PEMAMPATAN DATA DIGITAL MENGGUNAKAN METODA RUN-LENGTH Oleh : Yustini & Hadria Octavia Jurusan Teknik Elektro Politenik Negeri Padang ABSTRACT Data compression can be very effective when we used and store a file while that file has an enormous size. Run- Length method is used in data compression which has repeated characters. Run-Length method is the most effective method used in compression especially for graphics files, which it has array contain the same length of the character. When the same character received three times or three times in the form of arrays, this algorithm compressing data in the form of three array characters. Keywords: Run-Length Method, Data Compression I. PENDAHULUAN Dalam dunia komputer dan internet, pemampatan file digunakan dalam berbagai keperluan, jika ingin mem-backup data, tidak perlu menyalin semua file aslinya, dengan mengkompres (mengecilkan ukurannya) file tersebut terlebih dahulu maka kapasitas tempat penyimpanan yang diperlukan akan menjadi lebih kecil. Jika sewaktu-waktu data tersebut diperlukan, baru dikembalikan lagi ke file aslinya. Down-load dan Up-load file suatu pekerjaan yang kadang mengesalkan pada dunia internet, menghabiskan beberapa waktu kadang-kadang hubungan terputus dan harus melakukannya lagi dari awal, hal ini sering terjadi pada file-file yang berukuran besar. Untunglah file-file tersebut dapat terlebih dahulu sehingga waktu yang diperlukan akan menjadi lebih pendek dan kemungkinan pekerjaan down-load dan up-load gagal akan menjadi lebih kecil. Penggunaan data secara digital merupakan suatu perkembangan teknologi yang membawa dampak besar dalam dunia informasi teknologi. Sistem pengantaran data secara digital ini mengubah sistem lama yang masih mengantarkan data secara analog, yang dirasakan masih banyak kekurangannya. Kekurangan pengantaran data secara analog ini antara lain adalah seringnya penyampaian data yang tidak sesuai dengan data aslinya, diakibatkan oleh adanya interferensi sinyal lain atau bahkan pengaruh cuaca. Hal ini tentu sangat menggangu dalam hal pertukaran data antara user. Dengan adanya pengantaran data secara digital semua kekurangan pada pengantaran data secara analog dapat diatasi, karena data secara digital tidak adapat atau kurang sekali terkena gangguan sinyal lain. Salah satu manfaat dari data digital adalah data tersebut dapat dimampatkan atau, pengkompresan ini biasanya sering digunakan dalam pengantaran data digital dengan tujuan data yang telah lebih cepat sampai ditujuan kerena data nya sedikit. Data digital yang dan disimpan juga mampu menempati space penyimpanan yang sedikit. Jadi tujuan dari penelitian ini agar memudahkan dalam penyimpanan dan pengiriman data yang membutuhkan kapasitas yang lebih kecil. Pada proses pemampatan data dengan meggunakan metoda Half-Byte memanfaatkan empat bit sebelah kiri yang sering sama secara berurutan terutama pada file-file text. 97
