laporan penelitian : stmik jayakarta, oleh: verdi yasin, m...

Laporan Penelitian : STMIK Jayakarta, oleh: Verdi Yasin, M.Kom (Ketua), Dian Agustina, MMSI

(Anggota), Adiansyah,S.Kom(Anggota) Periode: Januari s/d Juni 2011. www.jayakarta.ac.id



LAPORAN PENELITIAN

RANCANG BANGUN APLIKASI SISTEM AUDIO

WATERMARKING DENGAN METODE PHASE

CODING

OLEH

Ketua Peneliti :Verdi Yasin, S.Kom.,M.Kom

Anggota 1. Dian Agustina, S.Kom.,MMSI.

2. Adiansyah, S.Kom

SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA DAN KOMPUTER

JAYAKARTA

JAKARTA, INDONESIA

2011

i



ii



RINGKASAN

Implementasi audio watermarking dengan metode phase coding, merupakan

suatu program memudahkan orang untuk menyembunyikan data dengan cara

menukarkan fase asli segmen inisial dari sinyal suara dengan fase absolut dari sinyal

watermark dengan tetap menjaga fase relatif antara segmen sinyal menggunakan beda

fase segmen dari sinyal asli.

Phase Coding termasuk dalam kelompok metode audio watermarking berbasis

domain frekuensi yang bekerja dengan cara membuang komponen frekuensi tertentu

atau menambahkan data sebagai noise dengan amplitude rendah sehingga tidak

terdengar. Phase Coding memanfaatkan kelemahan sistem pendengaran manusia yang

secara umum tidak dapat mendengar suara pada amplitude yang lebih lemah. Untuk

mengembangkan sistem ini peneliti melakukan analisis data dan merancang model

proses prosedur sistem.

Kata Kunci : Implementasi audio watermarking, phase coding, amplitude rendah,

analisis data, model proses prosedur sistem.

iii



KATA SAMBUTAN

Alhamdulillah, penelitian ini dapat terlaksana dengan baik, walaupun masih

banyak terdapat kekeurangannya. Hal tersebut tidak peneliti kecewa juga tetap

semangat dalam mengembangkannya. Dalam mengembangkan aplikasi program

watermarking audio ini, peneliti tentu terlaksana dengan baik karena dapat motivasi dari

berbagai pihak yang peduli dengan penelitian ini. Selain itu peneliti mengembangkan

topik penelitian ini merupakan tanggung jawab peneliti terkait dengan anjuran kegiatan

Tri Darma Perguruan Tinggi.

Kami Tim Peneliti mengucapkan terima kasih kepada yang terhormat:

1. Bapak Ketua Yayasan Dharma Pendidikan Jakarta.

2. Bapak Ketua Sekolah Tinggi Manajemen Informatika dan Komputer Jayakarta.

3. Bapak Pembantu Ketua 1 Bidang Akademik Sekolah Tinggi Manajemen

Informatika dan Komputer Jayakarta.

4. Bapak Pembantu Ketua 2 Bidang Keuangan Sekolah Tinggi Manajemen


5. Bapak Pembantu Ketua 3 Bidang Kemahasiswaan dan Pengembangan Sekolah

Tinggi Manajemen Informatika dan Komputer Jayakarta.

6. Bapak Ketua Program Studi Teknik Informatika Sekolah Tinggi Manajemen


7. Bapak Kepala Lembaga Penelitian dan Pengabdian Masyarakat Sekolah Tinggi

Manajemen Informatika dan Komputer Jayakarta.

8. Bapak Kepala Perpustakaan Sekolah Tinggi Manajemen Informatika dan

Komputer Jayakarta.

9. Bapak Kepala Laboratorium Komputer Sekolah Tinggi Manajemen Informatika

dan Komputer Jayakarta.

10. Bapak Kepala Bagian Administrasi Akadamik Sekolah Tinggi Manajemen


iv



11. Rekan – rekan Dosen di lingkungan Sekolah Tinggi Manajemen Informatika


12. Para Staf dan Karyawan di lingkungan Sekolah Tinggi Manajemen Informatika


13. Istri dan Anak-anak Peneliti yang turut memotivasi Penelitian ini.

14. Keluarga besar ikut Memotivasi Pelaksanaan Penelitian ini.

Demikian Kata sambutan ini peneliti, menuliskan penuh rasa hormat, kepada semua

pihak yang ikut motivasi pelaksanaan peneltitian ini.

Jakarta, 25 Juni 2011

Ketua Peneliti,

Ttd

Verdi Yasin, S.Kom.,M.Kom.

NIDN: 0302067704

v



DAFTAR ISI

HALAMA JUDUL .................................................................................................................i

PENGESAHAN PENELITIA .............................................................................................. ii

RINGKASAN ...................................................................................................................... iii

KATA SAMBUTAN ............................................................................................................iv

DAFTAR ISI .........................................................................................................................vi

BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ............................................................................................. 1

1.2 Ruan Lingkup Penelitian .............................................................................. 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ..................................................................................... 5

2.1 Digital Watermaking .................................................................................... 5

2.2 Digital Audio ................................................................................................ 7

2.3 Audio Watermaking ..................................................................................... 7

2.4 Metode Phase Coding .................................................................................. 8

2.5 Fast Fourier Transform (FFT) ..................................................................... 9

2.6 Peak Signal to Noise Ratio (PSNR) ............................................................. 9

2.7 Beat Error Rate BER) ................................................................................. 10

2.8 Penyisipan Watermark ............................................................................... 11

2.9 Pengektraksian Watermark ........................................................................ 14

BAB III TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN .................................................. 15

3.1 Tujuan Penelitian ....................................................................................... 15

3.2 Manfaat Penelitian ..................................................................................... 15

vi



BAB IV METODE PENELITIAN ................................................................................ 17

4.1 Lokasi Penelitian ........................................................................................ 17

4.2 Metode Pengumpulan Data ........................................................................ 17

4.3 Prosedur Pengembangan Penelitian ........................................................... 18

4.4 Kerangka Pemikiran Penegembangan Sistem ............................................ 18

4.5 Deskripsi Sistem ......................................................................................... 19

BAB V ANALISIS DAN PERANCANGAN .............................................................. 22

5.1 Analis Data ................................................................................................. 22

5.2 Analis Kebutuhan Sistem ........................................................................... 22

5.3 Perancangan Aplikasi ................................................................................. 23

5.4 Pengujian Ketahanan Watermark ............................................................... 33

BAB VI IMPLEMENTASI DAN PEMBAHASAN HASIL ........................................ 34

6.1 Implementasi Metode Phase Coding ......................................................... 34

6.2 Analisis Kebutuhan .................................................................................... 37

63 Analisis Hasil ............................................................................................. 40

6.4 Analisis Ketahanan ..................................................................................... 41

BAB VII SIMPULAN DAN SARAN ............................................................................. 44

7.1 Kesimpulan ................................................................................................ 44

7.2 Saran-Saran ................................................................................................ 44

DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................................... 46

vii



BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Saat ini media digital, seperti video, audio, dan gambar, telah menggantikan

peran media analog dalam berbagai aplikasi. Keberhasilan dari penerapan media digital

ini disebabkan karena beberapa kelebihan yang dimiliki media digital, seperti transmisi

yang bebas derau, penyimpanan yang padat, penyalinan yang sempurna, dan

kemudahan untuk melakukan pengeditan.

