laporan komvis paper

Tugas Besar Komputer VisionMalang, 28 Desember 2011

AKUISISI DATA TINGGI CAIRAN DENGAN PENGOLAHAN CITRA DIGITAL

Alexander Taka Logo, Isa Nurharianto, Ahmad Sohib

Program Studi Teknik InformatikaFakulas Teknologi Industri, Institut Teknologi Nasional

Kampus II, Jl. Raya Karanglo Km2 Malang

ABSTRAKSIAda kebutuhan dari metode praktis dalam sistem akuisisi data sebagai kemajuan

pesat teknologi pembangunan. Salah satu aplikasi teknologi akuisisi data adalah tingkat sistem pemantauan cairan. Hal ini dapat diterapkan pada sistem pemantauan tingkat bensin di stasiun gas, air tingkat dalam tangki air, dll. Tujuan dari proyek akhir ini adalah untuk dapat memantau ketinggian cairan secara real time. Hasil pemantauan adalah tinggi air yang menunjukkan nilai kapasitas dan citra streaming yang diambil dari webcam. Hasil pengujian menunjukkan bahwa rata-rata kesalahan dalam membaca indikator dan pengolahan gambar yang disebabkan oleh pantulan cahaya.

Keywords: Fluida, Pemantauan, Pengolahan Citra Digital, Webcam.

I. PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Dalam beberapa tahun terakhir ini dunia teknologi mengalami perkembangan yang pesat. Sebagai contoh adalah perkembangan di bidang teknologi informasi. Mengingat informasi sangatlah penting bagi manusia, maka dengan memanfaatkan teknologi yang ada, manusia berusaha untuk menyajikan informasi tersebut semudah dan secepat mungkin. Salah satu penerapan dari teknologi tersebut adalah pada aplikasi sistem akuisisi data tinggi cairan pada tangki atau tempat penyimpanan cairan.

Sistem ini menggunakan webcam atau camera untuk menggantikan sensor manual dalam mendeteksi perubahan tinggi cairan. Sistem ini dapat diaplikasikan pada bendungan, SPBU serta

monitoring cairan pada pabrik. Sehingga pemilik dapat memonitor secara waktu nyata (real time).

1.2 RUMUSAN MASALAH

Mengapa dibutuhkan suatu aplikasi untuk memonitoring cairan?

Bagaimana membuat aplikasi ini agar dapat digunakan dalam memonitoring tinggi cairan?

1.3 TUJUAN PEMBAHASAN

Tugas akhir ini bertujuan untuk mewujudkan teknologi berbasis pengolahan citra, sehingga dapat dipakai untuk membuat suatu sistem yang dapat memantau tinggi cairan secara nyata (real time).

1


1.4 BATASAN MASALAH

Pemantauan tinggi cairan hanya dilakukan di dalam akuarium atau tempat penyimpanan cairan.

Data yang diperoleh berasal dari hasil gambar camera, yang mengambil gambar akuarium dan indikator.

Pada perancangan hanya membahas tentang pengolahan citra untuk menghitung ketinggian air.

Dalam melakukan crooping dalam aplikasi ini harus teliti agar tinggi cairan dapat diketahui secara pasti.

Cairan yang digunakan dalam tugas akhir berupa air (H2O).

Pada aplikasi ini tidak disertakan database untuk penyimpanan data tinggi cairan.

II. LANDASAN TEORI

2.1 GUI MATLAB

GUIDE atau GUI builder merupakan sebuah graphical user interface (GUI) yang dibangun dengan obyek grafik seperti tombol (button), kotak teks, slider, menu dan lain-lain. Aplikasi yang menggunakan GUI umumnya lebih mudah dipelajari dan digunakan karena orang yang menjalankannya tidak perlu mengetahui perintah yang ada dan bagaimana kerjanya. Matlab sendiri merintis ke arah pemrograman yang menggunakan GUI dimulai dari versi 5, yang terus disempurnkan sampai sekarang (Matlab 7).

GUIDE Matlab mempunyai kelebihan tersendiri dibandingkan dengan bahasa pemrogram lainnya, diantaranya:

1. GUIDE Matlab banyak digunakan dan cocok untuk aplikasi-aplikasi berorientasi sains, sehingga banyak peneliti dan mahasiswa menggunakan GUIDE Matlab untuk menyelesaikan riset atau tugas akhirnya.

2. GUIDE Matlab mempunyai fungsi built-in yang siap digunakan dan pemakai tidak perlu repot membuatnya sendiri.

3. Ukuran file, baik FIG-file maupun M-file, yang dihasilkan relatif kecil.

4. Kemampuan grafisnya cukup andal dan tidak kalah dibandingkan dengan bahasa pemrograman lainnya.

2.2 PENGOLAHAN CITRA DIGITAL

Pengolahan Citra adalah memanipulasi dan analisis suatu informasi gambar oleh komputer. Informasi gambar disini adalah gambar visual dalam dua dimensi. Segala operasi untuk memperbaiki, analisa atau mengubah suatu gambar disebut pengolahan citra. Tujuan dari pengolahan citra adalah memperbaiki informasi pada gambar sehingga mudah terbaca atau memperbaiki kualitas dari gambar itu sendiri.Operasi pengolahan citra dapat diklasifikasikan dalam beberapa jenis sebagai berikut.

