BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Citra Citra ada suatu representasi (gambaran), ke miripan, atau imitasi dari suatu objek. Citra dapat berupa (dua dimensi) seperti foto atau tampilan di layar, dan dapat pula (tiga dimensi) seperti patung. Adapun pengertian lain dari citra adalah sesuatu yang dapat dinilai atau mencerminkan sesuatu yang merupakan penilaian. Atau Citra disebut juga gambar atau bayangan atau imaji (Inggris: image, dan Latin: imago) adalah benda buatan manusia.citra yang baik dapat menampilkan gambar secara utuh tanpa mengurangi atau mengubah informasi yang terkandung pada gambar. Dengan kata lain citra yang baik adalah citra yang dapat menampilkan nilai yang artistic dan nilai intrinsic gambar dengan baik. [6] 2.1.1 Definisi Citra Analog Citra analog adalah citra yang bersifat kontinu, seperti gambar pada monitor televisi, foto sinar x, foto yang tercetak di kertas foto, lukisan, pemandangan alam, CT Scan, gambar-gambar yang terekam pada pita kaset dan lain sebagainya, citra analog tidak dapat di representasikan dalam komputer sehingga tidak bisa di proses di komputer
secara langsung. Jadi agar citra dapat di proses ke dalam komputer harus dikonversikan terlebih dahulu dari analog ke digital. [6] 7 2.1.2 Pengolahan Citra Digital Pengolahan citra digital adalah salah satu cabang dari ilmu informatika. Pengolahan citra berkutat pada usaha untuk melakukan transformasi suatu citra/gambar menjadi citra lain dengan menggunakan teknik tertentu. Sehingga citra hasil menghasilkan kualitas yang lebih baik di bandingkan citra asli. Meskipun sebuah citra kaya akan informasi, namun seringkali citra yang kita miliki mengalami penurunan mutu (degradasi), misalnya mengandung cacat atau derau (noise), warnanya terlalu kontras, kurang tajam, kabur (blurring), dan lain sebagainya. Dan citra semacam ini tentu saja menjadi lebih sulit untuk diinterpresentasikan karena informasi yang di sampaikan oleh citra tersebut menjadi berkurang. Agar citra yang mengalami gangguan mudah di interpresentasikan, maka citra tersebut perlu dimanipulasi menjadi citra lain yang kualitasnya lebih baik. Contoh jalannya proses pengolahan citra dapat dilihat pada gambar 2.1. Citra Asli Proses Pengolahan Citra Citra Hasil Gambar 2.1 proses pengolahan citra
8 Adapun beberapa alasan mengapa pengolahan citra diterapkan adalah : 1. Untuk meningkatkan kualitas penampakan atau untuk menonjolkan beberapa aspek informasi yang terkandung di dalam citra. 2. Elemen di dalam citra perlu dikelompokkan, dicocokkan, atau diukur. 3. Sebagian citra perlu digabung dengan bagian citra lainnya. 2.1.3 Defenisi Citra Digital Citra digital dapat didefenisikan sebagai fungsi dua variabel, f(x,y), dimana x dan y adalah koordinat spasial dan nilai f(x,y) adalah intensitas citra pada koordinat tersebut. Teknologi dasar untuk menciptakan dan menampilkan warna pada citra digital berdasarkan pada penelitian bahwa sebuah warna merupakan kombinasi dari tiga warna dasar, yaitu merah, hijau,dan biru (Red, Green, Blue-RGB). 2.2 Jenis-Jenis Citra Digital banyak cara untuk menyimpan citra digital di dalam memori, cara penyimpanan menentukan jenis citra digital yang berbentuk, beberapa jenis citra digital yang sering digunakan adalah citra biner, citra grayscale dan citra warna.