Teknologi data digital juga telah mengalami perkembangan yang pesat karena

kelebihannya dalam penyimpanan data yang efisien, kemudahannya untuk dimanipulasi

dan didistribusikan. Data digital berupa citra, audio, dan video merupakan aset

komersial yang harus dikendalikan, didistribusikan, dan dilindungi. Di samping semua

kelebihan yang dimiliki media digital seperti yang telah dipaparkan sebelumnya,

terdapat kelemahan dari penggunaan media digital yaitu pesatnya perkembangan

transmisi data menimbulkan banyaknya penyalahgunaan data digital seperti

pelanggaran hak cipta atau pemalsuan kepemilikan data digital.

Selama ini penggandaan atas produk digital tersebut dilakukan secara bebas

dan leluasa. Pemegang hak cipta atas produk digital tersebut dirugikan karena tidak

mendapat royalti dari usaha penggandaan tersebut. Untuk alasan ini, pencipta dan

pendistribusi dari suatu data digital mencari solusi terhadap masalah tersebut yaitu

1



perlindungan hak cipta dari data multimedia.

Tehnik digital watermarking dikembangkan sebagai salah satu jawaban untuk

menentukan keabsahan pencipta atau pendistribusi suatu data digital dan integritas suatu

data digital. Teknik watermarking bekerja dengan menyisipkan sedikit informasi yang

menunjukkan kepemilikan, tujuan, atau data lain, pada media digital tanpa

mempengaruhi kualitasnya.

Tehnik digital watermarking diterapkan pada berbagai data digital dengan

memanfaatkan kekurangan - kekurangan system indera manusia seperti mata dan

telinga. Jadi pada citra digital, mata tidak bisa membedakan apakah citra tersebut

disisipi watermark atau tidak. Demikian pula jika diterapkan pada audio atau musik,

telinga tidak bisa mendengar sisipan informasi tadi. Sehingga pada teknologi ini dikenal

suatu persyaratan bahwa watermark haruslah imperceptible atau tidak terdeteksi oleh

indera penglihatan (human visual system I HVS) atau indera pendengaran (human

auditory system /HAS).

Audio watermarking, bagian dari digital watermarking, adalah suatu proses

penyisipan pesan yang berisikan informasi dari data audio seperti nama pencipta,

tanggal pembuatan, tujuan, atau informasi lainnya tanpa mempengaruhi kualitas audio.

Ada beberapa metode yang digunakan untuk melakukan watermarking pada data audio,

salah satunya dengan metode Phase Coding.

Phase Coding termasuk dalam kelompok metode audio watermarking berbasis

domain frekuensi yang bekerja dengan cara membuang komponen frekuensi tertentu

2



atau menambahkan data sebagai noise dengan amplitude rendah sehingga tidak

terdengar. Phase Coding memanfaatkan kelemahan sistem pendengaran manusia yang

secara umum tidak dapat mendengar suara pada amplitude yang lebih lemah, suara yang

lebih lemah akan diabaikan jika dua suara itu datang bersamaan.

Ide dasar metode Phase Coding adalah menyembunyikan data dengan cara



fase segmen dari sinyal asli. Ketika beda fase antara sinyal asli dan sinyal yang

dimodifikasi adalah kecil, maka perbedaan suara yang dihasilkan tidak terdeteksi oleh

pendengaran manusia.

Secara garis besar watermark dibuat menjadi derau dengan amplitude yang

lebih lemah dibandingkan amplitude data audio, lalu digabungkan.

1.2 Ruang Lingkup Penelitian

Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan sebelumnya, pada laporan

penelitian ini, peneliti membahas mengenai cara mengimplementasikan audio

watermarking dengan metode phase coding menggunakan Matlab 2008.

Topik ini diambil mengingat perlunya suatu aplikasi yang digunakan untuk

melindungi hak milik atau hak cipta dalam hal ini audio melihat maraknya pembajakan

dan perebutan hak cipta atau pemalsuan data digital.

3



Untuk menjaga penulisan Penelitian ini tetap terarah dan terfokus pada materi

yang ada didalamnya, maka peneliti membatasi permasalahannya pada:

1. Menganalisa suatu audio digital dengan menggunakan MATLAB dengan

format.wav (wave).

2. Menerapkan teknik audio watermarking dengan metode Phase Coding pada

berkas audio berformat wave (*.wav).

3. Metode Phase Coding dengan menggunakan Fast Fourier Transform

(FFT).

4. Tehnik watermarking diimplementasikan dengan menggunakan Matlab 2008.

5. Data yang disisipkan berupa file teks

4



BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Digital Watermarking

Digital watermarking mengacu pada implementasi watermarking pada kertas.

Dalam sejarah pembuatan kertas yang terkenal di Cina masih belum dikenal adanya

watermark. Pembuatan watermark pada kertas tercatat dalam sejarah pada tahun 1282

di Itali. Cara pembuatan watermark adalah dengan menambahkan sebuah serat halus

yang dipasang sedemikian rupa sehingga terlihat transparan pada kertas.

Kegunaan dari serat halus ini dimungkinkan bertujuan sebagai merk dagang

atau kepemilikan bahwa kertas tersebut dikeluarkan oleh suatu perusahaan. Tetapi

tujuan penggunaan tersebut masih diragukan, karena hanya beranggapan bahwa serat

halus tersebut hanya untuk sebuah dekorasi.

Penggunaan watermark secara jelas dapat diketahui pada abad ke delapan belas

di daerah Eropa dan Amerika. Watermark digunakan sebagai merk dagang suatu

perusahaan percetakan untuk menandai kapan kertas itu dicetak. Hal ini jelas

menunjukkan adanya usaha untuk melindungi suatu dokumen dari usaha pemalsuan

(counterfeiting).

Digital watermarking atau watermarking adalah teknik untuk menyisipkan

informasi tertentu ke dalam data digital yang disebut watermark. Watermark dapat

berupa teks seperti informasi copyright, gambar berupa logo, data audio, atau rangkaian

5



bit yang tidak bermakna.

Penyisipan watermark dilakukan sedemikian sehingga watermark tidak

merusak data digital yang dilindungi. Selain itu watermark yang telah disisipkan tidak

dapat dipersepsi oleh indera manusia, tetapi dapat dideteksi oleh komputer dengan

menggunakan kunci yang benar. Watermark yang telah disisipkan tidak dapat dihapus

dari dalam data digital sehingga jika data digital tersebut disebar dan diduplikasi maka

otomatis watermark di dalamnya akan ikut terbawa.

Watermark di dalam data digital harus dapat diekstraksi kembali.

Watermarking berguna untuk membuktikan kepemilikan, copyright protection,

authentication, fingerprinting, dan tamper proofing.

Menurut Kipper (2004), berdasarkan persepsi manusia, watermarking dapat

dibedakan menjadi:

1. Visible watermarking, watermark pada berkas digital terlihat dengan jelas

2. Invisible watermarking, watermark pada berkas digital tidak terlihat

Menurut Cvejic (2004), kriteria yang harus dipenuhi oleh aplikasi

watermarking adalah:

1. Imperceptibility yaitu berkas hasil penyisipan watermark harus dibuat semirip

mungkin dengan berkas aslinya.

