OPEN ACCESS J. O F INISTA, V OL . 1, N O . 2, PP .020-025, M EI 2019
ISSN : 2622-8106
DOI: 10.20895/ INISTA . V 1 I 2
Journal of Informatics, Information System, Software Engineering and Applications

## Simulasi Penghilangan Noise Pada Sinyal Suara Menggunakan Metode Fast Fourier Transform (FFT)
Muhammad Satria Adhi 1 , Alhamda Adisoka Bimantara 2 , Danang Priambodo 3 , Hanif Muslim Azhar 4 , Apri Junaidi 5
Fakultas Teknologi Industri dan Informatika, Institut Teknologi Telkom Purwokerto Jln. D.I Panjaitan No 128, Purwokerto, Jawa Tengah, Indonesia
1 15102027@st3telkom.ac.id
2 15102007@st3telkom.ac.id
3 15102013@st3telkom.ac.id 4 15102020@st3telkom.ac.id
5 apri.junaidi@gmail.com
Accepted on April 11, 2019

## Abstract
Perekaman  suara  biasa  dilakukan  oleh  beberapa  orang untuk  merekam  suara  tertentu.  Suara  yang  direkam  tersebut biasanya  memiliki  informasi  didalamnya  yang  akan  ditujukan  atau  disampaikan  kepada  banyak  pihak.  Namun,  terdapat adanya  permasalahan  yang  sering  terjadi  ketika  melakukan  perekaman  suara,  yaitu  adalanya noise atau  gangguan  suara yang  menyebabkan  kualitas  dari  hasil  perekaman  suara  kurang  baik. Permasalahan  tersebut  dapat  diatasi  dengan menerapkan  metode Fast  Fourier  Transform untuk  menghilangkan noise yang  terdapat  pada  data  suara  hasil  rekaman. Perhitungan  dari  metode Fast  Fourier  Transform digunakan  untuk  mencari  nilai  rata-rata  dan  nilai  ambang  batas. Selanjutnya  menghilangkan  nilai  yang  berada  dibawah  nilai  ambang  batas  karena  dianggap  sebagai noise. Hasil  dari penelitian ini merupakan  menampilkan sebuah  grafik yang  menunjukkan data suara hasil rekaman sebelum di-filter dan sesudah di-filter.
Keywords: Fast Fourier Transform , Noise, Suara

## I. I NTRODUCTION
P ada  zaman  modern  sekarang  ini  teknologi  sudah  semakin  pesat  berkembang,  berbagai  alat  canggih dibuat  untuk  memenuhi  kebutuhan  manusia.  Setiap  peralatan  elektronik  sekarang  ini  sudah  menggunakan sinyal untuk mengirim dan menerima data. Salah satunya adalah sinyal suara. Sinyal suara banyak digunakan kebutuhan  seperti  berkomunukasi,  merekam  musik, sound  effect,  dan  lain  sebagainya.  Namun  terkadang sinyal suara yang diterima tidak sesuai yang diinginkan seperti suara noise dan putus-putus, gangguan sinyal suara ini bisa terjadi karena cuaca  yang mengganggu sinyal, sinyal terhalang oleh suatu bangunan dan lain- lain.
Untuk  mengurangi  masalah  tersebut,  peneliti  melakukan  penelitian  ini  yang  bertujuan  untuk  mempelajari dan  mensimulasikan  cara  mengolah  sinyal  suara,  yang  nantinya  bisa  digunakan  dalam sebuah microphone agar nantinya sinyal suara yang didapat lebih stabil dan kuat sehingga minim gangguan.
M UHAMMAD S ATRIA A DHI E T . A L . / J. OF INISTA. 2019, 1 (2): 20-25 Simulasi Penghilangan Noise pada Sinyal Suara Menggunakan Metode Fast Fourier Transform (FFT)
Dimana proses dan perancangan program dalam simulasi ini dikerjakan melalui aplikasi MATLAB. Dalam proses  pemfilteran  sinyal  pada  sistem  ini  menggunakan  metode Fast  Fourier  Transform (FFT) sebagai metode  yang  mentransformasikan  sinyal  suara  dalam  domain  waktu  (s)  menjadi  sinyal  suara  dalam  domain frekuensi (Hz).

