BAB 3 PERANCANGAN PROGRAM

Transkripsi

1 BAB 3 PERANCANGAN PROGRAM 3.1. Gambaran Umum Perancangan Secara umum, program aplikasi fractal compression terdiri dari dua proses utama yaitu proses kompresi dan proses dekompresi. Algoritma QPIFS yang digunakan pada proses kompresi adalah sebagai berikut : 1. create domain 2. for i = 1 to total range do steps (3), (4), (5), and (6) 3. if range blok > tolerance then quadtree down 4. else 5. transform from domain to range, while distance (domain, range)<=rms) 6. save best transform 7. end Rms (root mean square) digunakan untuk menentukan jarak antara blok domain dan blok range, sedangkan tolerance digunakan untuk menentukan batas keseragaman pixel yang diterima pada tiap blok range. Berikut ini tahap-tahap yang dilakukan pada proses kompresi : 1. Pembacaan file gambar untuk memeriksa apakah bit-bit data dapat dibaca 2. Alokasi memori untuk proses dan penyimpanan data domain sesuai dengan jumlah domain yang dibuat.

2 30 3. Gambar dibagi secara rekursif untuk memudahkan proses encoding dengan membagi menjadi empat kuadran melalui fungsi quadtree. 4. Dilakukan proses quadtree hingga level enam, dengan asumsi pada level tersebut blok range sudah cukup kecil. 5. Keempat kuandran diurutkan dari yang paling cerah, kemudian dilakukan transformasi pada masing-masing kuadran. Proses ini berulang untuk setiap kuadran dimulai dari level terdalam di kuadran NW (northwest) hingga kuadran SE (southeast). 6. Hasil dari setiap transformasi tersebut kemudian dibandingkan dengan domain. Jika nilai perbandingan tersebut mendekati nilai perhitungan rms, maka transformasi dan posisi domain akan ditulis ke dalam file FIC. 7. Tahap lima dan enam akan berulang untuk seluruh range yang ada dalam gambar hingga diperoleh kumpulan transformasi terbaik Tahap-tahap proses dekompresi : 1. Pembacaan transformasi yang disimpan pada file FIC. 2. Penerapan transformasi pada domain yang dilakukan secara rekursif mulai dari kuadran terdalam hingga seluruh daerah gambar tertutup oleh pixel hasil transformasi 3. Langkah terakhir adalah penghalusan gambar dengan membuat nilai ratarata dari dua pixel yang berdekatan pada setiap transformasi. alir berikut : Gambaran yang lebih jelas tentang jalannya program dapat dilihat pada diagram

3 Gambar 3.1 Diagram alir proses kompresi 31

4 32 Gambar 3.2 Diagram alir proses dekompresi 3.2. Modul-modul Perancangan Proses kompresi dan dekompresi tersebut di atas akan dijabarkan secara lebih mendetil dengan pseudocode, begitu juga fungsi-fungsi atau prosedur-prosedur yang ada.

5 Modul Utama Modul Frac Fungsi : Merupakan modul utama yang didalamnya terdapat modul-modul untuk proses kompresi dan dekompresi. Modul ini juga akan menginisialisasi parameter yang digunakan saat pemanggilan kedua proses tersebut. Nilai parameter yang digunakan pada perancangan ini sesuai dengan nilai yang digunakan oleh Yuval Fisher yaitu, nilai toleransi jarak domain dan range adalah delapan, dengan asumsi pada nilai tersebut perbedaan pixel tidak signifikan, nilai kedalaman maksimal adalah enam, dengan asumsi pada level tersebut pixel yang terdapat pada blok tersebut sudah cukup seragam. Matriks transformasi yang digunakan dalam perancangan ini berupa matriks 2 x 24 sebagai berikut, Sedangkan matriks rotasi yang digunakan adalah matriks 2 x 8 berikut, nilai tersebut menunjukkan rotasi yang mungkin dilakukan pada sebuah blok dengan melakukan isometri sebagai berikut : 1. identitas (tanpa rotasi) 2. refleksi orthogonal terhadap sumbu tengah vertical blok

6 34 3. refleksi orthogonal terhadap sumbu tengah horosontal blok 4. refleksi orthogonal terhadap diagonal pertama 5. refleksi orthogonal terhadap diadonal kedua 6. rotasi pada pusat blok sebesar 90 o 7. rotasi pada pusat blok sebesar rotasi pada pusat blok sebesar Modul yang dipanggil : Modul Proses Compression Modul Compress Fungsi : Melakukan proses kompresi. Read the size of Raw file Call compute sum to compute the sum of pixel values in domain Call partition image function Close file free memory allocated to domain free memory allocated to image Modul yang dipanggil : Compute Sums, Partition Image.

