analisi digital audio watermarking menggunakan

ANALISI DIGITAL AUDIO WATERMARKING MENGGUNAKAN
METODE DISCRETE WAVELET TRANSFORM ( DWT )
SKRIPSI
ALEXANDRO NABABAN
071401050
PROGRAM STUDI S1 ILMU KOMPUTER
DEPARTEMEN ILMU KOMPUTER
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2011
Universitas Sumatera Utara
iii
ANALISIS DIGITAL AUDIO WATERMARKING MENGGUNAKAN
METODE DISCRETE WAVELET TRANSFORM ( DWT )
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana
Komputer
ALEXANDRO NABABAN
071401050
PROGRAM STUDI S1 ILMU KOMPUTER
DEPARTEMEN ILMU KOMPUTER
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2011
Universitas Sumatera Utara
iv
PERSETUJUAN
Judul
Kategori
Nama
Nomor Induk Mahasiswa
Program Studi
Departemen
Fakultas
: ANALISIS DIGITAL AUDIO WATERMARKING
DENGAN MENGGUNAKAN METODE DISCRETE
WAVELET TRANSFORM ( DWT ).
: SKRIPSI
: ALEXANDRO NABABAN
: 071401050
: SARJANA (S1) ILMU KOMPUTER
: ILMU KOMPUTER
: MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA
UTARA
Diluluskan di
Medan,
Komisi Pembimbing
:
Pembimbing 2
Dian Rahmawaty, S. Si, M. Kom
NIP. 198307232009122004
Pembimbing 1
Maya Silvi Lydia, B. Sc, M. Sc
NIP. 197401272002122001
Diketahui/Disetujui oleh
Program Studi S1 Ilmu Komputer
Ketua,
Dr. Poltak Sihombing, M.Kom
NIP. 196203171991031001
Universitas Sumatera Utara
v
PERNYATAAN
ANALISIS
DIGITAL
AUDIO
WATERMARKING
DENGAN
MENGGUNAKAN METODE DISCRETE WAVELET TRANSFORM ( DWT ).
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, 10 September 2011
Alexandro Nababan
071401050
Universitas Sumatera Utara
vi
PENGHARGAAN
Puji syukur saya ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah
memberikan rahmat dan anugerah-Nya, sehingga saya dapat menyelesaikan
penyusunan skripsi ini tepat pada waktunya.
Skripsi ini merupakan salah satu syarat yang wajib diselesaikan guna
meraih gelar Sarjana Komputer pada jurusan S1 Ilmu Komputer Universitas
Sumatera Utara. Adapun judul yang diangkat penulis dalam skripsi ini adalah
Analisis Digital Audio Watermarking Menggunakan Metode Discrete Wavelet
Transform ( DWT ). Tidak dapat dipungkiri bahwa dalam penyelesaian skripsi ini
tidak luput dari camput tangan banyak pihak yang telah memberikan bantuan dan
motivasi bagi penulis. Maka, dalam kesempatan ini, penulis mengucapkan terima
kasih kepada :
1. Ketua Jurusan S1 Ilmu Komputer, Bapak Dr. Poltak Sihombing,
M. Kom. sekaligus selaku dosen penguji pada penyempurnaan skripsi
ini.
2. Ibu Maya Silvi Lydia, B. Sc., M. Sc., selaku pembimbing sekaligus
Sekretaris Jurusan S1 Ilmu Komputer,serta Ibu Dian Rachmawati,
S. Si, M. Kom., yang telah memberikan panduan dan penuh
kepercayaan kepada penulis untuk menyelesaikan skripsi ini.
3. Bapak Ir. Arman Sani, M. T. Selaku dosen penguji yang telah
memberikan panduan ringkas, padat, dan profesional kepada penulis
guna menyempurnakan skripsi ini.
4. Dekan dan Pembantu Dekan Fakultas MIPA beserta para pegawai/staf
S1 Ilmu Komputer.
5. Keluarga tercinta, Ayahanda Hasiholan Nababan dan Ibunda Norberta
Samosir, S. Pd, serta adik – adik saya yang saya sayangi Heryanto
Nababan, Andi Owen Nababan, dan Yunita Nababan yang selalu
memberikan doa, dukungan, perhatian, kasih sayang yang tulus,
Universitas Sumatera Utara
vii
pengorbanan yang tidak ternilai harganya serta dukungan moril dan
materil selama kehidupan penulis.
6. Sahabat – sahabat terbaik, David Roberto Siburian, Indra Purba,
Souchi Juneda, Febriza Aditya Pratama, dan Nurizka Siregar yang
selama ini telah berbagi doa, semangat, suka maupun duka dengan
penulis.
7. Teman – teman seperjuangan, mahasiswa S1 Ilmu Komputer stambuk
2007 secara khusus Sovi Khadifa, Sari Juita, Widya Astika, Syaulina
Azmi, Alfi Albar Lubis, Alam P. Simatupang, Dely Utari, yang telah
banyak berbagi ilmu, memberikan bantuan, saran, kritikan, semangat,
inspirasi, dukungan serta mewarnai kenangan selama masa kuliah yang
tak akan terlupakan bagi penulis.