2. Robustness yaitu berkas hasil penyisipan watermark harus tahan terhadap

berbagai teknik manipulasi digital dan watermark harus dapat dideteksi

kembali.

6



3. Security yaitu keberadaan watermark tidak mudah dideteksi dan dihilangkan.

Keberadaan watermark seperti pada suatu teknik enkripsi, tidak dapat dirusak

oleh pihak yang tidak berhak.

2.2 Digital Audio

Menurut Mischa Schwartz (1986), Bunyi atau suara adalah kompresi

mekanikal atau gelombang longitudinal yang merambat melalui medium. Medium atau

zat perantara ini dapat berupa zat cair, padat, gas. Jadi, gelombang bunyi dapat

merambat misalnya di dalam air, batu bara, atau udara.

Kebanyakan suara adalah merupakan gabungan berbagai sinyal, tetapi suara

murni secara teoritis dapat dijelaskan dengan kecepatan osilasi atau frekuensi yang

diukur dalam Hertz (Hz) dan amplitude atau kenyaringan bunyi dengan pengukuran

dalam desibel (Dennis Roddy -1993).

Digital audio adalah sinyal elektrik digunakan untuk membawa unsur bunyi.

Istilah ini juga biasa digunakan untuk menjelaskan sistem yang berkaitan dengan proses

perekaman dan transmisi yaitu sistem pengambilan/perekaman suara, sambungan

transmisi pembawa bunyi, amplifier dan lainnya.

2.3 Audio Watermarking

Audio watermarking, bagian dari digital watermarking, adalah suatu proses

penyisipan informasi ke dalam data audio dan pengambilan informasi dari data audio

tanpa mempengaruhi kualitas data audio tersebut. Informasi dari data audio bisa berupa

7



nama pencipta, tanggal pembuatan, tujuan, dan data lain (Cvejic 2004).

Menurut Bender et al. (1998), secara umum metode dalam audio watermarking

berdasarkan domain penyisipannya dapat dibagi menjadi dua kelompok yaitu:

1. Domain Waktu

Metode ini bekerja dengan cara mengubah data audio yang akan disisipkan

watermark. Contohnya dengan mengubah LSB (Least Significant Bit) dari data

tersebut. Secara umum metode ini rentan terhadap proses kompresi, transmisi

dan encoding.

2. Domain Frekuensi

Metode ini bekerja dengan cara mengubah spectral content dari sinyal.

Misalnya dengan cara membuang komponen frekuensi tertentu atau

menambahkan data sebagai noise dengan amplitude rendah sehingga tidak

terdengar. Secara umum metode ini bekerja dengan cara mengubah spektrum

frekuensi atau dengan cara menambah noise.

2.4 Metode Phase Coding

Phase Coding termasuk dalam kelompok metode audio watermarking yang

bekerja dengan cara mengubah spectral content dalam domain frekuensi dari sinyal.

Phase Coding bekerja berdasarkan karakteristik sistem pendengaran manusia yang

mengabaikan suara yang lebih lemah jika dua suara itu datang bersamaan (Gordy 2000).

Phase Coding bekerja berdasarkan karakteristik sistem pendengaran manusia

HAS (Human Auditory System} yang mengabaikan suara yang lebih lemah jika dua

suara itu datang bersamaan. Secara garis besar data watermark dibuat menjadi noise

8



dengan amplitude yang lebih lemah dibandingkan amplitude data audio, lalu

digabungkan (Bender et al 1996).

Ide dasar metode Phase Coding adalah menyembunyikan data dengan cara



fase segmen dari sinyal asli. Ketika beda fase antara sinyal asli dan sinyal yang

dimodifikasi adalah kecil, maka perbedaan suara yang dihasilkan tidak terdeteksi oleh

pendengaran manusia (Bender et al 1996).

2.5 Fast Fourier Transform (FFT)

Menurut Proakis dan Manolakis (1997), FFT merupakan algoritme yang

efisien secara komputasional karena memanfaatkan dua sifat dasar yaitu sifat simetri

dan sifat keperiodikan pada faktor fase.

FFT adalah algoritme transformasi Fourier yang dikembangkan dari algoritme

Discrete Fourier Transform (DFT). Dengan FFT, laju komputasi dari perhitungan

Fourier dapat ditingkatkan. FFT bekerja dengan membagi sinyal menjadi beberapa

bagian kecil yang bertujuan untuk mendapatkan waktu proses yang lebih cepat. FFT

mengonversi tiap frame dengan N sampel dari domain waktu menjadi domain frekuensi,

yang dirumuskan pada Persamaan 1 berikut:

1

0

.2

n

k

iNjkn

kn eXX (1)

N berupa bilangan bulat 0, I, 2, .., N-l, adalah banyaknya FFT poin, j

9



digunakan untuk menotasikan unit imajiner, yaitu j = V-I dan Xn adalah bilangan

kompleks.

2.6 Peak Signal to Noise Ratio (PSNR)

Metode proses pengukuran kualitas audio akan dilakukan secara subjektif dan

objektif. Cara subjektif yaitu dengan melakukan pengamatan langsung terhadap audio

yang telah disisipi dan audio yang asli. Cara objektif akan memakai perhitungan nilai

PSNR untuk mengukur rasio antara berkas audio asli dengan watermarked audio.

Menurut Pelton (1993), nilai PSNR yang rendah menunjukkan bahwa berkas

audio telah mengalami distorsi yang cukup besar. Kualitas audio yang baik yaitu

dengan nilai PSNR minimal 30 db. Perhitungan PSNR dapat dilihat pada Persamaan 2

dan Persamaan 3 :

MSEPSNR

2

10

MAXI log 10

=

M

MA10log 20 (2)

Nilai MSE dapat dihitung dengan rumus:

21

0

1

0 ,(||1

iKmn

MSE n

j

m

i (3)

2.7 Bit Error Rate (BER)

Bit error rate didefinisikan sebagai perbandingan bit watermark hasil deteksi

yang berbeda dari bit watermark yang disisipkan (Acevedo 2005). BER digunakan

untuk menghitung persentase bit watermark yang dideteksi berbeda saat proses deteksi

10



watermark. BER dihitung dengan menggunakan Persamaan 4.

1

0

)()(,1

)()(,0

100

B

n

nwnw

nwnwB

BER (4)

dengan, B adalah jumlah bit watermark, w bit watermark yang disisipkan dan bit

watermark hasil deteksi (Gordy & Bruton 2000).

2.8 Penyisipan Watermark

Proses penyisipan watermark memerlukan berkas original audio dan berkas

watermark yang akan disisipkan sehingga menghasilkan watermarked audio yaitu audio

yang telah disisipi watermark dan juga berkas kunci yang menyimpan variabel panjang

watermark dan watermark itu sendiri. Berkas kunci tersebut dibutuhkan pada proses

pengekstraksian watermark.

Berikut penjelasan dari langkah-langkah yang dilakukan pada alur proses

penyisipan watermark:

1. Membagi urutan original audio menjadi N segmen, s[i], 0 < i<L-l,

dimana setiap segmen memiliki panjang yang sama yaitu sebesar L

(Gambar2.1).

Gambar 2. 1 . Original audio yang dibagi menjadi N segmen.

