BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Jaringan data elektronik dalam area Public Health telah menyebabkan organisasi pemrosesan menjadi lebih efisien. Transfer medical data pada jaringan data online atau offline telah dikenal sebagai telemedicine. Salah satu masalah yang timbul dalam bidang telemedicine adalah transfer image dalam Digital Imaging and Communication in Medicine(DICOM), permasalahan utamanya terletak pada ukuran data yang terlalu besar sehingga untuk mentransmisikannya membutuhkan waktu yang cukup lama. Single digital X-Ray(image) bisa terdiri atas array 2000x2000 pixel, jika kita pakai resolusi greyscale 8 bit maka akan ada total 32000000 bit yang dihasilkan, kalau kecepatan transfer dipakai adalah 64 Kbps maka akan dibutuhkan waktu kurang lebih 500 detik atau kurang lebih 8.3 menit. Salah satu solusi yang mungkin dilakukan untuk mengatasi masalah tersebut terutama dalam lingkungan client-server adalah kompresi gambar pada sisi server kemudian mentransfer data yang dikodekan dan dekompresi gambar pada sisi client. Gambaran mengenai sistem yang diinginkan adalah sebagai berikut : PC Server yang ada di Central Hospital Modem Jaringan Internet Router Gambar 1 Koneksi client-server yang terhubung melalui jaringan internet - 1 -
Salah satu teknologi kompresi image saat ini adalah JPEG2000. Standard JPEG2000 tercetus pertama kali pada bulan Maret 1997 dan akhirnya diterima sebagai standar JPEG yang baru pada agustus 2000. Ada 2 tujuan penting dalam memiliki standar baru ini, pertama ditujukan pada beberapa kelemahan pada standar JPEG yang ada, kedua untuk menyediakan sejumlah feature yang tidak tersedia pada standar JPEG.[4] Beberapa point yang penting untuk standar JPEG2000 ini adalah[4]: Efisiensi kompresi lossy dan loseless yaitu dalam penyatuan kerangka kerja pengkodean. Mendapatkan kualitas image yang superior baik secara objektif maupun subjektif pada bit rate yang rendah. Menyuport feature tambahan seperti pengkodean region of interest (ROI) dan file format yang fleksibel Menghindari komputasi yang berlebihan dan kompleksitas memori Oleh karena itu dalam tugas akhir ini implementasi pengkompresian image dilakukan dengan menggunakan standar JPEG2000. Satu langkah awal dalam pengolahan image adalah menganalisis content image. Analisis sangatlah perlu mengingat korelasi antar piksel yang berdekatan dalam image sangat besar, salah satu cara untuk mendekorelasikan adalah dengan merepresentasikan image dalam bentuk parameter-parameter yang memiliki koefisien yang lebih sedikit diantaranya dengan menggunakan blok transformasi DCT(Discrete Cosine transform). Tetapi selain DCT ada sebuah transformasi yang telah menjadi powerful tool dalam kompresi image yaitu DWT(Discrete Wavelet Transform). DWT sangat powerful dikarenakan fleksibilitasnya dalam merepresentasikan nonstationary image signal dan kemampuannya untuk beradaptasi dengan karateristik human visual. Real-world image sebenarnya merupakan sinyal yang nonstaioner, transformasi wavelet akan mendekomposisi nonstationary signal tersebut menjadi set dari multiscaled subband dimana tiap komponennya relatif lebih stasioner sehingga akan lebih mudah dikodekan.[9] JPEG2000 menggunakan biortogonal wavelet doubechies 5/3 atau 9/7, embedded deadzone quantization, dan pengkodean entropi yang sangat handal yaitu - 2 -
