5 Universitas Muhammadiyah Riau

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pupuk

Pupuk merupakan salah satu sumber nutrisi utama yang diberikan pada

tumbuhan. Dalam proses pertumbuhan, perkembangan dan proses reproduksi

setiap hari tumbuhan membutuhkan nutrisi berupa mineral dan air. Nutrisi yang

dibutuhkan oleh tumbuhan diserap melalui akar, batang dan daun. Nutrisi tersebut

memiliki berbagai fungsi yang saling mendukung satu sama lainnya dan menjadi

salah satu komponen penting untuk meningkatkan produktivitas pertanian

(Nurfitriana, 2013).

2.1.1 Pupuk Subsidi

Pupuk subsidi merupakan salah satu jenis subsidi pemerintah yang masih

dipertahankan dalam rangka peningkatan kedaulatan pangan nasional yang

nilainya terus mengalami peningkatan setiap tahunnya. Anggaran subsidi pupuk

tahun 2016 sebesar Rp 30,06 triliun yang hanya dialokasikan untuk pembayaran

subsidi tahun berjalan, merupakan anggaran yang cukup besar karena

berkontribusi 37,4% dari nilai total subsidi non energi yang sebesar Rp 80,41

triliun. Kebijakan subsidi pupuk sejak pertama kali ditetapkan di sekitar tahun

1970-an terus mengalami penyempurnaan hingga ditetapkannya subsidi pupuk

dengan sistem distribusi tertutup saat ini. Bisnis proses subsidi pupuk, meliputi

perencanaan, produksi, distribusi, konsumsi dan pengawasan pupuk bersubsidi.

Beberapa hasil penelitian menunjukkan bahwa kebijakan subsidi pupuk yang

sudah berjalan lebih dari 50 tahun terakhir masih banyak masalah. Mengingat

pentingnya pupuk subsidi dalam meningkatkan ketahanan pangan nasional,

pemerintah menyatakan pupuk bersubsidi sebagai barang dalam pengawasan

(Zulaiha, 2018).

2.1.2 Pupuk Non-Subsidi

Pupuk non-subsidi adalah pupuk yang diperdagangkan secara bebas dan

tidak dalam pengawasan pemerintah. Pupuk non-subsidi dapat dibeli sesuai

kebutuhan luas lahan dalam jumlah yang tidak dibatasi di dalam pembelian

pupuk. Ada beberapa jenis pupuk non-subsidi yaitu NPK Kebomas, NPK Pelangi,

NPK MutiaraYara Mila, NPK Kujang, Urea Daun Buah, dan Urea Pusri, Urea

6

Universitas Muhammadiyah Riau

Kujang, KCL Mahkota, KCL Petrokimia Gresik, KCL Belarusia, dan lain

sebagainya.

2.2 Laser Speckle Imaging (LSI)

Laser Speckle Imaging (LSI) adalah teknik yang berguna untuk karakterisasi

penyebaran dinamika partikel dengan resolusi spasial dan temporal yang tinggi,

akan tetapi pemrosesan gambar lambat. Keuntungan dari pencitraan kontras laser

speckle telah menciptakan minat yang cukup besar dalam aplikasinya untuk

mempelajari intusi perfusi darah seperti retina dan korteks telah di eksplorasi

menggunakan pencitraan kontras laser speckle. Kemampuan pencitraan spasial

dan temporal yang tinggi dari pencitraan kontras bintik sangat berguna untuk studi

perfusi permukaan di korteks serebral karena perfusi bervariasi antara daerah kecil

ruang dan dengan interval waktu yang singkat (Tom, 2008).

2.2.1 Pola Spekel

Ketika permukaan kasar optik diterangi dengan cahaya yang memiliki

tingkat koherensi tinggi seperti yang berasal dari laser, cahaya yang tersebar

menyajikan distribusi intensitas tertentu, membuat permukaan tampak tertutup

dengan struktur granular yang halus. Struktur ini terdiri dari titik – titik gelap dan

terang dari berbagai bentuk variabel dan didistribusikan secara acak, seperti yang

ditunjukkan pada Gambar 2.1. Distribusi intensitas tersebut, yang juga dapat

diamati ketika cahaya koheren menyebar melalui media yang menyajikan variasi

acak dalam indeks biasnya, dikenal sebagai pola spekel.

