i

DIGITAL WATERMARKING IMAGE DENGAN MENGGUNAKAN DISCRETE

WAVELET TRANSFORM (DWT) DAN SINGULAR VALUE DECOMPOSITION

(SVD) UNTUK COPYRIGHT LABELING

SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Mencapai Gelar Strata Satu

Jurusan Informatika

Disusun Oleh :

NUR ANISAH

M0509050

JURUSAN INFORMATIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2015

ii

iii

iv

MOTTO

“Sesungguhnya Allah tidak akan mengubah nasib suatu kaum kecuali kaum itu sendiri yang

mengubah apa-apa yang ada pada diri mereka”

(Q. S. Ar – Ra’d : 11)

“Sesungguhnya beserta kesulitan ada kemudahan”

(Q. S. Al-Insyirah : 6)

“Ilmu itu lebih baik dari harta, ilmu akan menjagamu sedangkan kamulah yang akan

menjaga harta. Ilmu itu hakim (yang memutuskan segala perkara) sedangkan harta adalah

yang dihakimi. Harta akan berkurang jika dibelanjakan sedangkan ilmu akan bertambah jika

dibelanjakan.”

(Sayyidina Ali bin Abi Thalib)

“Vision without execution is hallucination”

(Thomas Alfa Edison)

“Kesuksesan adalah bisa pergi tidur setiap malam dengan jiwa yang damai”

(Paulo Coelho)

v

PERSEMBAHAN

Kupersembahkan karya ini untuk :

Orangtua terbaik sedunia, Bapak Satimin dan Ibu Suwarni,

Adek-adekku tersayang, Siti Nur Qoyimah dan Siti Nur Na’imah,

Kakakku Mas Ahmad Yusro Arifin, Mbak Dewi Kurniasari serta keponakan tersayang,

Faiza Shakira (Aira),

Teman-teman tersayang, Choco, Dyah, Febri, Lynda, Vera, Atik, Toto, Azis, Bagus,

Serta rekan-rekan Informatika 2009.

vi

KATA PENGANTAR

Assalamu‟alaikum Wr.Wb.

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat

dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi dalam rangka

menyelesaikan pendidikan strata satu Jurusan Informatika UNS yang berjudul ”Digital

Watermarking Image dengan menggunakan Discrete Wavelet Trnasform dan Singular Value

Decomposition (DWT-SVD) untuk Copyright Labeling”. Shalawat serta salam senantiasa

tercurah kepada Rasulullah Muhammad SAW, yang dengan perantaraan dan perjuangan

Beliau-lah, manusia masa kini terbebas dari kebodohan.

Di dalam penyusunan skripsi ini, penulis menyadari bahwa tulisan ini masih jauh dari

kata sempurna apalagi untuk disebut sebagai tulisan berbobot ilmiah. Tetapi penulis sudah

berusaha semaksimal mungkin dalam pengerjaan tulisan ini.

Proses penulisan skripsi ini tidak akan selesai tanpa bantuan dari berbagai pihak. Maka

dari itu, penulis inginmengucapkan terima kasih yang sedalam – dalamnya kepada :

1. Allah SWT, penguasa langit dan bumi ini. Tanpa ijin dan nikmat-Nya, penulis tidak

akan bisa menyelesaikan skripsi ini,

2. Bapak Drs. Bambang Harjito, M.App.Sc, Ph.D selaku Ketua Jurusan Informatika

FMIPA dan pembimbing penulis yang telah memberikan motivasi, bimbingan, dan

pengarahan kepada penulis selama proses pengerjaan skripsi ini,

3. Ibu Esti Suryani, S.Si., M.Kom. selaku pembimbing II penulis yang telah memberi

banyak pengarahan kepada penulis,

4. Ibu Rini Anggrainingsih, S.T.,M.T. selaku Pembimbing Akademik yang selalu

memberi bimbingan akademik selama penulis menempuh studi di Jurusan

Informatika FMIPA UNS,

5. Bapak dan Ibu dosen Jurusan Informatika FMIPA UNS yang telah memberikan

banyak pelajaran kepada penulis selama masa studi penulis.

6. Bapak Satimin dan Ibu Suwarni, yakni orangtua penulis yang tanpa lelah merawat

dan mendidik penulis sejak kecil hingga dewasa, dan memberikan dukungan baik

dukungan materiil maupun spiritual selama penyusunan skripsi ini,

7. Choco, Dyah, Febri, Lynda, Vera, Toto, Azis, Bagus, dan teman-teman Informatika

2009 lainnya yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu, yang telah memberikan

vii

kehangatan dalam kebersamaan selama menempuh studi di Jurusan Informatika

UNS,

8. Semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian penulisan karya tulis ini

yang tidak mungkin penulis sebutkan satu persatu.