II. LANDASAN TEORI 1. Kompresi Istilah kompresi diambil dari kata bahasa Inggris yaitu compression, yang berarti pemampatan. Secara teknis, kompresi berarti memampatkan segala sesuatu yang berukuran besar sehingga menjadi lebih kecil. Jadi kompresi data berarti proses untuk memampatkan data agar ukuran nya lebih kecil. Dalam sebuah pengertian umum sebenarnya kompresi ini dapat diartikan bahwa sebuah data dapat dilakukan pengecilan dari kapasitasnya, dengan kata lain apabila melakukan penyimpanan file, tidak akan ragu untuk melakukan penyimpanan file pada tempat yang memiliki kapasitas melebihi data asli yang akan disimpan, dengan melihat besar dari kapasitas tempat dilakukannya proses penyimpanan tersebut. Maka dengan adanya kompresi data dapat melakukan penyimpanannya dengan tidak mengurangi data yang akan disimpan. Dalam proses kompresi ini dapat melakukan dengan berbagai media yang akan dilakukan pengompresan. Adapun beberapa media yang dapat antara lain : Image ( Jpeg, Jpg, Bmp, PCM, Tif, dll) Text ( Doc, Txt, Ppt, Xls, dll) Video ( Dat, Mpeg, dll) Audio ( Mp3, Wav, dll) Pemampatan suatu data melalui proses kompresi hanya diperlukan pada saat suatu berkas akan disimpan pada suatu media penyimpanan atau pada saat akan dikirim melalui media transmisi. Dengan demikian apabila berkas ingin ditampilkan pada layer monitor, maka data yang telah harus dibuka (dibongkar) lagi atau dikembalikan pada format semula agar dapat dibaca lagi. Proses pembongkaran tersebut adalah proses dekompresi (decompression). Ada dua proses utama dalam persoalan pemampatan citra: 1. Pemampatan citra (image compression). 2. Pengembalian citra (image decompression). 1. Pemampatan citra (image compression). Pada proses ini, citra dalam representasi tidak mampat dikodekan dengan representasi yang meminimumkan kebutuhan memori. Citra dengan format bitmap pada umumnya tidak dalam bentuk mampat. Citra yang sudah dimampatkan disimpan ke dalam arsip dengan format tertentu. Kita mengenal format JPG dan GIF sebagai format citra yang sudah dimampatkan. 2. Pengembalian citra (image decompression). Pada proses ini, citra yang sudah dimampatkan harus dapat dikembalikan lagi (decoding) menjadi representasi yang tidak mampat. Proses ini diperlukan jika citra tersebut ditampilkan ke layar atau disimpan ke dalam arsip dengan format tidak mampat. Dengan kata lain, penirmampatan citra mengembalikan citra yang termampatkan menjadi data bitmap. 2. Teknik Kompresi Citra Teknik kompresi pada citra yaitu : a. Lossy Compression: Ukuran file citra menjadi lebih kecil dengan menghilangkan beberapa informasi dalam citra asli. Teknik ini mengubah detail dan warna pada file citra menjadi lebih sederhana 98
tanpa terlihat perbedaan yang mencolok dalam pandangan manusia, sehingga ukurannya menjadi lebih kecil. Biasanya digunakan pada citra foto atau image lain yang tidak terlalu memerlukan detail citra, dimana kehilangan bit rate foto tidak berpengaruh pada citra. b. Loseless Compression: Teknik kompresi citra dimana tidak ada satupun informasi citra yang dihilangkan. Biasa digunakan pada citra medis. Metode loseless: Run Length Encoding, Entropy Encoding (Huffman, Aritmatik), dan Adaptive Dictionary Based 3. Metoda Run-Length Metoda Run-length digunakan untuk memam-patkan data yang berisi karakterkarakter berulang. Saat karakter yang sama diterima secara berderet empat kali atau lebih (lebih dari tiga), algoritma ini mengkompres data dalam suatu tiga karakter berderetan. Algoritma Run-Length paling efektif pada filefile grafis, dimana biasanya berisi deretan panjang karakter yang sama. Metode yang digunakan pada algoritma ini adalah dengan mencari karakter yang berulang lebih dari 3 kali pada suatu file untuk kemudian diubah menjadi sebuah bit penanda (marker bit) diikuti oleh sebuah bit yang memberikan informasi jumlah karakter yang berulang dan kemudian ditutup dengan karakter