~ By : Aprilia Sulistyohati, S.Kom ~
APA ITU KOMPRESI?? Kompresi mengecilkan/memampatkan ukuran Kompresi data Teknik mengecilkan data sehingga diperoleh file dengan ukuran yang lebih kecil daripada ukuran aslinya. Contoh kompresi sederhana: - adalah : adlh, yang : yg Pihak pengirim kompresi data harus menggunakan teknik yang sudah baku dan pihak penerima juga menggunakan teknik dekompresi yang sama dengan si pengirim.
Tujuan kompresi data Memperkecil penyimpanan data Mempercepat pengiriman data Memperkecil kebutuhan bandwidth Teknik kompresi bisa dilakukan : Data teks Gambar (JPEG, PNG, TIFF), Audio (MP3, AAC, RMA, WMA) Video (MPEG,H261, H263)
Contoh (1) Kebutuhan data selama 1 detik pada layar resolusi 640 x 480: DATA TEKS 1 karakter = 2 bytes (termasuk karakter ASCII) Setiap karakter ditampilkan dalam 8x8 pixels Jumlah karakter yang dapat ditampilkan per halaman = 640 x 480 = 4800 karakter 8 x 8 Kebutuhan tempat penyimpanan per halaman = 4.800 2 byte = 9.600 byte = 9.375 Kbyte
Contoh (2) Kebutuhan data selama 1 detik pada layar resolusi 640 x 480: Data Grafik Vektor 1 still image membutuhkan 500 baris Setiap 1 baris direpresentasikan dalam posisi horisontal, vertikal, dan field atribut sebesar 8-bit Sumbu Horizontal direpresentasikan log 2 640 = 10 bits Sumbu Vertical direpresentasikan log 2 480 = 9 bits Bits per line = 9bits + 10bits + 8bits = 27bits Storage required per screen page = 500 27 = 1687,5 byte = 1,65 Kbyte
Contoh (3) Kebutuhan data selama 1 detik pada layar resolusi 640 x 480: Color Display Jenis : 256, 4.096, 16.384, 65.536, 16.777.216 warna Masing-masing warna pixel memakan tempat 1 byte Misal 640 x 480 x 256 warna x 1 byte = 307.200 byte = 300 KByte
Contoh (4) Kebutuhan tempat penyimpanan untuk media kontinyu untuk 1 detik : Sinyal audio tidak terkompres dengan kualitas suara telepon dengan sample 8 khz dan dikuantisasi 8 bit per sample, pada bandwidth 64 Kbits/s, membutuhkan storage : Required storage space / s = 64 Kbit/s 1 s = 8 Kbyte 8 bit/byte 1,024 byte/kbyte
Kebutuhan Sistem PAL Standar 625 baris dan 25 frame/detik 3 bytes/pixel (luminance, red chrom, blue chrom) Luminance Y menggunakan sample rate 13,5 MHz Chrominance (R-Y dan B-Y) menggunakan sample rate 6.75 MHz Jika menggunakan 8 bit/sample, maka
Cara mengatasi kapasitas penyimpanan yang besar dan bandwidth transmisi yang lebar Mengembangkan teknologi penyimpanan dan pengiriman yang lebih besar. Mengembangkan teknik kompresi data dengan tetap memperhatikan batasan kualitasnya.
Model komunikasi data melalui jaringan Internet (Claude Shannon) Encoder berfungsi mengubah kode data sumber menjadi kode yang berukuran lebih kecil daripada ukuran data sumber Channel berfungsi meneruskan data yang telah diencode melalui jaringan Internet Decoder berfungsi mengembalikan data yang terencode ke bentuk semula
Jenis Kompresi Data Berdasarkan Output Lossy Compression Teknik yang mengakibatkan data semula tidak dapat direkonstruksi kembali (ada data yang hilang) Teknik kompresi dimana data hasil tidak sama dengan data sebelum kompresi. Batasan : kualitas yang diinginkan dan waktu (pemrosesan dan pengiriman) Contoh: data lagu, data film, video conference. MPEG (Motion Picture Expert Group) untuk video MP3 untuk lagu dan audio JPEG (Joint Picture Expert Group) untuk gambar
Cont... Kelebihan: Ukuran file lebih kecil dibanding loseless tetapi masih memenuhi syarat untuk digunakan. Biasanya teknik ini membuang bagian-bagian data yang sebenarnya tidak begitu berguna dan tidak dirasakan oleh kita sehingga kita masih beranggapan bahwa data tersebut masih bisa digunakan walaupun sudah dikompresi.
Loseless Compression Teknik kompresi yang tidak menyebabkan kehilangan data. Hasilnya sama seperti data sebelum proses kompresi. Contoh : ZIP, RAR, GZIP Teknik ini digunakan jika dibutuhkan data setelah dikompresi harus dapat diekstrak/dekompres lagi tepat sama. Biasanya digunakan jika akurasi data sangat penting EX : data teks/biner, data program, image (PNG, GIF) Kadang ada data-data yang setelah dikompresi dengan teknik ini ukurannya sama atau lebih besar.
