Implementasi Metode Median Filtering Dan Kompresi Jpeg Untuk Citra BMP

IMPLEMENTASI METODE MEDIAN FILTERING DAN KOMPRESI J PEG
UNTUK CITRA BMP

SKRIPSI

ZULWITA HARIYATI
101401002

PROGRAM STUDI S1 ILMU KOMPUTER
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014

Universitas Sumatera Utara

IMPLEMENTASI METODE MEDIAN FILTERING DAN KOMPRESI JPEG
UNTUK CITRA BMP

SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas akhir dan memenuhi syarat mencapai gelar

Sarjana Komputer

ZULWITA HARIYATI
101401002

PROGRAM STUDI S1 ILMU KOMPUTER
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014

Universitas Sumatera Utara

ii

PERSETUJ UAN

Judul
Kategori
Nama

Nomor Induk Mahasiswa
Program Studi
Fakultas

: IMPLEMENTASI METODE MEDIAN FILTERING
DAN KOMPRESI JPEG UNTUK CITRA BMP
: SKRIPSI
: ZULWITA HARIYATI
: 101401002
: SARJANA (S1) ILMU KOMPUTER
: ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI
INFORMASI (FASILKOM-TI)
Diluluskan di
Medan, Desember 2014

Komisi Pembimbing

:

Pembimbing 2


Pembimbing 1

Dian Rachmawati S.Si, M.Kom
NIP.198307232009122004

Dr. Mahyuddin, M.IT
NIP. 196712251998021001

Diketahui/Disetujui oleh
Program Studi S1 Ilmu Komputer
Ketua,

Dr. Poltak Sihombing, M.Kom
NIP. 196203171991021001

Universitas Sumatera Utara

iii


PERNYATAAN

IMPLEMENTASI METODE MEDIAN FILTERING DAN KOMPRESI JPEG
UNTUK CITRA BMP

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan,

Desember 2014

Zulwita Hariyati
101401002

Universitas Sumatera Utara

iv


PENGHARGAAN

Alhamdulillahirrabbil’alamin. Puji dan syukur penulis ucapkan atas kehadirat Allah
SWT yang telah memberikan limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis
dapat menyelesaikan skripsi ini sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana
Komputer, Program Studi Ilmu Komputer Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi
Informasi Universitas Sumatera Utara. Shalawat beriring salam penulis juga
persembahkan kepada Nabi Besar Muhammad SAW.

Dengan segala kerendahan hati, pada kesempatan ini penulis menyampaikan
terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu penyelesaian skripsi dengan
judul Implementasi Metode Median Filtering dan Kompresi JPEG untuk Citra BMP.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Bapak Prof. Dr. Syahril Pasaribu, DTMH, MSc(CTM), SpA(K) sebagai Rektor
Universitas Sumatera Utara (USU).

2. Bapak Prof. Dr. Muhammad Zarlis sebagai Dekan Fakultas Ilmu Komputer
dan Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara.


3. Bapak Dr. Poltak Sihombing, M.Kom sebagai Ketua Program Studi S1 Ilmu
Komputer Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi Universitas
Sumatera Utara.

4. Ibu Maya Silvi Lydia, BSc. MSc sebagai Sekretaris Program Studi S1 Ilmu
Komputer Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi Universitas
Sumatera Utara.

5. Bapak Dr. Mahyuddin, M.IT dan Ibu Dian Rachmawati S.Si, M.Kom selaku
dosen pembimbing yang telah memberikan arahan dan motivasi kepada
penulis dalam pengerjaan skripsi ini.

Universitas Sumatera Utara

v

6. Ibu Dr. Elviawaty Muisa ZamZami, S.T, M.T, M.M dan Ibu Maya Silvi Lydia,
BSc. MSc sebagai dosen penguji yang telah memberikan saran dan kritik
kepada penulis dalam penyempurnaan skripsi ini.


7. Seluruh Dosen serta staf Pegawai di Program Studi S1 Ilmu Komputer
Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara.

