vi
UNIVERSITAS BINA NUSANTARA
_________________________________________________________________ Jurusan Teknik Informatika
Skripsi Sarjana Komputer Semester Genap tahun 2003/2004
ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM PENDIKTEAN SEDERHANA DENGAN BAHASA INDONESIA
Untoro Prihatadi 0400517956
Hannoto 0400518510
Abstrak
Sistem pengenalan suara sudah dikembangkan selama lebih dari lima dekade oleh para ilmuwan di suluruh dunia. Tujuan akhir dari sistem ini adalah menghasilkan aplikasi yang dapat mengenali suara ucapan manusia secara alami, baik itu untuk pendiktean maupun pemberian perintah. Sistem pendiktean yang ada saat ini hanya terbatas pada beberapa bahasa saja. Kurangnya penelitian dan tidak adanya aplikasi sistem pendiktean berbahasa Indonesia mendorong penulis untuk mencoba membangun sebuah sistem pendiktean sederhana dengan menggunakan Bahasa Indonesia.
Sistem pendiktean dibuat dengan cara mengumpulkan dan mempelajari informasi sebanyak mungkin tentang sistem pengenalan suara ucapan. Selanjutnya informasi yang ada dianalisis untuk diimplementasikan pada sistem. Untuk mewujudkan sistem yang telah dirancang digunakan Matlab 6.5.
Sistem pendiktean yang dibuat berhasil mengenali sepuluh buah kata yang bersifat diskret. Metode maupun algoritma yang digunakan masih bersifat fundamental, sehingga perlu dilakukan pengembangan lebih lanjut untuk meningkatkan kemampuan maupun kinerja sistem.
Kata Kunci
vii
PRAKATA
Dengan penuh kerendahan hati, pertama-tama penulis ingin mengucapkan puji syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat dan karunia-Nya sehingga penyusunan skripsi yang berjudul “Analisis dan Perancangan Sistem Pendiktean Sederhana Dengan Bahasa Indonesia” ini dapat diselesaikan dengan baik.
Dalam penyusunan skripsi ini penulis memperoleh banyak dukungan dari berbagai pihak, baik secara moril maupun materiil. Oleh sebab itulah, pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah memberikan bantuan kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Ucapan terima kasih terutama penulis tujukan kepada :
1. Ibu Dr. Th. Widia S., selaku rektor Universitas Bina Nusantara yang telah menyediakan segala fasilitas yang dibutuhkan dalam penyusunan skripsi ini.
2. Bapak Ir. Sablin Yusuf, Msc., M.Comp.Sc., selaku Ketua Jurusan Teknik Informatika yang telah memberikan kesempatan kepada penulis dalam menyusun skripsi ini.
3. Bapak Fredy Purnomo, S.Kom., M.Kom., selaku Sekretaris Jurusan Teknik Informatika yang telah menyetujui pembuatan proposal penyusunan skripsi ini. 4. Bapak Thompson Susabda Ngoen, S.Kom., M.Sc., selaku dosen pembimbing yang
telah memberikan pengajaran, pengarahan, dan bimbingan serta kritik dan saran yang sangat membantu dalam penyusunan skripsi ini.
5. Orang tua dan anggota keluarga penulis yang senantiasa memberikan dukungan baik secara moril maupun materiil, serta mendoakan penulis sehingga berhasil
viii menyelesaikan skripsi ini.
6. Alumni dan rekan-rekan mahasiswa yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
Juga kepada pihak-pihak lain yang tidak dapat disebutkan oleh penulis satu-persatu yang juga telah ikut membantu dan memberikan inspirasi serta dukungan moral kepada penulis sehingga skripsi ini dapat diselesaikan tepat pada waktunya. Penulis juga menyadari bahwa pembuatan skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari berbagai pihak.
Akhir kata penulis berharap agar skripsi ini sekiranya dapat bermanfaat bagi semua pihak yang membutuhkan.