11



2. Menghitung nilai FFT pada masing-masing segmen. Hasil dari perhitungan ini

adalah berupa X(k) untuk masing-masing segmen dimana 0< k<L-1.

3. Mendapatkan nilai amplitude A dengan menggunakan Persamaan 5 sehingga

menghasilkan amplitude audio seperti pada Gambar 2.2 dan mendapatkan nilai

fase dengan menggunakan Persamaan 6 sehingga menghasilkan fase audio

seperti pada Gambar 2.3. Nilai ak adalah bagian real dari nilai FFT dan nilai bk

adalah bagian imaginer-nya.

|A| = 22 kk ba

= tan-1

k

k

a

b

Gambar 2.2 Fase audio.

4. Menghitung beda fase yang berdekatan, seperti pada Persamaan 7 sehingga

menghasilkan fase audio seperti pada Gambar 2.4

Gambar 2.3 Beda fase yang berdekatan.

5. Fase absolut dari sinyal data watermark ditambahkan ke dalam beda fase yang

dihasilkan. Sinyal watermark dengan panjang Lw, w[j ], 0 < j < Lw-l, disajikan

12



sebagai data = /2 atau data = /2 yang merepresentasikan bit 1 atau 0.

6. Mensubstitusikan fase awal O'O dengan fase sinyal watermark (b'data

sehingga menghasilkan perubahan fase audio seperti pada Gambar 2.5.

Gambar 2.4 Substitusi watermark pada segmen awal.

7. Membuat matriks fase baru untuk N>0 dengan menggunakan beda fase untuk

menjaga relativitas fase antara segmen audio dengan menggunakan Persamaan

8 sehingga menghasilkan fase watermarked audio seperti pada Gambar 2.6.

Hal ini dilakukan untuk menjaga kesinambungan sinyal setelah proses

modifikasi fase segmen awal.

))()(')('(

))()(')('(

)()()((

31

1

101

NkNkN

knknkn

kkk

(8)

Gambar 2.5 Fase audio yang telah diberi watermark.

8. Menghitung kembali nilai fase yang baru dan nilai amplitude yang sudah

dihitung sebelumnya untuk melakukan inverse FFT terhadap masing-masing

13



segmen untuk mengembalikan sinyal ke domain waktu.

2.9 Pengekstraksian Watermark

Pada tahap pengekstraksian watermark diperlukan watermarked audio dan

berkas kunci yang dihasilkan ketika proses penyisipan. Pada pengekstraksian

watermark ini akan menghasilkan isi dari berkas watermark yang disisipkan dan nilai

BER (Bit Error Rate) hasil perbandingan dari watermark asal dan watermark hasil

ekstraksi.

Langkah-langkah yang dilakukan dalam proses pengekstraksian watermark

adalah:

1. Membaca watermarked audio dan berkas kunci lalu hitung panjang

masing-masing.

2. Menghitung banyaknya segmen (N) pada watermarked audio.

3. Menghitung nilai FFT pada watermarked audio.

4. Mendapatkan nilai amplitude dan fase dari watermarked audio.

5. Mengonversi nilai fase pada segmen awal dengan /2 menjadi bit 1 dan -/2

menjadi bit 0. Proses ini merupakan kebalikan dari langkah 6 pada proses

penyisipan watermark.

6. Hasil konversi merupakan bit-bit watermark yang disisipkan.

14



BAB III

TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN

3.1 Tujuan Penelitian

Dalam membangun sistem pada laporan penelitian, tentu peneliti menguraikan

beberapa tujuan sebagai berikut

1. Merupakan bagian dari tugas dan tanggung jawab dosen dalam menjalankan

Tri Darma Perguruan Tinggi di Lingkungan Sekolah Tinggi Manajemen

Informatika dan Komputer Jayakarta, Jakarta.

2. Membangun suatu aplikasi yang digunakan sebagai alat untuk melindungi hak

cipta terhadap data digital.

3. Menerapkan ilmu yang diperoleh selama masa perkuliahan ke dalam dunia

nyata khususnya dalam perancangan aplikasi dengan MATLAB.

3.2 Manfaat Penelitian

Dalam mengembangkan penelitian ini, peneliti mempunyai harapan yang dan

di manfaatkan dari hasil penelitian dikemudian hari yakni:

1. Hasil Penelitian ini, membantu memelihara atau menjaga keaslian dari suatu

data dalam bentuk digital (suara).

2. Hasil Penelitian ini, membuat suatu implementasi audi watermaking dengan

menggunakan Phase Coding pada berkas audio.

3. Hasil Penelitian Ini, mengetahui kinerja metode Phase Coding pada audio

watermarking

15



4. Hasila Penelitian ini, mengetahui kualitas berkas audio setelah disisipi berkas

watermark

5. Hasil Penelitian ini, membuat aplikasi yang bermanfaat dalam kehidupan

sehari-hari.

16



BAB IV

METODE PENELITIAN

4.1 Lokasi Penelitian

Dalam rangka membangun dan mengembangkan aplikasi program audio

watermarking ini, peneliti melakukan proses penelitian pada Perpustakaan dan

Laboratorium Komputer Sekolah Tinggi Manajemen Informatika dan Komputer

Jayakarta, Jalan Salemba I No. 8,9,10 Jakarta Pusat.

4.2 Metode Pengumpulan Data

Dalam proses mengumpul data peneliti menggunakan metode kualitatif yakni:

a. Observasi

Merupakan suatu teknik penelitian yang memudahkan peneliti dalam

mendapatkan banyak informasi terkait kebutuhan pengembang aplikasi

sistem yang di kembangkan, dan menggunakan metode pendekatan /

pengamatan langsung.

b. Wawancara

Merupaka suatu teknik penelitian yang dilakukan oleh peneliti dalam

mendapat jawaban terhadap dari topik penelitian yang di kembangkan oleh

peneliti saat ini, melalui mekanisme wawancara ke beberapa pihak user.

c. Studi Pustaka

Merupakan suatu teknik penelitian yang dilakukan oleh peneliti dalam

rangka mendapatkan berbagai buku referensi guna mendapatkan contoh –

contoh, kerangka sistem pengembangan aplikasi program audio dan video

juga buku bahasa program yang terkait dengan topik penelitian yang

dikembangkan oleh peneliti.

17



4.3 Prosedur Pengembangan Penelitian

Metode yang digunakan penulis dalam implementasi audio watermarking

dengan menggunakan Phase Coding dan penulisan laporan skripsi dilakukan dengan

berbagai cara, yaitu :

1. Pengumpulan berbagai referensi.

2. Tahap implementasi yaitu tahapan dimana dilakukan persiapan perangkat

keras, perangkat lunak, berkas audio, dan berkas teks.

3. Tahap praktek langsung atau pengujian dengan menggunakan beberapa audio

yang kemudian disisipi file text.

4. Sedangkan pada tahap akhir yaitu kesimpulan akan didapat kesimpulan

berdasarkan data uji audio watermarking dengan metode Phase Coding ini.