8. Kedua Orangtua penulis tercinta Ibunda Yurni dan Ayahanda Martias,
Kakanda Rizky Adriani S.Si, Abangda Andika Maulana, dan Abangda Ahmad
Royhan Putra Siregar S.Kom yang telah memberikan do’a, dukungan,
perhatian serta kasih sayang yang tulus serta pengorbanan yang tidak ternilai
harganya.

9. Teman-teman seperjuangan mahasiswa S1-Ilmu Komputer stambuk 2010,
khususnya Annissa Fadilla, Auliza Nanda Nst, S.Kom, Devina, Fanny Fairina,
S.Kom, Nurul Ulfah Primadini, Uswatun Hasanah, dan teman-teman satu
stambuk lain yang telah memberikan motivasi, arahan dan perhatiannya.

10. Abang-abang dan kakak-kakak senior khususnya kakanda Fauzana S, S.Kom
yang menjadi motivasi untuk menyelesaikan penyelesaian skripsi ini.

11. Semua pihak yang terlibat langsung ataupun tidak langsung yang tidak dapat
penulis ucapkan satu per satu yang telah membantu penyelesaian skripsi ini.


Sekali lagi penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang
membantu dalam penyelesaian skripsi ini yang tidak dapat disebutkan satu persatu,
terima kasih atas ide, saran dan motivasi yang diberikan. Semoga Allah SWT
memberikan limpahan karunia kepada semua pihak yang telah memberikan bantuan,
perhatian, kasih sayang serta dukungan kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi
ini.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan karena
kesempurnaan hanyalah milik Allah SWT semata. Oleh karena itu penulis menerima

Universitas Sumatera Utara

vi

kritik dan saran dari semua pihak yang bersifat membangun dan menyempurnakan
skripsi ini. Penulis berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi penulis sendiri pada
khususnya dan pembaca pada umumnya.

Medan,


Desember 2014

Zulwita Hariyati

Universitas Sumatera Utara

viii

Implementation Median Filtering Method and J PEG Compression
for BMP Image

ABSTRACT

Image that captured by digital device often contain the noise. Image that have or do
not have the noise sometimes contain data redundancy that caused image has a large
size and need large storage memory. In this study, image that contain the noise first
filtered with median, then compressed with JPEG to reduce the redundancy of data
and reduce the size of image. The results of the testing system based on the parameters
used to know the image quality of the results obtained by median filter, MSE largest

decline rate is 7.975,9379 and 23.17718 dB PSNR improvement in the salt and pepper
noise with probability 15%. And the results of image compression that has been
filtered obtained the higher level is selected, the image quality will be similar to the
image of the filter but percentage rate ratio decrease. While the smaller level of
quality that is used then the image looks blurry but the percentage ratio and image size
is better.
Keywords : noise, median filtering, JPEG compression.

Universitas Sumatera Utara

vii

ABSTRAK

Citra yang dihasilkan oleh alat digital sering mengandung noise. Citra yang memiliki
ataupun yang tidak memiliki noise terkadang mengandung redundansi data yang
mengakibatkan citra memiliki ukuran yang besar sehingga membutuhkan memori
penyimpanan yang cukup besar. Pada penelitian ini, citra yang bernoise terlebih
dahulu difilter dengan median, lalu dikompresi dengan JPEG untuk mengurangi
redundansi data dan memperkecil ukuran citra. Hasil yang diperoleh dari pengujian

sistem berdasarkan parameter yang digunakan untuk mengetahui kualitas citra hasil
median filter diperoleh tingkat penurunan MSE terbesar yaitu 7.975,9379 serta
peningkatan PSNR 23.17718 dB pada noise salt and pepper dengan probabilitas 15%.
Dan dari hasil kompresi citra yang telah difilter semakin tinggi level quality yang
dipilih maka citra akan semakin mirip dengan citra hasil filter namun tingkat
persentase rasio berkurang. Sementara semakin kecil level quality yang digunakan
maka citra semakin tampak blur tetapi persentase rasio dan ukuran citranya semakin
baik.
Kata kunci : noise, median filtering, kompresi JPEG.