Jakarta, Juni 2004
viiii
DAFTAR ISI
Halaman Judul Luar i
Halaman Judul Dalam ii
Halaman Persetujuan Hardcover iii
Halaman Pernyataan Dewan Penguji iv
Abstrak vi
Prakata vii
Daftar Isi ix
Daftar Gambar xiv
Daftar Tabel xvii
BAB 1 PENDAHULUAN 1 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Ruang Lingkup 2 1.3 Tujuan 2 1.4 Manfaat 3 1.5 Metodologi 3 1.6 Sistematika Penulisan 4
BAB 2 LANDASAN TEORI 6
ixi
2.1.1 Proses Penghasilan Ucapan 7
2.1.2 Gangguan Pada Sinyal Ucapan 11
2.2 Unsur-Unsur Bunyi Pada Bahasa 12
2.2.1 Fonem 13 2.2.2 Vokal 13 2.2.3 Konsonan 14 2.2.4 Semi Vokal 14 2.2.5 Nasal 14 2.2.6 Diftong 14 2.2.7 Frikatif 15 2.2.8 Morfem 15 2.3 Teknologi Suara 16
2.3.1 Sejarah Perkembangan Pengenalan Ucapan 18
2.3.2 Speech To Text 21
2.3.3 Cara Kerja Speech To Text 24
2.3.3.1 Pendekatan Akustik Fonetik 25
2.3.3.2 Pendekatan Statistical Pattern-Recognition 27
2.3.3.3 Pendekatan Intelegensia Semu 30
2.3.4 Masalah Fundamental pada Sistem Pengenalan Ucapan 31
2.4 Sinyal 32
2.4.1 Klasifikasi Sinyal 33
2.4.2 Pemrosesan Sinyal Pada Sistem Pengenalan Ucapan 34
xi
2.5.1 Deret “Bank Of Filter” 36
2.5.2 Linear Predictive Coding (LPC) 37
2.5.2.1 Model LPC 37
2.5.2.2 Persamaan Analisis LPC 39
2.5.2.3 LPC Processor 39
2.6 Perbandingan Sinyal Suara 41
BAB 3 ANALISIS DAN PERANCANGAN 43
3.1 Analisis 43
3.1.1 Gambaran Umum Sistem Pengenalan Ucapan 43
3.1.2 Gambaran Sistem Yang Akan Dibuat 44
3.1.3 Sinyal Ucapan 46
3.1.4 Pemprosesan Sinyal Ucapan 46
3.1.5 LPC 48
3.1.6 Matcher 51
3.2 Perancangan 53
3.2.1 Arsitektur Sistem Pendiktean Sederhana 53
3.2.2 State Transition Diagram (STD) 54
3.2.3 Perancangan Layar 58 3.2.3.1 Layar PilihUser 58 3.2.3.2 Layar NamaCap 59 3.2.3.3 Layar Menu 59 3.2.3.4 Layar Latih 60 3.2.3.5 Layar Dikte 61
xii
3.2.4 Modul 62
3.2.4.1 Perancangan Dan Pseudocode Modul 62
3.2.4.2 Hubungan Antar Modul 73
BAB 4 IMPLEMENTASI DAN EVALUASI 74
4.1 Spesifikasi Kebutuhan Sistem 74
4.1.1 Perangkat Keras 74
4.1.2 Piranti Lunak 75
4.2 Implementasi Sistem 75
4.2.1 Bahasa Pemrograman 76
4.2.2 Penyimpanan Data 77
4.3 Prosedur Penggunaan Sistem 80
4.4 Evaluasi Sistem 88 4.4.1 Kehandalan Sistem 89 4.4.1.1 Kata ‘Satu’ 93 4.4.1.2 Kata ‘Dua’ 94 4.4.1.3 Kata ‘Tiga’ 95 4.4.1.4 Kata ‘Empat’ 96 4.4.1.5 Kata ‘Lima’ 97 4.4.1.6 Kata ‘Enam’ 98 4.4.1.7 Kata ‘Tujuh’ 99 4.4.1.8 Kata ‘Delapan’ 100 4.4.1.9 Kata ‘Sembilan’ 101 4.4.1.10 Kata ‘Nol’ 102
xiii
4.4.2 Perbedaan LPC MATLAB dengan LPC Penulis 103
4.4.3 Kemampuan Sistem 104
4.4.4 Keterbatasan Sistem 105
BAB 5 SIMPULAN DAN SARAN 106
5.1 Simpulan 106
5.2 Saran 106
DAFTAR PUSTAKA 107
DAFTAR RIWAYAT HIDUP 110
xiiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Diagram Skematik Dari Proses Produksi Dan Persepsi Suara 6
Gambar 2.2 Anatomi Organ Penghasil Ucapan 8
