Perbandingan Kompresi Citra Menggunakan Algoritma Run- Length Encoding Dengan Algoritma Elias Delta Code
PERBANDINGAN KOMPRESI CITRA MENGGUNAKAN
ALGORITMA RUN-LENGTH ENCODING DENGAN
ALGORITMA ELIAS DELTA CODE
SKRIPSI
SAYED HAFITZ
141421041
PROGRAM STUDI EKSTENSI S1 ILMU KOMPUTER
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
PERBANDINGAN KOMPRESI CITRA MENGGUNAKAN ALGORITMA RUNLENGTH ENCODING DENGAN ALGORITMA ELIAS DELTA CODE
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh ijazah Sarjana
Ilmu Komputer
SAYED HAFITZ
141421041
PROGRAM STUDI EKSTENSI S1 ILMU KOMPUTER
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
iii
PERSETUJUAN
Judul
: PERBANDINGAN KOMPRESI CITRA
MENGGUNAKAN ALGORITMA RUN- LENGTH
ENCODING DENGAN ALGORITMA ELIAS
DELTA CODE
Kategori
: SKRIPSI
Nama
: SAYED HAFITZ
Nomor Induk Mahasiswa
: 141421041
Program Studi
: EKSTENSI S1 ILMU KOMPUTER
Fakultas
: ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI
INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA
UTARA
Diluluskan di
Medan,
Komisi Pembimbing :
Pembimbing 2
Pembimbing 1
Herriyance, S.T, M.Kom
NIP. 198010242010121002
M. Andri Budiman, S.T., M.Comp.,S.C.,M.E.M.
NIP. 197510082008011011
Diketahui/disetujui oleh
Program Studi S1 Ilmu Komputer
Ketua,
Dr. Poltak Sihombing, M.Kom
NIP. 196203171991031001
Universitas Sumatera Utara
iv
PERNYATAAN
PERBANDINGAN KOMPRESI CITRA MENGGUNAKAN ALGORITMA RUNLENGTH ENCODING DENGAN ALGORITMA ELIAS DELTA CODE
SKRIPSI
Saya menyatakan bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing-masing telah disebutkan sumbernya.
Medan, September 2016
Sayed Hafitz
141421041
Universitas Sumatera Utara
v
PENGHARGAAN
Dengan mengucapkan puji dan syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat, hidayah
serta karunianya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini, sebagai
syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Komputer pada Program Studi S1 Ilmu
Komputer Universitas Sumatera Utara.
Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada semua pihak yang telah
membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini baik secara langsung maupun tidak
langsung, teristimewa untuk kedua orangtua tercinta, Abah Said Hamid dan Mama Dewi
Rita, kedua saudara tercinta, Abang Sayed Abdurahman dan Kakak Yuhana Endys
Saputeri, dan seluruh keluarga. atas do‟a, dukungan, dan kasih sayang yang telah
diberikan kepada penulis selama ini. Pada kesempatan ini pula penulis ingin
menyampaikan rasa hormat dan terima kasih yang sebesar–besarnya kepada :
1. Bapak Prof. Dr. Runtung Sitepu, S.H., M.Hum selaku Rektor Universitas
Sumatera Utara.
2. Bapak Prof. Dr. Opim Salim Sitompul, M.Si selaku Dekan Fakultas Ilmu
Komputer dan Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Dr. Poltak Sihombing, M.Kom selaku Ketua Program Studi S1 Ilmu
Komputer Universitas Sumatera Utara.
4. Ibu
Dr. Maya Silvi Lydia, M.Sc selaku Sekretaris Program Studi S1 Ilmu
Komputer Universitas Sumatera Utara .
5. Bapak M. Andri Budiman, S.T., M.Comp., S.C., M.E.M. selaku Dosen
Pembimbing I yang telah banyak meluangkan waktunya dan dengan sabar telah
memberikan bimbingan, saran, dan masukan kepada penulis dalam pengerjaan
skripsi ini.
6. Bapak Herriyance, S.T, M.Kom selaku Dosen Pembimbing II dan yang telah
banyak meluangkan waktunya dan dengan sabar telah memberikan bimbingan,
saran, dan masukan kepada penulis dalam pengerjaan skripsi ini.