Universitas Sumatera Utara

ix

DAFTAR ISI

Halaman
Persetujuan
Pernyataan
Penghargaan
Abstrak
Abstract
Daftar Isi
Daftar Tabel
Daftar Gambar
Bab 1

Bab 2

ii
iii
iv
vii
viii
ix
xii
xiii

Pendahuluan
1.1 Latar Belakang
1.2 Rumusan Masalah
1.3 Batasan Masalah
1.4 Tujuan Penelitian
1.5 Manfaat Penelitian
1.6 Metode Penelitian
1.7 Sistematika Penulisan

1
3
3
3
4
4
5

Landasan Teori
2.1 Pengenalan Citra
2.1.1 Citra Analog
2.1.2 Citra Digital
2.1.3 Jenis Citra
2.1.3.1 Citra Biner
2.1.3.2 Citra Grayscale
2.1.3.3 Citra Warna (8 bit)
2.1.3.4 Citra Warna (16 bit)
2.1.3.5 Citra Warna (24 bit)
2.1.4 Format File Citra
2.1.4.1 Format File Citra Bitmap
2.2 Noise
2.2.1 Salt and Pepper Noise
2.2.2 Speckle Noise
2.3 Filtering
2.3.1 Median Filtering
2.4 Kompresi
2.4.1 Klasifikasi Teknik Kompresi
2.4.2 Rasio Kompresi
2.4.3 Data Berlebihan (Data Redundancy)
2.4.4 Kompresi JPEG (Joint Photographics Experts Group)
2.5 Matlab (Matrix Laboratory)
2.6 Pengukuran Kualitas Citra

7
7
7
10
10
11
11
12
13
13
14
15
15
16
17
19
20
20
21
22
25
24
25

Universitas Sumatera Utara

x

2.6.1 MSE (Mean Square Error)
2.6.2 PSNR (Peak Signal to Noise Ratio)

25
26

Bab 3 Analisis Dan Perancangan Sistem
3.1 Analisis Sistem
3.1.1 Analisis Masalah
3.1.2 Analisis Persyaratan
3.1.2.1 Kebutuhan Fungsional Sistem
3.1.2.2 Kebutuhan Non-Fungsional Sistem
3.1.3 Analisis Proses
3.1.3.1 Analisis Proses Filtering dengan Metode Median Filter
3.1.3.2 Analisis Proses Kompresi dengan Metode JPEG
3.1.3.2.1 Encoding JPEG
3.1.3.2.2 Decoding JPEG
3.1.4 Use Case Diagram
3.1.4.1 Use Case Generate Noise
3.1.4.2 Use Case Filtering dan Kompresi Citra
3.1.5 Activity Diagram
3.1.5.1 Activity Diagram Proses Generate Noise Citra
3.1.5.2 Activity Diagram Proses Filtering dan Kompresi Citra
3.1.6 Sequence Diagram
3.2 Pseudocode Program
3.2.1 Pseudocode Proses Generate Salt and Pepper Noise
3.2.2 Pseudocode Proses Generate Speckle Noise
3.2.3 Pseudocode Proses Median Filtering
3.3 Flowchart Kompresi JPEG
3.4 Perancangan Sistem
3.4.1 Flowchart Gambaran Umum Sistem
3.4.2 Perancangan Antarmuka Pengguna
Bab 4

Bab 5

Implementasi Dan Pengujian Sistem
4.1 Implementasi Sistem
4.1.1 Tampilan Menu Utama
4.1.2 Tampilan Menu Generate Noise
4.1.3 Tampilan Menu Testing
4.1.4 Tampilan Menu Help
4.2 Pengujian Sistem
4.2.1 Tampilan Proses Generate Noise Citra BMP
4.2.2 Tampilan Proses Median Filtering dan Kompresi JPEG
4.2.2.1 Tampilan Proses Median Filtering
4.2.2.2 Tampilan Proses Kompresi JPEG
Kesimpulan Dan Saran
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran

27
27
28
28
29
30
30
32
32
40
41
42
43
43
44
44
46
46
46
47
48
50
50
50
52

58
58
59
59
60
61
61
64
64
66

69
70

Universitas Sumatera Utara

xi

Daftar Pustaka

71

LAMPIRAN A: Listing Program
LAMPIRAN B: Curriculum Vitae

A-1
B-1

Universitas Sumatera Utara

xii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Format bit citra 8 bit

11

Tabel 2.2 Formasi bit citra 16 bit

12

Tabel 2.3 Matrik untuk median filtering

18

Tabel 2.4 Matrik untuk median filtering setelah diurutkan

19

Tabel 2.5 Matrik hasil median filtering

19

Tabel 3.1 Tabel Matrik citra

30

Tabel 3.2 Tabel Matrik tepi nol

31

Tabel 3.3 Tabel Matrik hasil Median Filter

32

Tabel 3.4 Spesifikasi Use Case Generate Noise

42

Tabel 3.5 Spesifikasi Use Case Filtering dan Kompresi Citra

43

Tabel 4.1 Hasil Perhitungan MSE dan PSNR Citra Bernoise

63

Tabel 4.2 Hasil Median Filter Citra Bernoise

65

Tabel 4.3 Hasil Kompresi JPEG

67

Universitas Sumatera Utara

xiii

DAFTAR GAMBAR

Halaman
Gambar 2.1 Contoh Citra Digital dan Matriks penyusunnya

7

Gambar 2.2 Contoh Citra Raster

9

Gambar 2.3 Contoh Citra Vektor

10

Gambar 2.4 Citra Biner

10

Gambar 2.5 Citra Grayscale

11

Gambar 2.6 Citra 8 bit

12

Gambar 2.7 Citra 16 bit

13

Gambar 2.8 Citra 24 bit

13

Gambar 2.9 Citra sebelum terkena noise salt and pepper

15

Gambar 2.10 Citra setelah terkena noise salt and pepper

15

Gambar 2.11 Citra sebelum terkena noise speckle

16

Gambar 2.12 Citra setelah terkena noise speckle

16

Gambar 2.13 JPEG Encoder Block Diagram

23

Gambar 2.14 JPEG Decoder Block Diagram

24

Gambar 3.1 Diagram Ishikawa analisis masalah sistem

28

Gambar 3.2 Size, Category and amplitude range of DC Differentials

37

Gambar 3.3 JPEG default luma Huffman table for DC coefficient

37

Gambar 3.4 Path zig-zag scanning

38

Gambar 3.5JPEG size, category and amplitude range of AC coefficients

39

Gambar 3.6 JPEG Decoder Diagram

41

Gambar 3.7 Use Case Diagram Sistem

42

Gambar 3.8 Activity Diagram Proses Generate Noise

44

Gambar 3.9 Activity Diagram Proses Filtering dan Kompresi Citra

45

Gambar 3.10 Sequence Diagram

46

Gambar 3.11 Flowchart Kompresi JPEG

50

Gambar 3.12 Flowchart Sistem

51

Gambar 3.13 Perancangan Form Utama

52

Gambar 3.14 Perancangan Form Generate Noise

53

Universitas Sumatera Utara

xiiii

Gambar 3.15 Perancangan Form Testing

55

Gambar 3.16 Perancangan Form Help

57

Gambar 4.1 Tampilan Menu Utama

58

Gambar 4.2 Tampilan Menu Generate Noise

59

Gambar 4.3 Tampilan Menu Testing

60

Gambar 4.4 Tampilan Menu Help

60

Gambar 4.5 Tampilan Kotak Dialog Browse File Citra BMP

61

Gambar 4.6 Tampilan Citra yang akan digenerate

62

Gambar 4.7 Tampilan hasil generate salt and pepper noise dengan probabilitas 5%62
Gambar 4.8 Tampilan hasil generate speckle noise dengan probabilitas 5%

63

Gambar 4.9 Hasil Median Filtering Noise Salt and Pepper 5%

64

Gambar 4.10 Tampilan hasil kompresi JPEG dengan level quality 1

67

Universitas Sumatera Utara