Gambar 2.3 Representasi Semantik dari Mekanisme Penghasilan Suara 10
Gambar 2.4 Proses Pengenalan Suara 24
Gambar 2.5 Blok Diagram Sistem Pengenalan Ucapan Akustik Fonetik 26 Gambar 2.6 Model Analisis Bank Filter 37
Gambar 2.7 Model Analisis LPC 37
Gambar 2.8 Model Linear Prediction 38
Gambar 2.9 LPC Processsor 39
Gambar 3.1 Model Umum Sistem Pengenal Ucapan 43
Gambar 3.2 Proses Pelatihan 44
Gambar 3.3 Proses Pendiktean 45
Gambar 3.4 Arsitektur Sistem Pendiktean Sederhana 54
Gambar 3.5 STD PilihUser 55
Gambar 3.6 STD NamaCap 55
Gambar 3.7 STD Menu 56
Gambar 3.8 STD Latih 57
Gambar 3.9 STD Dikte 57
Gambar 3.10 Layar PilihUser 58
Gambar 3.11 Layar NamaCap 59
Gambar 3.12 Layar Menu 60
Gambar 3.13 Layar Latih 61
Gambar 3.14 Layar Dikte 61
Gambar 3.15 Flowchart Modul ExtractLPC 72
Gambar 3.16 Hubungan Antar Modul 73
Gambar 4.1 Fasilitas Import Data Matlab 79
Gambar 4.2 Matlab 6.5 Environtment 80
Gambar 4.3 Tampilan Layar PilihUser 81
Gambar 4.4 Pesan Kesalahan Jika User Menekan OK Saat Daftar Nama Masih Kosong 81
Gambar 4.5 Tampilan Layar NamaCap 82
Gambar 4.6 Pesan Kesalahan Jika Textfield Kosong 82
Gambar 4.7 Pesan Kesalahan Jika User Name Sudah Terdaftar 83
Gambar 4.8 Tampilan Layar Menu 83
Gambar 4.9 Pesan Kesalahan Jika User Belum Memiliki Data 84
Gambar 4.10 Tampilan Awal Layar Latih 84
Gambar 4.11 Layar Latih Saat Latihan 85
Gambar 4.12 Tampilan Awal Layar Dikte 86
Gambar 4.13 Tampilan Layar Dikte Saat Tidak Mengenali kata Ucapan 87
Gambar 4.14 Tampilan Layar Dikte Saat Mengenali Kata Sembilan 87
xivi
Gambar 4.16 Sinyal suara kata ‘satu’ 93 Gambar 4.17 Sinyal suara kata ‘dua’ 94 Gambar 4.18 Sinyal suara kata ‘tiga’ 95 Gambar 4.19 Sinyal suara kata ‘empat’ 96
Gambar 4.20 Sinyal suara kata ‘lima’ 97
Gambar 4.21 Sinyal suara kata ‘enam’ 98
Gambar 4.22 Sinyal suara kata ‘tujuh’ 99 Gambar 4.23 Sinyal suara kata ‘delapan’ 101 Gambar 4.24 Sinyal suara kata ‘sembilan’ 102 Gambar 4.25 Sinyal suara kata ‘nol’ 103
xvi
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Total Hasil Percobaan Dengan LPC Matlab 90
Tabel 4.2 Total Hasil Percobaan Dengan LPC Penulis (kata nol sampai sembilan) 90
Tabel 4.3 Total Hasil Percobaan Dengan LPC Penulis (kata-kata lain : bulan, tinggi, motor, cantik, pinus ) 90
Tabel 4.4 Total Hasil Percobaan Berdasarkan User 91
Tabel 4.5 Total Hasil Percobaan Berdasarkan Kata 92
Tabel 4.6 Total Hasil Percobaan Kata ‘Satu’ 93
Tabel 4.7 Total Hasil Percobaan Kata ‘Dua’ 94
Tabel 4.8 Total Hasil Percobaan Kata ‘Tiga’ 95
Tabel 4.9 Total Hasil Percobaan Kata ‘Empat’ 96
Tabel 4.10 Total Hasil Percobaan Kata ‘Lima’ 97
Tabel 4.11 Total Hasil Percobaan Kata ‘Enam’ 98
Tabel 4.12 Total Hasil Percobaan Kata ‘Tujuh’ 99
Tabel 4.13 Total Hasil Percobaan Kata ‘Delapan’ 100
Tabel 4.14 Total Hasil Percobaan Kata ‘Sembilan’ 101
