KOMPRESI FILE AUDIO WAV MENGGUNAKAN ALGORITMA HUFFMAN SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh ijazah Sarjana Teknologi Informasi WHYDIA NANDA SARI 091402031 PROGRAM STUDI TEKNOLOGI INFORMASI FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014
SIMULASI ALGORITMA LEVENSHTEIN DISTANCE UNTUK FITUR AUTOCOMPLETE PADA APLIKASI KATALOG PERPUSTAKAAN SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh ijazah Sarjana Teknologi Informasi YULI PRIMADANI 091402021 PROGRAM STUDI S1 TEKNOLOGI INFORMASI FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014
PERSETUJUAN Judul : KOMPRESI FILE AUDIO WAV MENGGUNAKAN ALGORITMA HUFFMAN Kategori : SKRIPSI Nama : WHYDIA NANDA SARI Nomor Induk Mahasiswa : 091402031 Program Studi : SARJANA (S1) TEKNOLOGI INFORMASI Departemen : TEKNOLOGI INFORMASI Fakultas : ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI (FASILKOMTI) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Diluluskan di Medan, 24 Mei 2014 Komisi Pembimbing : Pembimbing 2 Pembimbing 1 M.Andri Budiman,ST.M.Comp.Sc.M.E.M Dr. Erna Budhiarti Nababan, M.IT NIP. 19751008 200801 1001 NIP. Diketahui/Disetujui oleh Program Studi S1 Teknologi Informasi Ketua, M. Anggia Muchtar, S.T.M.M.IT NIP. 19800110 200801 1 010
PERNYATAAN KOMPRESI FILE AUDIO WAV MENGGUNAKAN ALGORITMA HUFFMAN SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing telah disebutkan sumbernya. Medan, 24 Mei 2014 Whydia Nanda Sari 091402031
UCAPAN TERIMA KASIH Alhamdulillah segala puji dan syukur penulis sampaikan kehadirat Allah SWT beserta Nabi Besar Muhammad SAW karena atas limpahan rahmat dan karunia- Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini sebagai syarat untuk memperoleh ijazah Sarjana Teknologi Informasi, Program Studi (S1) Teknologi Informasi. Penulis menyadari bahwa dalam pelaksanaannya banyak pihak yang telah membantu hingga selesainya skripsi ini. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada : 1. Bapak Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM&H, MSc(CTM). Sp.A(K) selaku Rektor USU. 2. Bapak Prof. Dr. Muhammad Zarlis selaku Dekan FASILKOM-TI USU. 3. Bapak M. Anggia Muchtar,S.T. M.M.IT selaku ketua Program Studi (S1)Teknologi Informasi dan Bapak M. Fadly Syahputra, B.Sc.,M.Sc.IT selaku Sekretaris Program Studi (S1) Teknologi Informasi FASILKOM-TI USU yang telah memberi izin untuk melaksanakan kegiatan penelitian. 4. Ibu Dr. Erna Budhiarti Nababan, M.IT dan Bapak M. Andri Budiman, ST.M.Comp.Sc.M.E.M selaku dosen pembimbing yang telah meluangkan waktu dan pikirannya, memotivasi, memberikan kritik serta saran kepada penulis. 5. Bapak Dedy Arisandi, ST.,M.Kom dan Bapak Dr. Syahril Efendi, M.IT selaku pembanding yang telah memberikan kritik dan saran untuk peningkatan mutu skripsi ini. 6. Semua dosen, staff, dan pegawai Program Studi (S1) Teknologi Informasi FASILKOM-TI USU.
7. Skripsi ini penulis persembahkan untuk kedua orang tua dan keluarga penulis yang telah memberikan dukungan dan motivasi, teristimewa kepada ayahanda Rustam Effendi Lubis, SH dan ibunda Annisah yang telah memberikan do a, dukungan, perhatian, kasih sayang tulus serta pengorbanan yang tidak ternilai harganya bagi penulis. Untuk adek-adek penulis Dwhy Dinda Sari, Anggi Damora Sari, Ridho Ahmad Aulia yang selalu memberikan dorongan dan dukungan kepada penulis agar terus berusaha dan yakin hingga selesainya skripsi ini. 8. Teman Dekat penulis Amir Hasan Siregar yang selalu memberikan motivasi kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. 9. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada teman-teman mahasiswa program studi Teknologi Informasi yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang selalu memberikan bantuan dan dukungan kepada penulis. Sekali lagi penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian skripsi ini, semoga segala kebaikan, bantuan dan dukungannya dibalas oleh Allah SWT dengan nikmat yang berlimpah.