7 35 Modul Compute Sums Fungsi : Mengalokasikan memori untuk jumlah domain, memanggil modul Classify, membentuk domain dan menyimpan posisi domain ke dalam data domain. allocate memory for number of horizontal domain & vertical domain allocate memory for the size of horizontal domain & vertical domain for (i=0; i<2; ++i) for (j=0; j<2; ++j) for (k=i; k<hsize-i; k += 2) for (l=j; l<vsize-j; l += 2) domimage = m_image[l][k] + m_image[l+1][k+1] + m_image[l][k+1] + m_image[l+1][k] Compute the number of bits needed to store the domain data For i = 1 to total domain Call the Classify function to sort the domain quadrant order Store the position of domain

8 36 Modul yang dipanggil : Classify. Modul Partition Image Fungsi : Membagi gambar menjadi bagian-bagian kecil, memanggil fungsi quadtree untuk encoding Call Quadtree function If horizontal size!= image size Then call Partition image function If vertical size!= image size Then call Partition image function Modul yang dipanggil : Partition Image, Quadtree. Modul Quadtree Fungsi : Melakukan proses encoding, mencari transformasi terbaik, mencari domain terbaik, menghitung rms. Menyimpan hasil transformasi terbaik, faktor skala terbaik (ialpha) dan offset domain terbaik (ibeta) dalam satu file FIC. For quadtree depth = 1 to 6 If x/2 & y/2!= 0 then

9 37 x=x & y=y to x=xsize/2 & y= ysize/2 Quadtree quadrant depth+1 If x/2 & y/2!= 0 then x=xsize/2 & y=y Quadtree quadrant depth+1 If x/2 & y/2!= 0 then x=0 & y= ysize/2 Quadtree quadrant depth+1 If x/2 & y/2!= 0 then x=xsize/2 & y=ysize/2 Quadtree quadrant depth+1 Return; Call the Classify function For all domain block Transform domain to range Symmetrize operation = apply rotation matrix to domain block Best rms = 10,000,000,000 rms = Compare(domain,range) ; If (rms < best_rms) Then best transform =transform best_domain offset =domain offset best rms = rms best symetrize operation = symetrize operation best domain = domain if for

10 38 If (best_rms > tolerance & depth < 4) Then If x/2 & y/2!= 0 then x=x & y=y to x=xsize/2 & y= ysize/2 Quadtree quadrant depth+1 If x/2 & y/2!= 0 then x=xsize/2 & y=y Quadtree quadrant depth+1 If x/2 & y/2!= 0 then x=0 & y= ysize/2 Quadtree quadrant depth+1 If x/2 & y/2!= 0 then x=xsize/2 & y=ysize/2 Quadtree quadrant depth+1 Else Pack(best transform, best domain offset, best symmetrize operation,best domain); if Modul yang dipanggil : Compare, Classify, Quadtree. Modul Classify Quadrant Fungsi : Menghitung nilai rata-rata pixel pada range atau domain, mengurutkan pixel berdasarkan tingkat kecerahan.

11 39 If range area Then For quadrant NW to SE Do Call the average1 function to compute the average value of each quadrant Else For quadrant NW to SE Do Call the average function to compute the average value of each quadrant if Repeat until NW < NE < SW < SE If sum i < sum i+1 then swap position Modul yang dipanggil : Average. Modul Average Fungsi : Menghitung nilai rata-rata pixel dalam satu kuadran For (i=x; i<x+xsize; ++i)

12 40 For (j=y; j<y+ysize; ++j) pixel = domain image[j][i]; sum = sum + pixel; sum 2 = sum 2 + pixel*pixel; Return sum & sum 2 Modul yang dipanggil : -. Modul Average1 Fungsi : Menghitung nilai rata-rata pixel dalam satu kuadran For (i=x; i<x+xsize; ++i) For (j=y; j<y+ysize; ++j) pixel = range image[j][i]; sum = sum + pixel; sum 2 = sum 2 + pixel*pixel; Return sum & sum 2 Modul yang dipanggil : -.