yang, yang dimaksud dengan bit penanda disini adalah deretan 8 bit yang membentuk suatu karakter ASCII. Jadi jika suatu file mengandung karakter yang berulang, misalnya AAAAAAAA atau dalam biner 01000001 sebanyak 8 kali, maka data tersebut menjadi 11111110 00001000 01000001. Dengan demikian kita dapat menghemat sebanyak 5 bytes. Jika anda akan membuat program pemampatan data dengan algoritma ini, ada beberapa hal yang perlu diperhatikan. Pemilihan bit penanda diusahakan dipilih pada karakter yang paling sedikit jumlahnya terdapat pada file yang akan dimampatkan, sebab jika pada file asli ditemukan karakter yang sama dengan bit penanda, terpaksa anda harus menulis karakter tersebut sebanyak dua kali pada file pemampatan. Hal ini harus dilakukan untuk menghindari kesalahan mengenali apakah bit penanda pada file pemampatan tersebut benar-benar bit penanda atau memang karakter dari file yang asli. (Yessi Mulyani. 2000) III. METODE PENELITIAN 1. Proses Kompresi Sebelum memulai proses pemadatan data dengan menggunakan algoritma runlength, terlebih dahulu harus memperhatikan karakter pada file, dimana karakter-karakter tersebut berulang lebih dari 3 (tiga) kali. Langkah-langkah yang dilakukan untuk memulai pengkompresian data dengan algoritma run-length ini yaitu : 1. Lihat apakah terdapat deretan karakter yang sama secara berurutan lebih dari tiga karakter, jika memenuhi lakukan pemampatan. 2. Berikan bit penanda pada file pemampatan, bit penanda disini berupa 8 deretan bit yang boleh dipilih sembarang asalkan digunakan secara konsisten pada seluruh bit penanda 99
pemampatan. Bit penanda ini berfungsi untuk menandai bahwa karakter selanjutnya adalah karakter pemampatan sehingga tidak membingungkan pada saat mengembalikan file yang sudah dimampatkan ke file aslinya. Tambahkan karakter pertama 4 bit kiri berurutan dari file asli. 3. Tambahkan deretan bit untuk menyatakan jumlah karakter yang sama berurutan. 4. Tambahkan deretan bit yang menyatakan karakter yang berulang. 2. Proses Dekompresi Setelah melakukan pengkompresian pada gambar maupun file, kemudian dapat dikembalikan hasil kompresian tersebut ke bentuk format semula dengan melakukan dekompresi (decompession) pada data-data yang telah tersebut. Langkah-langkah yang dilakukan untuk mendekompres file-file tersebut yaitu : 1. Lihat karakter pada hasil pemampatan satu-persatu dari awal sampai akhir, jika ditemukan bit penanda, lakukan proses pengembalian. 2. Lihat karakter bit penanda, konversikan ke bilangan desimal untuk menentukan jumlah karakter yang berurutan. 3. Lihat karakter berikutnya, kemudian lakukan penulisan karakter tersebut sebanyak bilangan yang telah 4. diperoleh pada karakter sebelumnya (point 2) Proses pengujian dilakukan berdasarkan pada sudut pandang pengguna yaitu user, maksud pengujian yang didasarkan pada sudut pandang user untuk mendapatkan hasil pengujian yang objektif. Pengujian dilakukan mulai dari proses awal pengkompresan sampai dengan pengembalian file yang telah terebut atau dengan mendekompreskan file yang telah di kompres. Dengan adanya pengujian pada aplikasi ini diharapkan mendapatkan hasil yang lebih baik. 3. Proses Pengujian Hal yang harus diperhatikan dalam pengujian aplikasi kompresi ini meliputi : 1. Bagaimana sistem dapat melakukan kompresi terhadap data-data digital dengan tidak merusak data aslinya ketika dilakukan pengekstraksian 2. Bagaimana sistem dapat