8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
1/85
SISTEM DIGITAL LANJUTDEDEN ARDIANSYAH
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
2/85
MATERI
PENGOLAHAN SINYAL DIGITAL
Definisi Sinyal
Klasifikasi sinyal
Konsep Frekuansi Sinyal Analog dan Digital
ADC
Sampling Aliasing / Coding
Quantisasi
Sistem Digital / Diskrit
Sinyal Dasar Sistem Diskrit
Format Sinyal Sistem Diskrit
Operasi Matematik Sinyal Diskrit
Konvolusi
AUDIO PROCESSING
Sinyal Audio Generator
Manipulasi sinyal Audio
IMAGE PROCESSING
Pengenalan Image Das
RGB and Index Image
Grayscale Image
Histogram Equalization
Image Processing
VIDEO PROCESSING ( Option
Object detection
Face Detection and CAMSh
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
3/85
PART 1
Definisi SinyalKlasifikasi sinyal
Konsep Frekuensi Sinyal Analog dan Digital
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
4/85
DEFINISI SINYAL
INFORMASI SINYAL
PENGOLAHAN SINYAL
ELEMEN DASAR PENGOLAH
KELEBIHAN PEMROSESAN SINDIGITAL
KELEMAHAN SINYAL DIGITAL
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
5/85
DEFINISI SINYAL
Sinyal adalah besaran yang berubah dalam waktu dan atau dalamruang, dan membawa suatu informasi. Berbagai contoh sinyal dalamkehidupan sehari-hari : arus atau tegangan dalam rangkaian elektrik,suara, suhu.
Representasi sinyal berdasarkan dimensinya dibagi menjadi
Dimensi-1 (contoh : sinyal audio),
Dimensi-2 (contoh : citra),
Dimensi-3 (contoh : video).
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
6/85
INFORMASI SINYAL
amplitudo,
frekuensi,
perbedaan fase,
dan gangguan akbiat noise,
untuk dapat mengamati informasi tersebut, da
secara langsung peralatan ukur elektronik sep
spektrum analyser.
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
7/85
Pengolahan Sinyal
Pengolahan sinyal adalah suatu operasi matematik yang dilakukanterhadap suatu sinyal sehingga diperoleh informasi yang berguna.
Komponen Pengolahan sinyal analog adalah
• dioda,• transistor,• op-amp dan lainnya.
komponen Pengolahan sinyal menggunakan komponen digit• register,• counter,• dekoder,• mikrokontroler, dan lainya.
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
8/85
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
9/85
Kelebihan Pemrosesan Sinyal Secara Digita
Sebagai penyimpan hasil pengolahan, sinyal digital lebih mudah dibandianalog.
Sebagai media penyimpan digital dapat digunakan elemen memori: flasCD/DVD, hard disk. Untuk menyimpan sinyal analog dapat digunakan pita
Sinyal digital kebal terhadap noise, karena bekerja pada level tegangan“0”
Lebih kebal terhadap perubahan temperatur, Lebih muda memprosesnytidak ada batasannya, tergantung dari kreativitas dan inovasi perancang
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
10/85
Kelemahan Sinyal Digital
Dapat Terjadi kehilangan informasi akibat pembulatan saatfiltering saat pembalikan kembali ke sinyal analog.
Diperlukan waktu proses yang lebih lama dibandingkan sinyalwaktu sampling dan rekonstruksi ulang.
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
11/85
KLASIFIKASI
SINYAL
• SINYAL WAKTU KONTINY
SINYAL WAKTU DISKRIT• SINYAL ANALOG DAN S
DIGITAL
• SINYAL RIIL DAN SINYALKOMPLEKS
• SINYAL DETERMINISTIK DSINYAL RANDOM
• SINYAL GANJIL DAN SIN
GENAP
• SINYAL PERIODIK DAN SNON-PERIODIK
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
12/85
Sinyal waktu kontinyu dan sinyal waktu diskrit
Sinyal waktu kontinyu yaitu sinyal yangterdefinisi untuk setiap nilai pada sumbuwaktu t, dimana t adalah bilangan riil.
sinyal waktu diskrit adalah sinterdefinisi hanya pada nilai wdimana n adalah bilangan b
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
13/85
Sinyal analog dan sinyal digital
Sinyal analog adalah sinyal data dalambentuk gelombang yang kontinyu, yangmembawa informasi dengan mengubahkarakteristik gelombang.
Sinyal digital
merupakan sinyal data dalam ben
dapat mengalami perubahan yang
tiba-tiba dan mempunyai besaran
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
14/85
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
15/85
Sinyal deterministik dan sinyal random
Sinyal deterministik adalah sinyal yangkeseluruhan nilainya dapat ditentukandengan suatu persamaan matematis,contohnya sinyal sinus
Sinyal random mempunyai nilai random
dengan pasti untuk waktu yang diberika
tegangan pada penguat.