8. Semua pihak yang terlibat langsung ataupun tidak langsung yang tidak
dapat penulis ucapkan satu per satu yang telah membantu penyelesaian
skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa dalam penyelesaian skripsi ini masih jauh dari
sempurna. Untuk itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang
membangun guna menyempurnakan di masa mendatang.
Akhirnya penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi
pribadi penulis, keluarga, masyarakat, dan negara.
Medan, 25 Oktober 2011
Penulis
Universitas Sumatera Utara
viii
ABSTRAK
Watermarking adalah cara penyembunyian pesan rahasia yang disisipkan kedalam
suatu media / file, yang dimaksudkan untuk melindungi sebuah karya cipta
terhadap penyalahgunaan atau penggunaan secara ilegal (pembajakan).
Perkembangan watermarking sudah sangat pesat, ditandai dengan adanya
berbagai metode watermarking , salah satunya metode Discrete Wavelet
Transform ( DWT ) yang merupakan pengembangan dari seri wavelet. Dalam
metode ini, audio file akan didigitalisasi terlebih dahulu dan akan dilakukan
sampling terhadap suatu file audio lalu mengalami proses dekomposisi untuk
setiap matriks dengan filter Haar setelah dikonversikan kedalam bentuk
hexadecimal, lalu melalui proses rekonstruksi dengan filter low pass filter dan
high pass filter. Hingga akhirnya dilakukan penyisipan terhadap suatu pesan.
Setelah berkas audio di-watermarking akan dilakukan berbagai pengujian, salah
satunya dengan pengujian SNR ( Signal to Noise Ratio ) untuk melihat berapa
besar pengaruh noise terhadap file akhir ter-watermarking. Juga dilakukan
pengujian terhadap responden untuk mengetahui tingkat imperceptibility oleh alat
indra manusia terhadap berbagai file audio yang ter-watermarking.
Kata Kunci :
watermarking, hak cipta intelektual , Discrete Wavelet
Transform (DWT), digitalisasi, tapis pererata bawah,
tapis pererata atas, SNR ( Signal to Noise Ratio ),
imperceptibility
Universitas Sumatera Utara
ix
DIGITAL AUDIO WATERMARKING ANALYSIS BASED ON
DISCRETE WAVELET TRANSFORM ( DWT ) METHOD
ABSTRACT
Watermarking is a way of hiding a secret message by inserted into a media / file,
which is intended to protect a copyrighted work against misuse or illegal use
(piracy). The development of watermarking has been very rapid, marked by a
variety of watermarking methods, one method of Discrete Wavelet Transform
(DWT) which is the development of wavelet series. In this method, the audio files
will be digitized first and sampling will be conducted on an audio file and then
undergo a process of decomposition for each matrix with Haar filters after
conversion into hexadecimal form, and then through the process of reconstruction
to filter low pass filter and high pass filters. Until finally the insertion of a
message. After in-watermarking audio files will be a variety of testing, one of
them by testing the SNR (Signal to Noise Ratio) to see how big the influence of
noise on the final file was watermarking. Also conducted tests to determine the
level of the respondents imperceptibility by means of human senses to various
audio files that were watermarking..
Keyword :
watermarking, intellectual property rights, Discrete Wavelet
Transform, matrix, Haar filter, SNR ( Signal to Noise Ratio.