## II. L ITERATURE R EVIEW
Penelitian tentang “ Audio Watermarking Dengan Menggunakan Metode Fast Fourier Transform (FFT) dan Singular Value Decomposition (SVD )” yang dilakukan oleh Robinzon Pakpahan tentang audio watermarking mennghasilkan  sebuah  rancangan  program  yang  dapat  melakukan  penyisipan  suatu  citra  pada  sebuah  data audio dengan menggunakan Fast Fourier Transform (FFT) dan Singular Value Decomposition (SVD) dengan Quantization  Index  Modulation (QIM) sebagai  metode embedding,  sehingga  dengan  metode tersebut sistem akan memiliki kelebihan terhadap robustness dan kapasitas data  yang dapat disisipkan. Kemudian hasil dari audio Watermarking didapatkan hasil performansi dengan mencapai nilai tertinggi BER 0% pada 5 jenis host audio yang  berbeda,  namun  untuk  nilai  SNR  mencapai  nilai  tertinggi  69db  sehingga  hasil audio ter- Watermark maksimal, dan untuk nilai SSIM mencapai nilai maksimal [1].
Nanda Pradipta melakukan penelitian berjudul Implementasi Algoritma Fast Fourier Transfrom (FFT) pada Digital Signal Processor (DSP) TMS320C542. DSP atau Digital Signal Processor merupakan salah satu tipe dari mikroprosesor yang mempunyai kemampuan yang relatif besar dengan kecepatan yang relatif tinggi. DSP digunakan di berbagai produk elektronika, misalnya telepon selular dan modem.  Salah satu aplikasi dari DSP adalah untuk membuat algoritma Fast Fourier Transform (FFT). Fast Fourier Transform (FFT) merupakan metode perhitungan Dicrete Fourier Transform (DFT) yang sangat efisien sehingga akan mempercepat proses perhitungan  DFT.  Penelitian  ini  bertujuan  mengimplementasikan  algoritma Fast  Fourier  Transform (FFT) pada Digital  Signal  Processor TMS320C542  menggunakan  DSP Starter  Kit, DSKplus.  Program  utama algoritma FFT terdiri dari proses pembalikan bit, algoritma kupu-kupu dan perhitungan magnitude. Program utama ini juga memanggil file inisialisasi berekstensi .asm yang telah dibuat yaitu inisialisasi vektor interupsi, inisialisasi AIC, dan inisialisasi koefisien twiddle. Program perhitungan FFT ini menggunakan algoritma FFT radiks-2  dengan  metode  DIT.  hasil  implementasi  telah  sesuai  dengan  teori,  yaitu  pada  sinyal  sinus  hanya terdapat  frekuensi  fundamental  saja,  sedangkan  pada  sinyal  segitiga  dan  sinyal  kotak  terdapat  frekuensi fundamental dan frekuensi harmonisa yang muncul pada kelipatan ganjil dari frekuensi fundamental [2].
Sipasulta,dkk  melakukan  penelitian  mengenai  pengecekasn  sebuah  sinyal  suara  sehingga  informasi  yang ingin disampaikanhanya dapat diterima oleh tujuan  yang diinginkan oleh user. Dalam melakukan perkaman suara  dibutuhkan  alat  input microphone internal  dari  PC.  Metode  yang  digunakan pada  penelitian  tersebut adalah Fast  Fourier  Transform untuk  mengacak  dan  mentransformasikan sinyal  suara dalam domain waktu menjadi  sinyal  suara  dalam  domain  frekuensi.  Tahap  awal  pada  penelitian  tersebut  adalah  melakukan perekaman  suara.  Setelah  tahap  perekaman  suara  selesai,  selanjutnya  melakukan  pengacakan  sinyal  untuk membuat  informasi  yang  pengguna  kirimkan  tidak  dapat  didengar  oleh  siapapun  selain  tujuan  yang  dituju oleh  pengguna.  Berdasarkan  pengujian  yang  dilakukan  pada  penelitian  tersebut,  sistem yang  dibuat  dapat mengacak  semua  jenis  suara  yang  direkam  dalam  interval  waktu  3  detik.    Hasil  dari  penelitian  ini  adalah sebuah program/sistem yang dijalankan melalui MATLAB [3].
Harahap, dkk melakukan penelitian mengenai Implementasi Teknik Watermarking menggunakan FFT dan Spread  Spectrum  Watermark pada Data  Audio  Digital.  Penelitian  tersebut  dilandasi  sebuah  permasalahan yaitu banyaknya pemalsuan dan penyebaran yang tidak sah terhadap data digital. Sehingga diperlukan sebuah teknologi  yang  dapat  melindungi  hak  cipta  data  multimedia  seperti audio.  Metode  yang  digunakan  dalam penelitian tersebut adalah Fast Fourier Transform. Metode tersebut dapat mengubah data audio asli ke dalam domain  frekuensi  sebelum  dilakukan  proses  penyisipan  watermark  dan  proses  ekstrasi watermark.  Teknik watermarking pada penelitian tersebut menghasilkan Signal-to – Noise Rasio diatas 20 dB dan Bit Error Rate di bawah 5% [4].
M UHAMMAD S ATRIA A DHI E T . A L . / J. OF INISTA. 2019, 1 (2): 20-25 Simulasi Penghilangan Noise pada Sinyal Suara Menggunakan Metode Fast Fourier Transform (FFT)
22