4.4 Kerangka Pemikiran Pengembangan Sistem

Metodologi dan Model Proses yang akan dilakukan pada penelitian ini adalah

Menganalisis Latar Belakang Masalah, Penetuan Tujuan, Membentuk Ruang Lingkup

Penelitian, Merancang Model Proses Pengembangan serta membuat implementasi

sistem, analisis hasil dan mendeskripsikan simpulan. Tahap Implementasi metode

Phase Coding secara garis besar terbagi menjadi 2 (dua) proses yaitu penyisipan -

watermark dan pengekstraksian watermark.

Setelah tahap implementasi dilakukan, dilanjutkan tahap analisis hasil yang

berupa analisis kualitas dan analisis ketahanan dari watermarked audio sehingga dapat

disimpulkan kinerja metode Phase Coding. Alur metode penelitian ini dapat dilihat

pada Gambar 4.1

18



Gambar 4.1. Alur metode penelitian

4.5 Deskripsi Sistem

Penelitian ini menggunakan metode Phase Coding yaitu menyembunyikan data

dengan cara menukarkan fase asli segmen inisial dari sinyal suara dengan fase absolut

dari sinyal watermark dengan tetap menjaga fase relatif antara segmen sinyal

menggunakan beda fase segmen dari sinyal asli. Ketika beda fase antara sinyal asli dan

sinyal yang dimodifikasi adalah kecil, maka perbedaan suara yang dihasilkan tidak

terdeteksi oleh pendengaran manusia (Bender et al 1996).

Inti dari pada Aplikasi Digital Watermarking yang akan dibuat ini ada pada

19



proses Penyisipan Watermark dan Pengektraksian Watermark. Alur dari implementasi

metode Phase Coding pada tahap penyisipan watermark dan pengektraksian watermark

dapat dilihat pada gambar 3.2 dibawah ini:

4.5.1 Alur Penyisipan Watermark

Gambar 4.2. Alur penyisipan watermark

20



4.5.2 Alur Pengektraksian Watermark

Gambar 4.3. Alur pengekstraksian watermark

21



BAB V

ANALISIS DAN DESAIN SISTEM

5.1 Analisis Data

Tugas Akhir ini menggunakan audio host berupa file audio dan data watermark

berupa teks. Secara rinci, data yang digunakan pada system ini adalah:

1. Audio host yang digunakan merupakan file audio dengan format *.wav dengan

spesifikasi : mono, sampling rate 44100 Hz, bit sampling 16 bit/sample, durasi

tidak lebih dari 1 menit dan audio host yang digunakan dibagi dalam genre

pop, instrumental, instrument mix dan pop.

2. Data watermark yang digunakan berupa teks.

5.2 Analisis Kebutuhan Sistem

Pada tahap ini dilakukan analisis terhadap kebutuhan dalam perancangan

system audio watermark yang dibangun. Beberapa hal yang dianalisis dalam tahap ini

meliputi kebutuhan perangkat keras, perangkat lunak sehingga system dapat bekerja dan

berfungsi sesuai dengan yang diharapkan.

5.2.1 Analisis Kebutuhan Perangkat Keras dan Lunak

Penelitian ini menggunakan spesifikasi perangkat keras sebagai berikut:

a. Prosesor : Intel Core2Duo T6400

b. Memory : 3072 MB RAM

c. Harddisk : 320 GB

Sedangkan perangkat lunak yang digunakan adalah :

22



a. Windows 7

b. MatlabR2008

c. Cool EditPro

5.3 Perancangan Aplikasi

5.3.1 Matlab 2008

Saat ini, kemampuan dan fitur yang dimiliki oleh Matlab sudah jauh lebih

lengkap dengan ditambahkannya toolbox - toolbox yang sangat luar biasa. Beberapa

manfaat yang didapat dari Matlab antara lain adalah:

a. Perhitungan Matematika

b. Komputasi Numerik

c. Simulasi dan Pemodelan

d. Visualisasi dan Analisis Data

e. Pembuatan grafik untuk keperluan Sains dan Teknik

f. Pengembangan aplikasi misalnya dengan pemanfaatan GUI

Berikut adalah tampilan awal pada saat kita membuka aplikasi Matlab 2008,

software yang digunakan untuk membangun aplikasi audio watermarking ini.

23



Gambar 5.1 Jendela Matlab

5.3.2 Membuat GUI baru

Untuk memulai membangun aplikasi audio watermaking ini adalah dengan

cara membuat GUInya terlebih dahulu, yaitu dengan cara FileNewGUI

24



Gambar 5.2 Membuat GUI baru

5.3.3 Komponen GUIDE

Komponen palet pada GUIDE Matlab terdiri dari beberapa uicontrol (control

user interface), seperti pada bahasa pemrograman visual lainnya, yaitu : pushbutton,

togglebutton, radiobutton, chexkboxes, edit text, static text, slider, frames, listboxes,

popup menu, dan axes. Kita dapat meletakkan semua control pada layout editor dan

selanjutnya hanya tinggal mengaturnya melalui property inspector.

25



Gambar 5.3 Komponen GUIDE

Semua kontrol pada GUIDE dapat dimunculkan pada layout/figure dengan cara

mendrag kiri kontrol yang diinginkan ke figure. Adapun penjelasan fungsi masing-

masing control adalah sebagai berikut:

a. PushButton

Pushbutton merupakan jenis control berupa tombol tekan yang akan

menghasilkan tindakan jika diklik, misalnya tombol OK, Cancel, Mining,

Browse, Insert Watermark, Reset, Hapus, dan sebagainya. Untuk

menampilkan tulisan pada pushbutton kita dapat mengaturnya melalui

properly inspector dengan mengklik obeyek pushbutton pada figure, lalu

mengklik toolbar property inspector atau menggunakan klik kanan lalu

pilih property inspector.

26



b. Toggle Button

Toggle button memiliki fungsi yang sama dengan pushbutton.

Perbedaanya adalah saat pushbutton ditekan, maka tombol akan kembali

pada posisi semula jika tombol mouse dilepas, sedangkan pada toggle

button, tombol tidak akan kembali ke posisi semula, kecuali kita

menekannya kembali.

c. Radio Button

Radio button digunakan untuk memilih atau menandai satu pilihan dari

beberapa pilihan yang ada. Misalnya, sewaktu kita membuat aplikasi

operasi Matematika (penjumlahan, pengurangan, perkalian, dan

pembagian).

d. Edit Text dan Static Text

Edit text digunakan untuk memasukkan atau memodifikasi suatu text yang

diinputkan dari keyboard, sedangkan static text hanya berguna untuk

menampilkan text/tulisan, sehingga kita tidak bisa memodifikasi/mengedit

text tersebut kecuali memalui property inspector.

e. Frames

Frames merupakan kotak tertutup yang, dapat digunakan. untuk

mengelompokkan kontrol-kontrol yang berhubungan.

f. Checkboxes

Kontrol checkboxes berguna jika kita menyediakan beberapa pilihan

mandiri atau tidak bergantung dengan pilihan-pilihan lainnya.

g. Slider

27



Slider berguna jika kita menginginkan inputan nilai tidak menggunakan

keyboarad, tatapi hanya dengan cara menggeser slider secara vertical

maupun horizontal ke nilai yang kita inginkan.

h. Popup Menu

Popop menu berguna menampilkan daftar pilihan yang didefinisikan pada

String Propoerty ketika mengklik tanda panah pada aplikasi dan memiliki

fungsi yang sama seperti radio button. Ketika tida dibukak, popup menu

hanya menampilkan satu item yang menjadi pilihan pertama pada String

Property. Popupmenu sangat bermanfaat ketika kita ingin memberi sebuah

pilihan tanpa jarak, tidak seperti radiobutton.

i. Axes

Axes berguna untuk menampilkan sebuah grafik atau gambar (image).

