IMPLEMENTASI METODE MEDIAN FILTERING DAN KOMPRESI JPEG UNTUK CITRA BMP SKRIPSI ZULWITA HARIYATI

Transkripsi

1 IMPLEMENTASI METODE MEDIAN FILTERING DAN KOMPRESI JPEG UNTUK CITRA BMP SKRIPSI ZULWITA HARIYATI PROGRAM STUDI S1 ILMU KOMPUTER FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014

2 IMPLEMENTASI METODE MEDIAN FILTERING DAN KOMPRESI JPEG UNTUK CITRA BMP SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas akhir dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Komputer ZULWITA HARIYATI PROGRAM STUDI S1 ILMU KOMPUTER FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014

3 ii PERSETUJUAN Judul : IMPLEMENTASI METODE MEDIAN FILTERING DAN KOMPRESI JPEG UNTUK CITRA BMP Kategori : SKRIPSI Nama : ZULWITA HARIYATI Nomor Induk Mahasiswa : Program Studi : SARJANA (S1) ILMU KOMPUTER Fakultas : ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI (FASILKOM-TI) Komisi Pembimbing : Diluluskan di Medan, Desember 2014 Pembimbing 2 Pembimbing 1 Dian Rachmawati S.Si, M.Kom Dr. Mahyuddin, M.IT NIP NIP Diketahui/Disetujui oleh Program Studi S1 Ilmu Komputer Ketua, Dr. Poltak Sihombing, M.Kom NIP

4 iii PERNYATAAN IMPLEMENTASI METODE MEDIAN FILTERING DAN KOMPRESI JPEG UNTUK CITRA BMP SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, Desember 2014 Zulwita Hariyati

5 iv PENGHARGAAN Alhamdulillahirrabbil alamin. Puji dan syukur penulis ucapkan atas kehadirat Allah SWT yang telah memberikan limpahan rahmat dan karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Komputer, Program Studi Ilmu Komputer Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi. Shalawat beriring salam penulis juga persembahkan kepada Nabi Besar Muhammad SAW. Dengan segala kerendahan hati, pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu penyelesaian skripsi dengan judul Implementasi Metode Median Filtering dan Kompresi JPEG untuk Citra BMP. Penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Bapak Prof. Dr. Syahril Pasaribu, DTMH, MSc(CTM), SpA(K) sebagai Rektor (USU). 2. Bapak Prof. Dr. Muhammad Zarlis sebagai Dekan Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi. 3. Bapak Dr. Poltak Sihombing, M.Kom sebagai Ketua Program Studi S1 Ilmu Komputer Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara. 4. Ibu Maya Silvi Lydia, BSc. MSc sebagai Sekretaris Program Studi S1 Ilmu Komputer Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi Universitas Sumatera Utara. 5. Bapak Dr. Mahyuddin, M.IT dan Ibu Dian Rachmawati S.Si, M.Kom selaku dosen pembimbing yang telah memberikan arahan dan motivasi kepada penulis dalam pengerjaan skripsi ini.

6 v 6. Ibu Dr. Elviawaty Muisa ZamZami, S.T, M.T, M.M dan Ibu Maya Silvi Lydia, BSc. MSc sebagai dosen penguji yang telah memberikan saran dan kritik kepada penulis dalam penyempurnaan skripsi ini. 7. Seluruh Dosen serta staf Pegawai di Program Studi S1 Ilmu Komputer Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi. 8. Kedua Orangtua penulis tercinta Ibunda Yurni dan Ayahanda Martias, Kakanda Rizky Adriani S.Si, Abangda Andika Maulana, dan Abangda Ahmad Royhan Putra Siregar S.Kom yang telah memberikan do a, dukungan, perhatian serta kasih sayang yang tulus serta pengorbanan yang tidak ternilai harganya. 9. Teman-teman seperjuangan mahasiswa S1-Ilmu Komputer stambuk 2010, khususnya Annissa Fadilla, Auliza Nanda Nst, S.Kom, Devina, Fanny Fairina, S.Kom, Nurul Ulfah Primadini, Uswatun Hasanah, dan teman-teman satu stambuk lain yang telah memberikan motivasi, arahan dan perhatiannya. 10. Abang-abang dan kakak-kakak senior khususnya kakanda Fauzana S, S.Kom yang menjadi motivasi untuk menyelesaikan penyelesaian skripsi ini. 11. Semua pihak yang terlibat langsung ataupun tidak langsung yang tidak dapat penulis ucapkan satu per satu yang telah membantu penyelesaian skripsi ini. Sekali lagi penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang membantu dalam penyelesaian skripsi ini yang tidak dapat disebutkan satu persatu, terima kasih atas ide, saran dan motivasi yang diberikan. Semoga Allah SWT memberikan limpahan karunia kepada semua pihak yang telah memberikan bantuan, perhatian, kasih sayang serta dukungan kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan karena kesempurnaan hanyalah milik Allah SWT semata. Oleh karena itu penulis menerima

