Analisis dan Implementasi Pemeriksaan Lembar Jawaban Komputer (LJK) dengan Algoritma Perceptron.

(1)

(2)

Jurnal

ILMU KOMPUTER

Volume 6 Nomor 1 April 2013

Daftar Isi :

HEALTH INFORMATICS : AN INTRODUCTION ... 1 I Made Agus Setiawan

PENERAPAN METODE FORGY PADA PERILAKU LEBAH PENJELAJAH DALAM ARTIFICIAL BEE COLONY ... 10

I Made Widiartha

IMPLEMENTASI HIGH-AVAILABILITY VPN CLIENT PADA JARINGAN KOMPUTER FAKULTAS HUKUM UNIVERSITAS UDAYANA ... 17

Putu Topan Pribadi

ANALISIS PERBANDINGAN KINERJA ANTARA NETWORK FILE SYSTEM (NFS) DAN PRIMARY DOMAIN CONTROLLER (PDC) SAMBA ... 25 Gede Wahyudi, Trisna Hanggara

ANALISIS IDENTIFIKASI POLA DAUN MENGGUNAKAN METODE CANNY, SOBEL, PREWITT DAN ROBERTS ... 35 I Ketut Gede Suhartana, Ida Ayu Dhyana Paramitha R.

ANALISIS DAN IMPLEMENTASI PEMERIKSAAN LEMBAR JAWABAN KOMPUTER DENGAN ALGORITMA PERCEPTRON ... 47

I Wayan Haris Apriyana, luh gede astuti, I Made Widiartha

JURUSAN ILMU KOMPUTER

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS UDAYANA

(3)

SUSUNAN DEWAN REDAKSI JURNAL ILMU KOMPUTER

Jurusan Ilmu Komputer

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Udayana

Ketua

Agus Muliantara, S.Kom, M.Kom

Penyunting

Drs. Wayan Santiyasa, M.Si

Ngurah Agus Sanjaya, S.Kom, M.Kom

Cokorda Rai Adi Paramarta, S.T, M.M

Ida Bagus Gede Dwidasmara, S.Kom.M.Cs

Penyunting Tamu

Imas Sitanggang, S.Si, M.Kom (IPB)

Ir. A.A. Gede Raka Dalem, M.Sc (Hons)

Prof. Pieter Hartel (Twente University)

Pelaksana

I Made Widiartha, S.Si, M.Kom

Dra. Luh Gede Astuti, M.Kom

Gede Santi Astawa, ST, M.Cs

Ida Bagus Mahendra, S.Kom, M.Kom

Alamat Redaksi

Jurusan Ilmu Komputer

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Udayana

Kampus Bukit Jimbaran

–

Badung

Telpon. 0361

–

701805

Email : journal@cs.unud.ac.id

Website : www.cs.unud.ac.id

(4)

Jurnal Ilmu Komputer - Volume 6 - No 1 – April 2013

ISSN : 1979-5661 -46-

menggunakan metode Canny. Hal

tersebut dapat dibuktikan dari besarnya

nilai koefisien korelasi yang dihasilkan.

6.2

Saran

Berdasarkan uji coba yang telah

dilaksanakan dapat disampaikan bahwa

aplikasi ini kemampuan metode deteksi

tepi sangat dipengaruhi oleh kualitas

citra/image yang digunakan, sehingga

pada saat proses perbaikan kualitas citra

perlu dilakukan percobaan dengan

menggunakan fungsi/metode yang lain.

Dan juga perlu diadakan

pengembangan penelitian dengan

menggunakan metode deteksi tepi

lainnya. Dan penelitian ini dapat

dikembangkan untuk sistem pakar

pengenalan pola daun.

DAFTAR PUSTAKA

Ahmad, U.,

Pengolahan Citra Digital &

Teknik Pemrogramannya

, Graha

Ilmu, 2005.

Anonim.2012.Daun

http://id.wikipedia.org/wiki/Daun

.

Diakses tanggal 25

Maret 2012.

