ROBOT SATPAM PLUS PELAYAN

ROBOT SATPAM PLUS PELAYAN (ROBOT S+P) SEBUAH SISTEM PENGAMAN DAN PELAYANAN DENGAN PROGRAM

YANG MAMPU MEMBANDINGKAN KAPASISTAS GAMBAR PEMOTRETAN DIGITAL

Rohmadi, Lasimin, Ihsan Hakim

Jurusan Teknik Elektro, Universitas Negeri Semarang, Semarang

ABSTRAK

Sistem keamanan ruangan dengan tingkat keamanan tinggi memerlukan keandalan dan ketelitian tinggi. Sistem keamanan yang sudah ada masih memiliki kelemahan yang masih memberi peluang bahaya. Gambaran di atas memun- culkan kebutuhan sebuah sistem pengawasan sepanjang waktu (real time) yang dapat mendeteksi keadaan bahaya dari obyek yang diawasi dan mampu melakukan tindakan penga-manan secara otomatis dengan menyalakan alarm, memanggil pihak berwenang dan merekam gambar penjahat ketika kejahatan berlang-sung sebagai barang bukti.

Konsep pendeteksian obyek menggunakan metode pengurangan antara latar belakang (background) dan latar depan (foreground). Komponen citra yang dibandingkan adalah intensitas piksel pada titik-titik yang sama dari dua buah citra yang diambil pada waktu yang berbeda. Hasil perbandingan akan dibandingkan dengan nilai ambang untuk menentukan apakah dua buah citra berbeda atau tidak. Jika berbeda maka dapat diasumsikan obyeknya juga berbeda (berubah). Perbedaan yang diketahui akan dijadikan tolok ukur untuk melakukan pengamanan berupa pengaktifan alarm, pengiriman laporan singkat lewas SMS, pemanggilan nomer HP, dan perekaman gambar obyek selama terjadi perubahan. Sistem akan mengaktifkan pelayanan berupa pemutaran musik, menghidupkan lampu ketika mengenali nomer HP yang masuk ke sistem.

Dari hasil data yang diperoleh setelah dianalisis secara deskriptif, sistem menggunakan webcam Logitec QuickCam Messenger 320 x 240 piksel mampu mendeteksi perubahan pada jarak jangkauan 4,2 meter dengan sudut ± 450. Sistem dapat digunakan untuk mengawasi dan mengamankan obyek secara waktu nyata (real time). Sistem dapat melakukan tindakan pengawasan dan pengamanan sesuai yang dirancang sebelumnya. Sistem mampu merekam obyek yang bergerak pada area pengawasan.

Kata Kunci: Citra digital, piksel, handphone dan sistem pengaman.

PENDAHULUAN

PKMT-1-7-2

Ba

ri

s

memiliki kelemahan yang dapat memungkinkan sistem menjadi sebuah sistem tak berguna ketika terjadi suatu bahaya.

Gambaran di atas memunculkan kebutuhan sebuah sistem pengawasan sepanjang waktu (real time) yang dapat mendeteksi keadaan bahaya dari obyek yang diawasi dan mampu melakukan tindakan pengamanan secara otomatis dengan menyalakan alarm, memanggil pihak berwenang dan merekam gambar penjahat ketika kejahatan berlangsung sebagai barang bukti.

Penelitian ini diharapkan dapat mewujudkan sebuah sistem pengaman yang mampu mengawasi sepanjang waktu dan secara otomatis mampu menganalisis keadaan termasuk bahaya atau tidak dan mampu melakukan tindakan pengamanan sesuai dengan pengaturan yang ditentukan sebelumnya. Manfaat lain adalah dapat menjadi salah satu referensi dari disiplin ilmu pengolahan citra.

METODE PENELITIAN Citra Digital

Sebuah citra digital A(m,n) dideskripsikan dalam sebuah bidang 2D analog yang diperoleh dari sebuah citra analog A(x,y) pada sebuah bidang 2D kontinyu dari proses pencuplikan setiap periode yang telah didigitalisasi. Citra kontinyu 2D A(x,y) dibagi menjadi N baris dan M kolom, dimana pada titik potong keduanya disebut sebagai piksel.

Kolom

Nilai = A(x,y)

Gambar 1. Komponen citra digital.

