Tunanetra adalah orang yang mengalami kelainan kehilangan ketajaman penglihatan sedemikian rupa, sehingga penglihatanya tidak dapat digunakan untuk melakukan aktifitas sehari-hari, termasuk untuk bersekolah, sehingga memerlukan layanan pendidikan khusus. Pembelajaran membaca dan menulis tunanetra dilakukan dengan menggunakan huruf Braille. Huruf Braille yang di ciptakan oleh Louis Braille untuk kaum
tunanetra agar kaum tunanetra tidak kesulitan memperoleh ilmu dan informasi seperti orang pada umumnya. Huruf-huruf Braille menggunakan kerangka penulisan seperti huruf domino, satuan dasar dari sistem tulisan disebut sel Braille, dimana setiap sel terdiri dari enam titik timbul , tiga baris dengan dua titik. Keenam titik tersebut dapat disusuna sedemikian rupa hingga menciptakan 64 macam kombinasi. Huruf-huruf Braille dibaca dari kiri ke kanan dan dapat melambangkan abjad, tanda baca, angka, tanda musik, simbol matematika dan lain-lainnya.
223 Implementasi Metode Circle Hough Transform Pada Aplikasi Pendamping Belajar Huruf Braille
(Qoriah Asri Lestari ,Yana Aditia Gerhana, Agung Wahana) membantu untuk memudahkan segala aktivitas dan kebutuhan kita. Seperti aplikasi talk back yang tersedia pada smartphone untuk tunanetra agar bisa menggunakan smartphone dengan cara mengetukan jari mereka ke layar smartphone kemudian akan terdengar suara dari smartphone yang menunjukan langkah apa yang harus mereka lakukan untuk mengoperasikan atau menjalankan aplikasi yang mereka inginkan Di lansir oleh detik.com Indonesia tercatat sebagai negara di Asia Tenggara yang warganya terbanyak menggunakan Android. Totalnya yakni pengguna 41 juta pengguna atau pangsa pasarnya 94%. Sementara iOS di Indonesia hanya digunakan 2,8 juta pengguna atau 6%. Sementara Singapura menjadi negara dengan penetrasi yang cukup berimbang antara Android dan iOS. Di sana, Android digunakan sebanyak 2,1 juta pengguna atau 58%, sedangkan iOS sebanyak 1,5 juta pengguna atau 42% [1].
Sekarang ini aplikasi pengenalan huruf Braille pada umumnya masih menggunakan scanner yang mahal dan kurang portable untuk merubah huruf Braille ke huruf awas. Pada penelitian ini aplikasi pemandu belajar huruf Braille dapat digunakan dengan menggunakan kamera smartphone android sehingga dapat mempermudah untuk pengenalan huruf Braille karena lebih dinamis dan portable dibandingkan dengan scanner. Dalam penelitian ini meneliti tentang image processing yang menterjemahkan gambar huruf Braille ke hurufawas atau huruf orang normal dengan menggunakan metode Circle Hough Transform yang akan mendeteksi titik-titik pada huruf Braille, yang nantinya akan mempermudah tunanetra untuk lebih mengenal huruf Braille, pengajar huruf Braille maupun bukan pengajar untuk lebih mengenal huruf Braille juga dan bisa belajar dengan mudah menggunakan huruf Braille agar bisa memudahkan dalam pembelajaran dan menyamakan tingkat pembelajaran antara orang normal dengan tunanetra.
II. METODE PENELITIAN A. CITRA DIGITAL
Citra adalah istilah yang digunakan dalam bidang pengolahan citra dapat diartikan sebagai suatu fungsi kontinu dari intensitas cahaya dalam bidang dua dimensi. Pemrosesan citra dengan komputer digital membutuhkan citra digital sebagai masukannya. Citra digital adalah citra kontinu yang diubah dalam bentuk diskrit, bail koordinat ruang maupun intensitas cahayanya. Pengolahan digitalisasi terdiri dari dua proses, yaitu sampling posisi, dan kuantitas intensitas. Citra digital dapat dinyatakan dalam matriks dua dimensi f (x, y) dimana ‘x’ dan ‘y’ merupakan koordinat piksel dalam matriks dan ‘f’’ merupakan derajat intensitas piksel tersebut [2].