1. Perbaikan kualitas citra (image enhacement).

2. Pemugaran citra (image restoration).

3. Pemampatan citra (image compression).

2


4. Segmentasi citra (image segmentation).

5. Pengorakan citra (image analysis).6. Rekonstruksi citra (image

recontruction).

2.3 KOMPUTER VISION

Terminologi lain yang berkaitan erat dengan pengolahan citra adalah visi komputer atau visi mesin (machine vision). Visi komputer mempunyai tujuan utama untuk membuat keputusan yang berguna tentang objek fisik nyata dan pemandangan (scene) berdasarkan citra yang didapat dari sensor. Contoh aplikasi dari visi computer seperti human computer interaction (HCI), object identification, segmentation dan recognition.

Visi komputer mencoba meniru cara kerja sistem visual manusia (human vision). Sistem visual manusia sesungguhnya sangat kompleks. Manusia melihat objek dengan indera penglihatan (mata), lalu citra objek diteruskan ke otak untuk diinterpretasi sehingga manusia mengerti objek apa yang tampak dalam pandangan matanya. Hasil interpretasi ini mungkin digunakan untuk pengambilan keputusan (misalnya menghindar kalau melihat mobil melaju di depan). Visi komputer merupakan proses automatis yang mengintegrasikan sejumlah besar proses untuk persepsi visual, seperti akuisisi citra, pengolahan citra, klasifikasi, pengenalan, dan membuat keputusan. Visi komputer terdiri dari teknik-teknik untuk mengestimasi ciri-ciri objek di dalam citra, pengukuran ciri yang berkaitan dengan geometri objek, dan menginterpretasi informasi geometri tersebut.

2.4 OPERASI CROOPING

Rumus operasi cropping pada citra :w’ = xR - xLh’ = yB - yTYang dalam hal ini, w’ adalah lebar citra baru yang diperoleh setelah proses cropping. Sedangkan h’ adalah tinggi citra baru. xR dan xL adalah dua titik disebelah kiri dan kanan pada arah sumbu x. yB dan yT adalah dua titik disebelah atas dan bawah pada arah sumbu y. Keempat titik xR, xL, yB, yT akan digunakan sebagai koordinat-koordinat dimana citra akan dipotong.

2.5 CITRA GRAYSCALE

Proses awal yang banyak dilakukan dalam pengolahan citra adalah mengubah citra berwarna menjadi citra derajat keabuan. Pengolahan citra ini digunakan untuk menyederhanakan model citra. Citra berwarna terdiri dari 3 lapisan matrik yaitu lapisan-R, lapisan-G dan lapisan-B. Untuk melakukan proses-proses selanjutnya tetap diperhatikan tiga lapisan di atas. Setiap proses perhitungan dilakukan menggunakan tiga layer, berarti dilakukan tiga perhitungan yang sama. Konsep itu disederhanakan dengan mengubah 3 lapisan di atas menjadi 1 lapisan matrik derajat keabuan. Dalam citra ini tidak ada lagi warna yang ada adalah derajat keabuan. Citra warna bisa diubah menjadi warna grayscale dengan cara menghitung rata-rata elemen warna RGB.L= R+G+B/3

3


2.6 KONVERSI CITRA BINER

Citra biner (hitam-putih) merupakan citra yang banyak dimanfaatkan untuk keperluan pengenalan pola sederhana. Misalnya adalah untuk pengenalan angka atau pengenalan huruf. Untuk mengubah citra derajat keabuan menjadi citra biner prosesnya sama dengan nilai ambang, yaitu mengubah kuantisasi citra. Untuk citra dengan derajat keabuan 256, nilai tengahnya adalah 128, sehingga untuk mengubah menjadi citra biner dapat dituliskan, Jika L < 128 maka L = 0 ,jika tidak maka L = 255.

III. PERANCANGAN SISTEM

Perancangan pada sistem ini meliputi perancangan perangkat keras dan perangkat lunak. Cara kerja sistem perangkat lunak yaitu Webcam atau Camera mengambil gambar aquarium dan Indikator tinggi cairan. Selanjutnya hasil dari pengambilan aquarium dan indikator tinggi cairan akan diolah komputer dan hasil dari pengolahan tersebut akan diketahui berapa tinggi cairan dalam aquarium tersebut dinyatakan dalam satuan piksel dan centimeter.