Universitas Sumatera Utara
x
DAFTAR ISI
Halaman
Persetujuan
Pernyataan
Penghargaan
Abstrak
Abstract
Daftar Isi
Daftar Tabel
Daftar Gambar
ii
iii
iv
vi
vii
viii
x
xi
Bab 1 Pendahuluan
1.1 Latar Belakang
1.2 Rumusan Masalah
1.3 Batasan Masalah
1.4 Tujuan Penelitian
1.5 Manfaat Penelitian
1.6 Metodologi Penelitian
1.7 Sistematika Penulisan
1
2
3
3
3
3
6
Bab 2 Tinjauan Pustaka
2.1 Dasar Audio
2.2 Tipe Digital Audio
2.3 Format Wave ( wav )
2.3.1 Spesifikasi Wa
2.3.2 Struktur File Wav
2.3.3 Header File Wav
2.3.4 Chunk File Wav
2.3.5 Chunk Format
2.3.6 Chunk Data
2.4 Format WAVE PCM
2.5 Watermarking
2.5.1 Metode Watermarking
2.5.2 Aplikasi Watermarking
2.5.3 Trade-off Watermarking
2.6 Domain Penerapan Watermarking
2.6.1 Watermarking Pelabelan Hak Cipta
2.7 Proses Watermarking
2.7.1 Teknik Watermarking dengan RSPPMC
2.8 Transformasi Sinyal
2.8.1 Metode Discrete Cosine Transform
7
11
12
12
13
14
15
15
16
19
19
19
22
22
23
23
26
29
32
33
Universitas Sumatera Utara
xi
2.9
Wavelet
2.9.1 Transformasi Wavelet
2.9.1.1 Continue Wavelet Transform
2.9.1.2 Discrete Wavelet Transform
2.9.1.3 Multi Level Wavelet Transform
34
34
35
36
37
Bab 3 Analisis
3.1 Analisis
3.1.1 Analisis File Wav
3.2 Dekomposisi ( Decomposition )
3.3 Penyisipan
3.4 Rekonstruksi
3.5 Ekstraksi ( Extraction )
3.6 Rekonstruksi dari hasil Ekstraksi
3.7 Flowchart Sistem
38
38
41
46
48
52
55
59
Bab 4 Implementasi dan Pengujian
4.1 Implemenatasi
4.2 Pengujian
4.2.1 Pengujian I
4.2.2 Pengujian II
4.2.3 Pengujian III
4.2.4 Pengujian IV
4.2.5 Pengujian V
4.2.5 Pengujian VI
4.2.6 Perbandingan Hasil Koreksi dan Hasil Kuesioner
61
62
62
63
63
64
64
65
64
Bab 5 Kesimpulan dan Saran
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran
67
67
Daftar Pustaka
Lampiran
68
Universitas Sumatera Utara
xii
DAFTAR TABEL
Halaman
2.1 Frekuensi sample dan kualitas suara
10
2.2 Nilai Jenis Chunk RIFF
14
2.3 Format Chunk RIFF
15
2.4 Nilai-Nilai Chunk Format File WAV
16
2.5 Format Data Chunk
16
3.1 Nilai Amplitudo Audio
40
3.3 Tabel ASCII
47
4.1 Perbandingan File Host dan Pesan
64
Universitas Sumatera Utara
xiii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
2.9
2.10
2.11
2.12
2.13
2.14
2.15
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
3.10
3.11
3.12
3.13
3.14
3.15
3.16
3.17
3.18
3.19
3.20
3.21
3.22
3.23
3.24
Konversi Sinyal Analog ke Digital
Konversi Sinyal Digital ke Analog.
Format File WAVE
Struktur Chunk RIFF
Format File Audio WAVE
Intepretasi File Audio WAVE
Watermarking Image
Trade-Off Watermarking
Perbedaan Watermarking
Proses Watermarking
Proses Ekstrak dengan Data Asli
Proses Ekstrak tanpa Data Asli
Jenis Label pada saat Watermarking
Hasil Verifikasi Watermarking dengan kuantisasi
Faktor Skala Wavelet
Data File Audio WAVE Dalam Hexa
Representasi Nilai Amplitudo Audio
Matriks Nilai Sample Audio Host
Matriks Transformasi Haar
Matriks Transformasi filter Haar
Matriks Filter Dekomposisi Haar
Matriks Hasil Perkalian Dengan Filter Dekomposisi Haar
Matriks D2
Matriks D3
Matriks Hasil Perkalian Dengan Filter Dekomposisi Haar
Matriks D4
Matriks D5
Matriks D6
Matriks D6 Penyisipan
Matriks Sample Audio Terkonstruksi
Matriks Filter Low Pass dan High Pass
Perkalian Matriks Filter Low Pass dan High Pass
Matriks Audio Hasil Rekonstruksi
Perkalian Matriks Filter Low Pass dan High Pass
Matriks Audio Hasil Rekonstruksi
Matriks Hasil Rekonstruksi
Matriks Data Audio Asli Ekstraksi
Matriks Filter Dekomposisi Haar Ekstraksi
Matriks Hasil Perkalian Dengan Filter Haar Ekstraksi
8
9
13
14
17
18
20
22
25
26
27
28
28
30
35
39
40
41
42
42
43
43
43
44
44
45
45
46
48
48
49
49
50
50
51
51
52
52
53
Universitas Sumatera Utara
xiv
3.25
3.26
3.27
3.28
3.29
3.30
3.31
3.32
3.33
3.34
3.35
3.36
4.1
4.2
4.3
Matriks D2 Ekstraksi
Matriks D3 Ekstraksi
Matriks Hasil Perkalian Dengan Filter Dekomposisi Haar Ekstraksi
Matriks D5 Ekstraksi
Matriks D6 Ekstraksi
Matriks Sample audio Terkonstruksi
Perkalian Matriks Filter Low Pass dan High Pass
Matriks Audio Hasil Rekonstruksi
Perkalian Matriks Filter Low Pass dan High Pass
Matriks Audio Hasil Rekonstruksi
Matriks Nilai Sample Audio Host
Flowchart Proses Watermarking Metode DWT
Pesan Proses Membaca file Audio wav
Pesan Proses Selesai
Audio yang telah selesai di-watermarking
53
54
54
55
55
56
56
57
57
58
58
59
59
59
60
Universitas Sumatera Utara