## III. R ESEARCH M ETHOD
Pada  penelitian  ini  terdapat  beberapa  tahapan  yang  akan  dilakukan  oleh  peneliti  dalam  melakukan penelitian sebagai berikut :

## Gambar 1. Tahapan Penelitian
Gambar 1 menunjukkan  alur dari tahapan-tahapan  penelitian  yang  dilakukan  oleh  peneliti,  berikut  adalah penjelasan dari setiap tahapan-tahapan penelitian tersebut.

## 1. Identifikasi Permasalahan
Pada  tahap  awal  penelitian  ini,  peneliti  menemukan  sebuah  permasalahan  mengenai  data  audio. Permasalahan yang sering terjadi pada data audio merupakan adanya noise atau gangguan suara ketika melakukan  perekaman  suara  yang  menyebabkan  turunnya  kualitas  dari  data  suara  yang  dihasilkan. Noise yang  muncul  saat  melakukan  rekaman  suara  biasanya  terjadi  karena  adanya  suara-suara  di lingkungan  sekitar,  angin  yang  terhembus  kearah microphone,  dan  gangguan  suara  lainnya.  Dengan adanya  permasalahan  tersebut,  peneliti  melakukan  penelitian  dengan  tujuan  untuk  menyelesaikan permasalahan adanya noise pada data suara hasil dari rekaman suara dengan metode  yang digunakan pada penelitian ini.