Pengolahan Citra dan Operasi Pengolahan Citra

Karena berbentuk data numeris, maka citra digital dapat diolah dengan komputer. Suatu citra digital melalui pengolahan citra digital (digital image processing) menghasilkan citra digital yang baru, termasuk di dalamnya adalah perbaikan citra (image restoration) dan peningkatan kualitas citra (image enhancement). Sedangkan analisis citra digital (digital image analysis) menghasilkan suatu keputusan atau suatu data (2).

ۓ

Nilai intensitas u suatu piksel diubah dengan transformasi h menjadi nilai intensitas baru v:

v = h

(

u

)

u, v ∈

[

0, L

]

... (1)

Contoh operasi titik berdasarkan intensitas adalah operasi pengambangan (thresholding). Pada operasi pengambangan, nilai intensitas piksel dipetakan ke salah satu dari dua nilai, a1 atau a2, berdasarkan nilai ambang (threshold) T:

f

(

x, y

)

' = _۔a1 ,

ەa2 ,

f

(

x, y

)

< T

... (2)

f

(

x, y

)

≥T

Jika a1 = 0 dan a2 = 1, maka operasi pengambangan mentransfor-masikan citra hitam-putih ke citra biner.

Video Digital

Video digital pada dasarnya tersusun atas serangkaian frame. Rangkaian frame tersebut ditampilkan pada layar dengan kecepatan tertentu, bergantung pada laju frame yang diberikan. Jika laju frame cukup tinggi, mata manusia tidak dapat menangkap gambar per frame, melainkan menangkapnya sebagai rangkaian yang kontinyu.

Gambar 2. Rangkaian frame

Masing-masing frame merupakan image digital. Suatu image digital direpresentasikan dengan sebuah matriks yang masing-masing elemennya merepresentasikan nilai intensitas. Karakteristik suatu video digital ditentukan oleh resolusi (resolution) atau dimensi frame (frame dimention), kedalaman piksel (pixeldepth), dan laju frame (frame rate).

Representasi Citra

Pada video digital, umumnya data video dipisahkan menjadi kom-ponen- komponen, baik komponen warna maupun komponen kecerahan. Penyajian semacam ini disebut komponen video. Pada komponen video, tiap komponen dipisahkan dengan cara tertentu. Beberapa cara pemisahan komponen tersebut adalah RGB, YUV dan YIQ (14).

RGB

PKMT-1-7-4

dalam 8 bit atau 256 level. Warna biru langit, direpresentasikan dengan R=181, G=189, B=249.

YUV

Pemisahan komponen tidak hanya dilakukan dengan pemisahan warna namun dapat juga dilakukan dengan memisahkan menurut kom-ponen kecerahan

(illuminate) dan komponen warna (crominance). Pada format PAL, sinyal kecerahan dinya-takan dengan Y, sedangkan dua sinyal warna dinyatakan dengan U dan V. Masing-masing komponen tersebut diperoleh dengan mentrans-

Pemisahan sinyal video menjadi komponen kecerahan dan komponen warna dapat dilakukan juga sesuai dengan format NTSC, komponen kecerahan dinyatakan dengan Y, dan dua komponen warna dinyatakan dengan I dan Q. Masing-masing komponen tersebut diperoleh dengan mentransformasikan RGB dengan rumus:

Y = 0,299R+0,587G+0,114B I = 0,596R–0,275G–0,321B

Q = 0,212R–0,523G–0,311B ... (4)

Metode Penelitian

Metode penulisan yang digu-nakan metode kepustakaan dan percobaan laboratorium. Studi kepustakaan dilakukan untuk mencari materi yang mendukung dan sesuai dengan yang dibahas, disamping sebagai bahan perbandingan landasan teori dari software yang dibuat, se-dangkan percobaan dilaboratorium dilakukan untuk menguji cara kerja sebenarnya dari sistem dan kemungkinan perbaikan dan perubahan materi.

Desain Eksperimen

Dalam metode eksperimen, pola yang digunakan merupakan pola atau desain eksperimen the one shot case study (10). Eksperimen the one shot case study merupakan penelitian model sekali tembak, yaitu perlakuan yang dilakukan pada suatu kelompok unit percobaan tertentu, dan kemu-dian diadakan analisis. Desain the one shot case study memiliki pola XO, dengan X adalah perlakuan atau treatment dan O adalah post test.