7. Bapak Prof. Dr. Iryanto, M.Si selaku Dosen Pembanding I yang telah
memberikan kritik dan saran dalam penyempurnaan skripsi ini.
8. Bapak Drs. Agus Salim Harahap, M.Si selaku Dosen Pembanding II yang telah
memberikan kritik dan saran dalam penyempurnaan skripsi ini.
Universitas Sumatera Utara
vi
9.
Seluruh dosen serta pegawai di Program Studi S1 Ilmu Komputer Fasilkom-TI
USU, terutama Abang Faisal.
10. Seluruh teman-teman Ilmu Komputer, baik Ekstensi maupun Reguler yang selalu
memberikan dukungan kepada penulis.
11. Teman-teman Geng Naroow, Pratama Agung, Lia, Kevin, Ruth, Firma Fanny,
Junita, dan Benyamin selaku teman-teman Ekstensi Ilmu Komputer 2014 yang
selalu memberikan dukungan kepada penulis.
12. Teman-teman Imperial Team, Ichwan, Juanda, Rahmad Syuhada, dan Ahmad
Syuhada selaku teman-teman Ekstensi Ilmu Komputer 2014 yang selalu
memberikan dukungan kepada penulis.
13. Teman-teman seperjuangan, Ansharullah, Nevo, Lili, Ester, Roy, Aidil, Yudha,
Winda, Ploren, Rofika, dan Chitra selaku teman-teman Ekstensi Ilmu Komputer
yang sama-sama berjuang untuk mengerjakan skripsi dan yang selalu memberikan
dukungan kepada penulis.
14. Teman-teman TGH, Karina, Ade, Tata, Dara, Vinka, Icut, Nova, Dewi, Monica,
dan Kiki selaku teman-teman penulis sejak SMA yang selalu memberikan
dukungan kepada penulis.
Semoga semua kebaikan, bantuan, perhatian, serta dukungan yang telah diberikan kepada
penulis mendapatkan pahala yang melimpah dari Allah SWT.
Medan, September 2016
Sayed Hafitz
Universitas Sumatera Utara
vii
ABSTRAK
Citra digital adalah citra yang dapat diolah oleh komputer. Citra digital disebut juga citra diskrit
di mana citra tersebut dihasilkan melalui proses digitalisasi terhadap citra kontinu. Pada
penyimpanan citra digital, ukuran citra akan mempengaruhi besar kecilnya memori. Kompresi
citra adalah proses pemampatan citra yang bertujuan untuk mengurangi duplikasi data pada
citra sehingga memory yang digunakan untuk merepresentasikan citra menjadi lebih sedikit
daripada representasi citra semula. Algoritma Run-Length Encoding dan algoritma Elias Delta
Code merupakan metode yang dapat digunakan dalam proses kompresi citra digital. Algoritma
Run-Length Encoding adalah melakukan kompresi dengan memindahkan pengulangan bit
yang sama berturut-turut atau secara terus menerus. Algoritma Elias Delta Code adalah sebuah
algoritma kompresi yang dibuat oleh Peter Elias menggunakan kode yang telah dia buat
sebelumnya, yaitu Elias Gamma Code, sebagai building block. Pada penelitian ini, kedua
algoritma tersebut akan dibandingkan dalam menentukan kualitas citra hasil kompresi
berdasarkan waktu kompresi, Rc (Ratio of Compression), Cr (Compression Ratio), dan Rd
(Redundancy Data ). Citra digital yang digunakan yaitu citra grayscale dengan format *.bmp.
Citra hasil kompresi dapat dikembalikan ke ukuran semula dengan proses dekompresi citra.
Dalam percobaan yang dilakukan didapatkan bahwa kedua algoritma ini memberikan hasil
yang berbeda dimana dan algoritma Elias Delta Code memberikan hasil kompresi yang lebih
baik dalam proses pengkompresannya. Sedangkan algoritma Run-Length Encoding
memberikan hasil yang terkadang baik tetapi terkadang metode ini tidak mengkompres citra
sama sekali karena tidak adanya data yang berulang pada citra, tetapi metode ini mempunyai
waktu yang jauh lebih cepat saat melakukan proses kompresi.