9 2.2.1 Citra Biner Citra black and white (citra biner) adalah citra dimana piksel-pikselnya hanya memiliki dua buah nilai intensitas yaitu bernilai 0 dan 1 dimana 0 menyatakan warna latar belakang (background) dan 1 menyatakan warna tinta/objek (foreground) atau dalam bentuk angka 0 untuk warna hitam dan angka 255 untuk warna putih. Citra biner diperoleh dari nilai citra threshold sebelumnya. Gradasi Citra biner dapat dilihat pada Gambar 2.2. 0 1 Gambar 2.2 Gradasi Citra Biner [6] 2.2.2 Citra Grayscale Citra grayscale adalah citra yang nilai pixelnya mempresentasikan derajat keabuan atau intensitas warna putih. Nilai intensitas paling rendah mempresentasikan warna hitam dan nilai intensitas paling tinggi mempresentasikan warna putih. Pada umumnya citra grayscale memiliki kedalaman pixel 8 bit(256 derajat keabuan). Citra skala keabuan memberi kemungkinan warna yang lebih banyak dari pada citra biner. Banyaknya warna tergantung pada jumlah bit yang disediakan di memori untuk menampung kebutuhan warna. Semakin besar jumlah bit warna yang di sediakan di memori, semakin halus gradasi warna yang terbentuk.
10 2.2.3 Citra Warna (true color) Citra True Color adalah suatu model warna yang terdiri dari Red, Green, dan Blue (RGB) digabungkan dalam membentuk suatu susunan warna yang luas. Setiap warna dasar, misalnya merah, dapat diberi rentang-nilai. Untuk monitor komputer, nilai rentangnya paling kecil = 0 dan paling besar = 255. Pilihan skala 256 ini didasarkan pada cara mengungkap 8 digit bilangan biner yang digunakan oleh mesin komputer. Dengan cara ini, akan diperoleh warna campuran sebanyak 256 x 256 x 256 = 1677726 jenis warna. Sebuah jenis warna, dapat dibayangkan sebagai sebuah vektor di ruang 3 dimensi yang biasanya dipakai dalam matematika, koordinatnya dinyatakan dalam bentuk tiga bilangan, yaitu komponen-x, komponen-y dan komponen-z. Misalkan sebuah vektor dituliskan sebagai r = (x,y,z). Untuk warna, komponenkomponen tersebut digantikan oleh komponen R(ed), G(reen), B(lue). Jadi, sebuah jenis warna dapat dituliskan sebagai berikut: warna = RGB (30, 75, 255). Putih = RGB (255,255,255), sedangkan untuk hitam = RGB (0,0,0). [3] 2.3 Format File Citra Ada dua jenis format file citra yang sering digunakan dalam pengolahan citra, yaitu citra bitmap(raster) dan citra vector. Istilah ini biasanya digunakan pada saat kita melakukan desain grafis.
11 2.3.1 Format File Citra Bitmap Bitmap(raster) adalah terbentuk dr kumpulan garis/pixel.kualitas gambar tergantung pixel. jika gambar diperbesar akan pecah. Citra tersebut nyata bukan animasi. Gambar bitmap atau yang sering juga disebut raster adalah gambar yang terdiri dari sekumpulan titik-titik (pixel) yang berdiri sendiri dan mempunyai warna sendiri pula yang membentuk sebuah gambar. Gambar bitmap sangat bergantung pada resolusi. Jika gambar diperbesar maka gambar akan tampak kurang halus sehingga mengurangi detailnya. Selain itu gambar bitmap mempunyai ukuran file yang lebih besar. Semakin besar resolusi maka semakin besar pula ukuran filenya. Citra BMP cocok untuk window desktop, dan gambar yang akan di edit tanpa menurunkan kualitas. Bitmap adalah pemetaan bit. Artinya nilai intensitas piksel di dalam citra dipetakan ke sejumlah bit tertentu. bit umumnya adalah 8, yang berarti setiap piksel panjangnya 8 bit. Delapan