13 III. METODOLOGI PENELITIAN
A. TEMPAT DAN WAKTU
Kegiatan penelitian dilakukan di Laboratorium Teknik Pengolahan Pangan dan Hasil Pertanian (TPPHP), Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, IPB, Bogor. Waktu pelaksanaan penelitian selama 3 bulan dimulai dari bulan Juli hingga September 2009.
B. BAHAN DAN ALAT 1. Bahan Penelitian
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah buah naga daging putih (Hylocereus undatus) dengan berbagai kelas mutu yang berbeda, yaitu mutu A, mutu B dan mutu C, masing-masing berjumlah 50 buah. Proses pemutuan ini dilakukan oleh petani. Petani biasanya melakukan proses pemutuan buah naga berdasarkan penampilan buah, kemulusan buah, bebas dari kerusakan dan cacat dan ukuran buah.
Buah naga yang digunakan dalam penelitian ini merupakan buah impor yang diperoleh dari Bogor Buah Segar, Bogor, yang merupakan pusat grosir buah- buahan untuk wilayah Bogor. Buah dikemas ke dalam karton kemudian dibawa menuju laboratorium pada suhu ruang dan terlindungi dari sinar matahari.
2. Peralatan
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah :
a. Kamera CCD (Charge Coupled Device) sebagai alat penangkap citra.
b. Empat buah lampu TL dengan daya 7 Watt (120 – 240 Volt) sebagai alat bantu pencahayaan.
c. Alat digitasi (komputer) dan Image Processing Board.
d. Kain berwarna putih sebagai background.
e. Kain berwarna hitam sebagai penghalang masuknya cahaya dari luar.
f. Tripleks sebagai dinding pembatas cahaya masuk sehingga sumber cahaya hanya di dapat dari lampu.
g. Seperangkat komputer sebagai alat image processing.
14 h. Jangka sorong yang digunakan untuk mengukur panjang dan diameter buah
naga.
i. Timbangan digital yang digunakan untuk mengukur berat buah naga.
j. Rheometer yang digunakan untuk mengukur tingkat kekerasan buah naga.
k. Refraktometer yang digunakan untuk mengukur Total Padatan Terlarut (TPT) buah naga.
l. Luxmeter yang digunakan untuk mengukur intensitas cahaya.
C. METODE PENELITIAN
Pada penelitian ini, pengambilan data untuk setiap sampel meliputi beberapa tahapan yaitu, tahap pertama adalah pengambilan citra, tahap kedua adalah pengolahan citra yang meliputi pengukuran panjang, diameter, area, roundness, indeks warna RGB dan HSI, tahap ketiga adalah pengukuran langsung
yang meliputi pengukuran berat buah, pengukuran panjang buah, pengukuran kekerasan, dan pengukuran total padatan terlarut buah naga. Tahap yang terakhir adalah penentuan parameter mutu dari hasil pengolahan citra yang dapat digunakan untuk menentukan kelas mutu buah naga (Hylocereus undatus) yang ditentukan berdasarkan analisis korelasi antara data hasil image processing dengan data pengukuran langsung.
1. Pengambilan Citra
Buah naga dengan berbagai kelas mutu yang berbeda, yaitu mutu A, mutu B dan mutu C terlebih dahulu dibersihkan dari kotoran yang menempel. Setelah dibersihkan, buah naga diambil citranya menggunakan kamera CCD (Charge Coupled Device) dengan sistem pengolahan citra (image processing).
Pengambilan citra dilakukan dari arah samping pada kondisi berikut :
a. Buah naga diletakkan di atas kain berwarna putih sebagai latar belakang dan di bawah kamera CCD dengan ketinggian 30 cm. Empat buah lampu TL dinyalakan untuk memberi cahaya pada objek dengan ketinggian 40 cm dan sudut pencahayaan 30o.
15 b. Intensitas reflektans dari buah naga ditangkap sensor kamera CCD melalui
lensa dan ditampilkan di monitor komputer yang dihubungkan dengan sensor kamera.
c. Citra buah naga direkam dengan ukuran 400 x 300 piksel dalam 256 tingkat intensitas warna RGB (Red, Green, Blue).
d. Citra buah naga yang telah direkam, disimpan dalam sebuah arsip dengan extention file .BMP.
Untuk dapat membuka kembali file citra buah naga, menghitung panjang, diameter, area, roundness, intensitas warna RGB dan HSI diperlukan suatu program image processing. Skema perangkat keras untuk pengolahan citra yang digunakan dalam penelitian beserta aliran datanya dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Skema perangkat keras untuk pengolahan citra beserta aliran datanya (Ahmad, 2005)
2. Pengolahan Citra
Pengolahan citra buah naga dilakukan dengan program komputer yang telah dibuat terlebih dahulu dengan menggunakan bahasa pemrograman Visual Basic 6.0. Adapun program yang dibuat memiliki kemampuan untuk menghitung
16 panjang objek, diameter objek, area objek, roundness, intensitas warna RGB dan HSI. Algoritma image processing yang dibangun adalah sebagai berikut :
a. Membuat program image processing dalam Visual Basic 6.0, yang memiliki kemampuan untuk menghitung panjang objek, diameter objek, area objek, roundness, intensitas warna RGB dan HSI.
b. Menghitung nilai panjang, diameter, dan area dilakukan dengan cara merubah terlebih dahulu citra buah naga menjadi citra biner melalui proses thresholding. Objek diset warna putih, sedangkan latar diset berwarna hitam.
