111040101_resume

IMPLEMENTASI PERHITUNGAN KECEPATAN OBJEK BERGERAK BERBASISWEBCAM DAN PENGOLAHAN CITRA DIGITAL

Bambang Hermanto¹, Koredianto Usman², Iwan Iwut Tirtoasmoro³

¹Teknik Telekomunikasi, Fakultas Teknik Elektro, Universitas Telkom

AbstrakSistem deteksi gerakan merupakan suatu sistem yang mampu mendeteksi gerakan yang terjadi didalam video. Deteksi gerakan merupakan subjek penting dalam bidang computer vision yangdigunakan oleh banyak sistem pada aplikasi video pengawas, monitoring traffik, kompresi video,perhitungan kecepatan dsb.Tugas Akhir ini meneliti suatu sistem yang dapat diterapkan untuk menghitung kecepatankendaraan dalam suatu urutan frame video dengan menggunakan sebuah kamera tunggal.Perhitungan kecepatan ini menggunakan sistem deteksi gerakan dengan metode framedifference. Beberapa pengujian telah dilakukan dengan meng-capture data real dan hasilnyatelah dihadirkan. Pengujian sistem ini menggunakan 18 video uji sendiri, 6 video uji berdua, dan2 video uji lalulintas. Pengujian sistem dilakukan pada kecepatan yang bervariasi yaitu 10km/jam, 20 km/jam, 30 km/jam, 40 km/jam, 50 km/jam, dan 60 km/jam. Pengujian dilakukan padaintensitas cahaya berbeda yaitu pagi, siang, dan sore. Pengambilan video dilakukan dari sampingdengan ketinggian kamera hampir sama dengan ketinggian kendaraan. Berbagai permasalahanobjek dan noise pada data juga dipertimbangkan. Sistem dapat dengan teliti mengevaluasi posisidan orientasi dari objek bergerak. Perubahan dan kalibrasi antara gambar 2D dan jalan yangaktual juga dipertimbangkan.Hasil dari implementasi sistem ini adalah bagaimana sistem ini mampu mendeteksi, melakukantracking serta pengitungan, dan menghitung kecepatan objek bergerak dengan tingkat kesalahandalam proses sekecil mungkin. Pemilihan nilai threshold dan penggunaan frame rate video yangtepat diharapkan mampu memberikan kinerja yang optimal. Hasil pengujian menunjukkan hasiloptimum ketika menggunakan threshold 25 dan menggunakan frame rate default dari kamerayang dipakai sebesar 15 fps.

Kata Kunci : Deteksi Gerakan, Video, Frame, Kecepatan Objek Bergerak, Metode

AbstractMotion detection system represents a system that capable to detect the motion that happened invideo. Motion detection is an important subject in the field of computer vision used by manysystems at video surveillance, traffic monitoring, video compression, speed measurement and soon.Motion detection system represents a system that capable to detect the motion that happened invideo. Motion detection is an important subject in the field of computer vision used by manysystems at video surveillance, traffic monitoring, video compression, speed measurement and soon.Result from the implementation of this system are how this system can detect, track and count,and estimate the speed of motion object with the mistake level in process as small as possible.Election the right of value of threshold and usage the right of frame rate of video are expectedcan give optimal performance. Result of the test show optimum result when using threshold 25and using default of frame rate in camera at 15 fps.

Keywords : Motion Detection, Video, Frame, Speed of Motion Object, Frame

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

Tugas Akhir - 2009

Fakultas Teknik Elektro Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Perkembangan dalam bidang komunikasi multimedia saat ini menempatkan

video sebagai trend di kalangan masyarakat yang kini telah berubah menjadi suatu

kebutuhan. Hal ini terjadi karena video memiliki sifat yang tidak dimiliki oleh citra

tunggal yaitu pergerakan. Oleh karena itu video dapat menyampaikan informasi yang

mungkin sulit diungkapkan dengan kata-kata atau hanya dengan menggunakan citra

tunggal saja.

Kemampuan untuk mendeteksi gerakan dalam video sangat bermanfaat dalam

banyak permasalahan otomasi saat ini. Dimana hal ini akan membuka banyak aplikasi

di masa depan. Teknik untuk mendeteksi objek bergerak ini dikenal dengan nama

sistem deteksi gerakan. Sistem deteksi gerakan merupakan suatu sistem yang mampu

mendeteksi gerakan yang terjadi di dalam video. Deteksi gerakan merupakan subjek

penting dalam bidang computer vision yang digunakan oleh banyak sistem pada

aplikasi video pengawas, monitoring traffik, kompresi video, perhitungan kecepatan

dsb.