3.1 PERANCANGAN PERANGKAT KERAS

Dalam aplikasi ini menggunakan perangkat keras akuarium yang terbuat dari kaca dengan ukuran p x l x t = 30cm x 40cm x 50cm dengan ketebalan kaca 5mm. Indikator air pada akuarium terbuat dari styrofoam karena bahan ini dapat mengambang di air dan berwarna putih, sehingga jika Styrofoam diubah kedalam

citra hitam putih dapat terlihat sebagai indikator. Bahan ini dipilih karena tidak menimbulkan efek pantulan cahaya. Ketebalan styrofoam yang dipakai dalam pengujian adalah 2cm karena untuk ketebalan ini webcam/camera dapat mengambil gambar styrofoam sebagai indikator cairan.

Latar belakang pada akuarium dibuat biru agar nantinya jika dilakukan perubahan ke-citra hitam putih, indikatornya dapat terbaca. Selain akuarium dan styrofoam perangkat keras lainnya yang digunakan adalah webcam untuk mengambil citra. Webcam/Camera akan mengambil citra berupa akuarium dengan indikator didalamnya dan selanjutnya akan diolah untuk menunjukkan perubahan posisi ketinggian indikator pada akuarium secara automatis.

Gambar 3.1 Akuarium dan indikator tinggi cairan/Styrofoam

3.2 PERANCANGAN PERANGKAT LUNAK

4


Dalam aplikasi ini menggunakan bahasa pemrograman MATLAB R2008b. bahasa pemrograman MATLAB R2008b digunakan untuk membuat tampilan GUI besrta sourcodenya.

Gambar 3.2 menunjukkan diagram alir program yang dimulai dari pengambilan suatu citra yaitu berupa aquarium. Selanjutnya dari gambar aquarium tersebut akan dilakukan operasi crooping yang digunakan untuk mengcrooping suatu objek aquarium agar terlihat aquarium secara utuh. Setelah proses crooping selesai selanjutnya adalah mengubah citra menjadi grayscale atau derajat keabuan, pengubahan menjadi grayscale ini digunakan untuk menyederhanakan model citra. Proses selanjutnya adalah mengkonversi citra grayscale menjadi citra biner atau hitam-putih yang digunakan untuk megetahui tinggi indikator cairan agar nantinya dapat diketahui tinggi cairan dalam aquarium tersebut.

Gambar 3.2 Flowchart/Diagram alir

IV. HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN

Program dijalankan dari perangkat lunak dengan menggunakan menggunakan bahasa pemrograman MATLAB R2008b. Saat dijalankan, program akan menuju jendela muka seperti Gambar 4.1.

5


Gambar 4.1 Jendela muka aplikasi

Gambar 4.2 Setelah aplikasi dijalankan

Pada Gambar 4.2 terdapat citra awal dan citra akhir, citra akhir diperoleh dari proses citra awal dengan beberapa operasi-operasi pengolahan citra. Dalam gambar tersebut juga menampilkan proses dari aplikasi yaitu mencari tinggi suatu cairan yang dinyatakan dalam satuan piksel dan centimeter.

Gambar 4.3 Menunjukkan proses keseluruhan dari aplikasi

Dalam Gambar 4.3 menampilkan proses-proses dalam aplikasi tersebut yaitu menampilkan proses crooping digunakan untuk menampilkan suatu objek aquarium secara utuh. Proses grayscale atau derajat keabuan, pengubahan menjadi grayscale

ini digunakan untuk menyederhanakan model citra. Proses mengubah ke citra biner, dalam proses mengubah ke citra biner ini terdapat empat proses biner yang tujuannya mempermudah dalam penghitungan tinggi cairan karen indikator/ Styrofoam dapat terlihat sebagai batas tinggi air yang terlihat berupa garis putih. Dalam proses biner pertama terlihat bahwa intensitas cahaya masih banyak dalam citra tersebut yang akan mengakibatkan sulitnya menentukan indikator, pada proses biner kedua dan ketiga terlihat intensita tersebut sudah berkurang, dan terakhir proses keempat terlihat bahwa intensitas cahaya telah hilang dan terlihat hanya garis lurus yaitu indikator/ Styrofoam yang digunakan untuk menentukan tinggi cairan.

V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 KESIMPULAN

Berdasarkan hasil pengujian dan pembahasan, maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut:

1. Pemantulan cahaya pada akuarium sangat berpengaruh dalam pembacaan indikator, karena dapat menyebabkan kesalahan program dalam membaca indikator.

2. Intensitas cahaya begitu berpengaruh apabila kamera masih bisa membaca indikator pada akuarium.

3. Kesalahan terjadi apabila air bergelombang, karena menyebabkan program dalam membaca posisi indikator berubah-ubah.

5.2 SARAN

6


1. Kamera (webcam) yang digunakan harus lebih bagus dangan resolusi yang lebih tinggi. Sehingga indicator pada akuarium dapat lebih terbaca dengan jelas.

2. Untuk pengujian sebaiknya air dalam akuarium dalam posisi tenang.

3. Intensitas cahaya harus sesuai keadaan ruangan agar indikator dapat terbaca.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Modul Praktikum Pengolahan Citra Digital, Lab. Pengolahan Citra dan Multimedia.

[2] eprints.undip.ac.id/25332/1/ML2F004 519.pdf

7

laporan komvis paper

Documents