TUGAS AKHIR DETEKSI WAJAH DENGAN METODE VIOLA JONES PADA OPENCV MENGGUNAKAN PEMROGRAMAN PYTHON Disusun untuk Memenuhi Tugas dan Syarat-syarat Guna Memperoleh Gelar Sarjana Strata Satu Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta Disusun Oleh: IMAM NURVIYANTO D 400 080 019 JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2012
15
Embed
TUGAS AKHIR DETEKSI WAJAH DENGAN METODE VIOLA … · ♽ Sistem deteksi wajah menggunakan Python ini tidak murni dari hasil pemikiran penulis sendiri, melainkan mereferensi dari beberapa
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
TUGAS AKHIR
DETEKSI WAJAH DENGAN METODE VIOLA JONES
PADA OPENCV
MENGGUNAKAN PEMROGRAMAN PYTHON
Disusun untuk Memenuhi Tugas dan Syarat-syarat Guna Memperoleh Gelar
Sarjana Strata Satu Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun Oleh:
IMAM NURVIYANTO
D 400 080 019
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2012
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, segala puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT
atas segala rahmat dan hidayah-Nya. Atas izin-Nya pula, maka penulis dapat
menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul “Deteksi Wajah Dengan Metode
Viola Jones Pada OpenCV Menggunakan Pemrograman Python”.
Tugas Akhir ini dibuat untuk memenuhi persyaratan mendapatkan gelar
Sarjana (S1) pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas
Muhammadiyah Surakarta (UMS)\.
Penulisan Tugas Akhir ini tidak akan terwujud tanpa adanya bantuan dari
pihak lain\. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini penulis menyampaikan rasa
terima kasih yang sangat dalam kepada pihak-pihak yang telah membantu dan
membimbing selama pelaksanaan dan penyelesaian Tugas Akhir ini, yaitu kepada:
1\. Ibu Ratnasari Nur R., S\.T., M\.T., selaku Dosen Pembimbing I yang telah
banyak memberikan pengarahan dan motivasi yang besar kepada penulis
sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
2. Bapak Dedi Ary Prasetya, S\.T., selaku Dosen Pembimbing II atas segala
kesabaran dan waktu yang diluangkan untuk membimbing penulis dalam
menyelesaikan Tugas Akhir ini.
iv
MOTTO
“Dan (ingatlah) di waktu Tuhan kalian memperingatkan. Jika kalian bersyukur,
niscaya Aku akan menambah nikmatiKu kepada kalian; dan jika kalian
mengingkarinya, maka azabKu amat berat sekali".
(Al Qur 'an , Surat Ibrahim: 7 )
"Dan bahwasanya seorang manusia tiada memperoleh selain dari apa yang telah
diusahakannya".
(Al Qur 'an , Surat AnNajm: 39 )
“Raihlah ilmu, dan untuk meraih ilmu belajarlah untuk tenang dan sabar".
(Khal i fah ‘Umar )
“Berusahalah untuk tidak menjadi manusia yang berhasil tapi berusahalah menjadi
manusia yang berguna".
(Albe r t Einste in )
“Tekad, tanggung jawab dan keseriusan akan mengubah derajat mereka dari nobody
menjadi somebody”.
(anonym)
vi
PERSEMBAHAN
Maha Suci Allah, Tiada Tuhan Selain Allah, Tiada daya upaya dan tiada
kekuatan kecuali dengan pertolongan Allah. Alhamdulillah, dengan Rahmat dan
KemurahanMu ya Allah, akhirnya penulis bisa menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Tawa dan tangis, sedih dan gembira, kecewa dan bahagia, datang dan pergi, silih
berganti, semuanya terangkum bab demi bab dalam empat tahun terakhir.
Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada:
1. Ayah dan Ibu tersayang, yang telah membesarkanku, mendidik dan
mengajariku, bersabar atas sikapku dan banyak hal yang hanya Allah SWT
yang bisa membalasnya. Semoga Allah SWT senantiasa melimpahkan Rahmat,
Karunia dan HidayahNya kepada Ayah dan Ibuku tersayang.