Kata Kunci: Pengolahan Citra, Kompresi Citra, Run-Length Encoding, Elias Delta Code
Universitas Sumatera Utara
viii
COMPARISON OF IMAGE COMPRESSION USING RUN-LENGTH
ENCODING AND ELIAS DELTA CODE ALGORITHMS
ABSTRACT
Digital image is an image that can be processed by computers. Digital image is also called a
discrete image in which the image is generated through the process of digitization of the
continuous image. In the digital image storage, image size will affect the size of the memory.
Image compression is a process that aims to reduce duplication of data in memory so that the
image used to represent the image becomes less than the original image representation. RunLength Encoding algorithms and algorithms Elias Delta Code is a method that can be used in
the process of digital image compression. Run-Length Encoding algorithm is compression by
moving the repetition of the same bit successively or continuously. Elias Delta Code algorithm
is a compression algorithm created by Peter Elias used the code he had made previously,
namely Elias Gamma Code, as a building block. Run-Length Encoding algorithms and
algorithms Elias Delta Code is a method that can be used in the process of digital image
compression. In this study, the algorithms will be compared to determine the quality of image
compression based on the compression time, Rc (Ratio Compression), Cr (Compression of
Ratio) and Rd (Redundancy Data ). Digital imagery used is a grayscale image * .bmp format.
Image compression results can be returned to its original size with image decompression
process. In experiments conducted found that both of these algorithms give different results and
algorithms where Elias Delta Code provides better compression results in the compression
process. While the algorithm Run-Length Encoding provide results that are sometimes good but
sometimes this method does not compress the image at all because of the absence of repetitive
data in the image, but this method has a time much faster when performing the compression
process.
Keywords: Image Processing, Image Compression, Run-Length Encoding, Elias Delta
Code
Universitas Sumatera Utara
ix
DAFTAR ISI
Halaman
Persetujuan
Pernyataan
Penghargaan
Abstrak
Abstract
Daftar Isi
Daftar Tabel
Daftar Gambar
BAB I Pendahuluan
1.1 Latar Belakang
1.2 Rumusan Masalah
1.3 Batasan Masalah
1.4 Tujuan Penelitian
1.5 Manfaat Penelitian
1.6 Metodologi Penelitian
1.7 Sistematika Penulisan
iii
iv
v
vii
viii
ix
xi
xii
1
1
2
2
3
3
3
4
BAB II Tinjauan Pustaka
2.1 Citra Digital
2.1.1 Citra Biner
2.1.2 Citra Grayscale
2.1.3 Citra True Color
2.1.4 Citra Indexed Color
2.2 Kompresi Citra
2.2.1 Metode Lossless
2.2.2 Metode Lossy
2.2.3 Padding Dan Flag Bits
2.2.4 Parameter Perbandingan
2.3 Format File Citra Bitmap
2.4 Pixel
2.5 Dekompresi Citra
2.6 Algoritma
2.7 Algoritma Run-Length Encoding (RLE)
2.8 Algoritma Elias Delta Code
2.9 Kompleksitas Algoritma
2.10 Penelitian Yang Relevan
6
6
8
9
9
10
10
11
11
12
12
13
14
14
15
15
17
19
19
BAB III Analisis Dan Perancangan Sistem
3.1 Analisis
3.1.1 Analisis Masalah
3.1.2 Analisis Kebutuhan
21
21
21
22
Universitas Sumatera Utara
x
3.1.3 Analisis Proses
3.2 Perancangan Sistem
3.2.1 Diagram Flowchart Pada Kompresi Dan Dekompresi Citra
3.2.1.1 Flowchart Sistem Secara Umum
3.2.1.2 Flowchart Algoritma Run-Length Encoding
3.2.1.3 Flowchart Algoritma Elias Delta Code
3.2.2 Diagram Use Case
3.2.3 Diagram Activity
3.2.4 Diagram Sequence
3.2.5 Alur Proses Sistem
3.2.5.1 Alur Proses Pembangkitan Run-Length Encoding