bit ini mempresentasikan nilai intensitas piksel. Dengan demikian ada sebanyak 28 =256 derajat keabuan, mulai dari 0 (00000000) sampai 255 (11111111) bitmap merupakan media elektronik yang paling tepat untuk gambar-gambar dengan perpaduan gradasi warna yang rumit, seperti foto dan lukisan digital. Citra bitmap biasanya diperoleh dengan cara scanner, camera digital, video capture,dan lain-lain. Citra vektor adalah gambar yang terdiri dari garis dan warna dalam bentuk matematis jika diperbesar gambar tidak rusak atau pecah sehingga kualitasnya tetap sama sebagaimana aslinya. Citra vektor perhitungannya tidak berdasarkan piksel. Pada citra vektor mengubah warna lebih sulit dilakukan,akan tetapi membentuk objek dengan cara mengubah nilai lebih mudah. Bila citra diperbesar atau diperkecil,kualitas citra relatif tetap baik dan tidak berubah. citra vektor biasanya dibuat menggunakan aplikasi-aplikasi citra seperti CORELDRAW, Adobe Ilustrator, Macromedia freehand, Autocad,dan lain-lain. [6] Kelebihan dari citra Bitmap adalah : 1.Pemakaian prosesor lebih kecil 2.Menangkap gambar dalam bentuk natural 3. Baik digunakan untuk steganografi (penyisipan pesan rahasia)
12 Kekurangannya ; 1.Ukuran file lebih besar 2.3.2 Elemen Citra Digital Citra digital mengandung sejumlah elemen-elemen dasar. Elemen-elemen dasar tersebut dimanipulasi dalam pengolahan citra dan dieksploitasi lebih lanjut dalam computer vision. Elemen-elemen dasar yang penting di antaranya adalah : 1. Kecerahan Kecerahan adalah kata lain untuk intensitas cahaya. Kecerahan pada suatu titik (pixel) di dalam citra bukanlah intensitas yang nyata, tetapi sebenarnya adalah intensitas rata-rata dari suatu area yang melingkupinya. Sistem visual manusia mampu menyesuaikan dirinya dengan tingkat kecerahan mulai dari yang paling rendah sampai paling tinggi. 2. Kontras (Contrast) Kontras menyatakan sebaran (lightness) dan gelap (darkness) di dalam sebuah gambar. Citra dengan kontras rendah dicirikan oleh sebagian besar komposisi citra yang terang atau sebagian gelap. Pada citra dengan kontras yang baik, komposisi gelap dan terang tersebar merata.
13 3. Kontur (Contour) Kontur adalah keadaan yang ditimbulkan oleh perubahan intensitas pada pixelpixel yang bertetangga. Karena adanya perubahan intensitas inilah mata kita mampu mendeteksi tepi-tepi (edge) objek dalam citra. 4. Warna (Color) Warna adalah persepsi yang dirasakan oleh sistem visual manusia terhadap panjang gelombang cahaya yang dipantulkan oleh objek. Setiap warna mempunyai panjang gelombang yang berbeda. Warna merah mempunyai panjang gelombang yang paling tinggi, sedangkan warna ungu mempunyai panjang gelombang yang paling rendah. Warna-warna yang diterima oleh mata manusia merupakan hasil kombinasi cahaya dengan panjang gelombang yang berbeda. Penelitian memperlihatkan bahwa kombinasi warna yang memberikan rentang warna yang paling lebar adalah red (R), green (G), dan blue (B). Ketiga warna tersebut dinamakan warna pokok (Primeries), dan sering disebut dengan RGB. Warna-warna lain dapat diperoleh dengan mencampurkan ketiga warna pokok tersebut dengan perbandingan tertentu. Sesuai dengan teori Young yang menyatakan bahwa sembarang warna dapat dihasilkan dari pencampuran warna-warna pokok C 1, C 2, C 3 dengan persentase tertentu. (Lihat Gambar 2.3 dan Tabel 2.1).
