BAB I. PENDAHULUAN 1 1.1.
Latar Belakang Masalah Citra adalah gambar yang berada pada bidang dua dimensi. Agar dapat
diproses lebih lanjut, sebuah citra disimpan di dalam bentuk digital. Ukuran citra digital tersebut dinyatakan dalam pixel (picture element). Sebuah citra digital dapat dilihat sebagai sebuah matriks dua dimensi yang elemen-elemennya menunjukkan intensitas cahaya yang terkuantisasi. Citra digital dengan dimensi 100 x 200 pixel (dengan ukuran kolom 100 pixel dan baris 200 pixel) tersusun atas 100 x 200 = 20.000 pixel. Citra digital disimpan dalam media penyimpanan untuk menyimpan pixel penyusunnya. Oleh karena itu, besarnya memori yang dibutuhkan untuk menyimpan citra tergantung pada seberapa besar pixel yang menyusunnya. Semakin banyak pixel pada citra, maka semakin besar ukuran memori yang dibutuhkan. Perkembangan teknologi informasi dan komunikasi yang sangat cepat menyebabkan banyaknya informasi yang harus diproses, disimpan dan dikirim melalui jaringan komunikasi terutama melalui media internet. Namun, seiring dengan bertambahnya jumlah informasi maka semakin besar pula kebutuhan akan ukuran yang digunakan untuk memproses, mengirim dan menyimpan informasi tersebut. Sebagai contoh untuk informasi citra berwarna yang tidak terkompresi berukuran 512 x 512 pixel akan membutuhkan representasi memori sebesar 786 kB dan bandwidth pengiriman sebesar 6,29 Mb/citra. Tentu saja dengan ukuran citra yang sebesar itu akan dibutuhkan pula memori yang semakin besar. Selain itu, besarnya ukuran citra akan mempengaruhi lamanya waktu pengiriman.
1
2
Teknik kompresi citra sangat dibutuhkan untuk mengatasi permasalahan besarnya memori yang digunakan untuk merepresentasikan citra. Kompresi pada citra
dapat
meminimalkan
penggunaan
kebutuhan
memori
untuk
merepresentasikan citra digital. Prinsip umum yang digunakan pada teknik kompresi citra adalah mengurangi redundansi/pengulangan data dalam citra sehingga memori yang dibutuhkan untuk merepresentasikan citra menjadi lebih sedikit daripada representasi citra semula. Sampai saat ini sudah banyak sekali metode yang digunakan dalam kompresi citra. Secara umum, metode kompresi citra diklasifikasikan menjadi dua yaitu metode lossless dan lossy. Metode lossless akan menghasilkan citra dekompresi yang persis sama dengan citra semula dengan rasio kompresi yang lebih kecil, dengan menjaga agar tidak ada informasi yang hilang setelah kompresi. Keuntungan utama dari metode lossless adalah kemampuannya untuk mengembalikan citra ke ukuran aslinya. Beberapa contoh dari metode lossless adalah Run Length Encoding (RLE) dan Huffman Encoding. Sedangkan metode lossy akan menghasilkan citra hasil dekompresi yang hampir sama dengan citra semula, dengan beberapa informasi yang hilang akibat kompresi namun dapat ditolerir oleh persepsi mata manusia. Metode lossy menghasilkan rasio kompresi yang lebih tinggi, namun mengorbankan kualitas dan kemampuan untuk mengembalikan citra ke ukuran aslinya. Beberapa contoh dari metode lossy adalah Joint Photographic Expert Group (JPEG), Tagged Image File Format (TIFF), Discrete Cosine Transform (DCT), Wavelet dan Vector Quantization. Penelitian ini dibuat sebagai usaha untuk mengefisiensikan penggunaan memori dalam kompresi citra. Kompresi hanya akan dilakukan pada bagian tertentu yang dianggap bukan informasi penting yang perlu dipertahankan. Metode yang diterapkan adalah klasifikasi citra berupa clustering yang bertujuan untuk memisahkan objek utama dan background (latar). Kemudian algoritme kompresi yang digunakan adalah JPEG. Pada penelitian ini, kedua metode tersebut digabungkan untuk menghasilkan rasio kompresi yang berbeda-beda pada tiap cluster sesuai kandungan informasi yang dimiliki.