Anonim.2012.MATLAB

http://www.mikron123.com/index.php/Tut orial-

Matlab/Tutorial-1-Mengenal- Matlab.html. Diakses tanggal 28 Maret 2012

Darma Putra,

Sistem Biometrika,

Penerbit ANDI, Yogyakarta, 2009

________ , Pengolahan Citra Digital,

Penerbit ANDI, Yogyakarta, 2010

Gonzales, R.C. dan R. E. Woods,

Digital Image Processing

, Addison-

esley

Publishing Company, 1992.

Marvin, W. dan A. Prijono, Pengolahan

Citra Digital Menggunakan

(5)

Analisis dan Implementasi Pemeriksaan Lembar Jawaban Komputer (LJK)

dengan Algoritma Perceptron

I Wayan Haris Apriyana, luh gede astuti, I Made Widiartha Program Studi Teknik Informatika,

Jurusan Ilmu Komputer,

Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Udayana

ABSTRAK

Citra adalah suatu fungsi kontinu dari intensitas cahaya dalam bidang dua dimensi. Informasi penting yang terdapat pada citra dapat diolah dengan mengekstraksi citra tersebut dan dilakukan proses analisis dan klasifikasi secara tepat memanfaatkan algoritma perhitungan komputer. Pemeriksaan Lembar Jawaban Komputer (LJK) Silang merupakan salah satu kasus yang paling berpotensi digunakan dalam sistem pengolahan citra. Keunikan dan kestabilan karakteristik pola yang terdapat dalam opsi jawaban LJK dapat digunakan sebagai bahan pengenalan pola.

Pada penelitian ini dibangun perangkat lunak pemeriksaan LJK silang menggunakan pengenalan pola pada opsi jawaban LJK dengan data bobot yang didapatkan dari pembelajaran algoritma Perceptron. Citra LJK yang menjadi citra input akan diubah menjadi citra hitam putih melalui proses thresholding, lalu dicek kemiringan LJK karena LJK harus tegak lurus. Kemudian dicari posisi masing-masing opsi jawaban tiap nomor pada LJK. Proses mengekstraksi fitur citra tiap opsi jawaban LJK menggunakan metode transformasi Haar

Wavelet untuk menghasilkan kombinasi koefisien LL4, HL4, LH4, dan HH4 yang digunakan sebagai input pada

algoritma Perceptron.

Hasil penelitian yang diperoleh dari 110 kali pengujian LJK adalah perangkat lunak pemeriksaan LJK silang mampu memeriksa 103 LJK yang nilainya sama dengan pemeriksaan secara manual, dan 7 LJK tidak sesuai dengan pemeriksaan secara manual sehingga persentase ketepatan pemeriksaan LJK sebesar 93.63% dan persentase pengenalan 45 pola sebesar 91.11%.

Kata Kunci : Pengolahan Citra, Transformasi Haar Wavelet_{, Algoritma Perceptron, Pemeriksaan Lembar}

Jawaban Komputer Silang

(6)

Analysis and Implementation of Computer Answer Sheet Correction Using Perceptron Algorithm

I Wayan Haris Apriyana Program Studi Teknik Informatika,

Jurusan Ilmu Komputer,

Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Udayana

Email : haris.ais.uchiha @gmail.com , haris.ais @cs.unud.ac.id

ABSTRACT

Image is a continued function of light intensity in a two dimensional area. The essential information the image has can be processed by extracting, analyzing and classifying it accurately using computer calculation algorithm. Cross Computer Answer Sheet Correction is one of the cases which is highly potentially used in the image processing system. The uniqueness and stability of the characteristics of the patterns of the options the Computer Answer Sheet Correction has can be used as means of introducing the patterns.

In this study the soft copy of Cross Computer Answer Sheet Correction used the introduction of the pattern the options the Computer Answer Sheet had in which the data weight was obtained from the Perceptron algorithm learning. The image of the Computer Answer Sheet Correction, which was the input image, was changed into the black and white image through thresholding process. Then the declivity of the Computer Answer Sheet was checked as it should be upright. Then the position of each option of the answer to each item on the Computer Answer Sheet was sought out. The features of the image of each option was extracted using transformation method of Haar Wavelet in order to produce the combination of the coefficients of LL4, HL4, LH4, and HH4 used as the input for the Perception algorithm.

