Implementasi Metode Arithmetic Mean Filter Dan Kompresi Citra Menggunakan Metode Run Length Encoding
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Citra adalah gambar bidang dua dimensi yang juga merupakan keluaran data. Artinya
suatu data atau informasi tidak hanya direpresentasikan dalam bentuk teks, namun
juga dalam bentuk citra. Di era modern saat ini kebutuhan akan gambar digital sebagai
data dan informasi sangat melekat pada masyarakat, baik untuk kepentingan pribadi
maupun kebutuhan sosial dan pekerjaan. Dimana citra digital biasanya membutuhkan
memori yang cukup besar. Untuk itu dibutuhkan penghematan memori agar dapat
menyimpan semua file citra yang diperlukan sehingga mempermudah manajemen file
dan proses transmisi file. Oleh karena itu sangat penting melakukan kompresi citra
untuk memperkecil ukuran citra yang dihasilkan, sehingga memori dapat menyimpan
citra yang lebih banyak dan transmisi file citra bisa lebih cepat.
Melihat begitu terkaitnya kebutuhan masyarakat terhadap kompresi citra, maka
tidak heran saat ini sudah banyak metode-metode kompresi citra yang telah diterapkan
salah satunya adalah metode Run Length Encoding. Algoritma Run Length Encoding
(RLE) merupakan teknik kompresi yang lossless, artinya dapat mengembalikan citra
seperti semula setelah melalui kompresi citra hal ini disebut dekompresi.
Berdasarkan hasil penelitian sebelumnya oleh Neta (2013) mengenai beberapa
algoritma kompresi terhadap citra menggunakan JAVA, yaitu algoritma Run Length
Encoding (RLE), Huffman, Lempel Ziv Welch, dan Shanon-Fano di dapat bahwa
kualitas warna dari suatu citra sangat mempengaruhi ukuran citra yang dikompresi.
Semakin banyak perpaduan warna maka akan semakin berbeda hasil kompresinya
walaupun ukuran citra asli sama. Dan metode Run Length Encoding (RLE)
menghasilkan citra kompresi yang lebih buruk dibandingkan metode kompresi lainnya.
Maka dari kesimpulan tersebut memungkinkan bahwa perlunya proses pengolahan
2
citra terlebih dahulu untuk memperbaiki kualitas citra
agar mendapatkan hasil
kompresi yang lebih baik.
Salah satu teknik pengolahan citra adalah teknik filtering. Dimana teknik filtering
digunakan
untuk
menghaluskan
suatu
gambar,
membuat
gambar
lebih
kasar,menerangkan gambar, mempergelap gambar, atau untuk keperluan memperkecil
ukuran gambar (Sholeh & Badduring, 2012) yang semua prosesnya memiliki
keterkaitan terhadap warna dan kualitas pada citra. Dan berdasarkan hasil penelitian
oleh Sholeh dan Badduring (2012) mengenai proses pengolahan gambar teknik
filtering yang mengaplikasikan metode mean filtering, median filtering, dan gaussian
filtering diperoleh bahwa proses pengolahan citra menggunakan metode mean
filtering sangat cepat dan pendekatan matriksnya dengan matriks asli bagus.
Maka dari itu penulis mencoba untuk mengembangkan teknik Run Length
Encoding dengan menggunakan metode Arithmetic Mean Filter pada citra sebelum
dikompresi. Dimana metode Arithmetic Mean Filter merupakan salah satu algoritma
dari mean filtering. Dalam hal ini penulis ingin meneliti hasil kompresi citra melalui
proses filtering terlebih dahulu sebelum dikompresi. Hal ini juga sekaligus akan
menunjukkan kualitas perbaikan citra hasil filtering dari metode arithmetic mean filter.
Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam kompresi citra adalah rasio kompresi yang
dihasilkan, waktu kompresi dan dekompresi, ukuran file citra yang dihasilkan setelah
kompresi, dan kualitas citra yang dihasilkan dari kompresi.