Salah satu permasalahan yang paling umum di dalam kehidupan sehari-hari

kita adalah pendeteksian kecepatan di suatu jalan raya. Oleh karena itu suatu teknik

dikembangkan untuk mendeteksi objek bergerak dimana kecepatan objek bergerak

tersebut dihitung menggunakan suatu urutan frame video. Teknik ini bekerja dengan

membandingkan antar frame gambar untuk mendapatkan informasi yang menentukan

adanya gerakan atau tidak. Metode yang digunakan untuk pembanding ini adalah

metode frame difference.

Metode frame difference merupakan bentuk pengurangan latarbelakang yang

sederhana. Proses metode ini hanya mengurangi frame yang sekarang dengan frame

sebelumnya sepanjang jumlah urutan frame video. Jika nilai mutlak piksel dari hasil

pengurangan ini lebih besar dari threshold yang ditentukan maka akan

dipertimbangkan sebagai latardepan atau objek bergerak.

Tugas Akhir - 2009


2

1.2 PERUMUSAN MASALAH

Dalam Tugas Akhir ini dibahas beberapa permasalahan antara lain :

1. Bagaimana menghitung kecepatan objek bergerak pada video di dalam

sistem.

2. Seberapa besar pengaruh perubahan threshold yang ada terhadap hasil

perhitungan sistem.

3. Seberapa besar pengaruh perubahan intensitas cahaya yang ada terhadap

hasil perhitungan sistem

4. Seberapa besar pengaruh pengubahan nilai frame rate video terhadap hasil

perhitungan sistem.

5. Seberapa besar tingkat keberhasilan perhitungan yang dibuat oleh sistem

terhadap hasil perhitungan aktual.

1.3 TUJUAN PENELITIAN

Dalam menyusun Tugas Akhir ini memiki tujuan sebagai berikut :

1. Menghitung kecepatan objek bergerak pada video di dalam sistem.

2. Menghitung dan menganalisis pengaruh perubahan threshold terhadap

hasil perhitungan sistem.

3. Menganalisis pengaruh perubahan intensitas cahaya terhadap hasil

perhitungan sistem.

4. Menghitung dan menganalisis pengaruh pengubahan frame rate video

terhadap hasil perhitungan sistem.

5. Membandingkan dan menganalisis tingkat keberhasilan perhitungan yang

dibuat oleh sistem terhadap hasil perhitungan aktual.

1.4 BATASAN MASALAH

Dalam pembahasan Tugas Akhir ini, masalah dibatasi pada hal-hal berikut :

1. Input sistem dalam bentuk file video yang didapatkan dengan

menggunakan kamera digital (format file .avi, codec DivX, resolusi 320 x

240 piksel, frame rate video 15 fps)

Tugas Akhir - 2009


3

2. Background diasumsikan tidak berubah (statis).

3. Objek bergerak berupa pengendara sepeda motor.

4. Arah pergerakan objek bergerak hanya satu arah.

5. Objek bergerak yang satu dengan lainnya tidak berhimpit.

6. Kecepatan objek bergerak konstan.

7. Implementasi sistem dengan menggunakan software Matlab 7.4(R2007a).

1.5 METODE PENELITIAN

Metode penelitian yang dilakukan pada proses pembuatan Tugas Akhir ini

terdiri dari beberapa tahap :

1. Study literatur

Study literatur dilakukan untuk mengumpulkan konsep-konsep yang

berhubungan dengan deteksi gerakan, metode frame difference, dan

analisis video. Adapun sumbernya mencakup buku referensi, jurnal

ilmiah, internet, dan diskusi.

2. Pengumpulan data

Bertujuan untuk mendapatkan sample dari objek bergerak yang digunakan

sebagai masukan dari sistem. Pengumpulan data diperoleh dari percobaan

di lapangan.

3. Perancangan sistem

Perancangan sistem dengan menggunakan software Matlab 7.4 (R2007a)

GUI bertujuan memodelkan sistem yang diimplementasikan.

4. Implementasi sistem

Sistem yang sudah dirancang diimplementasikan dengan simulasi

menggunakan software Matlab 7.4 (R2007a) GUI untuk perhitungan

parameter-parameter kecepatan yang dibutuhkan dalam penelitian.

5. Analisis hasil simulasi

Pada tahap ini dilakukan analisis parameter-parameter kinerja sistem

untuk berbagai kondisi yang disimulasikan dari data hasil yang telah

dilakukan.

Tugas Akhir - 2009


4

1.6 SISTEMATIKA PENULISAN

Tugas Akhir ini dibagi dalam beberapa bab yang disertai lampiran-lampiran

yang dibutuhkan untuk menunjang analisis dan mendukung kesimpulan yang

diperoleh. Secara umum masing-masing bab membahas hal-hal sebagai

berikut:

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini berisi tentang latar belakang permasalahan, perumusan

masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, metode penelitian,

dan sistematika penulisan.

BAB II DASAR TEORI

Bab ini berisi tentang dasar teori yang mendukung dan mendasari

penulisan Tugas Akhir ini, yaitu membahas konsep yang berkaitan

dengan deteksi gerakan pada video, metode frame difference, dan

analisis video dalam perhitungan kecepatan objek bergerak.