7 vi kritik dan saran dari semua pihak yang bersifat membangun dan menyempurnakan skripsi ini. Penulis berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi penulis sendiri pada khususnya dan pembaca pada umumnya. Medan, Desember 2014 Zulwita Hariyati

8 viii Implementation Median Filtering Method and JPEG Compression for BMP Image ABSTRACT Image that captured by digital device often contain the noise. Image that have or do not have the noise sometimes contain data redundancy that caused image has a large size and need large storage memory. In this study, image that contain the noise first filtered with median, then compressed with JPEG to reduce the redundancy of data and reduce the size of image. The results of the testing system based on the parameters used to know the image quality of the results obtained by median filter, MSE largest decline rate is 7.975,9379 and db PSNR improvement in the salt and pepper noise with probability 15%. And the results of image compression that has been filtered obtained the higher level is selected, the image quality will be similar to the image of the filter but percentage rate ratio decrease. While the smaller level of quality that is used then the image looks blurry but the percentage ratio and image size is better. Keywords : noise, median filtering, JPEG compression.

9 vii ABSTRAK Citra yang dihasilkan oleh alat digital sering mengandung noise. Citra yang memiliki ataupun yang tidak memiliki noise terkadang mengandung redundansi data yang mengakibatkan citra memiliki ukuran yang besar sehingga membutuhkan memori penyimpanan yang cukup besar. Pada penelitian ini, citra yang bernoise terlebih dahulu difilter dengan median, lalu dikompresi dengan JPEG untuk mengurangi redundansi data dan memperkecil ukuran citra. Hasil yang diperoleh dari pengujian sistem berdasarkan parameter yang digunakan untuk mengetahui kualitas citra hasil median filter diperoleh tingkat penurunan MSE terbesar yaitu 7.975,9379 serta peningkatan PSNR db pada noise salt and pepper dengan probabilitas 15%. Dan dari hasil kompresi citra yang telah difilter semakin tinggi level quality yang dipilih maka citra akan semakin mirip dengan citra hasil filter namun tingkat persentase rasio berkurang. Sementara semakin kecil level quality yang digunakan maka citra semakin tampak blur tetapi persentase rasio dan ukuran citranya semakin baik. Kata kunci : noise, median filtering, kompresi JPEG.

10 ix DAFTAR ISI Halaman Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak Abstract Daftar Isi Daftar Tabel Daftar Gambar ii iii iv vii viii ix xii xiii Bab 1 Bab 2 Pendahuluan 1.1 Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Metode Penelitian Sistematika Penulisan 5 Landasan Teori 2.1 Pengenalan Citra Citra Analog Citra Digital Jenis Citra Citra Biner Citra Grayscale Citra Warna (8 bit) Citra Warna (16 bit) Citra Warna (24 bit) Format File Citra Format File Citra Bitmap Noise Salt and Pepper Noise Speckle Noise Filtering Median Filtering Kompresi Klasifikasi Teknik Kompresi Rasio Kompresi Data Berlebihan (Data Redundancy) Kompresi JPEG (Joint Photographics Experts Group) Matlab (Matrix Laboratory) Pengukuran Kualitas Citra 25

11 x MSE (Mean Square Error) PSNR (Peak Signal to Noise Ratio) 26 Bab 3 Analisis Dan Perancangan Sistem 3.1 Analisis Sistem Analisis Masalah Analisis Persyaratan Kebutuhan Fungsional Sistem Kebutuhan Non-Fungsional Sistem Analisis Proses Analisis Proses Filtering dengan Metode Median Filter Analisis Proses Kompresi dengan Metode JPEG Encoding JPEG Decoding JPEG Use Case Diagram Use Case Generate Noise Use Case Filtering dan Kompresi Citra Activity Diagram Activity Diagram Proses Generate Noise Citra Activity Diagram Proses Filtering dan Kompresi Citra Sequence Diagram Pseudocode Program Pseudocode Proses Generate Salt and Pepper Noise Pseudocode Proses Generate Speckle Noise Pseudocode Proses Median Filtering Flowchart Kompresi JPEG Perancangan Sistem Flowchart Gambaran Umum Sistem Perancangan Antarmuka Pengguna 52 Bab 4 Implementasi Dan Pengujian Sistem 4.1 Implementasi Sistem Tampilan Menu Utama Tampilan Menu Generate Noise Tampilan Menu Testing Tampilan Menu Help Pengujian Sistem Tampilan Proses Generate Noise Citra BMP Tampilan Proses Median Filtering dan Kompresi JPEG Tampilan Proses Median Filtering Tampilan Proses Kompresi JPEG 66 Bab 5 Kesimpulan Dan Saran 5.1 Kesimpulan Saran 70