1.2 Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah pada penelitian ini adalah bagaimana kualitas hasil
kompresi citra menggunakan metode Run Length Encoding (RLE) melalui proses
Arithmetic Mean Filter terlebih dahulu.
1.3 Batasan atau Ruang Lingkup Penelitian
3
Agar fokus penelitian tidak menyimpang dari rumusan masalah yang telah ditetapkan,
maka dibuat batasan masalah sebagai berikut:
1. Representasi citra dari hasil kompresi dan filtering adalah ukuran file, rasio
kompresi, PSNR (Peak Signal to Noise Ratio) dan MSE (Mean Square Error),
serta running-time.
2. Citra penelitian menggunakan citra dengan format Windows Bitmap Graphics
(*.bmp) yang berbentuk persegi dengan dimensi maksimal 500 x 500 pixel.
3. Menggunakan kernel 3x3 dari matriks nilai piksel citra
4. Hasil penelitian menampilkan representasi citra dari hasil kompresi citra
filtering dan hasil kompresi citra tanpa filtering.
5. Menggunakan bahasa pemograman C#.
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah mengetahui efektifitas dan efisiensi penggunaan metode
Run Length Encoding (RLE) dan metode Arithmetic Mean Filter untuk kompresi dan
peningkatan kualitas citra.
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah dapat menjadi salah satu alternatif
solusi yang baik untuk kompresi dan peningkatan kualitas pada citra.
1.6 Metode Penelitian
Penelitian ini menerapkan beberapa metode penelitian sebagai berikut:
1.
Studi Literatur
Pada tahap ini penulisan dimulai dengan proses pengumpulan bahan referensi
baik dari buku, artikel, jurnal, makalah maupun melalui media internet mengenai
pengolahan citra, algoritma kompresi citra, dan filtering serta beberapa referensi
lainnya untuk menunjang pencapaian tujuan skripsi.
4
2.
Analisis dan Perancangan Sistem
Masalah akan dianalisis dan diidentifikasi kebutuhan yang terkait serta
disesuaikan dengan batasan masalah untuk mencapai tujuan. Kemudian
perancangan sistem dilakukan dengan mendesain user interface, flowchart, dan
UML sebagai gambaran sistem yang akan dibuat.
3.
Implementasi Sistem
Pada tahap ini penelitian metode kompresi dan peningkatan kualitas citra
diimplementasikan menggunakan bahasa pemrograman CSharp.
4.
Pengujian Sistem
Pada tahap ini akan dilakukan pengujian terhadap sistem yang telah dibangun
serta menguji kemampuan metode run length encoding dan metode arithmetic
mean filter. Untuk mengetahui kualitas hasil kompresi dan perbaikan kualitas
citra menggunakan parameter PSNR, MSE, rasio kompresi, dan running-time.
6.
Dokumentasi Sistem
Melakukan pembuatan dokumentasi sistem dibuat dalam bentuk laporan
penelitian (skripsi).
1.7 Sistematika Penulisan
Adapun sistematika penulisan skripsi ini adalah sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Pada bab ini membahas latar belakang, rumusan masalah, batasan atau ruang lingkup
penelitian, tujuan dan manfaat penelitian serta metodologi penelitian dan sistematika
penulisan.
BAB 2 LANDASAN TEORI
Bab ini membahas tentang teori citra, pengolahan citra, filtering, kompresi citra,
metode arithmetic mean filter, dan metode run length encoding.
5
BAB 3 ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM
Pada bab ini membahas mengenai analisis sistem meliputi analisis masalah, analisis
fungsional dan non-fungsional sistem, analisis proses dari metode arithmetic mean
filter dan metode run length encoding dalam kompresi citra, diagram UML sistem
(use case, activity, dan sequence diagram), dan flowchart dari gambaran umum sistem
serta perancangan antar muka pengguna.
BAB 4 IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN SISTEM
Bab ini membahas tentang implementasi dan pengujian sistem yang telah dibuat
BAB 5 PENUTUP
Dalam bab ini berisi kesimpulan dari hasil penelitian dan saran-saran yang
mendukung agar dapat dikembangkan dalam penelitian selanjutnya oleh pengembang.
