ANALISIS SINTESIS CITRA SEKUENSIAL BERDASAR WATAK CITRA MELALUI REKAYASA CEREBELLAR MODEL ARTICULATION CONTROLLER (CMAC) MENJADI PENYANDI LAJU BIT RENDAH

MUHAMAD IRADAT ACHMAD, ST.,MT., Prof. Adhi Susanto, M.Sc., Ph.D.

2015 | Disertasi | S3 Ilmu Teknik Elektro

Teknik pengkodean citra sekuensial berkembang pesat dalam beberapa tahun terakhir. Perkembangan ini merespon peningkatan kualitas dan kuantitas kebutuhan aplikasi dari berbagai bidang. Beberapa kebutuhan, yang berkaitan dengan pengolahan secara langsung konten aliran bit terkodekan, memerlukan pengembangan teknik pengkodean yang ada dan bahkan penemuan teknik pengkodean yang baru. Cerebellar Model Articulation Controller (CMAC) adalah Jaringan Syaraf Tiruan (JST) yang menggunakan postulat model otak kecil (cerebellum) sebagai struktur dasarnya. JST ini memiliki pemetaan alamat yang khas dan kemampuan belajar yang memadai. Kedua fitur ini melahirkan potensi CMAC untuk dieksplorasi dan dieksploitasi menjadi teknik pengkodean citra sekuensial yang baru yang dapat memenuhi beberapa kebutuhan terkait di atas. Pemetaan alamat khas CMAC mereformasi masukan menjadi alamat yang saling tumpangsusun melalui serangkaian sub pemetaan yang berbasis Look Up Table (LUT). Pemetaan ini tidak efisien, tidak praktis, dan tidak kondusif untuk watak masukan seperti citra sekuensial. Untuk itu, penelitian ini mengusulkan pemetaan alamat berdasar rumus alamat. Kemampuan belajar dipengaruhi oleh ketersediaan fungsi basis yang konsisten dan merata di masing-masing alamat. Untuk ketersediaan itu, penelitian ini mengusulkan pemetaan fungsi basis berdasar pusat fungsi basis. Selain itu, penelitian ini juga mengusulkan pemetaan balik alamat untuk mendeteksi dinamika proses belajar dari ruang masukan. Rekayasa tersebut diperlukan untuk menginkorporasi watak citra sekuensial ke dalam struktur CMAC. Dalam hal ini, pemetaan alamat dipergunakan untuk mereformasi posisi kelompok piksel independen yang bertetangga menjadi kelompok alamat dependen yang bertumpangsusun, sementara proses belajar diterapkan untuk mendistribusi nilai-nilai kelompok piksel ke dalam kelompok bobot yang bersesuaian. Oleh karena itu, sistem pengkodean yang dihasilkan disebut sistem pengkodean citra sekuensial CMAC berdasar watak citra. Dalam sistem ini, nomenklatur analisis-sintesis memiliki makna yang sama dengan enkoding-dekoding dalam sistem pengkodean umumnya. Dalam implementasi, pemilihan kombinasi parameter CMAC berdasar 16 indikator diterapkan untuk memperkecil cacah kemungkinan kombinasi. Selanjutnya, dua indikator prioritas yang berkaitan secara langsung dengan proses belajar digunakan untuk menetapkan kombinasi parameter terpilih. Citra sekuensial tester Hati, Claire, dan Tenis dipergunakan untuk menginvestigasi cara kerja sistem pengkodean CMAC, dan citra sekuensial amatir Wisuda dipergunakan untuk membandingkan unjuk kerja sistem CMAC dengan sistem pengkodean berdasar blok. Penilaian unjuk kerja mencakup penilaian obyektif melalui perhitungan nilai sejumlah indikator pengukuran dan penilaian subyektif melalui pengamatan sejumlah responden atas pelemahan yang terjadi pada citra sekuensial hasil rekonstruksi. Hasil penilaian menunjukkan bahwa secara umum unjuk kerja sistem CMAC lebih baik dari sistem pengkodean berdasar blok.

Sequential image coding techniques developed rapidly in recent years. This development responds to an inCRease in the quality and quantity needs of applications in various fields. Some needs, which are related to the directly processing of the encoded bit stream content, require the development of an existing coding technique and even the discovery of a new coding technique. Cerebellar Model Articulation Controller (CMAC) is an artificial neural network, which uses a postulate of the cerebellum model as its basic structure. CMAC has a unique address mapping and adequate learning abilities. Both of these features spawned CMAC potential to be explored and exploited into a new sequential images coding technique that can satisfy some related needs above. The unique address mapping of CMAC is used to reform inputs into overlapped addresses through a series of LUT based sub mappings. This mapping is inefficient, impractical, and not conducive to the input character like sequential images. Therefore, this research proposes a formula based address mapping. The ability to learn is affected by the availability of consistent and equitable basis functions in each address. For that, this research proposes a center based basis function mapping. In addition, this research also proposes a reverse address mapping to detect the dynamics of the learning process from the input space. The engineering required to incorporate the character of sequential images into the CMAC structure. In this case, the address mapping is used to reform positions of neighboring independent pixel groups into overlapped dependent addresses, while the learning process is applied to distribute values of pixel groups into corresponding weight groups. Therefore, the proposed coding system is called the sequential images coding system of CMAC based on the character of image. In this system, the nomenclature of “analysis-synthesis” has the same meaning as “encoding-decoding” in the coding system in general. In implementation, selection of the CMAC parameter combination, which based on 16 indicators, is applied to deCRease the number of possible combination. Further, two priority indicators, which are directly related to the learning process, are used to assign the selected parameter. Sequential images of Heart, Claire, and Tennis are used to investigate the workings of the CMAC coding system, and sequential images of Graduation is used to compare the performance between the CMAC coding system and the block based coding system. Performance assessment includes an objective assessment by calculating the value of a number of measurement indicators, and a subjective assessment by observing a number of respondents over the impairment levels that occurs in the reconstruction of sequential images. The assessment results show that in general the performance of CMAC based coding system is better than the block based coding system.

Kata Kunci : -