14 Gambar 2.3 Koordinat Warna Red Green Blue (RGB) [4] Tabel 2.1 Daftar Warna Standard Yang Diambil Dari Warna Primer No. Warna Nilai dari warna Merah Hijau Biru 1. Hitam 0 0 0 2. Biru 0 0 255 3. Hijau 0 255 0 4. Merah 255 0 0 5. Kuning 255 255 0 6. Cyan 0 255 255 7. Putih 255 255 255
15 2.3.3 Format Citra Ada beberapa format citra yang umum digunakan sekarang ini, antara lain : 1. Bitmap (.bmp). Format.bmp merupakan format asli Windows. Dapat di buka pada setiap program yang berbasis Windows. Format ini mampu menyimpan dengan kedalaman warna sampai 24 bit. 2. Graphics Interchange Format (.gif). Format.gif banyak digunakan di internet. Format ini hanya mampu menampung kedalaman warna sampai 8 bit, atau maksimal 256 warna. Karena hanya mampu menampung warna sampai 256 warna saja maka format ini tidak tepat digunakan untuk menyimpan foto yang kaya warna. Namun, untuk menyimpan gambar dengan berwarna tunggal,.gif adalah pilihan terbaik. 3. Join Photographic Experts Group (.jpeg/.jpg). Format.jpeg/.jpg mendukung kedalaman warna sampai 24 bit sehingga mampu menampilkan 16,7 juta warna. Format.jpeg/.jpg sering digunakan di internet. Citra format.jpeg/.jpg secara optik hampir tidak berbeda dengan citra format.bmp, akan tetapi ukurannya lebih kecil. 4. Portable Network Graphics (.png). Format.png mempunyai kedalaman warna hingga 24 bit atau 16,7 juta warna. 5. Portable Bitmap (.pbm). Format.pbm merupakan format citra hitam putih yang sederhana. Format.pbm merupakan plain text yang bias digunakan dengan pengolah teks. Format.pbm mempunyai kedalaman warna 1 bit. 6. Scalable Vector Graphics (SVG). Format SVG merupakan format gambar yang digunakan pada gambar vector. Keunggulan citra yang berformat SVG adalah tampilannya yang tetap rapi sekalipun citranya diperbesar.
16 2.4 Steganografi Steganografi adalah merupakan salah satu cara untuk menyembunyikan pesan rahasia ke dalam sebuah data tanpa diketahui keberadaannya, kecuali diketahui kuncinya. Pada bidang keamanan komputer, steganografi digunakan untuk menyembunyikan data rahasia dengan aman dan tidak terlihat. Pada teknik steganografi, pesan disamarkan dalam bentuk yang relatif aman sehingga tidak terjadi kecurigaan. Sehingga selain si pengirim dan si penerima, tidak ada seorangpun yang mengetahui atau menyadari bahwa ada suatu pesan rahasia. Pada umumnya, pesan steganografi muncul dengan rupa lain seperti gambar, artikel, daftar belanjaan, atau pesan-pesan lainnya. Pesan yang tertulis ini merupakan tulisan yang menyelubungi atau menutupi. Contohnya, suatu pesan bisa disembunyikan dengan menggunakan tinta yang tidak terlihat diantara garis-garis yang kelihatan. Teknik steganografi meliputi banyak sekali metode komunikasi untuk menyembunyikan pesan rahasia (teks atau gambar) di dalam file-file lain yang mengandung teks, image, bahkan audio tanpa menunjukkan ciri-ciri perubahan yang nyata. 2.4.1 Sejarah Steganografi Kata steganografi (steganography) berasal dari bahasa Yunani yaitu steganos yang artinya tersembunyi/terselubung, dan graphein yang artinya menulis. Sehingga kurang lebih artinya menulis (tulisan) terselubung. Dalam penyembunyian data steganografi menyembunyikan data rahasia kedalam sebuah wadah (media) sehingga data yang disembunyikan sulit dikenal oleh indera manusia. Catatan pertama tentang steganografi ditulis oleh seorang sejarawan Yunani, Herodotus, yaitu ketika Histaeus seorang raja kejam Yunani dipenjarakan oleh Raja Darius di Susa pada abad 5 sebelum Masehi. Histaeus harus mengirim pesan rahasia kepada anaknya, Aristagoras, di Militus. Histaeus menulis pesan dengan cara mentato pesan pada kulit kepala seorang budak dan ketika rambut budak tersebut telah tumbuh,
17 Histaeus mengutus budak tersebut ke Militus untuk mengirim pesan di kulit kepalanya tersebut kepada anaknya. Teknik steganografi yang lain adalah tinta yang tidak terlihat. Teknik ini pertama kali digunakan pada zaman Romawi kuno yaitu dengan menggunakan air sari buah jeruk, urine atau susu sebagai tinta untuk menulis pesan. Cara membacanya adalah dengan dipanaskan diatas nyala lilin, tinta yang sebelumnya tidak terlihat, ketika terkena panas akan berangsur-angsur menjadi gelap, sehingga pesan dapat dibaca. Perang Dunia II adalah periode pengembangan teknik-teknik baru steganografi, seperti menulis pesan rahasia ke dalam kalimat lain yang tidak berhubungan langsung dengan isi pesan rahasia tersebut. Ada juga teknik menulis pesan rahasia ke dalam pita mesin ketik, dan juga teknik menggunakan pin berlubang untuk menandai kalimat terpilih yang digunakan dalam pesan, teknik terakhir adalah microdots yang dikembangkan tentara Jerman pada akhir Perang Dunia II. Dari contoh-contoh steganografi konvensional tersebut dapat dilihat bahwa semua teknik steganografi konvensional berusaha merahasiakan pesan dengan cara menyembunyikan pesan ataupun mengkamuflase pesan. 2.4.2 Aplikasi Steganografi Pada era informasi digital sekarang ini steganografi dapat di aplikasikan dalam penyembunyian data digital dengan menggunakan media digital sebagai wadah penampung, misalnya citra, suara, teks, dan video. Data rahasia yang di sembunyikan juga dapat berupa citra, suara, teks, atau video. Steganografi yang dibahas dalam skripsi ini adalah penyembunyian data di dalam citra digital dan data rahasia yang disembunyikan adalah teks.