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
16/85
Sinyal ganjil dan sinyal genap
Sinyal x(t) atau sinyal x(n) dikatakansebagai sinyal genap jika :
Sinyal x(t) atau sinyal x(n) dikatakan
jika :
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
17/85
Sinyal periodik dan sinyal non-periodik
Sinyal periodik yaitu sinyal yang mengalamipengulangan bentuk yang sama pada selangwaktu tertentu. Secara matematis, sinyal waktukontinyu dinyatakan periodik jika dan hanya jika :
dimana k adalah bilangan bulat dan T adalah perioda
sinyal. Sinyal waktu diskrit dinyatakan periodik jika dan
hanya jika :
dimana k adalah bilangan
perioda sinyal
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
18/85
KONSEP
FREKUENSI
BENTUK SINYAL
SINYAL SINUSOIDAL
BENTUK SINYAL DISKRIT
CONTOH SOAL
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
19/85
Konsep frekuensi
Semua sinyal dalam pengolahan sinyal dapat didekati dengan modeldasar sinyal sinus.
Suatu sinyal sinusoidal analog/kontinu dapat dinyatakan denganpersamaan matematik:
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
20/85
Bentuk Sinyal
Dari sinyal disamping dapat diperole
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
21/85
Sinyal sinusoidal diskrit
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
22/85
Bentuk Sinyal diskrit
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
23/85
Contoh Soal 1
Suatu sinyal sinusoidal dengan frekuensi 2 KHz disampling setiap Ts = 0.1 ms. Tdigitalnya !
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
24/85
Contoh Soal 2
tentukan berapa frekuensi Informasi dari sinyal tersebut dari gambar berikut :
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
25/85
Jawab Contoh Soal 2
Dari gambar diatas dapat dilihatuntuk satu siklus gelombang pendapat diperoleh frekuensi digital
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
26/85
Contoh 3:
Tentukan frekuensi sampling dari sinyal berikut! Dari gambar disamping dapTs untuk satu siklus gelomb
dapat diperoleh frekuensi d
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
27/85
PART II
ANALOG DIGITAL CONVERTER
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
28/85
SAMPLING
Sampling merupakan prosespengambilan sinyal analog untuk dirubah kedalam bentuk digital.
Karena Kebanyakan sinyal di alamini dalam bentuk analog. Untuk memperoleh sinyal diskrit dari sinyalanalog harus dilakukan suatu proses
yang disebut sampling. Secaramatematik, proses sampling dapatdinyatakan oleh persamaan berikut :
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
29/85
agar tidak terjadi aliasing besarnya frekuensi sampling minimal 2 kali
frekuensi informasi.
Hal ini disebut dengan :
teorema Nyquist yaitu
Fs (sampling) > 2 Fmaks (sinyal informasi)
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
30/85
Contoh Sampling MenggunakanMATLAB
t = [0:0.0001:2];
A = 5;
f = 2;
xt = A*sin(2*pi*f*t);
subplot(2,2,1);
plot(t,xt,'LineWidth',2);
axis([0 4*(1/f) -A A])
xlabel('t(detik)');
ylabel('x(t)');
box('off');
grid('on');
n = [0:100];
fs = 20;
Ts = 1/fs;nTs = n*Ts;
xn = A*sin(2*pi*f*nTs);
subplot(2,2,2);
h3 = stem(n,xn,'.r','Line
axis([0 4*fs/f -A A])
xlabel('n(sample ke n), T
detik');
ylabel('x(n)');
box('off');
grid('on');
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
31/85
SOAL LATIHAN MATLAB
Sampling sinyal sinusiodal berikut menggunakan Matlab:
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
32/85
ALIASING
Seperti yang telah disampaikan pada teori sampling, bahwa agar tidak terjadi aliasing maka Fre> 2 x Frekuensi Informasi. Bagaimana terjadinya Aliasing tersebut dapat dilihat pada contoh berik
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
33/85
Terjadi aliasin
dan F2=50Hz
sampling (Fs=
Agar tidak ter
diperlukan fre
x Frekuensi M
dari sinyal-sin
dua sinyal dia
bahwa FMaks s
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
34/85
Sehingga Frekuensi sampling yang dibutuhkan
> 2 x Fmaks misalnya kita gunakan Frekuensi
Sampling sebesar 150 Hz. Perhatikan hasil
sampling kedua sinyal tersebut:
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
35/85
Kuantisasi
Proses kuantisasi mengubah sinyal continuous valued x(n) menjadi sinyaldiscrete valued xq (n),
digunakan untuk merepresentasikan x(n). Salah satu proses kuantisasiyang sering digunakan berbentuk
xq (n) = Q[ x(n)].