3.2.5.2 Alur Proses Pembangkitan Elias Delta Code
3.3 Rancangan User
3.3.1 Rancangan Menu Utama
3.3.2 Rancangan Form Kompresi
3.3.3 Rancangan Form Dekompresi
3.3.4 Rancangan Form About Me
23
24
24
25
27
28
29
33
36
37
37
38
38
38
39
41
42
BAB IV Implementasi Dan Pengujian Sistem
4.1 Implementasi Algoritma
4.1.1 Implementasi Algoritma Run-Length Encoding
4.1.2 Implementasi Algoritma Elias Delta Code
4.2 Implementasi Sistem
4.2.1 Form Home
4.2.2 Form Kompresi
4.2.3 Form Dekompresi
4.2.4 Form About Me
4.3 Pengujian Sistem
4.2.1 Pengujian Proses Kompresi
4.2.2 Pengujian Proses Dekompresi
4.4 Hasil Perhitungan Kompleksitas Big Theta (θ)
4.5 Hasil Pengujian
43
43
43
44
50
51
51
52
53
54
54
58
59
61
BAB V Kesimpulan Dan Saran
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran
67
67
68
Daftar Pustaka
Lampiran
Universitas Sumatera Utara
xi
DAFTAR TABEL
Nomor Tabel
2.1
2.2
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
Nama Tabel
Kode Elias Gamma
Kode Elias Delta
Spesifikasi Use Case Kompresi
Spesifikasi Use Case Dekompresi
Spesifikasi Use Case Buka File Gambar
Spesifikasi Use Case Kompres
Spesifikasi Use Case Pilih Algoritma
Spesifikasi Use Case Simpan File Terkompresi
Spesifikasi Use Case Buka File Terkompresi
Spesifikasi Use Case Dekompres
Spesifikasi Use Case Simpan File Gambar
Proses Pengkodean Algoritma Run-Length Encoding
Proses Pengkodean Algoritma Elias Delta Code
Citra Yang Terkompresi Dengan Algoritma Elias Delta
Code
Perhitungan Big Theta Pada Run-Length
Encoding
Perhitungan Big Theta Pada Elias Delta Code
Perbandingan Hasil Kompresi Menggunakan
Algoritma Run-Length Encoding dan Elias Delta
Code
Halaman
18
18
30
30
30
31
31
31
32
32
33
43
44
48
59
60
62
Universitas Sumatera Utara
xii
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Gambar
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
3.10
3.11
3.12
3.13
3.14
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
4.9
4.10
4.11
4.12
4.13
4.14
4.15
4.16
4.17
4.18
4.19
Nama Gambar
Halaman
Ilustrasi Citra dengan Matriks 200 x 200
Pixel Matriks
Ilustrasi Citra Biner
Ilustrasi Citra Grayscale
Ilustrasi Citra True Color
Kompresi Lossless
Kompresi Lossy
Alur Kompresi-Dekompresi Citra
Diagram Ishikawa Pada Analisis Masalah
Flowchart Proses Kompresi
Flowchart Proses Dekompresi
Flowchart algoritma Run-Length Encoding
Flowchart algoritma Elias Delta Code
Use Case Diagram Pada Sistem
Activity Diagram Proses Kompresi
Activity Diagram Proses Dekompresi
Sequence Diagram Pada Proses Kompresi
Sequence Diagram Pada Proses Dekompresi
Rancangan Menu Utama
Rancangan Form Kompresi
Rancangan Form Dekompresi
Rancangan Form About Me
Citra Grayscale 5 X 5 pixel
Tampilan Form Home
Tampilan Form Kompresi
Tampilan Form Dekompresi
Tampilan Form About Me
Aplikasi Setelah Gambar, Resolution, dan Size
Ditentukan
Gambar Membesar Setelah Mengklik Zoom In
Gambar Membesar Setelah Mengklik Zoom Out
Informasi Hasil Kompresi Run-Length Encoding
Informasi Hasil Kompresi Elias Delta Code
Hasil Kompresi Run-Length Encoding
Hasil Kompresi Elias Delta Code
Informasi Hasil Dekompresi Run-Length Encoding
Informasi Hasil Dekompresi Elias Delta Code
Grafik CR (Compression Ratio) Pada Gambar
Grafik RC (Ratio of Compression) Pada Gambar
Grafik RD (Redundancy Data) Pada Gambar
Grafik Waktu Kompresi Pada Gambar
Grafik Waktu Dekompresi Pada Gambar
6
7
8
9
10
11
11
15
22
25
26
27
28
29
34
35
36
36
39
40
41
42
43
51
52
53
54
55
55
55
56
56
57
57
58
58
62
63
64
65
66
Universitas Sumatera Utara