Gambar 2.1 Pola Spekel

(Sumber : Rabal, 2009 )

7

Universitas Muhammadiyah Riau

Pola bercak mengisi ruang di sekitar medium difusif, sehingga mereka dapat

didaftarkan dengan menempatkan pelat fotografi atau detektor CCD pada jarak

tertentu dari objek. Untuk memanggil pola-pola spekel yang diperoleh dari

propagasi ruang bebas dari bintik-bintik obyektif cahaya, pola-pola yang

diperoleh di bawah kondisi pembentukan citra disebut sebagai speckle subyektif

(Rabal, 2009).

2.2.2 Kontras Spekel

Cahaya koheren terkolimasi dengan panjang gelombang menyinari

permukaan kasar. Rata-rata panjang gelombangnya jauh lebih kecil dari rata-rata

Gambar 2.2 Pembentukan pola spekel : (a) pemantulan sinar koheren oleh

permukaan kasar. (b) transmisi sinar koheren oleh benda tembus cahaya. (c)

formasi gambar dari permukaan kasar

(Sumber : Rabal, 2009)

8

Universitas Muhammadiyah Riau

tinggi permukaan yang disinari. Sebagian besar bahan memiliki panjang

gelombang optik sekitar 0,5 m. Karena tinggi permukaan bervariasi secara acak,

gelombang kecil akan terpantul dari permukaan dan juga menimbulkan distribusi

fase acak (Gambar 2.2a). Semua gelombang kecil ini akan berinterferensi pada

suatu titik dalam ruang P (x, y, z). Situasi yang sama juga terjadi ketika sebuah

difusser (ground glass) disinari oleh cahaya koheren seperti yang ditunjukkan

pada Gambar 2.2b.

Pengamatan spekel dilakukan dengan menggunakan konfigurasi sistem

optik yang benar, agar memiliki fungsi penyebaran titik yang cukup luas untuk

menjamin bahwa banyak wilayah objek yang saling tumpang tindih pada bidang,

seperti pada Gambar 2.2c. Bidang cahaya pada titik P (x, y, z) dalam pola spekel

merupakan jumlah dari sejumlah besar N komponen yang mewakili kontribusi

dari semua titik hamburan pada permukaan. Standar deviasi pola spekel

terpolarisasi sama dengan nilai rata-rata intensitas (Rabal, 2009).

2.3 Jaringan Saraf Tiruan (JST)

2.3.1 Definisi Jaringan Saraf Tiruan (JST)

Jaringan Saraf Tiruan (JST) adalah sistem pemroses informasi yang

memiliki karakteristik mirip dengan jaringan saraf biologi (Siang, 2005). JST

dibentuk sebagai generalisasi model matematika dari jaringan saraf biologi,

dengan asumsi bahwa:

a. pemrosesan informasi terjadi pada banyak elemen sederhana (neuron).

b. sinyal dikirimkan diantara neuron melalui penghubung-penghubung.

c. penghubung antar neuron memiliki bobot yang akan memperkuat atau

memperlemah sinyal.

d. Untuk menentukan output, setiap neuron menggunakan fungsi aktivasi

(biasanya bukan fungsi linier) yang dikenakan pada jumlahan input yang

diterima. Besarnya output ini selanjutnya dibandingkan dengan suatu batas

ambang.

Jaringan Saraf Tiruan ditentukan oleh 3 hal :

a. Pola hubungan antar neuron (disebut arsitektur jaringan)

b. Metode untuk menentukan bobot penghubung.

c. Fungsi aktivasi

9

Universitas Muhammadiyah Riau

2.3.2 Pemodelan Jaringan Saraf Tiruan (JST)

Jaringan saraf terdiri atas beberapa neuron dan ada hubungan antara

neuron– neuron tersebut. Neuron adalah sebuah unit pemroses informasi yang

menjadi dasar pengoperasian jaringan saraf tiruan. Saraf adalah se buah unit

pemroses informasi dengan tiga elemen dasar yaitu :

a. Satu set link yang terhubung.

b. Sebuah penjumlah untuk menghitung besarnya penambahan pada sinyal

masukan.

c. Sebuah fungsi aktivasi untuk membatasi banyaknya keluaran pada saraf

Sebagian besar jaringan saraf melakukan penyesuaian bobot–bobotnya

selama menjalani pelatihan.

