Perancangan dan Analisis Simulasi Sistem Kendali Loudness Musik Digital Adaptif Menggunakan Logika Fuzzy

Latar Belakang. Perkembangan teknologi telah mengubah cara masyarakat mengakses musik, dari media fisik ke layanan streaming digital yang lebih praktis. Musik digital kini banyak dinikmati melalui perangkat audio pribadi seperti headphone dan earphone, yang memungkinkan pengguna mendengarkan musik pada berbagai kondisi lingkungan. Ketika kebisingan lingkungan meningkat, musik yang didengarkan berisiko tertutup secara persepsi oleh kebisingan tersebut, sehingga pengguna cenderung menaikkan volume agar musik tetap terdengar jelas. Kondisi ini menyebabkan pengguna perlu berulang kali menyesuaikan volume secara manual. Penyesuaian volume secara manual juga sering kali kurang praktis dan berpotensi menghasilkan tingkat loudness yang tidak sesuai dengan kondisi lingkungan, sehingga berisiko mengurangi kenyamanan mendengarkan maupun meningkatkan risiko paparan loudness berlebihan. Tujuan. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk merancang sistem kendali yang mampu menyesuaikan loudness musik digital secara adaptif tanpa mengurangi kualitas sinyal maupun meningkatkan risiko paparan loudness berlebihan. Metode. Penelitian ini merancang sistem kendali loudness musik digital adaptif menggunakan FIS tipe Mamdani dengan dua variabel masukan, yaitu loudness musik (−50 hingga −5 LUFS) dan tingkat kebisingan lingkungan (20–100 dB SPL), serta satu variabel keluaran berupa gain adjustment (−6 hingga +6 dB) yang dievaluasi melalui 25 basis aturan dengan metode defuzzifikasi Centroid. Keluaran gain diproses melalui mekanisme Moving Average dan Rate Limiter (±2 dB/detik) sebelum diterapkan pada sinyal audio, kemudian dibatasi menggunakan Limiter pada ambang −1 dB untuk menyediakan margin headroom terhadap batas maksimum sinyal digital (0 dBFS). Sistem diuji pada 15 sampel musik dengan berbagai genre dan loudness melalui simulasi MATLAB Simulink pada lima skenario kebisingan statis dan dinamis. Hasil. Hasil simulasi menunjukkan bahwa sistem menghasilkan penyesuaian gain sebesar −5,0013 dB hingga +4,9856 dB sesuai perubahan kondisi lingkungan, dengan seluruh 75 keluaran tetap berada di bawah 0 dBFS sehingga sinyal masih berada pada batas aman dan tidak mengalami clipping digital. Sebagai analisis tambahan, nilai true peak keluaran juga dibandingkan terhadap ambang −1 dBTP yang direkomendasikan Standar EBU R128. Sebanyak 56 dari 75 hasil pengujian (74,7%) berada pada atau di bawah ambang tersebut, dengan nilai true peak tertinggi sebesar −0,7858 dBTP. Selisih tersebut timbul karena limiter bekerja berbasis sample peak sedangkan true peak memperhitungkan inter-sample peak, bukan dari kegagalan logika kendali gain. Kesimpulan. Hasil tersebut menunjukkan bahwa sistem fuzzy Mamdani yang diusulkan mampu meningkatkan adaptivitas loudness musik digital secara otomatis, sehingga dapat mendukung kenyamanan mendengarkan bagi pengguna dengan tetap menjaga amplitudo sinyal dalam batas aman.