2. Adik dan ponakanku tersayang, akhirnya aku lulus juga.
Tabel 4.1. Hasil Pengujian......................................................................................64
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Proses Akuisisi Citra ..........................................................................7
Gambar 2.2. Proses Pengolahan Citra......................................................................8
Gambar 2.3. Proses Pengenalan Pola.....................................................................11
Gambar 2.4. Proses Analisis Citra..........................................................................11
Gambar 2.5. Macam-macam Fitur Haar................................................................13
Gambar 2.6. Citra Integral.....................................................................................14
Gambar 2.7. Contoh Membuat Citra Integral........................................................15
Gambar 2.8. Contoh Menghitung Citra Integral....................................................15
Gambar 2.9. Perbandingan Perhitungan Nilai Fitur Haar.....................................16
Gambar 2.10. Diagram Proses Cascade Classifier................................................18
Gambar 2.11. Fitur Haar Pertama Dalam Template...............................................25
Gambar 2.12. Pohon Keputusan Dalam Template.................................................25
Gambar 2.13. Fitur Haar Dalam Haarcascade_frontalface_alt.xml.....................26
Gambar 2.14. Stage 0 Pada Haarcascade_frontalface_alt.xml..............................26
Gambar 2.15. Stage 5 Pada Haarcascade_frontalface_alt.xml..............................27
Gambar 2.16. Boa Constructor V0.6.1..................................................................41
Gambar 3.1. Flowchart Penelitian.........................................................................43
Gambar 3.2. Flowchart Viola Jones.......................................................................46
Gambar 3.3. Flowchart Sistem Deteksi Wajah......................................................46
Gambar 3.4. Perancangan Antarmuka Menu Utama..............................................47
Gambar 3.5. Perancangan Antarmuka Deteksi Wajah...........................................48
Gambar 4.1. Contoh Akuisisi Citra........................................................................50
Gambar 4.2. Contoh Grayscaling..........................................................................51
Gambar 4.3. Contoh Resizing Untuk Memperkecil Citra......................................52
Gambar 4.4. Contoh Ekualisasi Histogram............................................................53
Gambar 4.5. Contoh Scan Per-sub-window...........................................................53
Gambar 4.6. Contoh Resize Sub-window Menjadi 20x20......................................54
xiii
Gambar 4.7. Contoh Representasi Fitur Haar Pertama Dalam Template..............54
Gambar 4.8. Seleksi Fitur Untuk Menyeleksi Sub-window...................................55
Gambar 4.9. Contoh Deskripsi Citra......................................................................56
Gambar 4.10. Contoh Pemberian Garis Pada Wajah..............................................57
Gambar 4.11. Pengujian Berdasarkan Pencahayaan..............................................58
Gambar 4.12. Pengujian Berdasarkan Jarak Wajah...............................................59
Gambar 4.13. Pengujian Berdasarkan Kemiringan 0° (Frontal)...........................59
Gambar 4.14. Pengujian Berdasarkan Kemiringan................................................60
Gambar 4.15. Pengujian Berdasarkan Kemiringan................................................61
Gambar 4.16. Pengujian Berdasarkan Wajah Terhalang Objek Lain.....................61
Gambar 4.17. Pengujian Berdasarkan Wajah Terhalang Objek Lain.....................62
Gambar 4.18. Pengujian Berdasarkan Beberapa Wajah.........................................63
Gambar 4.19. Pengujian Berdasarkan Objek Yang Menyerupai Wajah.................63
Gambar 4.20. Pengujian Berdasarkan Objek Yang Menyerupai Wajah.................64
xiv
ABSTRAKSI
Sistem pendeteksian dan pengenalan wajah semakin banyak. Walaupun semakin banyak, bukan berarti penelitian mengenai hal ini sudah selesai. Tuntutan akan efektifitas, baik kecepatan maupun tingkat keakuratan dalam sebuah sistem pendeteksian semakin diperhitungkan. Banyak dari beberapa sistem pendeteksian wajah menggunakan metode Viola Jones sebagai metode pendeteksi objek. Metode Viola Jones dikenal memiliki kecepatan dan keakuratan yang tinggi karena menggabungkan beberapa konsep (Haar Features, Integral Image, AdaBoost, dan Cascade Classifier) menjadi sebuah metode utama untuk mendeteksi objek.
Banyak dari sistem deteksi tersebut menggunakan C atau C++ sebagai bahasa pemrograman, dan OpenCV sebagai librari deteksi objek. Hal ini dikarenakan librari OpenCV menerapkan metode Viola Jones kedalam sistem librari deteksinya, sehingga memudahkan dalam pembuatan sistem.
Dalam Tugas Akhir ini, dibahas mengenai proses pendeteksian wajah dengan metode Viola Jones pada OpenCV, serta mengaplikasikannya kedalam sistem deteksi wajah sederhana dengan memanfaatkan OpenCV dan Python. Python dipilih karena mempunyai struktur lebih sederhana dibanding pemrograman lain. Setelah sistem selesai dibuat, dilakukan pengujian terhadap karakteristik wajah yang dapat dideteksi oleh sistem.
Setelah pengujian sistem, batasan jarak wajah yang dapat dideteksi antara ± 134 dan ± 21 cm dari kamera, batasan kecerahan antara ± 50 nilai mean maksimal gelap dan ± 200 nilai mean maksimal terang. Ketika dilakukan pengujian wajah manusia dalam keadaan frontal, sistem mampu mendeteksi dengan akurasi 100% dan waktu deteksi kurang dari 0.5 detik. Sedangkan ketika pengujian wajah manusia dalam keadaan non-frontal, kemiringan maksimal wajah yang dapat dideteksi sebesar ± 74°. Sistem dapat mendeteksi adanya beberapa wajah dalam suatu citra. Sistem juga dapat mendeteksi objek yang menyerupai wajah ketika objek tersebut memilki kontur yang sama dengan kontur wajah manusia (kontur wajah pada template), misalnya, wajah boneka dan topeng Hulk.
Kata Kunci: Deteksi Wajah, Viola Jones, Integral Image, Haar Features, AdaBoost, Cascade Classifier, OpenCV, Python.