2.4 Backpropagation

Backpropagation adalah salah satu metode dari jaringan saraf tiruan yang

dapat diaplikasikan dengan baik dalam bidang peramalan (forecasting).

Backpropagation melatih jaringan untuk mendapatkan keseimbangan antara

kemampuan jaringan mengenali pola yang digunakan selama training serta

kemampuan jaringan untuk memberikan respons yang benar terhadap pola

masukan yang serupa namun tidak sama dengan pola yang dipakai selama

pelatihan (Siang, 2005).

Backpropagation memiliki beberapa unit yang ada dalam satu atau lebih

layar tersembunyi (Siang, 2005). Gambar 2.3 adalah arsitektur Backpropagation

dengan buah masukan (ditambah sebuah bias), sebuah layar tersembunyi yang

terdiri dari unit (ditambah sebuah bias), serta buah keluaran. merupakan

bobot garis dari unit masukan ke unit layar tersembunyi ( 0 merupakan

bobot garis yang menghubungkan bias di unit masukan ke unit layar tersembunyi

). merupakan bobot dari layar tersembunyi ke unit keluaran ( 0

merupakan bobot dari bias dilayar tersembunyi ke unit keluaran ) (Azizi, 2013).

Pelatihan Backpropagation dilakukan untuk meminimumkan kuadrat

kesalahan rata-rata (MSE = Mean Square Error). Metode paling sederhana untuk

merubah bobot adalah metode penurunan gradien (gradient descent). Bobot dan

bias diubah pada arah dimana untuk kerja fungsi menurun paling cepat, yaitu

dalam arah negatif gradiennya.

10

Universitas Muhammadiyah Riau

Gambar 2.3 Arsitektur Backpropagation

(Sumber : Siang, 2005)

2.5 MATLAB (Matrix Laboratory)

MATLAB merupakan perangkat lunak yang digunakan untuk pemograman,

analisis dan komputasi teknis dan matematis berbasis matriks. MATLAB didesain

untuk menyelesaikan masalah – masalah persamaan aljabar linier. Matlab dapat

dioperasikan pada sistem operasi Windows, Linux, maupun macOS. Selain itu

MATLAB juga bisa dihubungkan dengan aplikasi atau bahasa pemograman

eksternal lainnya, seperti C, Java, NET, dan Microsoft excel. Dalam MATLAB

tersedia pula kotak kakas (toolbox) yang dapat digunakan untuk aplikasi – aplikasi

khusus seperti pengolahan sinyal, sistem kontrol, logika fuzzy, jaringan saraf

tiruan, optimasi, pengolahan citra digital, bioinformatika, simulasi dan berbagai

teknologi lainnya. MATLAB juga memiliki keunggulan lainnya, seperti analisis

dan eksplorasi data, pengembangan algoritma, pemodelan dan simulasi,

visualisasi plot dalam bentuk 2D dan 3D, hingga pengembangan aplikasi antar

muka grafis Graphical User Interface (GUI) ( Ttolleng, 2017).

2.6 Graphical User Interface (GUI)

GUI adalah tipe antarmuka yang digunakan oleh pengguna untuk

berinteraksi dengan sistem operasi melalui gambar-gambar grafik, ikon, menu,

dan menggunakan perangkat penunjuk ( pointing device) seperti mouse atau track

ball. Elemen-elemen utama dari GUI bisa diringkas dalam konsep WIMP

(window, icon, menu, pointing device) (Mauladi 2016). Beberapa pembagian

bentuk dari GUI sebagai berikut:

11

Universitas Muhammadiyah Riau

1. Head Up Display System Head Up Display (HUD) adalah suatu tampilan

yang transparan dimana dia menampilkan data tanpa mengharuskan si user

untuk melihat ke arah yang lain dari sudut pandang biasanya. Asal nama dari

alat ini yaitu pengguna dapat melihat informasi dengan kepala yang terangkat

(head up) dan melihat ke arah depan dari pada melihat ke arah bawah bagian

instrumen. Walaupun HUD dibuat untuk kepentingan penerbangan militer,

sekarang HUD telah digunakan pada penerbangan sipil, kendaraang bermotor

dan aplikasi lainnya.