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Citra adalah gambar bidang dua dimensi yang juga merupakan keluaran data. Artinya
suatu data atau informasi tidak hanya direpresentasikan dalam bentuk teks, namun
juga dalam bentuk citra. Di era modern saat ini kebutuhan akan gambar digital sebagai
data dan informasi sangat melekat pada masyarakat, baik untuk kepentingan pribadi
maupun kebutuhan sosial dan pekerjaan. Dimana citra digital biasanya membutuhkan
memori yang cukup besar. Untuk itu dibutuhkan penghematan memori agar dapat
menyimpan semua file citra yang diperlukan sehingga mempermudah manajemen file
dan proses transmisi file. Oleh karena itu sangat penting melakukan kompresi citra
untuk memperkecil ukuran citra yang dihasilkan, sehingga memori dapat menyimpan
citra yang lebih banyak dan transmisi file citra bisa lebih cepat.
Melihat begitu terkaitnya kebutuhan masyarakat terhadap kompresi citra, maka
tidak heran saat ini sudah banyak metode-metode kompresi citra yang telah diterapkan
salah satunya adalah metode Run Length Encoding. Algoritma Run Length Encoding
(RLE) merupakan teknik kompresi yang lossless, artinya dapat mengembalikan citra
seperti semula setelah melalui kompresi citra hal ini disebut dekompresi.
Berdasarkan hasil penelitian sebelumnya oleh Neta (2013) mengenai beberapa
algoritma kompresi terhadap citra menggunakan JAVA, yaitu algoritma Run Length
Encoding (RLE), Huffman, Lempel Ziv Welch, dan Shanon-Fano di dapat bahwa
kualitas warna dari suatu citra sangat mempengaruhi ukuran citra yang dikompresi.
Semakin banyak perpaduan warna maka akan semakin berbeda hasil kompresinya
walaupun ukuran citra asli sama. Dan metode Run Length Encoding (RLE)
menghasilkan citra kompresi yang lebih buruk dibandingkan metode kompresi lainnya.
Maka dari kesimpulan tersebut memungkinkan bahwa perlunya proses pengolahan
2
citra terlebih dahulu untuk memperbaiki kualitas citra
agar mendapatkan hasil
kompresi yang lebih baik.
Salah satu teknik pengolahan citra adalah teknik filtering. Dimana teknik filtering
digunakan
untuk
menghaluskan
suatu
gambar,
membuat
gambar
lebih
kasar,menerangkan gambar, mempergelap gambar, atau untuk keperluan memperkecil
ukuran gambar (Sholeh & Badduring, 2012) yang semua prosesnya memiliki
keterkaitan terhadap warna dan kualitas pada citra. Dan berdasarkan hasil penelitian
oleh Sholeh dan Badduring (2012) mengenai proses pengolahan gambar teknik
filtering yang mengaplikasikan metode mean filtering, median filtering, dan gaussian
filtering diperoleh bahwa proses pengolahan citra menggunakan metode mean
filtering sangat cepat dan pendekatan matriksnya dengan matriks asli bagus.
Maka dari itu penulis mencoba untuk mengembangkan teknik Run Length
Encoding dengan menggunakan metode Arithmetic Mean Filter pada citra sebelum
dikompresi. Dimana metode Arithmetic Mean Filter merupakan salah satu algoritma
dari mean filtering. Dalam hal ini penulis ingin meneliti hasil kompresi citra melalui
proses filtering terlebih dahulu sebelum dikompresi. Hal ini juga sekaligus akan
menunjukkan kualitas perbaikan citra hasil filtering dari metode arithmetic mean filter.
Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam kompresi citra adalah rasio kompresi yang
dihasilkan, waktu kompresi dan dekompresi, ukuran file citra yang dihasilkan setelah
kompresi, dan kualitas citra yang dihasilkan dari kompresi.
1.2 Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah pada penelitian ini adalah bagaimana kualitas hasil
kompresi citra menggunakan metode Run Length Encoding (RLE) melalui proses
Arithmetic Mean Filter terlebih dahulu.