EBCOT(Embeded Block Coding with Optimal Truncation) yang terdiri atas dua blok utama yaitu bitplane coding dan R-D optimal code-block truncation. Seperti telah dijelaskan diawal bahwa bandwidth merupakan resource yang sangat berharga maka pemanfaatannya harus seoptimal mungkin. Penggunaan bit rate yang tetap dalam pentransmisian image yang cukup besar akan membutuhkan resource bandwidth yang cukup besar oleh karena itu image harus dikompresi terlebih dahulu dan hal yang penting dalam tugas akhir ini adalah target bit rate kompresi image yang berubah-ubah disesuaikan dengan kondisi bandwidth aktual antara client dan server. Penggunaan bahasa pemrograman yang sangat handal dan yang terpenting bersifat platform independent yaitu menulis source code sekali kemudian compile sekali dan jalankan diberbagai platform sistem operasi(windows, Linux, Sun Solaris dan Mac) menjadi sangat penting dalam implementasi tugas akhir ini sehingga tidak bergantung pada suatu sistem operasi untuk bisa berfungsi. 1.2 Rumusan Masalah Modem yang umumnya dipakai oleh masyarakat atau instansi kesehatan memiliki kecepatan yang beraneka ragam sehingga diperlukan suatu teknik kompresi untuk melakukan transfer data image untuk memperkecil waktu pentransmisian. Teknik kompresi yang diajukan disini adalah kompresi adaptif yang berdasarkan klasifikasi koneksi client-server yang terdiri atas empat macam kategori yang masing-masing memiliki besar bit rate berbeda-beda ketika melakukan kompresi. 1.3 Batasan Masalah Batasan - batasan pembahasan tugas akkhir ini dihubungkan dengan masalah yang diuraikan pada rumusan masalah diatas adalah : Mengimplementasikan teknik kompresi adaptif untuk data medical image pada sistem yang berbasiskan bahasa pemrograman Java SDK 1.4.2 dikarenakan sifat platform independent dari bahasa pemrograman java. Simulasi dan pengimplementasian dilakukan untuk gambar-gambar greyscale dengan format pgm(portable grey map). Kuantisasi yang diterapkan adalah jenis kuantisasi uniform dengan dead zone. - 3 -
JPEG 2000 yang diimplementasikan dalam tugas akhir ini adalah jenis kompresi lossy dengan kualitas yang tinggi dan tidak menggunakan feature ROI(Region Of Interest). Level maksimum dekomposisi wavelet yang dipakai dalam tugas akhir ini sebesar 5. Jenis koneksi yang diujikan dibagi menjadi 4 macam tipe koneksi : dial up( 56Kbps ),CDMA( 56Kbps < rate 128Kbps ),3G( 384Kbps ), Uninet (256 Kbps) dan Telkom (2 Mbps). Implementasi dilakukan dengan bantuan sistem operasi Linux Mandrake 10. 1.4 Tujuan Tugas akhir ini bertujuan untuk merancang dan mengimplementasikan teknik kompresi adaptif untuk medical data image serta melakukan analisa dari hasil yang didapat. Parameter yang dianalisa antara lain : Mendapatkan waktu kompresi yang optimal yaitu kurang dari 20 detik dan kualitas image yang tinggi. PSNR untuk meyatakan kualitas hasil kompresi. MOS(Mean Opinion Score) dari dokter/tenaga medis. Mengimplementasikan sistem tersebut dengan menggunakan bahasa pemrograman java SDK 1.4.2. 1.5 Metode Penelitian 1.5.1 Bentuk Penelitian dan Implementasi Penelitian dilakukan secara simulasi menggunakan software Matlab 6.1 dan implementasi dilakukan dengan menggunakan Java SDK 1.4.2. 1.5.2 Teknik Pengumpulan Data Data didapat dari data implementasi serta data lapangan. 1.5.3 Teknik Analisa Analisa dilakukan secara grafik, perbandingan objektif dan subjektif. - 4 -
1.6 Sistematika Penulisan Laporan Tugas Akhir Tugas akhir ini disusun menjadi 5 BAB, dengan rincian sebagai berikut : BAB 1 : PENDAHULUAN Bab ini menguraikan latar belakang pemilihan topik tugas akhir ini, masalah yang dihadapi, batasan - batasan yang ditetapkan berkaitan dengan masalah yang ada, dan tujuan pembahasan tugas akhir ini. BAB 2 : DASAR TEORI Bab ini menguraikan tentang dasar teori yang digunakan dalam tugas akhir. BAB 3 : DESAIN DAN REALISASI Bab ini membahas rancangan pemodelan yang digunakan dalam tugas akhir dan implementasinya. BAB 4 : ANALISA HASIL PERANCANGAN Pada bab ini hasil implementasi akan diuji apakah memberikan hasil seperti yang diinginkan seperti tujuan yang telah dijabarkan pada bab I. BAB 5 : KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini memberikan kesimpulan mengenai hal - hal yang telah dibahas dalam tugas akhir ini dan diberikan pula saran - saran untuk pengembangan topik yang dibahas dalam tugas akhir ini. - 5 -