Tak ada gading yang tak retak, tak ada karya manusia yang sempurna. Semoga skripsi

ini dapat memberikan manfaat bagi pembaca dalam menambah wawasan dan

mengembangkan ilmu pengetahuan terutama di bidang Informatika.

Wassalamu‟alaikum Wr.Wb.

Surakarta, Agustus 2015

Penulis

viii

DIGITAL WATERMARKING IMAGE DENGAN MENGGUNAKAN DISCRETE

WAVELET TRANSFORM DAN SINGULAR VALUE DECOMPOSITION

(DWT-SVD) UNTUK COPYRIGHT LABELING

NUR ANISAH

Jurusan Informatika. Fakultas MIPA. Universitas Sebelas Maret

ABSTRAK

Penyebaran konten digital yang begitu mudah membuat pemberian identitas pada

konten digital menjadi sangat penting. Konten digital yang tidak beridentitas membuatnya

mudah diklaim oleh pihak yang tidak bertanggungjawab. Watermarking merupakan salah

satu cara pemberian watermark yang mudah dan tanpa merusak konten yang disisipi.

Teknik watermarking pada image digital dilakukan dengan mentransformasikan image

dengan transformasi domain frekuensi Discrete Wavelet Tranform (DWT). Pengolahan image

input seperti cover medium dan watermark sebelumnya diperlukan agar cover medium dapat

disisipi. Pada makalah ini, DWT dipadukan dengan faktorisasi matrik Singular Value

Decomposition (SVD) untuk Copyright Labeling yang bertujuan agar hasil watermarking

lebih robust.

Hasil penelitian menunjukan bahwa teknik watermarking dengan DWT-SVD mampu

menghasilkan watermark yang tahan terhadap beberapa serangan seperti Gaussian Noise,

Salt & Pepper Noise, dan Poisson Noise tetapi tidak tahan terhadap serangan bluring dan

geometrical attacks (rotation dan cropping).

Kata Kunci

Image Digital, Discrete Wavelet Transform, Singular Value Decomposition,

Watermarking

ix

DIGITAL IMAGE WATERMARKING

USING DISCRETE WAVELET TRANSFORM AND

SINGULAR VALUE DECOMPOSITION (DWT-SVD)

FOR COPYRIGHT LABELING

NUR ANISAH

Department of Informatic. Mathematic and Science Faculty.

Sebelas Maret University

ABSTRACT

Digital content which so easy distributed makes the provision of identity on digital

content become very important. Unmarked digital content can be easily claimed by certain

people who di not responsible. Watermarking is one way of giving watermark easily without

damaging the inserted content.

Digital watermarking image technique is done by transforming image with frequency

domain transformation Discrete Wavelet Transform (DWT). Generating watermark

processing needed so cover medium can be inserted. In this paper, DWT is combined with

Singular Value Decomposition (SVD) matrix factorization for copyright labeling so that the

results more robust watermarking.

The results showed that the watermarking technique with DWT-SVD is able to produce

a watermark that is resistant to some attacks such as Gaussian Noise, Speckle Noise and

Noise Poisson but not resistant to bluring attack and geometrical attacks (rotation and

cropping).

Kata Kunci

Image Digital, Discrete Wavelet Transform, Singular Value Decomposition, Watermarking

x

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ............................................................................................... ………………..…………ii

MOTTO................................................................................................................................................... iii

PERSEMBAHAN .................................................................................................................................... v

KATA PENGANTAR ............................................................................................................................ vi

ABSTRAK ............................................................................................................................................ viii

ABSTRACT ............................................................................................................................................ ix

DAFTAR ISI ............................................................................................................................................ x

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................................................ xiii

DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................................................... xiv

PENDAHULUAN .................................................................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ......................................................................................................................... 1

1.2 Perumusan Masalah.................................................................................................................. 2

1.3 Pembatasan Masalah ................................................................................................................ 3

1.4 Tujuan Penelitian...................................................................................................................... 3

1.5 Manfaat Penelitian.................................................................................................................... 3

1.6 Sistematika Penulisan ............................................................................................................... 3

BAB II ...................................................................................................................................................... 5

TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................................................................... 5

2.1 Landasan Teori ......................................................................................................................... 5