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Listing Program
Curriculum Vitae
A-1
B-1
Universitas Sumatera Utara
ALGORITMA RUN-LENGTH ENCODING DENGAN
ALGORITMA ELIAS DELTA CODE
SKRIPSI
SAYED HAFITZ
141421041
PROGRAM STUDI EKSTENSI S1 ILMU KOMPUTER
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
PERBANDINGAN KOMPRESI CITRA MENGGUNAKAN ALGORITMA RUNLENGTH ENCODING DENGAN ALGORITMA ELIAS DELTA CODE
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh ijazah Sarjana
Ilmu Komputer
SAYED HAFITZ
141421041
PROGRAM STUDI EKSTENSI S1 ILMU KOMPUTER
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
iii
PERSETUJUAN
Judul
: PERBANDINGAN KOMPRESI CITRA
MENGGUNAKAN ALGORITMA RUN- LENGTH
ENCODING DENGAN ALGORITMA ELIAS
DELTA CODE
Kategori
: SKRIPSI
Nama
: SAYED HAFITZ
Nomor Induk Mahasiswa
: 141421041
Program Studi
: EKSTENSI S1 ILMU KOMPUTER
Fakultas
: ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI
INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA
UTARA
Diluluskan di
Medan,
Komisi Pembimbing :
Pembimbing 2
Pembimbing 1
Herriyance, S.T, M.Kom
NIP. 198010242010121002
M. Andri Budiman, S.T., M.Comp.,S.C.,M.E.M.
NIP. 197510082008011011
Diketahui/disetujui oleh
Program Studi S1 Ilmu Komputer
Ketua,
Dr. Poltak Sihombing, M.Kom
NIP. 196203171991031001
Universitas Sumatera Utara
iv
PERNYATAAN
PERBANDINGAN KOMPRESI CITRA MENGGUNAKAN ALGORITMA RUNLENGTH ENCODING DENGAN ALGORITMA ELIAS DELTA CODE
SKRIPSI
Saya menyatakan bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing-masing telah disebutkan sumbernya.
Medan, September 2016
Sayed Hafitz
141421041
Universitas Sumatera Utara
v
PENGHARGAAN
Dengan mengucapkan puji dan syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat, hidayah
serta karunianya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini, sebagai
syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Komputer pada Program Studi S1 Ilmu
Komputer Universitas Sumatera Utara.
Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada semua pihak yang telah
membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini baik secara langsung maupun tidak
langsung, teristimewa untuk kedua orangtua tercinta, Abah Said Hamid dan Mama Dewi
Rita, kedua saudara tercinta, Abang Sayed Abdurahman dan Kakak Yuhana Endys
Saputeri, dan seluruh keluarga. atas do‟a, dukungan, dan kasih sayang yang telah
diberikan kepada penulis selama ini. Pada kesempatan ini pula penulis ingin
menyampaikan rasa hormat dan terima kasih yang sebesar–besarnya kepada :
1. Bapak Prof. Dr. Runtung Sitepu, S.H., M.Hum selaku Rektor Universitas
Sumatera Utara.
2. Bapak Prof. Dr. Opim Salim Sitompul, M.Si selaku Dekan Fakultas Ilmu
Komputer dan Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Dr. Poltak Sihombing, M.Kom selaku Ketua Program Studi S1 Ilmu
Komputer Universitas Sumatera Utara.
4. Ibu
Dr. Maya Silvi Lydia, M.Sc selaku Sekretaris Program Studi S1 Ilmu
Komputer Universitas Sumatera Utara .
5. Bapak M. Andri Budiman, S.T., M.Comp., S.C., M.E.M. selaku Dosen
Pembimbing I yang telah banyak meluangkan waktunya dan dengan sabar telah
memberikan bimbingan, saran, dan masukan kepada penulis dalam pengerjaan
skripsi ini.
6. Bapak Herriyance, S.T, M.Kom selaku Dosen Pembimbing II dan yang telah
banyak meluangkan waktunya dan dengan sabar telah memberikan bimbingan,
saran, dan masukan kepada penulis dalam pengerjaan skripsi ini.
7. Bapak Prof. Dr. Iryanto, M.Si selaku Dosen Pembanding I yang telah
memberikan kritik dan saran dalam penyempurnaan skripsi ini.
