Agar Derau Tidak Mengganggu

BERBICARA melalui telepon di tengah bunyi bising, semisal di pinggir jalan yang padat kendaraan, tentu tidak mengenakkan. Bunyi mesin dan klakson akan mengganggu bahkan kadang menenggelamkan suara ucapan. Nah, Muhammad Fahreza dan beberapa mahasiswa Teknik Elektro Institut Teknologi Bandung mendesain chip yang mampu menghilangkan derau pada perangkat elektronik penerima suara.

Berbekal sejumlah papan FPGA (field programmable gate array) jenis Altera Cyclone II DE2-70 yang dipinjam dari kampus, Reza bersama Muhammad Firmansyah Kasim dan Fadhli Zakiy mendesain perangkat ini sejak Oktober tahun lalu. Di laboratorium praktikum sistem digital, papan FPGA biasa dipakai untuk menguji desain chip sebelum diproduksi dalam bentuk mini.

Proses desain chip tidak mudah dan butuh waktu lumayan panjang. Dari studi literatur, simulasi software dan hardware, implementasi pada FPGA, hingga integrasi perangkat, memakan waktu sekitar lima bulan. Pada Maret lalu, mereka baru bisa menyelesaikan perangkat tersebut. Tahap yang tersulit, ujar Reza, pada proses akhir. "Bukannya menghilangkan, kami malah membuat derau," katanya.

Cara kerja chip ini cukup rumit. Awalnya alat ini mengubah suara yang masuk secara analog menjadi data digital. Proses ini memanfaatkan perangkat lunak analog to digital converter. Setelah itu, suara digital disaring untuk diteruskan ke fast fourier transform, yang berfungsi sebagai pengubah sinyal suara dari domain waktu ke domain frekuensi. Lalu suara dikonversi dan dihilangkan deraunya menggunakan modul spectral subtraction. Terakhir, suara digital yang bebas derau itu dikembalikan lagi ke suara analog oleh inverse fast fourier transform. Hasilnya: suara jernih tanpa bising.

Derau bisa dibuang karena frekuensinya berbeda dengan gelombang suara manusia. Suara manusia berada pada frekuensi 20-20.000 hertz. Sedangkan derau, semisal bunyi mesin atau kendaraan yang lewat, biasanya berada di atas frekuensi itu.

Meski alur kerjanya panjang, proses penghilangan derau nyatanya berlangsung sangat singkat. Perbedaan waktu dari suara masuk hingga keluar menjadi suara jernih hanya 2,48 mikrodetik. Alhasil, telinga manusia tidak akan merasakan adanya jeda dari proses penjernihan suara tersebut.

Chip itu bisa dipakai di pelbagai perangkat elektronik, dari telepon seluler hingga perangkat yang menggunakan perintah suara. Pada Maret lalu, mereka memboyong temuan ini ke Large Scale Integrated Circuit Design Contest, sebuah lomba desain chip internasional yang diadakan Universitas Ryukyu di Okinawa, Jepang. Hasilnya, tim Reza yang bernama Muhammads in Team menyabet penghargaan Best FPGA Award kategori desain chip yang 90 persen bisa langsung dipakai pada perangkat keras, tapi fungsinya juga bisa dimodifikasi menggunakan perangkat lunak.

Dalam lomba yang sama, tim lain dari ITB bernama Delta Sigma mendapat penghargaan Best Industrial Award untuk kategori desain chip yang 100 persen bisa langsung dipakai pada perangkat keras. Secara prinsip, desain chip kedua tim itu sama, bedanya hanya pada proses kerja dan algoritma. "Kalau yang 100 persen untuk hardware, harus ganti alat untuk pemakaian yang berbeda," ujar Kiki Wirianto, anggota tim Delta bersama Muhammad Arijal dan Anugerah Firdauzi.