The results obtained from the Computer Answer Sheet which was tested 110 times showed that the softcopy of the cross Computer Answer Sheet could correct 103 Computer Answer Sheets whose scores were the same as those obtained by manual correction, meaning that the percentage of the accuracy of the Computer Answer Sheet correction was 93.63% and that percentage of the introduction of 45 patterns was 91.11%.

(7)

PENDAHULUAN

Salah satu contoh dari teknologi baru yang memiliki banyak kendala yaitu komputerisasi pemeriksaan

lembar jawaban komputer (LJK) yang menyulitkan pelajar sebagai pengguna dan operator komputer yang

memeriksa LJK karena mereka harus memperbaiki LJK yang tidak memenuhi standar pemeriksaan dengan

komputer. Padahal selain menggunakan LJK, masih terdapat cara penjawaban soal-soal ulangan yang telah

diketahui oleh masyarakat Indonesia, yaitu menjawab dengan cara silang pada pilihan ganda. Cara ini sangat

murah dan sangat mudah untuk dipraktekan oleh pelajar sebagai pengguna. Namun cara ini masih mempunyai

kelemahan pada saat pemeriksaan lembar jawabannya yang masih tradisional, yaitu dengan tenaga manusia.

Berdasarkan latar belakang di atas, maka hal tersebut akan diteliti dengan membangun teknologi yang mampu

memeriksa lembar jawaban silang menggunakan komputer. Cara ini dapat dilakukan dengan pengolahan citra

digital dan pengenalan pola.

Pengolahan citra digital digunakan karena inputan perangkat lunak ini berupa citra digital. Citra input

akan diperbaiki untuk meningkatkan kualitas citra. Pengenalan pola digunakan untuk memeriksa jawaban yang

diberikan pada lembar jawaban komputer apakah sesuai dengan ketentuan atau tidak. Ketentuan jawaban yang

benar adalah menggunakan tanda silang (X) pada pilihan jawaban. Teknik yang penulis gunakan dalam

membangun perangkat lunak ini adalah algoritma Perceptron karena algoritma tersebut dapat digunakan untuk

mengenali pola karakter yang menyerupai huruf alphabet yaitu membedakan karakter menyerupai huruf atau

pola tertentu atau tidak, seperti membedakan huruf “A“ dan bukan huruf lain[11].

MATERI

2.1 Operasi Batas Ambang Tunggal

Pada operasi ini nilai piksel yang memenuhi syarat ambang batas tunggal dipetakan ke suatu nilai yang

dikehendaki. Operasi ambang batas tunggal menurut Achmad dan Firdausy[1] mempunyai ketentuan berikut:

0 Ki < ambang

255 Ki > ambang

Misalkan citra yang memiliki tingkat keabuan 256, yang dipetakan menjadi citra biner menggunakan fungsi

transformasi sebagai berikut.

0 Ki < 128

Ko =

255 Ki > 128

Hasilnya, piksel-piksel yang nilai internsitasnya di bawah 128 diubah menjadi hitam (nilai intensitas = 0),

(8)

2.2 Operasi Pemotongan

Operasi pemotongan adalah pengolahan citra dengan kegiatan memotong satu bagian dari citra. Sebuah

citra dipotong sebesar WxH. Titik (x1,y1) dan (x2,y2) adalah koordinat titik pojok kiri atas dan pojok kanan bawah

citra yang akan dipotong. Rumus yang digunakan adalah:

W = x2 – x1 dan H = y2 – y1

Operasi pemotongan digunakan pada saat mengambil opsi jawaban yang terdapat pada LJK.