B. DETEKSI TEPI
Tepian dari suatu citra mengandung informasi penting dari citra bersangkutan. Tepian citra dapat
merepresentasikan objek-objek yang terkandung dalam citra tersebut, bentuk, dan ukurannya serta terkadang juga informasi tentang teksturnya. Tepian citra adalah posisi dimana intensitas pixel dari citra berubah dari nilai rendah ke nilai tinggi atau sebaliknya. Deteksi tepi umumnya adalah langkah awal melakukan segmentasi citra [3]
C. METODE CANNY
Pada tahun 1989 John Canny (Canny, 1986) mengusulkan 3 kriteria yang menjadi basis pengembangan filter untuk mengoptimalkan pendeteksian tepi pada citra bernoise [4]. Ke tiga kriteria tersebut adalah :
a.Good detection, kriteria ini bertujuan memaksimalkan nilai signal to noise ration (SNR) sehingga semua tepi dapat terdeteksi dengan baik atau tidak ada yang hilang.
b.Good localisation, tepi yang terdeteksi berada pada posisi yang sebenarnya, atau dengan kata lain bahwa jarak antara posisi tepi yang terdeteksi oleh detektor dengan posisi tepi sebenarnya adalah seminimum mungkin (idealnya = 0).
c.Low multiplicity of the response atau “one response
to single edge” detektor tidak memberikan tepi yang bukan tepi sebenarnya.
Berdasarkan pada kriteria ini Canny berhasil melakukan optimalisasi dari 3 kriteria tersebut dan menghasilkan persamaan, namun persamaan ini cukup sulit untuk diimplementasikan seperti dibawah ini.
H(x) = a1eaz cos(ωx) + a2eaz sin(ωx) +
a3e−az cos(ωx) + a4eaz sin(ωx)
Gambar 1 Persamaan Canny
Sehingga pada implementasinya, Canny tetap menggunakan filter Gaussian untuk mereduksi noise dan dilanjutkan dengan perhitungan turunan pertama dan thresholding hysteresis.
D. JAVA CV
JavaCV (Computer Vision) menggunakan pembungkus dari JavaCPP Presets dari perpustakaan umum yang digunakan oleh peneliti di bidang penglihatan komputer (OpenCV, FFmpeg, libdc1394, PGR FlyCapture, OpenKinect, librealsense, CL PS3 Eye Driver, videoInput, ARToolKitPlus, dan flandmark), dan menyediakan kelas utilitas agar fungsinya lebih mudah digunakan pada platform Java, termasuk Android[5].
Library ini merupakan kumpulan pembungkus Java untuk fungsi OpenCV. Library ini dipilih karena kemudahan penggunaan, kinerja, dan fakta bahwa semuanya dapat terkandung dalam paket aplikasi Android sehingga pengguna tidak perlu menginstal atau memastikan perangkat lunak tambahan untuk menggunakan aplikasi ini.
Circle Hough Transform merupakan suatu teknik untuk menentukan lokasi suatu bentuk dalam citra. Circle Hough Transform dicetuskan pertama kali oleh P.V.C Hough pada tahun 1862, dilihat potensinya sebagai salah satu algoritma dalam pemrosesan citra oleh Rosenfeld pada tahun 1969, kemudian diimplementasikan untuk mendeteksi garis dalam citra Duda pada tahun 1972. [6]
Sebuah lingkaran lebih mudah direpresentasikan dalam parameter ruang dibandingkan dengan sebuah garis. Karena parameter lingkaran dapat langsung dirubah ke dalam parameter ruang. Persamaan lingkaran dituliskan :
𝑅2 = (𝑥− 𝑎)2 + (𝑦− 𝑏)2
Dari persamaan diatas, lingkaran mempunyai tiga parameter yaitu r, a, dan b. Dimana a dan b adalah pusat lingkaran dalam koordinat kartesius (x, y) dan r adalah radius lingkaran. Dalam bentuk trigonometri persamaan dapat ditulis menjadi :
x = a + R cos(𝜃)
y = b + R sin(𝜃)
Proses pendeteksian lingkaran menggunakan Circle Hough Transform pertama kali adalah dengan mendeteksi tepi lingkaran terlebih dahulu, dapat menggunakan metode deteksi tepi seperti Canny atau Sobel. Pada setiap tepi digambarkan sebuah lingkaran dengan pusat pada titik radius yang diinginkan, setiap koordinat yang dilalui garis keliling lingkaran akan masuk kedalam matriks akumulator. Matriks akumulator berisi jumlah garis keliling lingkaran yang melewati suatu koordinat. Matriks akumulator berisi jumlah garis keliling lingkaran yang melewati suatu koordinat. Nilai terbesar dari matriks akumulator merupakan titik tengah dari lingkaran dideteksi.
Gambar 2 Ruang Geometri dan Ruang Parameter Lingkaran
F. HURUF BRAILLE
Braille adalah sejenis sistem tulisan sentuh yang digunakan oleh kaum tunanetra. Sistem ini diciptakan oleh seorang Perancis yang bernama Louis Braille yang buta disebabkan kebutaan waktu kecil, tulisan ini dinamakan huruf Braille. Huruf Braille bukan saja sebagai alat komunikasi bagi para tunanetra tetapi juga sebagai
representasi suatu kompetensi, kemandirian, dan juga persamaan [7].