## 2. Pengumpulan Data
Data  yang  dibutuhkan  pada  penelitian  ini  adalah  berupa  data  suara  hasil  rekaman.  Media  yang digunakan  untuk  melakukan  rekaman  adalah  melalui Handphone.  Selain  menggunakan Handphone, peneliti juga menggunakan rekaman menggunakan laptop dengan cara menulis program di MATLAB untuk melakukan perekeman suara. Suara yang sudah direkam kemudia disimpan dalam format wav di folder tertentu. Nantinya hasil rekaman tersebut akan dibaca dengan program di MATLAB untuk diuji.
3. Kebutuhan Perangkat Keras dan Perangkat Lunak
Peneliti  dalam  melakukan penelitian  ini menggunakan  spesifikasi kebutuhan  perangkat  lunak  dan perangkat keras sebagai berikut :
M UHAMMAD S ATRIA A DHI E T . A L . / J. OF INISTA. 2019, 1 (2): 20-25 Simulasi Penghilangan Noise pada Sinyal Suara Menggunakan Metode Fast Fourier Transform (FFT)
23
a. Kebutuhan perangkat lunak
1. Sistem operasi Windows 10 Professional x64 bit
2. Matlab R20016a
b. Kebutuhan perangkat keras
1. HP BW073AX Processor : AMD A12-9720P Quad-Core @ 2.7 Ghz x64
2. RAM 8 GB DDR4 1866 Mhz Single Channel
3. Harddisk 1 TB 5400 RPM

## 4. Perancangan Prototype dan Penerapan Metode Fast Fourier Transform
Tujuan  dari  perancangan prototype ini  adalah  untuk  membuat  sebuah  program  yang  memiliki  fungsi untuk menghilangkan atau meminimalisir noise yang ada pada data suara hasil rekaman. Program pada penelitian ini menerapakan perhitungan Fast Fourier Transform untuk menghilangkan noise.
Fast  Fourier  Transform (FFT)  adalah  suatu  algoritma  yang  digunakan  untuk  menghitung transformasi fourier diskrit dengan cepat dan efisien [3]. Persamaan FFT ditunjukkan pada Persamaan 1 dibawah ini.
(1)
Dimana  s(f)  adalah  sinyal  dalam  domain  frekuensi (frequency  domain),  s(t)  adalah  sinyal  dalam domain waktu  (time domain),  dan  adalah  konstanta dari  nilai  sebuah  sinyal,  f  adalah  frekuensi  dan  t adalah waktu.
M UHAMMAD S ATRIA A DHI E T . A L . / J. OF INISTA. 2019, 1 (2): 20-25 Simulasi Penghilangan Noise pada Sinyal Suara Menggunakan Metode Fast Fourier Transform (FFT)
24
Alur proses pada sistem diawali dengan melakukan perekaman suara menggunakan sistem tersebut. Setelah mendapatkan data suara, selanjutnya data tersebut disimpan di folder tertentu. Data suara hasil rekaman  tersebut  akan  dibaca  oleh  sistem  untuk  dihilangkan noise dengan  menerapkan  perhitungan Fast  Fourier  Transform.  Dari  hasil  perhitungan  tersebut  didapatkan  sebuah  nilai  rata-rata  dan  nilai ambang  batas  atau Threshold.  Selanjutnya  menghilangkan  semua  nilai  yang  berada  dibawah  nilai ambang  batas.  Hal  tersebut  dilakukan  karena  peneliti  beranggapan  semua  nilai  yang  berada  dibawah nilai ambang batas merupakan sebuah noise. Pada tahap akhir, sistem akan menghasilkan sebuah data suara baru yang memiliki kualitas yang lebih baik dibandingkan dengan data suara sebelumnya.

## 5. Pengujian Prototype
Setelah prototype dibuat  dan  dapat  digunakan,  selanjutnya  adalah  melakukan  pengujian  terhadap prototype tersebut. Tujuan dari tahap pengujian ini adalah untuk mengetahui apakah prototype tersebut dapat berjalan dengan baik sesuai dengan yang diharapkan. Apabila sistem berjalan dengan baik, maka sistem  akan  menampilkan  sebuah grafik  data  suara  rekaman  asli  dan  data  suara  hasil  dari penerapan metode Fast Fourier Transform untuk menghilangkan noise.
IV. R ESULTS A ND D ISCUSSION
Tahapan  pertama  yang  dilakukan  pada  penelitian  adalah  mengumpulkan  data  suara  yang  diambil  atau direkam  menggunakan  microphone  pada  handphone  dan  laptop. Sampel  suara  yang  digunakan  pada penelitian ini sebanyak tiga sampel. Sampel tersebut disimpan kedalam file berformat WAV yang kemudian sinyal suara tersebut ditampilkan dalam bentuk grafik pada program MATLAB.