Tabel 1. Desain eksperimen the one shot case study

X O

Unit eksperimen yang diubah-ubah lingkungan objeknya

Pengujian hasil berdasarkan perencanaan dan pembuatan alat.

Teknik Pengumpulan Data

dengan berbagai cara memasuki daerah pengawasan dan berbagai posisi objek, sehingga didapatkan tingkat kepekaan sistem untuk merespon objek asing yang memasuki daerah pengawasan.

Analisis Data

Data yang didapat akan dibandingkan dengan pengawasan visual yang menggunakan metode pendeteksian gerak dengan pengawasan yang dilakukan secara manual, perlu dilakukan analisis data. Pada penelitian ini untuk mengetahui keandalan dari sistem pengawasan apakah mampu bekerja baik, maka digunakan analisis data deskritif yaitu dengan melakukan interpretasi dari hasil data yang didapatkan dengan perencanaan awal. Apabila terjadi penyimpangan maka dilakukan identifikasi dari penyimpangan tersebut.

HASIL DAN PEMBAHASAN Spesifikasi Hardware

Karena sistem beroperasi dengan operasi-operasi citra yang membutuhkan kemampuan komputer yang lebih, agar program dapat berjalan dengan lancar, dibutuhkan spesifikasi peralatan standar yang harus digunakan. Adapun spesifikasi peralatan minimal yang dibutuhkan untuk menjalankan program ini adalah:

a. Spesifikasi hardware minimum yang direkomendasikan: 1). CPU Pentium IV 1,8 MHz

2). Monitor SVGA dengan memori 3). Memori SDRAM 256 Mbyte 4). Hardisk 10 Gbyte

5). Kamera, dapat berupa:

(a). Kamera digital (dapat berupa webcam)

(b). Kamera CCTV dan video card capture dan kabel koaksial 6). Port paralel

7). Port serial

b. Spesifikasi software yang diperlukan: 1). Sistem Operasi Win9x

2). Driver kamera yang digunakan

PKMT-1-7-6 Gamb ar 3. Hasil rekaman menggunakan hand

Gambar Hasil rekaman menggu akan CCT

Data Perubahan Piksel dan Tanggapan Sistem

4,00

Gambar 3. Grafik hasil rekaman perubahan piksel.

Grafik di atas adalah hasil rekaman perubahan ketika sistem diuji coba mengawasi sebuah ruangan dengan luas 5 x 7 meter. Kamera yang digunakan adalah Logitech QuickCam Messenger 320 x 240 piksel.

Menggunakan Kamera Webcam

Gambar 5. Hasil rekaman menggunakan webcam.

Gambar-gambar tersebut di atas adalah hasil rekaman ketika sistem diuji coba untuk mengawasi dan mengamankan sebuah area. Rekaman gambar tersebut diambil ketika terjadi gerakan.

Jangkauan Webcam

Gambar 6. Daerah yang dapat dijangkau Webcam Logitech QuickCam Messenger

Tampilan Porgram (Software) Sistem

(a) (b) (c)

PKMT-1-7-8

Pembahasan

Rekaman gambar yang terdapat pada gambar 5 adalah hasil pengambilan menggunakan kamera webcam Logitech QuickCam Messenger 320 x 240 piksel. Gambar diambil pada jarak 7,5 meter dapat memantau pada jarak terjauh daerah selebar 4,2 meter.

Kecepatan pengambilan gambar dan analisis keadaan yang dapat dilakukan oleh sistem untuk menentukan keadaan dan mengamankan obyek dapat dihitung sebagai berikut:

Kecepatan pengambilan gambar: 30 frame/detik

• Analisis per frame = 1 detik/frame 30

= 33,33 milidetik/frame

• kecepatan pengiriman laporan pesan singkat Nokia 5110 = 3 – _{7 detik}

• pengaktifan alarm dan peralatan lain < 1detik

Dari perhitungan di atas dapat diketahui bahwa untuk mengambil gambar, menganalisis keadaan dan melaporkan keadaan ketika terjadi bahaya dapat

Dari hasil rekaman ketika pengujian sistem diketahui bahwa dalam satu detik sistem mampu merekam gambar sebanyak 13 frame/detik.