2.3

Transformasi Haar Wavelet

Transformasi wavelet merupakan sebuah fungsi konversi yang dapat digunakan untuk membagi suatu fungsi atau

sinyal ke dalam komponen frekuensi yang berbeda, yang selanjutnya komponen-komponen tersebut dapat

dipelajari sesuai dengan skalanya. Salah satu jenis transformasi wavelet adalah Haar. Haar adalah wavelet paling

tua dan paling sederhana, diperkenalkan oleh Alfred Haar pada tahun 1909. Konsep transformasi Haar wavelet

pada suatu citra adalah membagi (dekomposisi) suatu citra menjadi empat sub-image. Pertama kali dilakukan

dekomposisi secara horizontal terhadap baris. Kemudian dilakukan dekomposisi secara vertikal terhadap kolom.

Pada setiap level, proses dekomposisi hanya dilakukan pada bagian hasil proses perataan dan hasil proses

dekomposisi adalah gabungan dari proses perataan dengan seluruh hasil proses pengurangan.

Dalam transformasi wavelet, terdapat koefisien transformasi yang berpasangan yakni dan . Pasangan

koefisien ini disebut lowpass filter dan highpass filter. Koefisien berkaitan dengan proses perataan.

Sedangkan berkaitan dengan proses pengurangan. Koefisien dan pada transformasi Haar wavelet

adalah sebagai berikut[9] :

(2.1)

(2.2)

Transformasi Wavelet 2D 1 level

Gambar 2.1 Transformasi Wavelet[9]

Hasil transformasi terdiri dari sub-image yang telah dilalui high pass filter pada arah horizontal dan

vertikal (HH), sub-image yang telah dilalui high pass filter pada arah horizontal dan low pass filter pada arah

(9)

vertikal (LH), serta sub-image yang telah dilalui low pass filter pada arah horizontal dan vertikal (LL). Bagian

LL sering disebut komponen aproksimasi. Sedangkan bagian HL, LH, dan HH disebut juga komponen detil[9].

Gambar 2.2 Skema Hasil Transformasi Wavelet 2D 1 level[9]

2.4

Algoritma Perceptron

Pada dasarnya, perceptron pada jaringan syaraf tiruan dengan satu lapisan memiliki bobot yang bisa diatur dan

suatu nilai ambang (threshold). Algoritma yang digunakan oleh aturan ini akan mengatur parameter-parameter

bebasnya melalui proses pembelajaran. Nilai threshold (Ө) pada fungsi aktivasi adalah non negatif. Fungsi

aktivasi ini dibuat sedemikian rupa sehingga terjadi pembatasan antara daerah positif dan daerah negatif.

Gambar 2.3 Pembatasan Linier Perceptron[6]

Daerah positif memiliki pertidaksamaan :

w1x1 + w2x2 + b > Ө (2.3)

Sedangkan daerah negatif memiliki pertidaksamaan :

w1x1 + w2x2 + b < - Ө (2.4)

Besarnya perubahan bobot yang terjadi pada setiap iterasi menurut Theodoridis (2006) adalah :

w

t+

1

=w

t

_t

i=0

n

_i

.

x

_i

(2.5)

Dengan :

= learning rate, = error ( = f(yin) – target), x = input,

w = bobot,i = data, i = 1,2,...,n, w(t+1) = bobot akhir, w(t) = bobot sebelumnya, f(yin) = aktivasi output, dan

target = target pola.

Perceptron terdiri atas beberapa unit masukan ditambah bias dan unit keluaran, merupakan model

(10)

HASIL PENELITIAN.

Data Flow Diagram.

Data Flow Diagram adalah "Suatu gambaran yang menjelaskan begaimana menggambarkan atau

mem-buat model komponen sistem". Berikut adalah diagram konteks

Gambar 3.1 Diagram Konteks

dan DFD level 0 perangkat lunak Pemeriksaan LJK Silang

Gambar 3.2 DFD Level 0

Metode blackbox testing mengarahkan pengujian untuk menemukan kesalahan-kesalahan fungsionalitas

dari perangkat lunak dan memastikan bahwa input yang dibatasi akan memberikan hasil yang aktual yang sesuai

dengan hasil yang dibutuhkan.

Tabel 4.1 Format Kasus Uji[15]

Test ID

Descripti-on

Expected

Result

Actual

Result

Pada pengujian perangkat lunak, dilakukan pengujian pada Proses Pemeriksaan LJK dan Pengenalan Pola.