Axes sebenarnya tidak masuk dalam UlControl, tetapi axes dapat

deprogram agar pemakai dapat berinteraksi dengan axes dan obyek grafik

yang ditampilkan melalui axes.

5.3.4. Hasil Tampilan Awal

Berikut adalah tampilan awal dari aplikasi Audio Watermarking dengan

Metode Phase Coding yang dibangun. Sesuia dengan kegunaannya, aplikasi ini

dibangun dengan menampilkan dua menu saja, yaitu proses Penyisipan Watermark dan

proses Pengekstraksian Watermark. Hasil tampilan awal dapat dilihat pada gambar 3.9

dibawah ini:

28



Gambar 5.4 Tampilan program

5.3.5 Tampilan Menu Penyisipan Watermark

Jika menu Penyisipan Watermark kita klik, maka akan muncul window baru

dimana pada window ini kita akan melakukan proses penyisipan watermark yang

dimulai dari pengambilan original audio, file watermark, pemberian nama dan key pada

audio yang diwatermark.

29



Gambar 5.5 Menu Penyisipan Watermark

Gambar 5.6 Proses Penyispan Watermark

5.3.6 Tampilan Menu Pengekstraksian Watermark

30



Sama halnya dengan proses Penyisipan Watermark, menu Pengekstraksian

Watermark adalah menu kedua dari aplikasi audio watermark ini. Pada menu ini kita

dapat memanggil kembali hasil dari proses Penyisipan Watermark yang dilakukan,

menu ini akan menampilkan hasil dari proses Ekstraksi.

Gambar 5.7 Menu Pengekstraksian Watermark

31



Gambar 5.8 Hasil Pengekstrasian Watermark

32



5.4 Pengujian Ketahanan Watermark

Salah satu syarat yang harus dimiliki oleh audio watermarking yang baik

adalah robustness, yang artinya tahan terhadap manipulasi dan serangan yang disengaja.

Pada penelitian ini serangan yang akan dilakukan adalah resampling dan cropping.

Dari hasil pengujian akan diketahui ketahanan watermark terhadap serangan-

serangan tersebut, bila watermarked audio tahan terhadap serangan maka informasi

watermark dapat diekstraksi kembali pada proses pengekstraksian watermark. Namun

bila tidak tahan serangan, watermark yang diekstraksi akan berubah atau tidak sama

dari watermark yang sesungguhnya.

Gambar 5.9 Proses pengujian ketahanan watermark

Seperti yang dapat dilihat pada Gambar 21, watermarked audio yang didapat

dari hasil proses penyisipan watermark diuji ketahanannya terhadap beberapa serangan

(pada penelitian kali ini menggunakan diserang dengan cara resampling dan cropping).

Proses resampling dan cropping menggunakan bantuan aplikasi pemrosesan

audio. Dari proses ini akan didapat watermark audio baru yang telah diserang.

33



BAB VI

IMPLEMENTASI DAN PEMBAHASAN HASIL

6.1 Implementasi Metode Phase Coding

Pada penelitian ini disediakan antar muka untuk memudahkan proses

penyisipan watermark dan pengekstraksian watermark. Antar muka untuk audio

watermarking dengan menggunakan metode Phase Coding dibuat dengan

menggunakan Matlab R2008A seperti yang ditunjukkan pada bab sebelumnya.

Pada penelitian ini dilakukan beberapa kali percobaan pada proses penyisipan

watermark dan pengekstraksian watermark. Hal ini dilakukan untuk memastikan

kisaran nilai PSNR dalam pengujian objektif dan juga menganalisis hasil ekstraksi

watermark dari watermarked audio.

6.1.1 Proses Penyisipan Watermark

Berikut akan menjelaskan perhitungan pada proses Penyisipan Watermark. Pada

perhitungan berikut menggunakan berkas audio dan berkas watermark dengan ukuran

yang lebih kecil, yaitu berkas audio dengan ukuran 28 KB dan berkas watermark yang

berisi satu karakter.

34



a. Matriks berkas audio yang digunakan : [0.0017395; 0.00177;

0.00177; 0.00177; 0.00177; 0.00177; 0.00177; 0.00177; 0.00177;

0.00177;...; -0.0010986].

b. Panjang audio : 14080

c. Berkas watermark yang digunakan berisi karaker : A = [0;1; 0; 0; 0; 0; 0;

1]

d. Panjang watermark: 8

e. N adalah banyaknya segmen pada audio yaitu panjang audio dibagi

panjang watermark: 14080 78 = 1760

f. Matriks FFT berkas audio : [0.17145; 0.78313- 0.23985i;

0.26753- 0.50834i; -0.40247- 0.084154i; -0.41669 + 0.20229i; - .093018 +

0.040622i; 0.026343 - 0.35245i; - 0.14986 - 0.39966i; -0.24216 -

0.16786i; -0.014242 - 0.0781011; ...; -0.17284 - 0.05511]

g. Mendapatkan nilai amplitude dan fase dari audio : Amplitude : [0.17145;

0.81903; 0.57444; 0.41117; 0.46319; 0.1015; 0.35344; 0.42684; 0.29465;

0.079389; ...; 0.18141]

Fase : [0; -0.29721; -1.0864; -2.9355; 2.6896; 2.7298; -1.4962; -1.9295; -

2.5355; -1.7512; ...; -2.833 ]

h. Membuat matriks beda fase antar segmen fase yang berdekatan: [0;

0; 0; 0; 0; 0; 0; 0; -2.5355; -1.454; ... ; -4.2901]

i. Proses penyisipan watermark pada segmen awal fase :

j. [1.5708; -1.5708; 1.5708; 1.5708; 1.5708; 1.5708; 1.5708; -1.5708]

k. Membuat matriks fase baru : [1.5708; -1.5708; 1.5708; 1.5708; 1.5708;

1.5708; 1.5708; -1.5708; -2.5355; -1.7512; ...;-2.833]

35



l. Membuat nilai kompleks dari matriks fase baru : [-6.2976e- 007 +

0.171451; 5.0151e-017 - 0.81903i; 3.5174e-017 + 0.57444i; 2.5177e-017

+ 0.411171; 2.8362e-017 + 0.46319i; 6.2152e-018 + 0.10151; 2.1642e-

017 + 0.353441; 2.6136e-017 - 0.426841; - .24216 - 0.167861; -0.014242

- 0.0781011;...;-0.17284- 0.05511]

m. Melakukan invers FFT : [0.0016336; 0.0016469; 0.0016295; 0.0016121;

0.0015945; 0.0015768; 0.001559; 0.0015411; 0.0015232; 0.0015051; ...; -

0.0010986]

6.1.2 Proses Pengekstraksian Watermark

Sama dengan proses Penyisipan Watermark, pada proses Pengekstraksian

Watermark juga terdapat perhitungan. Dalam hal ini akan diuraikan proses perhitungan

Pengekstraksian Watermark yang ada, yaitu:

a. Matriks berkas watermarked audio : [0.0016336; 0.0016469;