13 41 Modul Compare Fungsi : Menghitung nilai rms untuk membandingkan domain dan range. Rms dihitung dengan, Rms = [ range x, y) domain( x, y) ] x, y (. pialpha = (alpha + 1)/(2.0 x 1) x (scaling bits) if (pialpha < 0) pialpha = 0 if (pialpha >= scaling bits) pialpha = scaling bits-1 alpha = pialpha/ scaling bits x 2.0 x max scale max scale beta = (sum alpha x domain sum) / w2 if (alpha > 0.0) beta = beta + alpha x 256 best beta = beta/(1.0+ absolute alpha) x 256 x offset bits-1 if (best beta< 0) best beta = 0; if (best beta>= 1) best beta = offset bits-1 beta =best beta/offset bits-1 x 1.0+absolute alpha x256 if (alpha > 0.0) beta = beta alpha x 256 Rms = 2 2 sum + α ( α dom sum 2 rdsum + 2 β dom sum) + β ( β w2 2 rsum) w2 Return rms 2 Modul yang dipanggil : -.

14 Modul Proses Decompression Modul Decompress Fungsi : Melakukan proses dekompresi, membaca file FIC, menginisialisasi gambar awal berupa gambar berwarna hitam dan memanggil fungsifungsi yang mendukung proses tersebut. Open FIC file Unpack byte; Allocate memory Clear memory buffer Initialize dummy image Call Read transformation function For i = 1 to total transformation do Call the Apply Transformations function Call the Smooth Image function Modul yang dipanggil : Read Transformation, Apply Transformation,

15 43 Smooth Image. Modul Read Transformation Fungsi : Membaca transformasi pada file FIC If depth < 6 then From x=0 & y=0 Quadtree (x/2, y/2) depth+1 From x=x+xsize/2 & y=0 Quadtree (x/2, y/2)depth+1 From x=0 & y= y+ysize/2 Quadtree (x/2, y/2) depth+1 From x=xsize/2 &y=ysize/2 Quadtree (x/2,y/2)depth+1 return; If depth < 4 & Unpack = true Then Read_Transformations(atx,aty, xsize/2, ysize/2, depth+1); Read_Transformations(atx+xsize/2,aty, xsize/2, ysize/2, depth+1); Read_Transformations(atx,aty+ysize/2, xsize/2, ysize/2, depth+1); Read_Transformations(atx+xsize/2,aty+ysize/2,xsize/2,ysize/2,depth+1); Else if

16 44 m_trans = next transformation best transformation = Unpack (transformation bit); best domain offset = Unpack (offset bit); m_trans->scale = transformation; m_trans->offset = domain offset; if Modul yang dipanggil : Read Transformation. Modul Apply Transformation Fungsi : Menerapkan transformasi pada pixel hingga terbentuk sebuah gambar. m_trans = &m_transformations; While (next transformation!= NULL) m_trans = next transformation; imagedummy= m_trans->scale*pixel + m_trans->offset paint transformed pixel to screen tempimage = m_image; m_image = m_imagedummy;

17 45 m_imagedummy = tempimage; Modul yang dipanggil : -. Modul Smooth Image Fungsi : menghitung nilai rata-rata dari batasan transformasi untuk memperhalus gambar hasil dekompresi. m_trans = &m_transformations; While (m_trans->next!= NULL) m_trans = m_trans->next; For for i = 1 to image size Do average = pixel i + pixel (i + 1) sum of pixel Modul yang dipanggil : State Transition Diagram (STD) Rancangan

18 46 Layar utama Klik compression Klik decompression Klik close keluar dari program kompresi dekompresi Exit Klik arrow down open file dialog Klik arrow down open file dialog Pilih file untuk dikompresi Pilih file untuk didekompresi Klik arrow down save file dialog Klik arrow down open file dialog Beri nama file output Beri nama file output Klik OK proses kompresi Klik OK proses dekompresi Gambar proses kompresi Gambar hasil dekompresi Gambar 3.3 STD Rancangan Program 3.4. Rancangan Layar Rancangan Layar Utama

19 47 Gambar 3.4 Rancangan layar utama Open.raw,.dat dan.fic Gambar 3.5 Rancangan layar open.raw,.dat dan.fic Save As.FIC

20 48 Gambar 3.6 Rancangan layar Save As.FIC Image Viewer Gambar 3.7 Rancangan layer image viewer