ABSTRAK Ukuran file audio khususnya berformat.wav relatif besar dibandingkan file dengan format teks, yang membutuhkan memori yang besar dalam melakukan penyimpanan maupun dalam hal transmisi (pengiriman) melalui media komunikasi. Hal ini sangat mempengaruhi ketersediaan tempat (space) maupun pengolahan data khususnya data audio. Untuk itu perlu dikembangkan aplikasi untuk kompresi data yang bertujuan untuk minimalisasi memori menggunakan algoritma Huffman. Algoritma atau encoding Huffman sebenarnya merupakan algoritma kompresi yang dapat diterapkan pada semua jenis baik untuk file biner maupun file teks. Algoritma ini efektif jika terdapat banyak redundancy data atau perulangan data yang sama pada file. Pada algoritma ini, kompresi file audio dilakukan pada data sampel audio yang redundancy. Hasil kompresi file wav dengan algoritma Huffman Coding dapat memberikan ukuran file yang lebih kecil yaitu rata-rata rasio kompresi sebesar 24.43 %. Keyword: Audio Wav, Compression, Huffman Coding.
WAV AUDIO FILES COMPRESSED USING HUFFMAN ALGORITHM ABSTRACT The size of the audio file in particular format. Wav files are relatively large compared to the text format, which requires a large memory to perform in terms of storage and transmission ( delivery ) through the medium of communication. This greatly affects the availability of a place ( space ) as well as audio data, especially data processing. For it is necessary to develop applications for data compression that aims to minimize memory use Huffman algorithm. Algorithm or Huffman encoding is actually a compression algorithm that can be applied to all kinds of good for binary files and text files. This algorithm is effective when there is a lot of data redundancy or looping the same data in the file. In this algorithm, compressed audio files is done on the audio sample data redundancy. Wav file compression Results with Huffman coding algorithm can provide smaller file sizes with an average compression ratio of 24.43 %. Keyword : Audio Wav, Compression, Huffman Coding.
DAFTAR ISI ABSTRAK ABSTRAC DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR Halaman ii iii iv v vi BAB 1 PENDAHULUAN 1 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Rumusan Masalah 3 1.3 Batasan Masalah 3 1.4 Tujuan Penelitian 3 1.5 Manfaat Penelitian 3 1.6 Metodologi Penelitian 3 1.7 Sistematika Penulisan 6 BAB 2 LANDASAN TEORI 7 2.1 Pengertian Audio Digital 7 2.2 Kelebihan Audio Digital 9 2.3 Istilah dalam Audio Digital 9 2.1.1 Jumlah Kanal (Channel) 9 2.1.2 Laju Pencuplikan (Sampling Rate) 9 2.1.3 Bandwidth 10 2.1.4 Banyaknya Bit Dalam Satu Sampel (Bit Per Sample) 10 2.1.5 Laju Bit (Bit Rate) 11 2.2 Data Audio 13 2.3 Struktur File Wave 14 2.3.1 Header File Wave 16 2.3.2 Chunk File WAVE 16 2.3.3 Chunk Format 17 2.3.4 Chunk Data 20 2.3.5 Format Wave PCM 21 2.4 Hubungan Multimedia dengan Aplikasi Windows 25 2.5 Binary Tree dengan menyimpan Pohon Biner 26 2.6 Kompresi Data 29 2.6.1 Teori Kompresi Data 29 2.6.2 Algoritma Kompresi Huffman 30 BAB 3 ANALISIS DAN PERANCANGAN 35 3.1 Analisis 35 3.1.1 Sampel Audio WAV 37 3.1.2 Encoding Huffman 37 3.1.3 Algoritma Kompresi Huffman 38 3.1.4 Algoritma Dekompresi Huffman 43 3.2 Perancangan 45 3.2.1 Perancangan Program 45