2.1.1 Digital Watermarking Image ..................................................................................... 5

2.1.4 Singular Value Decompotition (SVD) .................................................................... 13

2.1.5 Serangan Image terwatermark ................................................................................ 13

2.1.6 Pengukuran Kualitas Image Digital ......................................................................... 15

2.2 Penelitian Terkait ................................................................................................................... 17

2.3 Rencana Penelitian ................................................................................................................. 21

BAB III................................................................................................................................................... 22

METODOLOGI PENELITIAN ............................................................................................................. 22

3.1 Persiapan Data Input .............................................................................................................. 22

xi

3.2 Implementasi Sistem .................................................................................................................... 23

3.2.1 Proses Penyisipan Watermark ................................................................................. 24

3.2.2 Proses Ekstraksi Watermark .................................................................................... 29

3.3 Analisis Hasil dan Evaluasi .......................................................................................................... 32

3.3.1 Peak Signal to Noise Ratio (PSNR) dan Mean Square Error (MSE) ...................... 32

3.3.2 Normalized Correlation Coefficient (NC)................................................................ 33

BAB IV .................................................................................................................................................. 34

HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................................................................................. 34

4.1 Proses Penyisipan Watermark ................................................................................................ 34

4.2 Proses Ekstraksi Watermark ......................................................................................................... 49

4.3 Hasil Ekstraksi Watermark ........................................................................................................... 55

4.4 Analisa Hasil Ekstraksi Watermark pada Berbagai Level Dekomposisi ..................................... 56

4.5 Analisis Hasil Pengujian Ekstraksi Watermark dengan Berbagai Serangan ................................ 58

4.5.1 Gaussian Noise ......................................................................................................... 58

4.5.2 Salt & Pepper Noise ................................................................................................. 60

4.5.3 Poisson Noise ........................................................................................................... 62

4.5.5 Geometrical Attacks ................................................................................................. 63

4.5.6 Blurring .................................................................................................................... 65

BAB V .................................................................................................................................................... 67

KESIMPULAN DAN SARAN .............................................................................................................. 67

5.1. Kesimpulan ................................................................................................................................. 67

5.2. Saran ............................................................................................................................................ 67

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................................................ 68

LAMPIRAN ........................................................................................................................................... 69

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Perbandingan Penelitian Terkait …………………………………………………. 20

Tabel 4.1 Contoh Matriks RGB Cover Medium ……………………………………………. 35

Tabel 4.2 Contoh Matriks RGB Watermark .………………………………………………. 42

Tabel 4.3 Hasil Ekstraksi Image terwatermark……………………………………………... 55

Tabel 4.4 Hasil Pengujian Watermark dengan Berbagai Level Dekomposisi..…………...… 56

Tabel 4.5 Hasil Pengujian Serangan Gaussian Noise ………………………………………. 59

Tabel 4.6 Hasil Pengujian dengan Serangan Salt & Pepper ………………………………... 60

Tabel 4.7 Hasil Pengujian dengan Serangan Poisson Noise ………………………………... 62

Tabel 4.8 Hasil Pengujian dengan Serangan Rotation ……………...………………………. 63

Tabel 4.9 Hasil Pengujian dengan Serangan Cropping …..……………………………….... 65

Tabel 4.9 Hasil Pengujian dengan Serangan Blurring …………………………………….... 66

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Proses Encoding Image digital …………………………………………………..6

Gambar 2.2 Proses Decoding Image Digital …………………………………………………6

Gambar 2.3 Perbedaan Gelombang (wave) dan wavelet ……………………………………..8

Gambar 2.4 Transformasi Wavelet 2D pada Image Digital level 1………………………….11

Gambar 2.5 Skema Transformasi Wavelet pada image digital level 1 dan level 2 ……….... 12

Gambar 3.1 Diagram Tahapan Penelitian ……………...…………………………………….22

Gambar 3.2 Diagram Alir Implementasi Penelitian…………………………………………..23

Gambar 3.3 Diagram Proses Penyisipan Watermark ……………………………………...…25

Gambar 3.4 Diagram Proses Ekstraksi Watermark …………………………………………..30

Gambar 4.1 Tampilan GUI Penyisipan Watermark …………………………….……………48

Gambar 4.2 Tampilan GUI Ekstraksi Watermark ………………………………………….. 53

Gambar 4.3 Tampilan GUI Serangan Watermark ………………………………………….. 54

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Source Code Penyisipan Watermark wmark.m ……………………………… 69

Lampiran 2. Source Code Penyisipan Watermark wmark.m ……………………………… 70

Lampiran 3. Source Code Ekstraksi Watermark ekstraksi.m ……………………………… 72