Kuantisasi ini menghasilkan kesalahan (error ) kuantisasi sebesar
eq (n) = xq (n)- x(n).
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
36/85
Misalnya sinyal analog xa (t) ternyata memilikinilai antara 0.1£ xa (t) £ 0.4 .
Sinyal ini disampling pada sebuah frekuensisampling tertentu menghasilkan x(n). Pada titik-titik sampling, nilai x(n) persis sama dengan xa(t). Namun ketika dikuantisasi, maka hasilnya xq
(n) memiliki perbedaan dengan x(n) (dan xa (t)pada titik sampling) sebesar eq (n). Hal inidisebabkan oleh adanya pembatasan nilaiyang bisa dimiliki oleh xq (n).
Dalam contoh ini, xq (n) hanya diberikesempatan untuk mempunyai satu dari L buahnilai dari daftar yang terbatas {0.0, 0.1, 0.2, dst}.
Nilai-nilai sebanyak L itu disebut se
kuantisasi.
Step kuantisasi (D) adalah selisih an
level terdekat
berikutnya, yang dalam contoh ini s
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
37/85
Nilai-nilai yang terjadi dalam proseskuantisasi
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
38/85
Beberapa sifat dari kuantisasi adalah:
Apabila step kuantisasi ini membesar, maka jumlahlevel kuantisasi yang dibutuhkan untuk mencakuprentang dinamis sinyal menjadi berkurang, sehingga jumlah bit yang diperlukan dapat dihemat. Tapiakibatnya eq (n) rata-rata membesar.
Sebaliknya, apabila step kuantisasi mengecil, makaeq (n) rata-rata membaik (mengecil). Namunakibatnya jumlah jumlah level kuantisasi yangdibutuhkan untuk mencakup rentang dinamis sinyalmenjadi membesar, sehingga jumlah bit yangdiperlukan menjadi boros.
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
39/85
CONTOH
CONTOH 1 CONTOH 2
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
40/85
PART IIISISTEM DIGITAL / DISKRIT
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
41/85
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
42/85
Representasi Sinyal Diskrit
1. Dalam pengolahan sinyal diskrit dikenal
beberapa sinyal dasar.
2. Delay unit sample Merupakan operas
digunakan untuk merepresentasikan su
yang ke-n. secara matematik, dinyataka
berikut:
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
43/85
Pada deret unit step besar amplitude atauimplusnya sama dengan 1 untuk n≥0 dan lainnya
sama dengan 0.
Sinyal unit step digunakan untuk mengambil
suatu sinyal pada daerah tertentu dan membuang
daerah yang ditidak diinginkan.
Proses ini dikenal pula dengan window atau masking.
Deret unit step Unit Ramp
Merupakan suatu sinyal yang me
secara proporsional dan linear. P
dinyatakan oleh persamaan beri
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
44/85
Format Sinyal Diskrit
Sinyal diskrit dapat direpresentasikan dalam bentuk persamaan matematik, tablePerhatikan sinyal diskrit pada gambar dibawah ini :
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
45/85
Referesentasi Sinyal Diskrit
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
46/85
Operasi Matematik Sinyal Diskrit
1. Operasi penjumlahan
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
47/85
Operasi perkalian skalar
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
48/85
Operasi Pergeseran
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
49/85
Operasi Pencerminan
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
50/85
Operasi perkalian 2 sinyal
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
51/85
KONVOLUSI
Konvolusi didefinisikan sebagai operasi penjumlahan dua fungsi setelah fungsi satu dice
digeser.