## Gambar 3. Grafik Sampel Suara
Dengan  menggunakan  metode  FFT,  sinyal suara yang  berisi noise tersebut  akan  dihilangkan. Untuk penerapan metode FFT menggunakan fungsi atau perintah yang sudah disediakan oleh MATLAB. Kemudian akan  didapatkan  hasil  berupa  sinyal  suara  yang  telah  dihilangkan noise.  Sinyal  suara  tersebut  ditampilkan dalam bentuk grafik.
Pengujian pertam a dilakukan pada sampel suara yang berbunyi “halo selamat malam semua” dengan noise bunyi mesin kipas angin. Gambar 3 menunjukan sinyal suara sebelum dan sesudah penerapan metode FFT.
M UHAMMAD S ATRIA A DHI E T . A L . / J. OF INISTA. 2019, 1 (2): 20-25 Simulasi Penghilangan Noise pada Sinyal Suara Menggunakan Metode Fast Fourier Transform (FFT)
Dari gambar 4 tersebut dapat dilihat bahwa dilakukan reduksi pada sinyal suara rekaman asli dimana terjadi pengurangan  nilai  frekuensi. Kemudian  dilakukan  pengujian pada  sampel  suara  yang  diambil  pada  kondisi ramai seperti ditunjukkan pada Gambar 5.
Gambar 5. Grafik Hasil Pengujian Sampel 2
Pada  Gambar 5 dapat  dilihat  bahwa  terjadi  perbedaan nilai  frekuensi  yang  sangat  mencolok  setelah dilakukan  penghilangan noise dengan  metode  FFT.  Sebagian noise pada  sampel  tersebut menjadi  agak berkurang dan suara dapat didengar jelas.

## V. Conclusion
Berdasarkan  pengujian  yang  telah  dilakukan  dapat  disimpulkan  bahwa  metode Fast  Fourier  Transform (FFT) dapat diterapkan untuk menghilangkan atau meminimalisir noise pada sinyal suara. Metode FFT dapat menghilangkan noise seperti noise yang disebabkan oleh suara angin dan keramaian.
Pada  penelitian  ini  program  yang  dibuat  masih  sangat  sederhana oleh  karena  itu  diharapkan  penelitian selanjutnya yang mengembangkan program ini lebih lanjut dengan menambahkan fitur-fitur lainnya.

## A CKNOWLEDGMENT
Terima  kasih  sebesar-besarnya  untuk  Bapak  Apri Junaidi,  M.Kom.,  M.Cs selaku  dosen  mata  kuliah Pengenalan Suara yang telah membimbing pada penelitian ini.

## R EFERENCES
[1] R. Pakpahan, R. D. Atmaja, and S. Saidah, “Audio Watermarking Dengan Menggunakan Metode Fast Fourier Transform ( FFT)
Dan Singular Value Decomposition (SVD),” e-Proceeding Eng., vol. 5, no. 2, pp. 2017 – 2022, 2018.
[2] N. Pradipta, “Implementasi Algoritma FFT (Fast Fourier Transform) Pada Digital Signal processor (DSP) TMS320C542,” Universitas Diponegoro, 2014.
[3] R. Y. Sipasulta, A. S. M. L. St, and S. R. U. A. Sompie, “Simulasi Sistem Pengacak Sinyal Dengan Metode FFT ( Fast Fourier Transform ),” E-Journal Tek. Telektro dan Komput., pp. 1 – 9, 2014.
[4] H. Harahap, G. Budiman, and L. Novamizanti, “Implementasi Teknik Watermarking menggunakan FFT dan Spread Spectrum Watermark pada Data Audio Digital,” J. ELKOMIKA, vol. 4, no. 1, 2016.