8. Bapak Drs. Agus Salim Harahap, M.Si selaku Dosen Pembanding II yang telah
memberikan kritik dan saran dalam penyempurnaan skripsi ini.
Universitas Sumatera Utara
vi
9.
Seluruh dosen serta pegawai di Program Studi S1 Ilmu Komputer Fasilkom-TI
USU, terutama Abang Faisal.
10. Seluruh teman-teman Ilmu Komputer, baik Ekstensi maupun Reguler yang selalu
memberikan dukungan kepada penulis.
11. Teman-teman Geng Naroow, Pratama Agung, Lia, Kevin, Ruth, Firma Fanny,
Junita, dan Benyamin selaku teman-teman Ekstensi Ilmu Komputer 2014 yang
selalu memberikan dukungan kepada penulis.
12. Teman-teman Imperial Team, Ichwan, Juanda, Rahmad Syuhada, dan Ahmad
Syuhada selaku teman-teman Ekstensi Ilmu Komputer 2014 yang selalu
memberikan dukungan kepada penulis.
13. Teman-teman seperjuangan, Ansharullah, Nevo, Lili, Ester, Roy, Aidil, Yudha,
Winda, Ploren, Rofika, dan Chitra selaku teman-teman Ekstensi Ilmu Komputer
yang sama-sama berjuang untuk mengerjakan skripsi dan yang selalu memberikan
dukungan kepada penulis.
14. Teman-teman TGH, Karina, Ade, Tata, Dara, Vinka, Icut, Nova, Dewi, Monica,
dan Kiki selaku teman-teman penulis sejak SMA yang selalu memberikan
dukungan kepada penulis.
Semoga semua kebaikan, bantuan, perhatian, serta dukungan yang telah diberikan kepada
penulis mendapatkan pahala yang melimpah dari Allah SWT.
Medan, September 2016
Sayed Hafitz
Universitas Sumatera Utara
vii
ABSTRAK
Citra digital adalah citra yang dapat diolah oleh komputer. Citra digital disebut juga citra diskrit
di mana citra tersebut dihasilkan melalui proses digitalisasi terhadap citra kontinu. Pada
penyimpanan citra digital, ukuran citra akan mempengaruhi besar kecilnya memori. Kompresi
citra adalah proses pemampatan citra yang bertujuan untuk mengurangi duplikasi data pada
citra sehingga memory yang digunakan untuk merepresentasikan citra menjadi lebih sedikit
daripada representasi citra semula. Algoritma Run-Length Encoding dan algoritma Elias Delta
Code merupakan metode yang dapat digunakan dalam proses kompresi citra digital. Algoritma
Run-Length Encoding adalah melakukan kompresi dengan memindahkan pengulangan bit
yang sama berturut-turut atau secara terus menerus. Algoritma Elias Delta Code adalah sebuah
algoritma kompresi yang dibuat oleh Peter Elias menggunakan kode yang telah dia buat
sebelumnya, yaitu Elias Gamma Code, sebagai building block. Pada penelitian ini, kedua
algoritma tersebut akan dibandingkan dalam menentukan kualitas citra hasil kompresi
berdasarkan waktu kompresi, Rc (Ratio of Compression), Cr (Compression Ratio), dan Rd
(Redundancy Data ). Citra digital yang digunakan yaitu citra grayscale dengan format *.bmp.
Citra hasil kompresi dapat dikembalikan ke ukuran semula dengan proses dekompresi citra.
Dalam percobaan yang dilakukan didapatkan bahwa kedua algoritma ini memberikan hasil
yang berbeda dimana dan algoritma Elias Delta Code memberikan hasil kompresi yang lebih
baik dalam proses pengkompresannya. Sedangkan algoritma Run-Length Encoding
memberikan hasil yang terkadang baik tetapi terkadang metode ini tidak mengkompres citra
sama sekali karena tidak adanya data yang berulang pada citra, tetapi metode ini mempunyai
waktu yang jauh lebih cepat saat melakukan proses kompresi.
Kata Kunci: Pengolahan Citra, Kompresi Citra, Run-Length Encoding, Elias Delta Code
Universitas Sumatera Utara
viii
COMPARISON OF IMAGE COMPRESSION USING RUN-LENGTH
ENCODING AND ELIAS DELTA CODE ALGORITHMS
ABSTRACT
Digital image is an image that can be processed by computers. Digital image is also called a
discrete image in which the image is generated through the process of digitization of the
continuous image. In the digital image storage, image size will affect the size of the memory.
