WATERMARKING MENGGUNAKAN ALGORITMA DISCRETE COSINE TRANSFORM (DCT) PADA PENYISIPAN CITRA KE DALAM CITRA SKRIPSI FACHRIZA FAHMI 091402117
WATERMARKING MENGGUNAKAN ALGORITMA DISCRETE COSINE TRANSFORM (DCT) PADA PENYISIPAN CITRA KE DALAM CITRA
SKRIPSI
FACHRIZA FAHMI
091402117
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI INFORMASI
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015WATERMARKING MENGGUNAKAN ALGORITMA DISCRETE COSINE TRANSFORM (DCT) DALAM PENYISIPAN CITRA KE
DALAM CITRA
SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh ijazah
Sarjana Teknologi Informasi FACHRIZA FAHMI
091402117 PROGRAM STUDI TEKNOLOGI INFORMASI FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
2015
PERSETUJUAN
Judul : WATERMARKING MENGGUNAKAN ALGORITMA DISCRETE COSINE TRANSFORM (DCT) DALAM PENYISIPAN CITRA KE DALAM CITRA
Kategori : SKRIPSI Nama : FACHRIZA FAHMI Nomor Induk Mahasiswa : 091402117 Program Studi : SARJANA (S1) TEKNOLOGI INFORMASI Departemen : TEKNOLOGI INFORMASI Fakultas : ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI
INFORMASI Diluluskan di Medan, 02 Juli 2015
Komisi Pembimbing : Pembimbing 2 Pembimbing 1 Dani Gunawan, S.T.,M.T Dr. Syahril Efendi, S.Si.,M.IT
NIP. 19671110 199602 1 001 NIP. 19820915 201212 1 002 Diketahui/Disetujui oleh Program Studi Teknologi Informasi Ketua, M. Anggia Muchtar, ST.,MM.IT NIP. 19800110 200801 1 010
PERNYATAAN
WATERMARKING MENGGUNAKAN ALGORITMA DISCRETE COSINE
TRANSFORM (DCT) PADA PENYISIPAN CITRA KE DALAM CITRA
SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, 02 Juli 2015 FACHRIZA FAHMI 091402117
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT Yang Maha Pengasih dan Maha Penyayang, dengan segala rahmat dan karuniaNya penulisan tugas akhir ini berhasil diselesaikan dalam waktu yang telah ditetapkan. Selama penyelesaian tugas akhir ini, banyak bantuan dan kerja sama serta doa dan dukungan dari berbagai pihak, oleh karena itu penulis sampaikan ucapan terima kasih sedalam-dalamnya dan penghargaan kepada :
1. Kedua orang tua dan sanak saudara penulis yang telah memberikan dukungan dan motivasi baik materil dan spiritual, Ayahanda Drs. H. Muchtar Sumpeno dan Ibunda Hj. Sukarti yang selalu sabar dalam mendidik dan membesarkan penulis. Untuk kakak dan abang penulis Taty Hayatika, Amd dan Fauzy Al- Rachman, SP yang selalu memberikan semangat kepada penulis.
2. Bapak Dr. Syahril Efendi, S.Si.,M.IT dan Bapak Dani Gunawan, S.T.,M.T selaku pembimbing yang telah banyak meluangkan waktu dan pikirannya, memotivasi, memberikan arahan, kritik dan saran kepada penulis.
3. Ibu Dr. Erna Budhiarti Nababan, M.IT dan Bapak Romi Fadillah Rahmat, B.Comp.Sc., M.Sc yang telah bersedia menjadi dosen pembanding yang telah memberikan kritik dan saran kepada penulis.
4. Ketua dan Sekretaris Program Studi Teknologi Informasi, Bapak M. Anggia Muchtar, ST.,MM.IT dan Bapak M. Fadly Syahputra, B.Sc.,M.Sc.IT. Dekan dan Pembantu Dekan Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara, semua dosen serta pegawai di Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi.
5. Kepada Cut Junianty, terima kasih untuk semua dukungan, semangat, kesabaran dan motivasi yang telah diberikan terus menerus selama masa pengerjaan skripsi ini.
6. Kepada sahabat seperjuangan di kampus, Andre Hasudungan, Ahmad Najam, Denny Pratama, Darma Warista, Dedek Anshori, Mahathir Febrian, Adisty Daulay, Syarah Sukmadria, Whydia Nanda, Dian Binyok, Dezi Radixa, Ade Tambunan, Amira, Ismail Marzuki, Tri Setiawan, Rudyanto Siahaan, Christop Sitorus, M. Santana, dan semua teman-teman di Teknologi Informasi lainnya yang tidak dapat saya sebutkan satu-persatu yang selalu memberikan dukungan dan semangat untuk saya.