melakukan ekstraksi terhadap data yang telah 3. Apakah data yang telah dapat dimanfaatkan lagi dengan algoritma run-length Sistem pengkompresian pada metoda run-length ini tidak merusak file asli yang telah, karena metoda ini hanya memampatkan bit-bit yang bernilai sama secara 4 (empat) kali berurutan. Sehingga file hasil kompresian tersebut tidak akan rusak dan tidak menghilangkan bagian-bagian yang ada pada file aslinya. Data-data dapat dikembalikan dengan melakukan pengekstraksian atau dekompres. Data hasil dekompresiannya pun tidak akan mengalami perubahan dan akan sesuai dengan bentuk asli dari data tersebut. Dalam aplikasi ini hanya terdapat 1 buah form yang mendukung 2 buah proses yaitu pada proses kompresi dan pada saat proses dekompresi. Dan pada tampilan awal 100
dari aplikasi ini user dapat langsung memilih proses yang diinginkan dan format apa yang akan, yaitu sebagai gambaran format image dan Document. IV. HASIL DAN PEMBAHASAN Perubahan dari kapasitas yang terjadi dilakukannya proses kompresi ini dapat dilihat dari tabel hasil kompresi sebagai berikut: 4.1. Hasil Kompresi 1. File Document No Tabel 4.1 Hasil Kompresi Format Doc. Nama file sebelum (%) 1 Outline 27.5 KB 10.9 Kb 39 % 2 Bab 1 49.5 KB 29.7 Kb 60 % 3 Manual 42.5 KB 22.0 Kb 51 % book 4 Daftar 22.5 KB 7.52 Kb 33 % gambar 5 Kompresi data digital 46.5 KB 26.5 Kb 57 % Dari hasil kompresi tersebut dapat disimpulkan bahwa kapasitas dari setiap file hasil kompresi dengan menggunakan metoda run-length dapat diperkecil hingga setengah file asli atau sekitar 50 % dari kapasitas semula. Ini berarti user dapat melakukan penghematan didalam tempat penyimpanan file file tersebut dan memudahkan dalam proses pengiriman data yang tidak membutuhkan waktu yang lama untuk pengriman suatu file. Persentase dari proses kompresi ini dapat dihitung dengan menggunakan rumus dibawah ini: % = hasil kompres sebelum kompres * 100% (3.1) 2. File image No Tabel 4.2 Hasil Kompresi Format Jpeg. Nama file sebelum (%) 1 Wamakom3 45.2 kb 39.7 Kb 87 % 2 Wamakom5 56.6 kb 51.3 Kb 90 % 3 Winter 103 kb 102 Kb 99 % 4 Water lilis 81.8 kb 81.7 Kb 99 % 5 Sunset 69.5 kb 69.4 Kb 99 % Kompresi yang dilakukan pada image yang berformat Jpeg, hasil dari kompresinya tidak begitu jelas perubahannya, dikarenakan image dengan format Jpeg ini sebelum disimpan dalam format Jpeg sudah mengalami pengkompresan pada file image tersebut. Hal ini yang menyebabkan hasil dari kompresan pada file image ini tidak begitu mengalami perubahan yang berarti. Namun dengan adanya pengurangan sedikit kapasitas dari image ini, user juga dapat melakukan penghematan tempat penyimpanan file yang membutuhkan kapasitas yang besar dalam penyimpanan sebuah data. 4.2. Hasil Dekompresi Proses dekompresi berfungsi untuk membuka file hasil kompresi. Karena tanpa proses dekompresi ini file hasil kompresi tidak dapat dibuka menggunakan aplikasi lain. Jika proses berjalan dengan baik maka akan tampil ukuran atau kapasitas hasil dekompresinya. Selanjutnya melakukan penyimpanan file hasil decompress dengan tujuan untuk membedakan antara file asli dengan file yang telah dilakukan proses dekompres. Sebenarnya proses penyimpanan file tersebut dapat dilakukan format penyimpanannya sama dengan format file asli namun disini sebaiknya melakukan penyimpanan dengan nama file yang berbeda dengan file asli, karena dengan 101