Klasifikasi Teknik Kompresi (1) Entropy Encoding Bersifat loseless Tekniknya tidak berdasarkan media karakteristik tertentu tetapi berdasarkan urutan data. EX: Run-length coding, Huffman coding, Arithmetic coding
Klasifikasi Teknik Kompresi (2) Source Coding Bersifat lossy Berkaitan dengan data semantik (arti data) dan media. EX: Prediction (DPCM, DM), Transformation (FFT, DCT), Layered Coding (Bit position, subsampling, subband coding), Vector Quantization
Klasifikasi Teknik Kompresi (3) Hybrid Coding Gabungan antara lossy + loseless EX: JPEG, MPEG, H.261, DVI
Pendekatan yang digunakan pada kompresi data 1. Pendekatan statistik Kompresi didasarkan pada frekuensi kemunculan derajat keabuan pixel didalam seluruh bagian. Contoh metode : Huffman Coding. 2. Pendekatan ruang Kompresi didasarkan pada hubungan spasial antara pixel-pixel di dalam suatu kelompok yang memiliki derajat keabuan yang sama dalam suatu daerah gambar atau data. Contoh metode : Run-Length Encoding.
Cont... 3) Pendekatan kuantisasi Kompresi dilakukan dengan mengurangi jumlah derajat keabuan yang tersedia. Contoh metode : kompresi kuantisasi (CS-&Q). 4) Pendekatan fraktal Kompresi dilakukan pada kenyataan bahwa kemiripan bagian-bagian didalam data atau citra atau gambar dapat dieksploitasi dengan suatu matriks transformasi. Contoh metode : Fractal Image Compression.
METODE HUFFMAN TEXT (4/4) 0 1 TABEL KEKERAPAN T (2/4) E, X (2/4) 0 1 SIMBOL KEKERAPAN PELUANG T 2 2/4 E (1/4) X (1/4) E 1 1/4 X 1 1/4 TABEL HASIL KODE HUFFMAN SIMBOL KODE HUFFMAN T 0 E 10 X 11
Jenis Kompresi Data Berdasarkan Mode Penerimaan Data oleh Manusia Dialoque Mode Proses penerimaan data dimana pengirim dan penerima seakan berdialog (real time) EX : video conference Dimana kompresi data harus berada dalam batas penglihatan dan pendengaran manusia. Waktu tunda (delay) tidak boleh > 150 ms, dimana 50 ms untuk proses kompresi dan dekompresi, 100 ms mentransmisikan data dalam jaringan.
Cont (2) Retrieval Mode proses penerimaan data tidak dilakukan secara real time Dapat dilakukan fast forward dan fast rewind di client Dapat dilakukan random access terhadap data dan dapat bersifat interaktif
Tipe sistem kompresi (Encoder) 1. Transformer 2. Quantizer 3. Coder 1) Transformer Melakukan transformasi pemetaan one-to-one pada gambar masukan. Keluaran transformer adalah representasi gambar yang lebih efisien untuk dikompresi. EX: Discrete Cosine Transform (DCT). DCT mengumpulkan energi sinyal gambar di tempat koefisien yang kecil. Tahapan ini tidak mengakibatkan kehilangan data
CONT.. 2) Quantizer Menghasilkan simbol-simbol yang digunakan untuk merepresentasikan gambar yang terkompresi. Tahapan ini mengakibatkan kehilangan data karena terjadi pembulatan pada data. Bersifat reversible. Proses : scalar quantizer dan vector quantizer. Scalar quantizer melakukan proses kuantisasi pada elemen per elemen. Vector quantizer melakukan proses kuantisasi pada blok data.
CONT.. 3) Coder Mengubah keluaran Quantizer, berupa bit stream, menjadi kode-kode tertentu yang mewakilinya. Coder dapat menggunakan kode variable-length (VLC) Keluaran Coder adalah bit stream yang dapat ditransmisikan lewat jaringan. Bit stream dikirimkan pada penerima yang memiliki Decoder untuk menata kembali gambar yang dikompresi. Karena proses kuantisasi yang bersifat reversibel maka gambar yang direkonstruksi tidak sama dengan gambar semula, meskipun bagi penglihatan manusia tidak terlalu berpengaruh (tergantung rasio kompresi yang digunakan).
LOSSY Vs LOSSLESS Keuntungan metode lossy Menghasilkan file kompresi yang lebih kecil dibandingkan dengan metode lossless Metode lossy sering digunakan untuk mengkompresi suara, gambar dan video. Lossy akan mengalami generation loss pada data sedangkan pada lossless tidak terjadi karena data yang hasil dekompresi sama dengan data asli. Sedangkan lossless digunakan untuk mengkompresi data untuk diterima ditujuan dalam kondisi asli seperti dokumen teks.
APLIKASI KOMPRESI a) ZIP File Format Ditemukan oleh Phil Katz untuk program PKZIP kemudian dikembangkan untuk WinZip, WinRAR, 7- Zip. Berekstensi *.zip dan MIME application/zip Dapat menggabungkan dan mengkompresi beberapa file sekaligus Aplikasi: WinZip oleh Nico-Mak Computing
Beberapa method Zip: Shrinking : metode variasi dari LZW Reducing : metode yang mengkombinasikan metode same byte sequence based dan probability based encoding. Imploding : menggunakan metode byte sequence based dan Shannon-Fano encoding. Deflate : menggunakan LZW, Bzip2
b) RAR File Ditemukan oleh Eugene Roshal, sehingga RAR (singkatan dari Roshal Archive pada 10 Maret 1972 di Rusia). Berekstensi.rar dan MIME application/x-rarcompressed Proses kompresi lebih lambat dari ZIP tapi ukuran file hasil kompresi lebih kecil. Aplikasi: WinRAR yang mampu menangani RAR dan ZIP
- END -