Huruf-huruf Braille menggunakan kerangka penulisan seperti kartu domino. Satuan dasar dari sistem tulisan ini disebut sel Braille, dimana tiap sel terdiri dari enam titik timbul, tiga baris dengan dua titik. Keenam titik tersebut dapat disusun sedemikian rupa hingga menciptakan 64 macam kombinasi. Huruf Braille dibaca dari kiri ke kanan dan dapat melambangkan abjad, tanda baca, angka, tanda musik, simbol matematika dan lainnya. Ukuran huruf Braille yang umum digunakan adalah dengan tinggi sepanjang 0.5 mm, serta spasi horizontal dan vertikal antar titik dalam sel sebesar 2.5 mm [7].
G. ANDROID
Android merupakan OS (Operating System) Mobile berbasis linux yang tumbuh di tengah sistem operasi lainnya yang berkembang pada jaman sekarang ini. Sistem Operasi lain di antaranya seperti Windows Mobile, iOS,Sysmbian, dan masih banyak lagi. Akan tetapi sistem operasi yang sekarang ini cenderung mengutamakan aplikasi inti tanpa melihat potensi lain yang cukup besar dari aplikasi-aplikasi pihak ketiga. [8]
III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Aplikasi pendamping belajar huruf Braille ini diperuntukan untuk pengajar atau orang tua dalam mengajarkan kepada murid atau anaknya. Mengajarkan kepada tunanetra yang masih belajar membaca dan menulis huruf Braille agar belajar dengan baik di rumah tidak hanya di sekolah saja. Aplikasi ini membantu orang tua yang mempunyai anak tunanetra agar mengetahui tentang huruf Braille juga.
A. USE CASE DIAGRAM
Use case diagram menggambarkan fungsionalitas yang diharapkan dari sebuah sistem. Sebuah use case mempresentasikan sebuah interaksi antara aktor dengan sistem Gambar 3 merupakan perancangan diagram yang diusulkan.[9]
225 Implementasi Metode Circle Hough Transform Pada Aplikasi Pendamping Belajar Huruf Braille
(Qoriah Asri Lestari ,Yana Aditia Gerhana, Agung Wahana) B. IMPLEMENTASI INTERFACE
Gambar 4. Form menu awal Gambar 5. Menu Kamera
Gambar 6. Scan Huruf Braille Gambar 7. Menu Tutorial C. PENGUJIAN BLACK BOX TESTING
Metode blackbox ini merupakan pengujian program berdasarkan fungsi dari program. Tujuan dari metode blackbox testing adalah untuk menemukan kesalahan fungsi pada program. Pengujian blackbox berfokus pada persyaratan fungsional perangkat lunak.
Tabel 1 Pengujian Black Box
D. PENGUJIAN TINGKAT AKURASI INTENSITAS CAHAYA
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui tingkat akurasi dari sistem berdasarkan pengaruh dari intensitas cahaya. Pengujian dilakukan dengan menggunakan 2 media yaitu : pena dan stylus. Untuk mengetahui pada jarak berapa pengujian aplikasi ini bisa maksimal menemukan titik-titik huruf Braille dan pengujian ini dilakukan didalam ruangan.
Gambar 8 Grafik Pengujian Pada Pagi Hari
Gambar 9 Grafik Pengujian Pada Siang Hari
0 10 20 30 40
11 cm 10 cm 9 cm 8 cm 10 cm 9 cm
pena stylus
Pengujian pada siang hari
Jumlah berhasil Jumlah tidak berhasil
0 10 20 30
11 cm 10 cm 9 cm 8 cm 10 cm 9 cm 8 cm
pena stylus
Pengujian pada pagi hari
Gambar 10 Grafik Pengujian Pada Malam Hari Ketika pengujian pada pagi hari dan siang hari di dalam ruangan, untuk mendeteksi objek jarak yang paling akurat adalah 10 cm baik pada media pena maupun stylus , sedangkan pengujian pada malam hari dikarenakan pencahayaan yang kurang menjadikan banyaknya kegagalan dalam mendeteksi titik-titik huruf Braille dan pada malam hari juga jarak yang paling akurat adalah 10 cm jadi bisa disimpulkan bahwa jarak 10 cm menjadi jarak yang akurat untuk menemukan titik-titik huruf Braille baik di pagi hari,siang hari ataupun malam hari.