tujuan untuk membedakan antara kedua file tersebut. Adapun contoh hasil dekompresi yang telah dilakukan dapat dilihat pada Tabel 4.3 1. File Word No Tabel 4.3 Hasil Dekompresi Format Doc. Nama file di kompres didekompres 1 Outline 10.9 Kb 27.5 KB 2 Bab 1 29.7 Kb 49.5 KB 3 Manual book 22.0 Kb 42.5 KB 4 Pernyataan wisuda 14.3 Kb 31.0 KB 5 Kompresi data digital 26.5 Kb 46.5 KB Hasil pengembalian file atau dekompres, dari data yang telah dilakukan penulis menunjukkan bahwa kapasitas file hasil dekompres ini sama dengan kapasitas file aslinya. 2. File Image Tabel 4.4 Hasil Kompresi Format Jpeg. No Nama file di kompres didekompres 1 Wamakom3 39.7 Kb 45.2 KB 2 Wamakom5 51.3 Kb 56.6 KB 3 Winter 102 Kb 103 KB 4 Water lilis 81.7 Kb 81.8 KB 5 Sunset 69.4 Kb 69.5 KB Sebagaimana dekompresi yang telah penulis lakukan pada file format document, pada format Jpeg ini kapasitas dari hasil dekompresi nya juga sama dengan kapasitas asli sebelum dilakukannya proses kompresi. Dan ini juga membuktikan bahwa aplikasi dapat berjalan dengan baik sesuai dengan yang diharapkan. V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Kesimpulan dari pembuatan aplikai Kompresi data dengan mengguankan algoritma run-length sebagai berikut : 1. Aplikasi Kompresi data didesain sesuai dengan kebutuhan pengguna atau user untuk mempermudah penyimpanan dan pengiriman file pada sebuah PC. 2. Aplikasi Kompresi data yang telah dibuat dapat digunakan sebagai masukan untuk membangun aplikasi baru atau memperbaiki aplikasi yang telah ada. 3. File hasil kompresi dengan menggunakan metoda run-length ini tidak menyebabkan kerusakan pada file asli dan juga pada saat dilakukannya proses pengekstraksian. 4. Data yang telah dapat diekstraksi dengan cara melihat karakter pada hasil pemampatan satu persatu dari awal sampai akhir, jika ditemukan bit penanda lakukan proses pengambilan, selanjutnya konversikan kebilangan desimal untuk menentukan jumlah karakter yang berurutan, kemudian lakukan penulisan karakter tersebut sebanyak bilangan yang telah diperoleh pada karakter sebelumnya. 5. Data yang telah dapat dimanfaatkan kembali dengan menggunakan algoritma Run-Length, yaitu pada saat user melakukan proses dekompres. Karena ketika user ingin mengembalikan file harus menggunakan algoritma ini jika tidak maka file tersebut tidak akan bisa dibuka atau dikembalikan kebentuk asli. 102
5.2 Saran Saran-saran bagi untuk pengembangan Kompresi ini adalah sebagai berikut : 1. Aplikasi Kompresi data yang telah ada hendaknya diuji lebih detail mengenai reabilitas terhadap beban kerja yang sebenarnya untuk mendapatkan hasil pengujian yang lebih baik. 2. Adanya pengembangan pada aplikasi ini dengan menggunakan beberapa metoda yang ada untuk melakukan proses kompresi dan dekompresi pada suatu data. DAFTAR PUSTAKA Aniati Murni Arimurthy. 1992. Pengantar Pengolahan Citra. PT Elex Media komputindo, Jakatra. Elsiawaty, Teknik dan Implementasinya pada Citra di World Wide Web menggunakan Java Script, ITB Bandung, 2004 Rinaldi Munir. 2004. Pengolahan Citra Digital Dengan Pendekatan Algoritmik. Informatika, Bandung http://www.google.com/ memilih format file yang tepat untuk image. Riyanto Slamet. Diakses 05 Juni 2007 http://www.google.com/ Run-length coding. Diakses 05 Juni 2007 http://www.wikipedia.org/ Run-length. Diakses 15 Juli 2007 http://www.wikipedia.org/ Kompresi data. Diakses 15 Juli 2007 http://www.wikipedia.org/ Image compression Diakses 15 Juli 2007 103