18 2.4.3 Steganografi Pada Citra (Image Steganograpy) Untuk menyembunyikan data di dalam citra tanpa mengubah tampilan data, media pembawa perlu dimodifikasi pada bagian area yang noisy dengan banyak variasi warna, sehingga modifikasi yang terjadi tidak akan terlihat. Ada beberapa metode yang digunakan dalam steganografi citra. Berikut akan dibahas metode steganografi citra yang digunakan pada skripsi ini. Contoh penyisipan kedalam citra pada gambar 2.4. Embedded Cover Embedding Stego Extraction embedeed Key Key Gambar 2.4 Sistem Steganografi [4] Sistem steganografi secara umum dimana di bagian pengirim pesan (sender), dilakukan proses embedding pesan yang hendak di kirim secara rahasia (embedded) ke dalam data cover sebagai tempat menyimpannya, dengan menggunakan kunci tertentu (key), sehingga di hasilkan data dengan pesan tersembunyi di dalamnya (stego). Di bagian penerima pesan (recipient), dilakukan proses extraction pada stego untuk memisahkan pesan rahasia (embedded) dan data penyimpan (cover) tadi dengan menggunakan kunci yang sama seperti pada proses embedding. Jadi hanya orang yang tahu kunci ini saja yang dapat mengekstrak pesan rahasia tadi. 2.5 Metode Penyembunyian End Of File Teknik EOF atau End Of File merupakan salah satu teknik yang digunakan dalam steganografi. Teknik ini menggunakan cara dengan menyisipkan data pada akhir file. Teknik ini dapat digunakan untuk menyisipkan data yang ukurannya sesuai dengan
19 kebutuhan. Ukuran file yang telah disisipkan data sama dengan ukuran file sebelum disisipkan data ditambah dengan ukuran data yang disisipkan ke dalam file tersebut. Dalam teknik ini, data disisipkan pada akhir file dengan diberi tanda khusus sebagai pengenal start dari data tersebut dan pengenal akhir dari data tersebut. Kelebihan menggunakan algoritma EOF adalah jika dilakukan proses penyisipan pesan pada algoritma eof ini maka citra yg disisipi pesan tidak merusak kualitas citra. kelemahanya: algoritma ini jika disisipi pesan akan mengubah ukuran citranya, semakin besar file teks yg di sisipi maka semakin besar pula kapasitas citra tersebut tak berbatas. 2.5.1 Penyisipan Pesan dengan Menggunakan Algoritma End Of File pada Citra True Color Pada algoritma End of File (EOF), akan dilakukan penyisipan pesan secara langsung pada akhir file citra. Pada algoritma ini, diperlukan piksel penanda awal dan akhir yang diikuti dengan pesan yang akan disisipkan. Sehingga, di hasilkan bentuk desimal pesan yang akan disisipkan ke dalam file citra yaitu 35, 68, 73, 65, 35. Contoh teks yang coba disipkan pada akhir file yaitu : "DIA" Menggunakan ASCII : D = 01000100 = 68 I = 01001001 = 73 A = 01000001 = 65
20 Adapun file citra yang disisipi adalah seperti pada Gambar 2.5. 243,180,158 200,52,125 56,45,87 25,45,124 10,200,127 152,20,57 Gambar 2.5. Matriks RGB Cover Image (2 x 3 piksel) Citra yang disisipi memiliki dimensi 2 x 3 piksel dan data penyisip ada sebanyak 5 byte, maka penyisip diletakkan pada akhir baris cover image seperti pada Gambar 2.6. (243,180,158) (200,52,125) (56,45,87) (25,45,124) (10,200,127) (152,20,57) (35,35,35) (68,68,68) (73,73,73) (65,65,65) (35,35,35) (Xx,Xx,Xx) Gambar 2.6. Matriks RGB Stego Image (2 x 6 piksel) Pada nilai 35 di awal dan di akhir adalah penanda pada program. Sehingga didapatkan teks di antara penanda tersebut.