Image compression is a process that aims to reduce duplication of data in memory so that the
image used to represent the image becomes less than the original image representation. RunLength Encoding algorithms and algorithms Elias Delta Code is a method that can be used in
the process of digital image compression. Run-Length Encoding algorithm is compression by
moving the repetition of the same bit successively or continuously. Elias Delta Code algorithm
is a compression algorithm created by Peter Elias used the code he had made previously,
namely Elias Gamma Code, as a building block. Run-Length Encoding algorithms and
algorithms Elias Delta Code is a method that can be used in the process of digital image
compression. In this study, the algorithms will be compared to determine the quality of image
compression based on the compression time, Rc (Ratio Compression), Cr (Compression of
Ratio) and Rd (Redundancy Data ). Digital imagery used is a grayscale image * .bmp format.
Image compression results can be returned to its original size with image decompression
process. In experiments conducted found that both of these algorithms give different results and
algorithms where Elias Delta Code provides better compression results in the compression
process. While the algorithm Run-Length Encoding provide results that are sometimes good but
sometimes this method does not compress the image at all because of the absence of repetitive
data in the image, but this method has a time much faster when performing the compression
process.
Keywords: Image Processing, Image Compression, Run-Length Encoding, Elias Delta
Code
Universitas Sumatera Utara
ix
DAFTAR ISI
Halaman
Persetujuan
Pernyataan
Penghargaan
Abstrak
Abstract
Daftar Isi
Daftar Tabel
Daftar Gambar
BAB I Pendahuluan
1.1 Latar Belakang
1.2 Rumusan Masalah
1.3 Batasan Masalah
1.4 Tujuan Penelitian
1.5 Manfaat Penelitian
1.6 Metodologi Penelitian
1.7 Sistematika Penulisan
iii
iv
v
vii
viii
ix
xi
xii
1
1
2
2
3
3
3
4
BAB II Tinjauan Pustaka
2.1 Citra Digital
2.1.1 Citra Biner
2.1.2 Citra Grayscale
2.1.3 Citra True Color
2.1.4 Citra Indexed Color
2.2 Kompresi Citra
2.2.1 Metode Lossless
2.2.2 Metode Lossy
2.2.3 Padding Dan Flag Bits
2.2.4 Parameter Perbandingan
2.3 Format File Citra Bitmap
2.4 Pixel
2.5 Dekompresi Citra
2.6 Algoritma
2.7 Algoritma Run-Length Encoding (RLE)
2.8 Algoritma Elias Delta Code
2.9 Kompleksitas Algoritma
2.10 Penelitian Yang Relevan
6
6
8
9
9
10
10
11
11
12
12
13
14
14
15
15
17
19
19
BAB III Analisis Dan Perancangan Sistem
3.1 Analisis
3.1.1 Analisis Masalah
3.1.2 Analisis Kebutuhan
21
21
21
22
Universitas Sumatera Utara
x
3.1.3 Analisis Proses
3.2 Perancangan Sistem
3.2.1 Diagram Flowchart Pada Kompresi Dan Dekompresi Citra
3.2.1.1 Flowchart Sistem Secara Umum
3.2.1.2 Flowchart Algoritma Run-Length Encoding
3.2.1.3 Flowchart Algoritma Elias Delta Code
3.2.2 Diagram Use Case
3.2.3 Diagram Activity
3.2.4 Diagram Sequence
3.2.5 Alur Proses Sistem
3.2.5.1 Alur Proses Pembangkitan Run-Length Encoding
3.2.5.2 Alur Proses Pembangkitan Elias Delta Code
3.3 Rancangan User
3.3.1 Rancangan Menu Utama
3.3.2 Rancangan Form Kompresi
3.3.3 Rancangan Form Dekompresi
3.3.4 Rancangan Form About Me
23
24
24
25
27
28
29
33
36
37
37
38
38
38
39
41
42
BAB IV Implementasi Dan Pengujian Sistem