7. Kepada sahabat, M. Luthfan, Ryandi Bashkara, Faisal Zulfikar, Robby Syahputra, Tinera Siburian, Risa Sartika, Cut Zikra, Rizky Radityo, Anggi Aulia, Satria Ramadhan, Yogha Ardwiansyah, Edtri Putri, Maya Sarticca, Rosiantari Putri, Dewi Nurindah, Ega, Dwi Wulan, Widya, dan sahabat-sahabat yang tidak dapat disebutkan satu-persatu yang selalu mendukung dan memberi semangat untuk skripsi saya.
8. Kepada sahabat komunitas, Frontal, Civic Enthusiast, dan Cuexx Burger yang juga telah memberi semangat dan motivasi dalam pengerjaan skripsi ini.
Semoga segala kebaikan dan bantuannya dibalas oleh Allah SWT dan semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang memerlukannya.
ABSTRAK
Berjuta-juta informasi digital dapat dilihat, diambil bahkan dimanipulasi dan diklaim secara bebas untuk tujuan tertentu yang bersifat komersial yang tentu merugikan pemilik informasi digital tersebut, oleh karena itu sangat penting untuk tetap mempertahankan keaslian kepemilikan informasi walaupun dimanipulasi sedemikian rupa. Untuk mengatasi hal tersebut maka teknologi watermarking merupakan solusinya, dimana teknik ini merupakan salah satu cara untuk menyisipkan atau menyembunyikan label identitas ke dalam file digital sehingga tidak diketahui oleh pihak-pihak yang tidak berhak. Pada penelitian ini dilakukan penyembunyian pesan teks dengan teknik watermarking ke dalam media citra (cover image) dengan algoritma Discrete Cosine Transform (DCT). Citra yang disisipkan berupa citra logo yang berukuran kecil yang berformat jpg. Algoritma DCT melakukan penyisipan data pada data yang berfrekuensi tinggi dalam hal ini adalah nilai piksel banyak sehingga tidak dapat dipersepsi oleh mata manusia. Hasil percobaan yang dilakukan adalah nilai rata-rata MSE hasil penyisipan yang diperoleh adalah: 2,57 sedangkan Pengujian ketahanan pada watermark image yang diolah dengan crop, resize, kompres dan grayscale menghasilkan kegagalan pada ekstraksi.
Kata kunci: Watermarking, Label Identitas, Discrete Cosine Transform (DCT).
WATERMARKING FROM IMAGE TO IMAGE WITH DISCRETE COSINE TRANSFORM (DCT) ALGORITHM
ABSTRACT
Millions of digital information can be seen, retrieved and manipulated, even claimed freely for certain commercial purposes is necessarily detrimental to the owner of the digital information, therefore it is very important to maintain the authenticity of the ownership of such information even manipulated. To overcome this, the
watermarking technology is a solution, where this technique is one way to insert or
hide the identity label into digital files that are not known by those who are not eligible. In this research, the concealment of text messages with watermarking techniques into the media image (cover image) with Discrete Cosine Transform (DCT) algorithms. The image is inserted in to the form of small-sized image of the logo in jpg. DCT algorithms perform the insertion of data on high-frequency data in this case is a lot pixel values that can not be perceived by the human eye. Results of experiments conducted is the average value of MSE insertion results obtained are: 2.57, while testing the robustness of the watermark image which is processed by the crop, resize, compress and grayscale produce failure in the extraction.
Keyword: Watermarking, Identity Label, Discrete Cosine Transform (DCT).