21 2.5.2 Metode Penyembunyian Data LSB Penyembunyian data dilakukan dengan mengganti bit-bit data di dalam segmen citra dengan bit-bit data rahasia. Dalam skripsi ini metode yang digunakan adalah metode Least Significant Bit (LSB). Pada susunan bit di dalam sebuah byte, ada bit yang paling berarti yang disebut most significant bit (MSB) dan bit yang paling kurang berarti yang disebut Least Significant Bit (LSB). Sebagai ilustrasi, misalkan byte 11010010, bit 1 yang pertama (di garis bawahi) adalah bit MSB dan bit 0 yang terakhir (di garis bawahi) adalah bit LSB. Bit yang cocok untuk diganti adalah bit LSB, sebab penggantian hanya mengubah nilai byte tersebut satu lebih tinggi atau satu lebih rendah dari nilai sebelumnya. Pada citra 24 bit setiap pixel (titik) pada gambar tersebut terdiri dari susunan tiga warna yaitu Red, Green dan Blue (RGB) yang masing-masing disusun oleh bilangan 8 bit (1 byte) dari 0 sampai 255 atau dengan format biner 00000000 sampai 11111111. LSB (Least Significant Bit) Coding, metode ini juga merupakan metode yang paling sederhana dalam menyisipkan data. Metode ini akan mengubah nilai LSB (Least Significant Bit) komponen luminasi atau warna menjadi bit yang bersesuai dengan bit label yang akan di sembunyikan. Metode ini akan menghasilkan citra rekonstruksi yang sangat mirip dengan aslinya, karena hanya mengubah bit terakhir dari citra. Misalkan suatu byte di dalam gambar mewakili warna tertentu, maka perubahan suatu bit LSB tidak akan begitu mempengaruhi warna tersebut. Hal ini dikarenakan keterbatasan mata manusia dalam melihat perubahan warna tersebut. Sebagai contoh piksel 3x3 adalah :
22 11110011,10110100,10011 110 00011001,00101101,01111 100 00111100,11100111,01001 011 11001000,00110100,011111 01 00001010,11001000,111111 11 00111101,01010100,000100 00 00111000,00101101,0 1010111 10011000,00010100,0 0100101 01011010,01110011,0 1011000 Gambar 2.7. Matriks RGB Cover Image (3 x 3 piksel) penyisipan menggunakan LSB dilakukan dengan mengganti 1 bit dari cover image. Teks yang disisipi berupa"dia" dibinerkan menjadi: D = 01000100 = 68 I = 01001001 = 73 A = 01000001 = 65 11110010,10110101,10011 110 00011001,00101100,01111 100 00111100,11100110,01001 010 11001000,00110100,011111 01 00001011,11001000,111111 10 00111100,01010100,000100 01 00111000,00101100,0 1010110 10011001,00010100,0 0100101 01011010,01110011,0 1011000 Gambar 2.8. Matriks RGB Stego Image (3 x 3 piksel)
23 Kelebihan LSB : 1.Kapasitas citra setelah penyisispan tidak berubah. 2.Stego image hasil penyisipan menggunakan metode LSB tidak terlihat secara kasat mata. Kekurangan LSB : 1. Daya tampung untuk penyisipan terbatas. Pesan teks yang disisipi harus lebih kecil dari citra penampung. 2. Kecepatan proses ekstraksi jika untuk karakter yang cukup banyak akan memakan waktu yang lama.