0.0016295;0.0016121; 0.0015945; 0.0015768; 0.001559; 0.0015411;

0.0015232; 0.0015051; ...; -0.0010986]

b. Panjang watermarked audio : 14080

c. Membaca variabel panjang watermark pada berkas kunci, panjang

watermark: 8

d. N2 adalah banyaknya segmen pada watermarked audio yaitu panjang

audio dibagi panjang watermark : 14080 / 8 = 1760

e. Matriks FFT pada berkas watermarked audio : [-6.2976e-007; 0.39156 -

0.529441; 0.13376 + 0.0330491; -0.20124 + 0.163511; -0.20834 +

0.332741; -0.046509 + 0.0710621; 0.013171 + 0.00049154i; -0.074929 -

36



0.413251; -0.24216 - 0.167861; -0.014242 - 0.0781011; ...; -0.17284 -

0.05511]

f. Mendapatkan nilai amplitude dan fase dari watermarked

audio :

Amplitude : [6.2976e-007; 0.65851; 0.13779; 0.25929; 0.39259;

0.084929; 0.013181; 0.41999; 0.29465; 0.079389; ...; 0.18141]

Fase : [3.1416; -0.934; 0.24222; 2.4593; 2.1302; 2.1503; 0.037301; -

1.7502; -2.5355; -1.7512; ...; -2.833]

g. Mendapatkan bit-bit watermark dari segmen awal fase watermarked

audio: [0; 1; 0; 0; 0; 0; 0; 1]

6.2 Analisis Kualitas

Hasil yang diperoleh dari proses penyisipan watermark adalah watermarked

audio dan berkas kunci, sedangkan hasil dari pengekstraksian watermark adalah berkas

teks watermark. Setelah penyisipan watermak, berkas watermarked audio akan dihitung

kualitasnya melalui perhitungan PSNR untuk mengetahui adanya distorsi yang

disebabkan oleh proses penyisipan watermark. Hasil perhitungan PSNR dapat dilihat

pada Tabel 1 dibawah ini:

Nama Berkas Nilai PSNR (db)

Speech.wav

Instrumental.wav

Instrument-mix.wav

Pop.wav

105.114

41.9512

51.9716

35.1551

Berdasarkan Tabel 1 dapat dilihat bahwa nilai PSNR dari masing-masing

37



watermarked audio diatas 30 db sehingga dapat disimpulkan bahwa kualitas dari

watermarked audio tersebut baik. Pengujian objektif melalui perhitungan PSNR

tersebut akan didukung oleh pengujian secara subjektif melalui teknik survei.

Survei dilakukan dengan membagikan kuesioner kepada 20 responden.

Responden diminta untuk mendengarkan berkas audio asli terlebih dahulu kemudian

mendengarkan berkas watermarked audio menggunakan earphone, setelah itu

responden membandingkan keduanya. Parameter yang dibandingkan adalah noise pada

berkas watermarked audio.

Parameter noise dibagi menjadi 2 (dua) kriteria yaitu ada noise dan tidak ada

noise. Kriteria ada noise dipilih apabila responden dapat mendengar adanya noise pada

watermarked audio. Kriteria tidak ada noise dipilih responden jika responden tidak

mendengar noise sama sekali. Hasil survei tersebut dapat dilihat pada Gambar 4.1.

38



Gambar 4.1. Hasil pengujian subyektif

Berdasarkan hasil kuesioner pada Gambar 4.1, berkas watermarked audio yang

dihasilkan memiliki kualitas yang baik dengan 82.5% tidak terdengar derau. Sedangkan

17.5% hasil survei menyatakan bahwa berkas watermarked audio terdengar derau. Hasil

pengujian secara subjektif ini ternyata mendukung pengujian secara objektif yang

menyatakan bahwa kualitas watermarked audio baik karena secara pendengaran tidak

terdapat perbedaan yang nyata antara original audio dan watermarked audio Setelah itu

dilakukan perhitungan persentase bit error watermark (BER).

Persentase bit error watermark pada berkas watermark dalam watermarked

audio tanpa serangan akan dibandingkan dengan persentase bit error watermark pada

berkas watermark dalam original audio. Hasil ekstraksi dari watermarked audio

tersebut dapat dilihat pada Tabel 2 dibawah ini:

39



Nama Berkas Watermark Asal Hasil Ekstraksi

Speech.wav

Instrumental.wav

Instrument-mix.wav

Pop.wav

sonyMusic

sonyMusic

sonyMusic

sonyMusic

sonyMusic

sonyMusic

sonyMusic

sonyMusic

Berdasarkan hasil proses pengekstraksian watermark, watermark hasil

ekstraksi sama dengan watermark yang disisipkan, terbukti dengan nilai BER masing-

masing sebesar 0%. Dengan demikian metode Phase Coding terbukti dapat berjalan

dengan baik karena mengekstraksi watermark yang disisipkan.

6.3 Analisis Hasil

Analisis hasil dilakukan dengan pengujian hasil implementasi. Pengujian

dilakukan melalui dua cara yaitu secara subjektif dan objektif. Cara subjektif dilakukan

untuk mendukung pengujian secara objektif. Cara subjektif dilakukan melalui

pengamatan langsung terhadap original audio dan watermarked audio melalui teknik

survei terhadap beberapa responden dengan usia 20-30 tahun. Kuesioner evaluasi

kualitas dapat dilihat pada Lampiran 1.

Kemudian hasil berkas watermarked audio dianalisis untuk mengetahui

kualitas dan ketahanannya. Analisis yang dilakukan adalah:

1. Analisis kualitas, yaitu menganalisis kualitas watermarked audio

melalui perhitungan PSNR dan didukung dengan hasil survei.

2. Analisis ketahanan, yaitu menganalisis hasil ekstraksi watermarked

audio yang telah diberi serangan-serangan sesuai skenario uji.

40



Pengujian ketahanan watermarked audio dilakukan dengan cara

membandingkan watermark asal dan watermark hasil ekstraksi dari watermarked audio

setelah dilakukan beberapa serangan melalui nilai BER. Skenario uji untuk menguji

ketahanan metode Phase Coding adalah:

1. Pada serangan resampling, perubahan frekuensi sampling yang

digunakan adalah 16000 Hz dan 48000 Hz sedangkan frekuensi

sampling berkas audio asal adalah 44100 Hz.

2. Pada serangan cropping, akan dilakukan pemotongan pada

setengah bagian awal, setengah bagian tengah, dan setengah bagian

akhir dari watermarked audio.

6.4 Analisis Ketahanan

Pengujian ketahanan watermark dilakukan dengan cara pengekstrasian

watermark dari watermarked audio setelah dilakukan beberapa serangan.

Setelah itu berkas watermarked audio diberikan beberapa serangan lalu berkas

watermark-oya akan diekstraksi untuk kemudian diuji ketahanannya terhadap serangan,

yaitu resampling dan cropping.