Peng-ujian Pemeriksaan LJK dilakukan sebanyak 110 kali dengan 110 LJK. Dari 110 LJK, perangkat lunak

pemerik-saan LJK silang mampu memeriksa 103 LJK dengan tepat sehingga persentase ketepatan pemerikpemerik-saan LJK

sebe-sar 93.63%.

Pengujian Pada proses pengujian akurasi pengenalan pola dengan perceptron digunakan 45 data uji

pengenalan pola yang sudah terdapat pada LJK. Tabel hasil data uji pengenalan pola dapat dilihat sebagai

berikut.

Tabel 4.2 Hasil Data Uji Pengenalan Pola

Citra Hasil Pengenalan Hasil yang Diharapkan Status

Kosong Kosong Tepat

(11)

Kosong Kosong Tepat

Lingkaran Lingkaran Tepat

Centang Lingkaran Tidak Tepat

Lingkaran Lingkaran Tepat

Centang Centang Tepat

Lingkaran Centang Tidak Tepat

Centang Centang Tepat

(12)

Silang Silang Tepat

Silang Silang Dicoret Tidak Tepat

Silang Dicoret Silang Dicoret Tidak Tepat

Silang Dicoret Silang Dicoret Tepat

Dapat dilihat pada tabel 4.2, bahwa terdapat 4 (empat) pola yang hasil pengenalan polanya tidak tepat. Persentase

pengenalan pola dihitung dengan jumlah pengenalan pola yang tepat dibagi dengan jumlah data uji dikalikan

dengan 100%. Dari hasil pengujian 41 pengenalan pola yang tepat sehingga didapatkan tingkat keakuratan 41 /

45 x 100% adalah 91.11%.

KESIMPULAN

Kesimpulan yang didapat dari penelitian adalah sebagai berikut:

1. Perangkat lunak untuk pemeriksaan LJK yang dihasilkan, cukup akurat dengan persentase ketepatan

pemeriksaan 110 LJK yang diujikan sebesar 93.63% .

2. Algoritma Perceptron dapat digunakan untuk mengenali 4 pola pada pemeriksaan LJK dan persentase

(13)

DAFTAR PUSTAKA

[1]Achmad, Balza. dan Firdausy, Kartika. (2005). Teknik Pengolahan Citra Digital Menggunakan Delphi . [2]Abdullah, Gafar Ade. (2011). Bab V Algoritma Pembelajaran Dalam Jaringan Syaraf Tiruan .

[3]Fahmi.(2007). Perancangan Algoritma Pengolahan Citra Mata Menjadi Citra Pola Iris Sebagai Bentuk

Anta-ra Sistem Biometrik.

[4]Gonzales. Rafael C. dan Woods. Richard E. (2008). Digital Image Processing Second Edition. [5]Khardon, Roni and Wachman, Gabriel. (2007). Noise Tolerant Variants of the Perceptron Algorithm . [6]Kusumadewi, Sri.(2004). Membangun Jaringan Syaraf Tiruan Menggunakan MATLAB & Excel Link.

[7]Murty, Patnala S. R. Chandra, E. Sreenivasa Reddy and I. Ramesh Babu. (2009). “Iris Recognition System

Using Fractal Dimensions of Haar Pattern.

[8]Putra, Darma. (2009). Sistem Biometrika. [9]Putra, Darma. (2010). Pengolahan Citra Digital

[10]Setiawan, Arif. Fitri, Diana Laily. dan Susanti, Nanik. (2010). Analisa Sistem Pengenalan Karakter Menggu-nakan Jaringan Syaraf Tiruan untuk Membaca Dokumen yang Rusak karena Banjir .

[11]Sunarto.(2011).”Metode Perceptron” .

[12]Sutoyo. T, dkk. (2009). Teori Pengolahan Citra Digital .

[13]Theodoridis,Sergios. (2006). Pattern Recognition, Third Edition.

[14]Wahidin. (2004). Aplikasi Algoritma Back-Propagation Multi Layer Perceptron pada Identifikasi Dinamika Sistem Nonlinier .