BAB III PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI SISTEM

Bab ini berisi tentang model implementasi, algoritma, dan blok

diagram dalam proses perhitungan kecepatan objek bergerak di

dalam sistem. Pembuatan sistem dilakukan dengan menggunakan

software Matlab 7.4 (R2007a).

BAB IV PENGUJIAN SISTEM DAN ANALISIS HASIL

Bab ini membahas tentang implementasi dan hasil analisis sistem

yang telah dibangun.

BAB V PENUTUP

Bab ini berisi kesimpulan hasil yang diperoleh dari analisis sistem

serta saran-saran untuk pengembangan Tugas Akhir ini.


Tugas Akhir - 2009


49

BAB V

PENUTUP

5.1 KESIMPULAN

Dari pengujian dan analisis sistem yang telah dilakukan terhadap video uji

dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Sistem deteksi gerakan dengan metode frame difference sangat dipengaruhi

oleh nilai threshold selisih piksel dikarenakan pemilihan nilai threshold ini

merupakan cara yang paling tepat untuk memisahkan objek bergerak dari

latarbelakangnya. Jika nilai absolut selisih piksel lebih kecil dari nilai

threshold maka dianggap sebagai latarbelakang dan jika nilai absolut selisih

piksel lebih besar dari nilai threshold maka dianggap sebagai objek bergerak.

2. Pengaruh yang dihasilkan dari perubahan nilai threshold pada tiap video uji

bervariasi karena setiap video memiliki karakteristik masing-masing seperti

banyaknya frame, banyaknya objek bergerak, dan keadaan intensitas cahaya.

Ø Untuk video uji sendiri secara umum nilai threshold 15-35 dapat

digunakan dengan tingkat akurasi 89-95%. Sebagai rekomendasi nilai

threshold 25 memberikan hasil optimum dengan akurasi sekitar 95%.

Ø Untuk video uji berdua nilai threshold 15-25 dapat digunakan dengan

tingkat akurasi 93-94%. Sebagai rekomendasi nilai threshold 25

memberikan hasil optimum dengan akurasi sekitar 94%.

3. Median filtering dengan kernel masuk 8x8 digunakan sistem untuk

mengurangi noise dan sensitivitas kamera sehingga sistem dapat bekerja pada

pengujian dengan kondisi intensitas cahaya berbeda (pagi, siang, dan sore)

terhadap video uji dengan dengan tingkat akurasi yang hampir sama.

Tugas Akhir - 2009


50

4. Hasil penelitian tentang frame rate menunjukkan bahwa kamera video yang

digunakan dengan setting default frame rate 15 fps bekerja optimum pada

setting tersebut untuk mendeteksi kecepatan 10-60 km/jam. Penurunan

akurasi terjadi untuk setting diluar nilai tersebut.

5. Berdasarkan hasil pengujian pada video uji lalulintas maka sistem yang dibuat

belum bisa diterapkan pada keadaan lalulintas yang padat tetapi pada keadaan

lalulintas yang lengang sistem bisa diterapkan.

5.2 SARAN

Dalam penelitian ini terdapat berbagai keterbatasan. Oleh karena itu

diperlukan penelitian-penelitian lebih lanjut untuk mengembangkan ide dasar ini.

Adapun pengembangan yang dapat dilakukan diantaranya adalah:

1. Untuk pengembangan selanjutnya dapat digunkan metode deteksi gerakan

lainnya seperti optical flow dan block matching algorithm.

2. Pemisahan objek bergerak yang berhimpit dapat menggunakan perbedaan

intensitas warna dari objek bergerak tersebut.

3. Agar sistem perhitungan kecepatan dapat digunakan secara real-time, video

masukan dapat berasal dari web cam atau kamera CCTV.


Tugas Akhir - 2009


DAFTAR PUSTAKA

[1] Aris Sugiharto, 2006, Pemrograman GUI dengan MATLAB, Yogyakarta :

Andi

[2] Eryanto Prabowo, 2008, Implementasi Algoritma Genetika untuk Deteksi

Gerakan pada Video, Bandung : Tugas Akhir S1 Teknik Elektro IT Telkom

[3] Iwan Iwut, Slide Kuliah Pengolahan Sinyal Multimedia, Bandung : Teknik

Telekomunikasi IT Telkom

[4] Marvin Ch. Wijaya dan Agus Prijono, 2007, Pengolahan Citra Digital

Menggunakan MatLAB, Bandung : Informatika

[5] Rafael C Gonzales and Richards E Woods, 2002, Digital Image Processing,

New Jersey : Prentice Hall

[6] Rinaldi Munir, 2004, Pengolahan Citra Digital dengan Pendekatan

Algoritmik, Bandung : Informatika


Tugas Akhir - 2009


Documents

111040101_resume