Luas area dihitung dengan menjumlahkan piksel berwarna putih, sedangkan diameter dan panjang dihitung dengan menggunakan rumus euclidean sebagai berikut :
d ([i1,j1],[i2,j2]) = ...(8)
c. Citra buah naga yang diperoleh kemudian dianalisis bentuknya dengan faktor bentuk tak berdimensi. Faktor bentuk yang digunakan adalah kebundaran (roundness) dengan menggunakan persamaan sebagai berikut :
...(9)
Dimana : R = kebundaran (tidak berdimensi) A = area citra (piksel)
L = panjang (piksel)
d. Mencari intensitas warna RGB dan HSI buah naga dilakukan dengan cara menganalisis warna yang dilanjutkan dengan perintah pengukuran intensitas warna. Area pengukuran warna adalah seluruh piksel objek (buah naga).
e. Setelah data pengukuran didapatkan dilakukan analisis korelasi dengan data pengukuran langsung menggunakan regresi linear.
y = a + bx ...(10)
2 2 1 2 2
1 ) ( )
(i i j j
17 3. Pengukuran Langsung
a. Pengukuran Berat
Pengukuran berat buah naga dilakukan dengan menggunakan timbangan digital. Pengukuran dilakukan sebanyak tiga kali ulangan, kemudian nilai dari hasil pengukuran dirata-ratakan.
Gambar 4. Pengukuran berat buah naga dengan menggunakan timbangan digital
b. Pengukuran Panjang dan Diameter
Pengukuran panjang dan diameter buah naga dilakukan dengan menggunakan jangka sorong. Untuk setiap buah naga dilakukan pengukuran panjang sebanyak satu kali. Sedangkan pengukuran diameter dilakukan sebanyak tiga kali ulangan, kemudian nilai dari hasil pengukuran dirata- ratakan. Proses pengukuran panjang dan diameter buah naga diperlihatkan pada Gambar 5.
c. Pengukuran Kekerasan
Pengukuran kekerasan buah naga dilakukan menggunakan alat rheometer dengan beban maksimal penekanan sebesar 2 kg, kecepatan tekan 60 mm/m, panjang bidang tekan 10 mm dan jarum yang digunakan memiliki diameter 5 mm. Pengukuran dilakukan pada tiga titik yang berbeda untuk masing-masing buah, yaitu bagian ujung, bagian tengah, dan bagian pangkal buah naga. Nilai hasil pengukuran kemudian dirata-ratakan. Proses pengukuran kekerasan buah naga diperlihatkan pada Gambar 6.
18 (a) (b)
Gambar 5. (a) Pengukuran panjang buah naga dengan menggunakan jangka sorong
(b) Pengukuran diameter buah naga dengan menggunakan jangka sorong
Gambar 6. Pengukuran kekerasan buah naga dengan menggunakan Rheometer
d. Pengukuran Total Padatan Terlarut
Kadar Total Padatan Terlarut (kadar gula) buah naga diukur dengan alat refraktometer. Pengukuran dilakukan pada tiga bagian buah yang berbeda untuk masing-masing buah, yaitu bagian ujung, bagian tengah, dan bagian pangkal buah naga. Nilai hasil pengukuran kemudian dirata-ratakan.
19 (a) (b)
Gambar 7. (a) Pengukuran Total Padatan Terlarut buah naga menggunakan Refraktometer
(b) Buah naga yang telah diambil daging buahnya pada bagian ujung, tengah dan pangkal untuk pengukuran TPT
4. Pengolahan Data
Data-data yang didapatkan, dilakukan analisa hubungan antara parameter pengukuran secara langsung dengan parameter pengolahan citra menggunakan persamaan regresi :
a. Analisis korelasi antara berat buah dengan luas area objek dari citra.
b. Analisis korelasi antara panjang buah aktual dengan panjang objek dari citra.
c. Analisis korelasi antara diameter buah aktual dengan diameter objek dari citra.
d. Analisis korelasi antara kekerasan buah dengan indeks warna RGB (merah, hijau, biru).
e. Analisis korelasi antara total padatan terlarut dengan indeks warna RGB (merah, hijau, biru).
5. Penentuan Parameter Mutu Buah Naga
Parameter yang digunakan sebagai parameter penentuan mutu buah naga adalah parameter-parameter yang secara uji statistik dapat membedakan kelas mutu buah naga. Diagram alir pelaksanaan penelitian secara keseluruhan dapat dilihat pada Gambar 8.
20 Gambar 8. Diagram Alir Pelaksanaan Penelitian
Mulai
Buah Naga Hasil Pemutuan Petani
Pengambilan Citra
Pengukuran Kekerasan
Pengukuran Total Padatan Terlarut
Korelasi antara parameter pengukuran secara langsung dengan parameter pengolahan citra
Pengukuran Tidak Langsung
Pengolahan Citra
Hasil Pengolahan :
Panjang
Diameter
Roundness
Area
Indeks Warna RGB
Indeks Warna HSI
Penentuan parameter mutu buah naga Pengukuran Diameter
Pengukuran Panjang Pengukuran Langsung
Pengukuran Berat
Validasi pemutuan buah naga dengan cara pengolahan citra