1.3 Batasan atau Ruang Lingkup Penelitian
3
Agar fokus penelitian tidak menyimpang dari rumusan masalah yang telah ditetapkan,
maka dibuat batasan masalah sebagai berikut:
1. Representasi citra dari hasil kompresi dan filtering adalah ukuran file, rasio
kompresi, PSNR (Peak Signal to Noise Ratio) dan MSE (Mean Square Error),
serta running-time.
2. Citra penelitian menggunakan citra dengan format Windows Bitmap Graphics
(*.bmp) yang berbentuk persegi dengan dimensi maksimal 500 x 500 pixel.
3. Menggunakan kernel 3x3 dari matriks nilai piksel citra
4. Hasil penelitian menampilkan representasi citra dari hasil kompresi citra
filtering dan hasil kompresi citra tanpa filtering.
5. Menggunakan bahasa pemograman C#.
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah mengetahui efektifitas dan efisiensi penggunaan metode
Run Length Encoding (RLE) dan metode Arithmetic Mean Filter untuk kompresi dan
peningkatan kualitas citra.
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah dapat menjadi salah satu alternatif
solusi yang baik untuk kompresi dan peningkatan kualitas pada citra.
1.6 Metode Penelitian
Penelitian ini menerapkan beberapa metode penelitian sebagai berikut:
1.
Studi Literatur
Pada tahap ini penulisan dimulai dengan proses pengumpulan bahan referensi
baik dari buku, artikel, jurnal, makalah maupun melalui media internet mengenai
pengolahan citra, algoritma kompresi citra, dan filtering serta beberapa referensi
lainnya untuk menunjang pencapaian tujuan skripsi.
4
2.
Analisis dan Perancangan Sistem
Masalah akan dianalisis dan diidentifikasi kebutuhan yang terkait serta
disesuaikan dengan batasan masalah untuk mencapai tujuan. Kemudian
perancangan sistem dilakukan dengan mendesain user interface, flowchart, dan
UML sebagai gambaran sistem yang akan dibuat.
3.
Implementasi Sistem
Pada tahap ini penelitian metode kompresi dan peningkatan kualitas citra
diimplementasikan menggunakan bahasa pemrograman CSharp.
4.
Pengujian Sistem
Pada tahap ini akan dilakukan pengujian terhadap sistem yang telah dibangun
serta menguji kemampuan metode run length encoding dan metode arithmetic
mean filter. Untuk mengetahui kualitas hasil kompresi dan perbaikan kualitas
citra menggunakan parameter PSNR, MSE, rasio kompresi, dan running-time.
6.
Dokumentasi Sistem
Melakukan pembuatan dokumentasi sistem dibuat dalam bentuk laporan
penelitian (skripsi).
1.7 Sistematika Penulisan
Adapun sistematika penulisan skripsi ini adalah sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Pada bab ini membahas latar belakang, rumusan masalah, batasan atau ruang lingkup
penelitian, tujuan dan manfaat penelitian serta metodologi penelitian dan sistematika
penulisan.
BAB 2 LANDASAN TEORI
Bab ini membahas tentang teori citra, pengolahan citra, filtering, kompresi citra,
metode arithmetic mean filter, dan metode run length encoding.
5
BAB 3 ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM
Pada bab ini membahas mengenai analisis sistem meliputi analisis masalah, analisis
fungsional dan non-fungsional sistem, analisis proses dari metode arithmetic mean
filter dan metode run length encoding dalam kompresi citra, diagram UML sistem
(use case, activity, dan sequence diagram), dan flowchart dari gambaran umum sistem
serta perancangan antar muka pengguna.
BAB 4 IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN SISTEM
Bab ini membahas tentang implementasi dan pengujian sistem yang telah dibuat
BAB 5 PENUTUP
Dalam bab ini berisi kesimpulan dari hasil penelitian dan saran-saran yang
mendukung agar dapat dikembangkan dalam penelitian selanjutnya oleh pengembang.