2. Tangible User Interface Tangible User Interface (TUI), merupakan suatu

antarmuka yang memungkinkan seseorang bisa berinteraksi dengan suatu

informasi digital lewat lingkungan fisik. Salah satu perintis TUI ialah Hiroshi

Ishii, seorang profesor di Laboratorium Media MIT yang memimpin Tangible

Media Group. Pandangan yang istimewanya untuk tangible UI disebut

tangible bits, yaitu memberikan bentuk fisik kepada informasi digital

sehingga membuat bit dapat dimanipulasi dan diamati secara langsung.

3. Computer Vision Computer Vision yaitu suatu ilmu pengetahuan dan

teknologi dari mesin yang melihat.Computer vision dimanfaatkan juga untuk

membangun teori kecerdasan buatan yang membutuhkan informasi dari citra

(gambar) yang ditangkap dalam berbagai bentuk seperti urutan video,

pandangan dari kamera yang diambil dari berbagai sudut dan data multi

dimensi yang didapatkan dari hasil pemindaian (scan) medis. Computer

vision juga berusaha untuk mengintegrasikan model dan teori untuk

pembangunan sistem visi komputer.

4. Browsing Audio Data Browsing Audio Data merupakan metode browsing

jaringan yang digunakan untuk browsing video / audio data yang ditangkap

oleh sebuah IP kamera. Jaringan video / audio metode browsing mencakupi

langkah-langkah sebagai berikut : Menjalankan sebuah program aplikasi

komputer lokal untuk mendapatkan kode identifikasi yang disimpan dalam

kamera IP Transmisi untuk mendaftarkan kode identifikasi ke DDNS

(Dynamic Domain Name Server) oleh program aplikasi Mendapatkan kamera

IP pribadi alamat dan alamat server pribadi sehingga pasangan IP kamera dan

kontrol kamera IP melalui kamera IP pribadi alamat dan alamat server pribadi

compile ke layanan server melalui alamat server pribadi sehingga untuk

12

Universitas Muhammadiyah Riau

mendapatkan video / audio data yang ditangkap oleh kamera IP, dimana

server layanan menangkap video / audio data melalui Internet. Sebagai

kemajuan teknologi jaringan, semakin banyak diterapkan jaringan produk

yang dibuat- buat terus-menerus. Salah satu yang paling umum diterapkan

jaringan yang dikenal adalah produk kamera IP, yang dapat menampilkan isi

(video / audio data) melalui Internet. Kamera IP biasanya terhubung ke

jaringan melalui router, dan memiliki sebuah IP (Internet Protocol) address

setelah operasi sambungan.

5. Speech Recognition Sistem ini dipakai untuk mengubah suara menjadi

tulisan, dengan pengenal suara otomatis (automatic speech recognition) atau

pengenal suara komputer (computer speech recognition) dengan sistem tadi

komputer dapat mendeteksi sebuah suara yang mana dari suara tadi akan di

ubah menjadi tulisan. Dengan adanya sistem ini user tidak perlu melakukan

pengetikan untuk mengetik suatu kalimat tadi cukup membunyikan kata itu

maka komputer secara otomatis menulis apa yang diucapkan. Dan ini juga

digunakan (voice recognition) yang digunakan untuk mengidentifikasi siapa

yang membunyikan kata itu saat user berbicara jadi suara user akan dikenali

berasal dari siapa dengan alat ini dan Istilah “Speech Recognition” digunakan

untuk mengidentifikasi apa yang diucapkan oleh user. User interface pada

penelitian ini fokus pada kategori computer vision.