3.2.2 Perancangan Form Utama 48 3.2.3 Rancangan Kompresi 49 3.2.4 Rancangan Help 50 3.2.5 Rancangan About 50 BAB 4 IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN 52 4.1 Implementasi 52 4.1.1 Tampilan Menu Utama 52 4.1.2 Tampilan Kompresi 53 4.1.3 Tampilan Help 53 4.1.4 Tampilan About 54 4.2 Pengujian Sistem 55 4.2.1 Tampilan Hasil Pengujian Kompresi 55 4.2.2 Tampilan Hasil Pengujian Dekompresi 55 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 56 5.1 Kesimpulan 56 5.2 Saran 56 DAFTAR PUSTAKA 58 LAMPIRAN PROGRAM 59
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Frekuensi Sampling dan Kualitas Suara yang Dihasilkan 8 Tabel 2.2 Penyimpanan Berbagai Konfigurasi Audio Digital 10 Tabel 2.3 Nilai Jenis Chunk RIFF 14 Tabel 2.4 Format Chunk RIFF 14 Tabel 2.5 Chunk Format File Wav 15 Tabel 2.6 Kode Kompresi Wav 16 Tabel 2.7 Format Data Chunk 18 Tabel 2.8 Penjelasan Struktur File Wav 20 Tabel 2.9 Penambahan Chunk Lain Pada File Wav 22 Tabel 2.10 Penelitian terdahulu 33 Tabel 3.1 Frekuensi setiap simbol data 38 Tabel 3.2 Frekuensi setiap simbol data 41 Tabel 4.1 Tampilan hasil pengujian kompresi 55 Tabel 4.2 Tampilan pengujian hasil dekompresi 55
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Konversi Sinyal Analog ke Digital 6 Gambar 2.2 Konversi Sinyal Digital ke Analog 6 Gambar 2.3 Layout File Wav 13 Gambar 2.4 Diagram Format File Wav 19 Gambar 2.5 Interpretasi Tiap Byte pada File Wav 21 Gambar 2.6 Lapisan-Lapisan Multimedia dengan Windows 23 Gambar 2.7 Contoh Binary Tree 24 Gambar 2.8 Contoh Completely Binary Tree 25 Gambar 2.9 Contoh Perfect Binary Tree 25 Gambar 2.10 Penyimpanan Pohon Biner Dengan Array 26 Gambar 2.11 Claude E. Shannon 27 Gambar 2.12 Penggabungan dua node terkecil 29 Gambar 2.13 Pengurutan Frekuensi secara menaik 29 Gambar 2.14 Penggabungan dua node terkecil kembali 30 Gambar 2.15 Pengurutan Frekuensi secara menaik kembali 30 Gambar 2.16 Penggabungan dua node terakhir membentuk pohon tunggal 31 Gambar 2.17 Pemberian label bit 31 Gambar 3.1 Data Audio Wav dalam Hexa 35 Gambar 3.2 Urutan Data secara Ascending 38 Gambar 3.3 Gabungan dua buah simpul yang mempunyai frekuensi terkecil 39 Gambar 3.4 Pengurutan kembali data berdasarkan frekuensi terkecil 39 Gambar 3.5 Penggabungan serta pengurutan kembali data berdasarkan 39 frekuensi terkecil Gambar 3.6 Pengulangan Pengurutan kembali data berdasarkan frekuensi 40 terkecil Gambar 3.7 Penggabungan serta pengurutan kembali data berdasarkan 40 frekuensi terkecil Gambar 3.8 Pemberian label dari akar ke daun 41 Gambar 3.9 Flow Chart Kompresi 45 Gambar 3.10 Flow Chart Pembentukan Pohon Huffman 46 Gambar 3.11 Rancangan Menu Utama 47 Gambar 3.12 Rancangan Kompresi 48 Gambar 3.13 Rancangan Help 49 Gambar 3.14 Rancangan About 50 Gambar 4.1 Tampilan Menu Utama 51 Gambar 4.2 Tampilan Kompresi 52 Gambar 4.3 Tampilan Help 53 Gambar 4.7 Tampilan About 53 Gambar 4.8 Tampilan Grafik Kompresi Size dengan Waktu 55 Gambar 4.9 Tampilan Grafik Kompresi Size dengan Rasio 56