6.4.1 Uji Ketahanan Watermarked Audio melalui serangan Resampling

Uji ketahanan terhadap serangan resampling dilakukan terhadap watermarked

audio dengan mengubah nilai sampling watermarked audio menggunakan aplikasi

bantuan, Cool Edit Pro 2.0. Berkas watermarked audio tersebut akan di resampling dari

44100 Hz menjadi 16000 Hz dan 48000 Hz. Durasi berkas watermarked.

41



audio yang resampling sebesar 16000 Hz akan menjadi lebih lama, sedangkan

resampling sebesar 48000 Hz akan membuat durasinya menjadi lebih cepat. Serangan

resampling ini dimaksudkan untuk menguji ketahanan metode Phase Coding apabila

watermarked audio diubah frekuensi samplingnya. Hasil pengujian menunjukkan

bahwa hasil watermark yang terekstraksi tidak mengalami perubahan yaitu sama

dengan watermark asal yang disisipkan dan adanya perubahan watermarked audio pada

saat pemutaran kembali. Untuk lebih jelasnya, hasil uji ketahanan terhadap serangan ini

dapat dilihat dibawah ini:

Jenis Fs Asal

Fs Resampling

16000 Hz 48000 Hz

Hasil

Ekstraksi

Hasil

Pemutaran

Kembali

Hasil

Ekstraksi

Hasil

Pemutaran

Kembali

Speech

Instrument

Instrument-mix

Pop

44100 Hz

44100 Hz

44100 Hz

44100 Hz

sonyMusic

sonyMusic

sonyMusic

sonyMusic

berubah

berubah

berubah

berubah

sonyMusic

sonyMusic

sonyMusic

sonyMusic

berubah

berubah

berubah

berubah

Dari pengujian tersebut dapat disimpulkan bahwa metode Phase Coding tahan

terhadap serangan resampling karena menghasilkan watermark hasil ekstraksi yang

sama dengan berkas watermark yang disisipkan. Serangan resampling hanya mengubah

jumlah sampel per detik dari berkas watermarked audio sehingga tidak mempengaruhi

nilai fase dari berkas audio dan menghasilkan nilai BER masing-masing 0%.

6.4.2 Uji Ketahanan Watermark Audio melalui serangan Cropping

Uji ketahanan terhadap serangan cropping dilakukan terhadap watermarked

audio dengan mengubah ukuran watermarked audio menggunakan aplikasi bantuan,

Cool Edit Pro 2.0. Berkas watermarked audio tersebut melalui proses cropping di 1/2

42



bagian awal, 1/2 bagian tengah dan juga 1/2 bagian akhir. Serangan cropping ini

dimaksudkan untuk menguji ketahanan metode Phase Coding apabila watermarked

audio dipotong durasinya. Hasil pengujian menunjukkan bahwa hasil watermark yang

terekstraksi mengalami perubahan yaitu berbeda dengan watermark asal yang

disisipkan dan adanya perubahan watermarked audio pada saat pemutaran kembali.

Untuk lebih jelasnya, hasil uji ketahanan terhadap serangan ini dapat dilihat dibawah

ini:

Jenis

Cropping

½ Bagian Awal 1/2 Bagian Tengah 1/2 Bagian Akhir

Hasil

Ekstraksi

Hasil

Pemutaran

Kembali

Hasil

Ekstraksi

Hasil

Pemutar

an

Kembali

Hasil

Ekstraksi

Hasil

Pemutaran

Kembali

Speech

Instrument

Instrument-mix

Pop

Tidak ada

Tidak ada

®:ŭWƠ

Tidak ada

terpotong

terpotong

terpotong

terpotong

tidak ada

ǒ

cŷ+ ǒŷ

tidak ada

terpotong

terpotong

terpotong

terpotong

CíǗǒ?ǒń

Tidak ada

x 0@ 8à/E

Tidak ada

terpotong

terpotong

terpotong

terpotong

Dari pengujian tersebut dapat disimpulkan bahwa metode Phase Coding tidak tahan

terhadap serangan cropping karena serangan cropping mempengaruhi nilai fase dari

watermarked audio sehingga berkas watermark tidak bisa diekstraksi. Hal ini

disebabkan karena pada metode Phase Coding, berkas watermark harus berkumpul

pada segmen awal fase audio agar dapat diekstrasi kembali sedangkan serangan

cropping merupakan proses pemotongan watermarked audio dan pemotongan tersebut

mempengaruhi nilai fase dari watermarked audio sehingga berkas watermark hasil

ekstrasi berbeda dengan berkas watermark asal dan menghasilkan nilai BER masing-

masing diatas 0%.

43



BAB VII

SIMPULAN DAN SARAN

7.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil analisis yang dilakukan pada perancangan aplikasi ini,

peneliti dapat mengambil beberapa kesimpulan sebagai berikut:

1. Metode Phase Coding dapat digunakan sebagia teknik audio watermaking

karena berhasil diterapkan pada berkas audio bertipe wave (.wav) dengan

berkas watermark berformat teks.

2. Metode Phase Coding menghasilkan kualitas yang baik pada berkas

watermarked audio, karena nilai PSNR masing-masing audio tersebut diatas 30

db.

3. Metode Phase Coding berhasil mengekstraksi watermark yang terkandung di

dalam audio yang telah diberi watermark dengan nilai BER = 0%.

4. Metode Phase Coding memiliki ketahanan terhadap serangan resampling dan

penambahan derau tetapi tidak tahan terhadap serangan cropping, time

stretching, dan multiple watermark dengan metode yang sama.

7.2 Saran-Saran

Dalam metode penelitian dan pengembangan suatu sistem, maka tidak akan

terlepas dari kekurangan dan ketidaktelitian. Sebagai penutup penulis mengajukan

beberapa saran yang diharapkan dapat berguna bagi pengembangan lebih lanjut pada

perancangan dan penggunaan alat ini. Saran-saran tersebut adalah :

1. Pengujian ketahanan dapat diujikan dengan menggunakan serangan lain.

44



2. Dalam melakukan teknik audio watermarking dapat menggunakan berkas

audio dan berkas watermark dengan format yang berbeda.

3. Dengan tujuan meningkatkan ketahanan terhadap serangan, proses penyisipan

watermark pada metode Phase Coding dapat dikembangkan dengan cara

melakukan penyisipan watermark tidak hanya di awal segmen fase audio tetapi

bisa dilakukan pada segmen lain atau penyisipan watermark bisa dilakukan

secara menyebar.

4. Untuk penyempurnaan lebih lanjut, program ini dapat digunakan di Instansi

yang berhubungan dengan kegiatan forensic khususnya audio forensic.

45



DAFTAR PUSTAKA

Kipper G. 2004. Investigator’s guide to steganography. Washington D.C : Auerbach

Publications.

Cvejic N. 2004. Algorithms For Audio Watermarking And Steganography.

Bender W, Gruhl D, Norimoto N, Lu A. 1996. Techniques For Data Hiding. IBM

System Journal 35: 325-326

Gordy JD. 2000. Performance Evaluaton of Digital Watermarking Algorithms [teses].

Kanada: The University of Calgary

Mischa Schwartz. 1986. Transmisi, Modulasi dan Bising

Dennis Roddy.1986. Komunikasi elektronika

Marvin Ch Wijaya.2007. Pengolahan Citra Digital dengan Matlab

<http://id.wikipedia.org/wiki/Audio>[10/11/2011]

http://id.wikipedia.org/wiki/Audio_digital [11/12/11]

46

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

laporan penelitian : stmik jayakarta, oleh: verdi yasin, m...

Documents