12 xi Daftar Pustaka 71 LAMPIRAN A: Listing Program A-1 LAMPIRAN B: Curriculum Vitae B-1

13 xii DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Format bit citra 8 bit 11 Tabel 2.2 Formasi bit citra 16 bit 12 Tabel 2.3 Matrik untuk median filtering 18 Tabel 2.4 Matrik untuk median filtering setelah diurutkan 19 Tabel 2.5 Matrik hasil median filtering 19 Tabel 3.1 Tabel Matrik citra 30 Tabel 3.2 Tabel Matrik tepi nol 31 Tabel 3.3 Tabel Matrik hasil Median Filter 32 Tabel 3.4 Spesifikasi Use Case Generate Noise 42 Tabel 3.5 Spesifikasi Use Case Filtering dan Kompresi Citra 43 Tabel 4.1 Hasil Perhitungan MSE dan PSNR Citra Bernoise 63 Tabel 4.2 Hasil Median Filter Citra Bernoise 65 Tabel 4.3 Hasil Kompresi JPEG 67

14 xiii DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Contoh Citra Digital dan Matriks penyusunnya 7 Gambar 2.2 Contoh Citra Raster 9 Gambar 2.3 Contoh Citra Vektor 10 Gambar 2.4 Citra Biner 10 Gambar 2.5 Citra Grayscale 11 Gambar 2.6 Citra 8 bit 12 Gambar 2.7 Citra 16 bit 13 Gambar 2.8 Citra 24 bit 13 Gambar 2.9 Citra sebelum terkena noise salt and pepper 15 Gambar 2.10 Citra setelah terkena noise salt and pepper 15 Gambar 2.11 Citra sebelum terkena noise speckle 16 Gambar 2.12 Citra setelah terkena noise speckle 16 Gambar 2.13 JPEG Encoder Block Diagram 23 Gambar 2.14 JPEG Decoder Block Diagram 24 Gambar 3.1 Diagram Ishikawa analisis masalah sistem 28 Gambar 3.2 Size, Category and amplitude range of DC Differentials 37 Gambar 3.3 JPEG default luma Huffman table for DC coefficient 37 Gambar 3.4 Path zig-zag scanning 38 Gambar 3.5JPEG size, category and amplitude range of AC coefficients 39 Gambar 3.6 JPEG Decoder Diagram 41 Gambar 3.7 Use Case Diagram Sistem 42 Gambar 3.8 Activity Diagram Proses Generate Noise 44 Gambar 3.9 Activity Diagram Proses Filtering dan Kompresi Citra 45 Gambar 3.10 Sequence Diagram 46 Gambar 3.11 Flowchart Kompresi JPEG 50 Gambar 3.12 Flowchart Sistem 51 Gambar 3.13 Perancangan Form Utama 52 Gambar 3.14 Perancangan Form Generate Noise 53

15 xiiii Gambar 3.15 Perancangan Form Testing 55 Gambar 3.16 Perancangan Form Help 57 Gambar 4.1 Tampilan Menu Utama 58 Gambar 4.2 Tampilan Menu Generate Noise 59 Gambar 4.3 Tampilan Menu Testing 60 Gambar 4.4 Tampilan Menu Help 60 Gambar 4.5 Tampilan Kotak Dialog Browse File Citra BMP 61 Gambar 4.6 Tampilan Citra yang akan digenerate 62 Gambar 4.7 Tampilan hasil generate salt and pepper noise dengan probabilitas 5%62 Gambar 4.8 Tampilan hasil generate speckle noise dengan probabilitas 5% 63 Gambar 4.9 Hasil Median Filtering Noise Salt and Pepper 5% 64 Gambar 4.10 Tampilan hasil kompresi JPEG dengan level quality 1 67