E. Pengujian Akurasi Ketepatan Hasil Deteksi Titik-titik Huruf Braille dengan Algoritma Circle Hough Transform
Uji coba dilakukan dengan menghitung akurasi dari hasil deteksi penangkapan layar pada titik-titik huruf Braille, perhitungan akurasi digunakan untuk menghitung kinerja algoritma dalam mendeteksi penangkapan layar kamera pada titik-titik huruf Braille atau tidak terdeteksi adanya titik-titik huruf Braille. Perhitungan akurasi ini menggunakan persamaan berikut :
Akurasi = 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝐵𝑒𝑛𝑎𝑟
𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑈𝑗𝑖 𝑥 100 %
Keterangan :
Total Benar : Total dari data yang benar Total Uji : Total dari gambar yang di ujikan
Tabel 2 Detail pengujian titik-titik huruf Braille Jumlah nilai hasil dari pengujian deteksi titik-titik huruf Braille yaitu 82 % dari 100 % dengan data uji sebanyak 100 pengujian dan rata-rata jarak akurasi untuk menemukan titik-titik huruf Braille 10 cm. Proses deteksi tepi , material, kondisi cahaya, kejelasan titik-titik huruf Braille, dan ukuran relatif huruf Braille di layar sangat mempengaruhi hasil terjemahan huruf Braille. Begitu juga dengan jarak
antara tangkapan layar dan objek juga sangat mempengaruhi mendeteksi titik-titik huruf Braille.
IV.PENUTUP A. Kesimpulan
Kesimpulan yang dapat diambil dari tugas akhir dengan judul “Implementasi Algoritma Circle Hough Transform Pada Aplikasi Pendamping Belajar Huruf Braille” ini sebagai berikut :
1. Proses menterjamahkan gambar huruf Braille menjadi huruf awas dengan mengarahkan kamera kepada huruf Braille, sistem membaca dan menampilkan titik-titik huruf Braille kemudian menampilkan terjemahan ke dalam huruf text.
2. Algortima Circle Hough Transform dapat diterapkan pada aplikasi ini untuk menentukan titik-titik pada huruf Braille dan pada pengaplikasiannya dapat menemukan titik-titik yang ada pada huruf Braille dengan baik dan optimal yaitu memiliki nilai akurasi sebesar 82 % dari 100% dari total jumlah data 100 pengujian menggunakan material atau objek yang berbeda-beda. Proses deteksi tepi, material, jarak antara objek dan layar kamera , cahaya yang masuk, titik-titik huruf Braille, dan ukuran relatif huruf Braille dapat mempengaruhi proses deteksi titik-titik.
B. Saran
Pada pengembangan kali ini, aplikasi pendamping belajar huruf Braille hanya bisa dipakai oleh fasilitator, guru atau orang tua tidak di khusus kan untuk tunanetra. Saran untuk pengembang beriktnya yang akan meningkatkan kualitas aplikasi ini terkait fitur yang tersedia diantaranya :
1.Untuk pengembangan sistem pada tampilan aplikasi bekerja dalam mode potret untuk saat ini lebih baiknya dalam mode landscape agar bisa lebih banyak membaca huruf Braille.
REFERENSI
[1] A. F. Rachman, “Android Kuasai Asia Tenggara, di Indonesia Paling Juara,” detik.com. .
[2] Fahmi, “Perancangan Algoritma Pengolahan Citra Mata Sebagai Bentuk Antara Sistem Biometrik,” 2007.
[3] D. Putra, “Pengolahan Citra Digital,” pp. 19–58, 2010.
[4] M. Nurullah, “Studi Pembanding Deteksi Tepi (Edge Detection) Citra JPEG Dengan Operator Sobel dan Operator Canny Menggunakan Software Matlab,” p. 76, 2014.
[5] W. Media, “Chapter NUI-2b . Webcam Snaps Using JavaCV,” vol. 1, no. June, pp. 1–19, 2013. [6] M. Kom, K. K. T. Game, and K. Kunci,
“Penggunaan Algoritma Hough Tranforms Untuk Deteksi Bentuk Lingkaran pada Ruang 2D,” pp. 2–5.
[7] G. Adhitya, peningkatan kemampuan membaca
227 Implementasi Metode Circle Hough Transform Pada Aplikasi Pendamping Belajar Huruf Braille
(Qoriah Asri Lestari ,Yana Aditia Gerhana, Agung Wahana) permulaan huruf braille melalui metode scramble pada siswa tunanetra kelas 1 SLB A YPTN Mataram. 2016.
[8] P. Hermayanti, A. B. Purba, and U. T. Lenggana, “Implementasi Metode Scoring System Sebagai Paramater dalam Memahami Kajian Ilmu Tasawuf Berbasis Android,” JOIN, vol. 2, no. 2, pp. 92–101, 2017.
[9] G. E. Pribadi, U. Syaripudin, and W. Uriawan, “Implementasi Algoritma Linear Congruential Generator dan Fuzzy Berbasis Android,” JOIN, vol. I, no. 1, pp. 34–42, 2016.