Konvolusi antara dua sinyal diskrit x[n] dan h[n] dapat dinyatakan sebagai
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
52/85
Contoh soal:
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
53/85
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
54/85
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
55/85
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
56/85
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
57/85
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
58/85
Menggunakan matlab
xn=[2 1 2 1 1 0];
hn=[1 0 1 2 2 1];
yn=conv(x,h);
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
59/85
PART IV
AUDIO PROCESSING
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
60/85
Pembangkitan Sinyal Sinus
%File Name: sin_suara_1.m
%Oleh: Deden, Lab Sinyal, EEPIS
Fs=8000;
t=0:0.001:1.0;
y1=sin(2*pi*852*t);%+sin(2*pi*1209*t);
wavplay(y1,Fs)
plot(t,y1);axis([0 0.2 -1 1]);
title('Sinyal Sinus (f=852 Hz), sampling 8000 Hz')
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
61/85
Membangkitkan Sirine
%File Name:lamp_02.m
%Oleh: Deden
fs=8000;
dt=1/fs;
dur=2.8;
t=0:dt:dur;
psi=2*pi*(100 + 200*t + 500*t.*t);
xx= 7.7*sin(psi);
sound(xx,fs);
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
62/85
Pembangkitan Nada DTMF
Fs=8000;
t=0:0.001:1.5;
y1=sin(2*pi*852*t)+sin(2*pi*1209*t);
y2=sin(2*pi*770*t)+sin(2*pi*1477*t);
y3=sin(2*pi*770*t)+sin(2*pi*1477*t);
y4=sin(2*pi*697*t)+sin(2*pi*1209*t);
y5=sin(2*pi*697*t)+sin(2*pi*1336*t);
y6=sin(2*pi*697*t)+sin(2*pi*1209*t);
y7=sin(2*pi*941*t)+sin(2*pi*1477*t
wavplay(y1,Fs)
wavplay(y2,Fs)
wavplay(y3,Fs)
wavplay(y4,Fs)
wavplay(y5,Fs)
wavplay(y6,Fs)
wavplay(y7 Fs)
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
63/85
Pembangkit Sinyal DOREMI
fs=8000; % frekuensi sampling 8kHzt=0:1/fs:0.25; % panjang not ¼ detik c=sin(2*pi*262*t); % nada cd=sin(2*pi*294*t); % nada de=sin(2*pi*330*t); % nada ef=sin(2*pi*349*t); % nada fg=sin(2*pi*392*t); % nada ga=sin(2*pi*440*t); % nada ab=sin(2*pi*494*t); % nada bc1=sin(2*pi*523*t); % nada Cnol=zeros(size(t)); % spasi kosong
db=[e,e,c,c,e,e,at,at,g,f,f,e,e,e
e,f,f,e,f,f,e,d,c,d,d,c,b,b,b…
c,e,e,c,e,e,e,at,at,g,f,f,e,e,e,e…
e,f,f,e,f,f,f,f,f,f…
e,e,e,c,c,g,g,f,f,f,f,f,f];
sound(db,fs); % mainkan pada fs 8
wavwrite(db,’d:\dragonball.wav’); % si
Sinyal DOREMI Nada Sinyal DOREMI
Mainkan Sinyal
Simpan Nada
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
64/85
Manipulasi Audio
Mainkan audio
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
65/85
normal signal and reversed signal
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
66/85
Membuat Echo
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
67/85
Cutting Audio
$ ffmpeg -ss 00:00:00.00 -t 30 -i
Sistar.mp3 -ab 256k -y Alone-Sistar.wav
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
68/85
E h ith t
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
69/85
Echo with stereo
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
70/85
PART V
IMAGE PROCESSING
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
71/85
INTRODUCTION
I t d ti I P i
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
72/85
Introduction Image Processing
imread()
imshow()
imwrite()
rgb2gray()
imhist() imadjust()
im2bw()
i d
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
73/85
imread
imshow()
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
74/85
imshow()
To show our image, we the imshow() or imagesc(The imshow() command shows an image in standard 8-bit formaappear in a web browser.
The imagesc() command displays the image on scaled axes with thblack and the max value as white.
RGB
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
75/85
RGB
RGB to Gray
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
76/85
RGB to Gray
Histogram
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
77/85
Histogram
imadjust()
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
78/85
imadjust()
im2bw()
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
79/85
im2bw()
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
80/85
blending dan
Negasi
blending dan Negasi
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
81/85
Operasi blending dalam pengolahan citra digital adalah operasi pengabungaatau lebih, yang merupakan penjumlahan dari operasi perkalian ke-dua mskalar.
C = w1.A + w 2 . Bw1 + w 2 = 1
Operasi negasi dalam pengolahan citra digital adalah operasi pengurangan mdengan matriks (citra) sembarang.
C = k – A, k = matriks konstan
Code Matlab Blending
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
82/85
Code Matlab Blending
clear all
clc
gambar1=imread('C:\Users\zhigayina-
zendra\Documents\MATLAB\kuliah\gambar\motor2.jpg' );
gambar2=imread('C:\Users\zhigayina-
zendra\Documents\MATLAB\kuliah\gambar\motor3.jpg' );
w1 = 0.5;
w2 = w1;
gambarblend = immultiply(gambar1,w1);
gambarblend2 = immultiply(gambar2,w2);
hasilblend = gambarblend+gambarblend2;
imshow(hasilblend);
Code Matlab Negasi
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
83/85
Code Matlab Negasi
clear all
clc
macan = imread('C:\Users\zhigayina-zendra\Documents\MATLAB\kuliah\gambar\tahanan.jpg');
k = 200;
Konversi = k-macan;
figure, imshow(Konversi);
Citra asli Citr
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
84/85
8/17/2019 Sistem Digital Lanjut
85/85
TERIMA KASIH
Hidup Itu Bukan Mencari Pilihan Tetapi Tetap Harus Memilih