DAFTAR ISI
Hal.2.2. Citra digital
2.5.1 Digital Watermarking
12
2.5 Watermarking
11
2.4.1 Pembacaan Embed Image
7
2.4 Pembacaan Cover Image
7
2.3.2 Format JPEG
6
2.3.1 Format Data Bitmap
5
2.3. Format File Citra
4
4
PERSETUJUAN i PERNYATAAN ii PENGHARGAAN iii ABSTRAK v ABSTRACT vi DAFTAR ISI vii DAFTAR GAMBAR x DAFTAR TABEL xii
2.1. Citra Analog
3 BAB 2 LANDASAN TEORI
1.6. Sistematika Penulisan
2
1.5. Manfaat Penelitian
2
1.4. Tujuan Penelitian
2
1.3. Batasan Masalah
2
1.2. Rumusan Masalah
1
1.1. Latar Belakang
BAB 1 PENDAHULUAN
14
2.5.2
16 Aplikasi Watermark
2.5.3
17 Klasifikasi Watermarking
2.6
18 Algoritma Watermarking DCT
2.6.1
19 Menghitung Koefisien DCT Citra
2.6.2
20 Discrete Cosinus Transform (DCT)
2.6.3
24 Perhitungan Matriks Transform
2.6.3.1
26 Perhitungan Matriks Transpose (A’)
2.6.3.2 Perkalian Matriks Citra dengan Matriks Transform 27
2.6.3.3
30 Invers DCT (IDCT)
2.7
33 Pengukuran Fidelity
2.8
34 Penelitian Terdahulu
BAB 3 ANALISIS DAN PERANCANGAN
3.1 Analisis
35
3.1.1
35 General Architecture
3.2
37 Flow Chart Proses
3.2.1
37 Flow Chart Proses Penyisipan
3.2.2
38 Flow Chart Proses Ekstraksi
3.2.3
39 Flow Chart Proses DCT
3.2.4
40 Flow Chart Matriks Transform
3.2.5
41 Flow Chart Matriks Transpose
3.2.6
42 Perancangan Aplikasi
3.2.7
42 Perancangan Menu Utama
3.2.8
43 Perancangan Penyisipan
3.2.9
44 Perancangan Ekstraksi
BAB 4 IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN
4.1
45 Implementasi
4.1.1
45 Tampilan Penyisipan
4.1.2
46 Tampilan Ekstraksi
4.2
47 Pengujian Sistem
4.2.1
47 Proses Mean Squared Error (MSE)
4.2.2
48 Pengujian Ekstraksi
4.2.3
49 Proses Robustness
4.2.4
49 Hasil Pengujian
4.2.5
50 Hasil Pengujian Ekstraksi
4.2.6
51 Hasil Pengujian Ketahanan
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
52
5.2. Saran
52 DAFTAR PUSTAKA
53
DAFTAR GAMBAR
Hal.29 Gambar 2.17 Perkalian Matriks Transpose Dengan Matriks DCT ............................
43 Gambar 3.9 Rancangan Penyisipan Watermark ........................................................
42 Gambar 3.8 Rancangan Menu Utama ........................................................................
40 Gambar 3.7 Flow Chart Matriks Tranpose ................................................................
40 Gambar 3.6 Flow Chart Matriks Transform ..............................................................
38 Gambar 3.5 Flow Chart Proses DCT .........................................................................
37 Gambar 3.4 Flow Chart Proses Ekstraksi ..................................................................
36 Gambar 3.3 Flow Chart Proses Penyisipan ...............................................................
34 Gambar 3.2 Proses Ekstraksi Citra Watermarking ....................................................
33 Gambar 3.1 Proses Penyisipan Citra Watermarking ..................................................
32 Gambar 2.20 Matriks X .............................................................................................
...............................
31 Gambar 2.19 P erkalian Matriks X’ Dengan Matriks Transform
30 Gambar 2.18 Matriks X’ ............................................................................................
28 Gambar 2.16 Matriks Y .............................................................................................
Gambar 2.1 Koordinat Pada Grafik Matematika .......................................................28 Gambar 2.15 Perkalian Matriks Y Dengan Transpose ..............................................
27 Gambar 2.14 Matriks Y’ ............................................................................................
26 Gambar 2.13 Perkalian Matriks Transform Dengan Matriks Cover Image ..............
26 Gambar 2.12 Matriks Transpose ................................................................................
23 Gambar 2.11 Matriks Transform ...............................................................................
23 Gambar 2.10 Flow Chart Pembentukan Matriks DCT ..............................................
22 Gambar 2.9 Flow Chart Matriks Transpose ..............................................................
21 Gambar 2.8 Flow Chart Matriks Transform ..............................................................
15 Gambar 2.7 Flow Chart DCT ....................................................................................
14 Gambar 2.6 Ekstraksi Watermark ..............................................................................
11 Gambar 2.5 Penyisipan Watermark ...........................................................................
8 Gambar 2.4 Pembacaan Embed Image ......................................................................
5 Gambar 2.3 Contoh Cover Image Dengan Nilai Piksel .............................................
5 Gambar 2.2 Koordinat pada Citra ..............................................................................
43
Gambar 3.10 Rancangan Ekstraksi ............................................................................44 Gambar 4.1 Tampilan Penyisipan ..............................................................................
45 Gambar 4.2 Tampilan Ekstraksi ................................................................................
46
DAFTAR TABEL
Hal.Tabel 2.1 Hubungan Antara Bit Per Piksel Dengan Jumlah Warna Bitmap6 Tabel 2.2 Matriks RGB Cover Image
11 Tabel 2.3 Matriks RGB Embed Image
12 Tabel 2.4 Data Media Cover
19 Tabel 4.1 Matriks MSE Pada Citra Cover
47 Tabel 4.2 Matriks MSE Pada Citra Watermark
47 Tabel 4.3 Tampilan Hasil Pengujian Penyisipan
50 Tabel 4.4 Tampilan Hasil Pengujian Ekstraksi
50 Tabel 4.5 Tampilan Hasil Pengujian Ketahanan
55