3
1.2.
Rumusan Masalah Berdasarkan pemaparan latar belakang, terdapat beberapa pokok
permasalahan yang akan dibahas dalam penelitian ini. Permasalahan yang pertama adalah bagaimana mengupayakan efisiensi penyimpanan memori yang digunakan dalam merepresentasikan citra digital. Permasalahan yang kedua adalah bagaimana kompresi dilakukan hanya pada bagian tertentu sesuai dengan besarnya kandungan informasi yang dimiliki.
1.3.
Batasan Masalah Batasan masalah yang akan dibahas pada penelitian ini adalah sebagai
berikut. 1. Ukuran citra masukan yang digunakan tidak melebihi 512 x 512 pixel untuk menghindari komputasi yang sangat kompleks. 2. Citra masukan yang digunakan berupa continuous-tone image yang merupakan jenis citra yang paling cocok untuk algoritme kompresi JPEG. 3. Kandungan informasi yang dimiliki masing-masing cluster akan dilihat dari nilai entropi-nya. 4. Banyaknya jumlah cluster yang digunakan adalah sebanyak 6 buah. 5. Perancangan program yang digunakan menggunakan perangkat lunak MATLAB R2009a. 6. Pembahasan utama penelitian ini adalah penerapan metode Fuzzy CMeans (FCM) sebagai klasifikasi citra dan algoritme kompresi JPEG sebagai teknik kompresi.
1.4.
Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut. 1. Merancang kompresi citra berbasis entropi. 2. Menganalisis pengaruh entropi terhadap kandungan informasi dan kompresi yang akan dilakukan pada citra.
4
3. Menguji hasil rancangan dan membandingkan kompresi yang terjadi untuk citra yang sama dengan 2 format penyimpanan awal yang berbeda, yaitu .png dan .jpg.
1.5.
Metodologi Penelitian Penulisan tugas akhir ini dilakukan dengan menggunakan metode sebagai
berikut. 1. Studi pustaka mengenai teori terkait dengan mengumpulkan informasi dan mempelajari literatur dari buku, paper, jurnal, skripsi terdahulu serta internet. 2. Perancangan program dengan bantuan perangkat lunak MATLAB R2009a. 3. Melakukan analisis dan pembahasan atas hasil pengujian.
1.6.
Sistematika Penulisan Penulisan tugas akhir ini dilakukan dengan menggunakan sistematika
sebagai berikut. BAB I
: Pendahuluan Bab ini membahas mengenai latar belakang masalah, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian dan sistematika penulisan.
BAB II
: Tinjauan Pustaka dan Dasar Teori Bab ini membahas mengenai tinjauan pustaka dan beberapa konsep dasar dari citra digital, entropi, clustering, metode FCM, inisialisasi pusat cluster FCM dan algoritme JPEG, serta beberapa teori lain yang mendukung.
BAB III
: Perancangan Sistem Bab ini membahas mengenai cara kerja sistem secara umum, perancangan sistem yang meliputi perancangan blok Utama, perancangan
blok
MFF,
perancangan
blok
FCM6
dan
5
perancangan blok JPEG. Hasil pengujian dan pembahasan data akan dijelaskan berikutnya pada bab empat. BAB IV
: Hasil dan Pembahasan Bab ini membahas lebih lanjut mengenai parameter pengujian dan hasil dari pengujian sistem yang meliputi pengujian inisialisasi pusat awal cluster, pengujian pusat akhir cluster, pengujian entropi dan skala kualitas, pengujian hasil kompresi JPEG, pengujian citra keluaran, pengujian waktu kompresi pengujian rasio kompresi dan pengujian kualitas kompresi.
BAB V
: Kesimpulan dan Saran Bab ini membahas mengenai kesimpulan dari pembahasan yang telah dipaparkan serta saran-saran yang dapat digunakan untuk pengembangan sistem pada tahap-tahap selanjutnya.