4.1 Implementasi Algoritma
4.1.1 Implementasi Algoritma Run-Length Encoding
4.1.2 Implementasi Algoritma Elias Delta Code
4.2 Implementasi Sistem
4.2.1 Form Home
4.2.2 Form Kompresi
4.2.3 Form Dekompresi
4.2.4 Form About Me
4.3 Pengujian Sistem
4.2.1 Pengujian Proses Kompresi
4.2.2 Pengujian Proses Dekompresi
4.4 Hasil Perhitungan Kompleksitas Big Theta (θ)
4.5 Hasil Pengujian
43
43
43
44
50
51
51
52
53
54
54
58
59
61
BAB V Kesimpulan Dan Saran
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran
67
67
68
Daftar Pustaka
Lampiran
Universitas Sumatera Utara
xi
DAFTAR TABEL
Nomor Tabel
2.1
2.2
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
Nama Tabel
Kode Elias Gamma
Kode Elias Delta
Spesifikasi Use Case Kompresi
Spesifikasi Use Case Dekompresi
Spesifikasi Use Case Buka File Gambar
Spesifikasi Use Case Kompres
Spesifikasi Use Case Pilih Algoritma
Spesifikasi Use Case Simpan File Terkompresi
Spesifikasi Use Case Buka File Terkompresi
Spesifikasi Use Case Dekompres
Spesifikasi Use Case Simpan File Gambar
Proses Pengkodean Algoritma Run-Length Encoding
Proses Pengkodean Algoritma Elias Delta Code
Citra Yang Terkompresi Dengan Algoritma Elias Delta
Code
Perhitungan Big Theta Pada Run-Length
Encoding
Perhitungan Big Theta Pada Elias Delta Code
Perbandingan Hasil Kompresi Menggunakan
Algoritma Run-Length Encoding dan Elias Delta
Code
Halaman
18
18
30
30
30
31
31
31
32
32
33
43
44
48
59
60
62
Universitas Sumatera Utara
xii
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Gambar
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
3.10
3.11
3.12
3.13
3.14
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
4.9
4.10
4.11
4.12
4.13
4.14
4.15
4.16
4.17
4.18
4.19
Nama Gambar
Halaman
Ilustrasi Citra dengan Matriks 200 x 200
Pixel Matriks
Ilustrasi Citra Biner
Ilustrasi Citra Grayscale
Ilustrasi Citra True Color
Kompresi Lossless
Kompresi Lossy
Alur Kompresi-Dekompresi Citra
Diagram Ishikawa Pada Analisis Masalah
Flowchart Proses Kompresi
Flowchart Proses Dekompresi
Flowchart algoritma Run-Length Encoding
Flowchart algoritma Elias Delta Code
Use Case Diagram Pada Sistem
Activity Diagram Proses Kompresi
Activity Diagram Proses Dekompresi
Sequence Diagram Pada Proses Kompresi
Sequence Diagram Pada Proses Dekompresi
Rancangan Menu Utama
Rancangan Form Kompresi
Rancangan Form Dekompresi
Rancangan Form About Me
Citra Grayscale 5 X 5 pixel
Tampilan Form Home
Tampilan Form Kompresi
Tampilan Form Dekompresi
Tampilan Form About Me
Aplikasi Setelah Gambar, Resolution, dan Size
Ditentukan
Gambar Membesar Setelah Mengklik Zoom In
Gambar Membesar Setelah Mengklik Zoom Out
Informasi Hasil Kompresi Run-Length Encoding
Informasi Hasil Kompresi Elias Delta Code
Hasil Kompresi Run-Length Encoding
Hasil Kompresi Elias Delta Code
Informasi Hasil Dekompresi Run-Length Encoding
Informasi Hasil Dekompresi Elias Delta Code
Grafik CR (Compression Ratio) Pada Gambar
Grafik RC (Ratio of Compression) Pada Gambar
Grafik RD (Redundancy Data) Pada Gambar
Grafik Waktu Kompresi Pada Gambar
Grafik Waktu Dekompresi Pada Gambar
6
7
8
9
10
11
11
15
22
25
26
27
28
29
34
35
36
36
39
40
41
42
43
51
52
53
54
55
55
55
56
56
57
57
58
58
62
63
64
65
66
Universitas Sumatera Utara
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Listing Program
Curriculum Vitae
A-1
B-1
Universitas Sumatera Utara