Hasil sampling tiap detik rekaman perubahan piksel dan prosentase perubahan piksel yang memperlihatkan terjadinya bahaya dapat dilihat gambar 3. Data menunjukkan sistem akan menghitung secara periodik perubahan piksel dari citra yang diambil kamera. Hasil perhitungan perubahan piksel akan dibandingkan dengan nilai ambang yang telah ditetapkan sebelumnya. Ketika presentase perubahan piksel melebihi nilai ambang, sistem akan mengkategorikan keadaan bahaya. Sebaliknya jika presentase perubahan piksel kurang dari atau sama dengan nilai ambang, maka keadaan dikategorikan aman. Lebih jelas dapat dilihat pada contoh perhitungan dibawah ini:

Pada detik ke-1:

Jumlah perubahan piksel= 27 titik Total sampling piksel= 3072 titik

Didapat dari: citra disampling ke arah kolom = 640 = 64 10

Citra disampling ke arah baris = 480 = 48 10

Sehingga total sampling = 64 x 48 = 3072 titik

% = 27 titik

3072 titik x100 = 0,88%

Keadaan dapat dikategorikan menjadi dua, yaitu: keadaan bahaya jika perubahan piksel > Nilai ambang, dan keadaan aman jika perubahan piksel ≤ Nilai ambang.

Pada gambar 3 data 1: (1) Perubahan piksel = 27 titik, (2) Nilai ambang = 90 titik. Sehingga keadaan aman, data 34: (1) Perubahan piksel =139 titik (2) Nilai ambang = 90 titik, sehingga keadaan bahaya.

KESIMPULAN

Berdasarkan analisis dan pembahasan, maka penelitian ini dapat disimpulkan bahwa: (1)Metode perbandingan dua buah citra dengan membandingkan antara prosentase perbedaan piksel di antara keduanya dapat digunakan untuk membedakan keadaan dan menentukan suatu obyek berbeda dari sebelumnya. (2) Metode di atas dapat dimanfaatkan untuk menentukan suatu ruangan berbeda dari sebelumnya atau tidak, sehingga dapat menentukan keadaan bahaya atau tidak. Saran dari penelitian ini adalah: (1) Sistem mampu merespon keadaan bahaya dengan menyalakan alarm, merekam gambar, dan mengirim laporan pesan singkat dan menghubungi nomer pemilik ketika terjadi bahaya pada area penga-wasan. (2) Sistem yang telah dibuat dapat dijadikan sebagai alternatif pengawas dan pengaman ruangan otomatis menggantikan peran manusia.

DAFTAR PUSTAKA

Arief Ramadhan. 2004. Seri Penuntun Praktis Microsoft Visual Basic 6.0. Jakarta: Elex Media Komputindo.

Balza Achmad dan Kartika Firdausy. 2005. Teknik Pengolahan Citra Digital Menggunakan Delphi. Yogyakarta: Ardhi Publishing.

Digital Image Definitions. Sumber: http://www.ph.tn.tudelft.nl/Courses/

FIP/frames/fip--2.html. tanggal download:12 Oktober 2005. jam: 9:19:54 WIB.

Dwi Budicahyanto. 2004. Membangun Aplikasi Handphone dengan MobileFBUS

dan Visual Basic. Yogyakarta:Andi.

Dwi Sutadi. 2003. I/O Bus dan Motherboard. Yogyakarta: Andi.

Interfacing to the IBM-PC Parallel Printer Port. Sumber:

http://www.doc.ic.ac.uk/~ih/doc/par/. Tanggal download: 01 September 2005, 10:56:44 WIB.

Parallel port Interfacing Tutorial. Sumber: http://www.logix4u.net/

parallelport1.htm. Tanggal download: 01 September 2005, 10:30:04 WIB. Retna Prasetia dan Catur Edi Widodo. 2004. Teori dan Praktik Interfacing Port

Paralel dan Port Serial Komputer dengan Visual Basic 6.0. Yogyakarta: Andi.

Ridwan Sanjaya. 2005. Membuat Menu Cantik untuk Aplikasi Visual Basic 6.0. Yogyakarta: Andi.

Suharsimi Arikunto. 2002. Prosedur Penelitian Suatu Pendekatan Praktek. Jakarta: Rineka Cipta.

PKMT-1-7-10

Sumber: www_elektronika_lt-_sys-storage-2004-05-06-nokia5110_gif.htm.

tanggal download: 16 Agustus 2005 Jam 15:23:00 WIB

Widodo Budiharto. 2004. Interfacing Komputer dan Mikrokontroler. Jakarta: Elex Media Komputindo.