BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Secara umum, data citra digital ditandai oleh informasi dengan jumlah bit yang besar sehingga menimbulkan masalah untuk memindahkan, memproses atau menyimpannya. Biasanya data citra digital dimampatkan (kompresi) menjadi ukuran yang lebih kecil sehingga dapat ditransmisikan atau disimpan dengan lebih mudah. Setelah disimpan atau ditransmisikan, data citra stersebut didekompresi untuk ditampilkan kembali. Terdapat beberapa metoda kompresi citra, sebagai contoh JPEG dan kompresi citra dengan menggunakan teknik fractal. Kompresi citra dengan teknik fraktal adalah suatu teknik kompresi citra yang relatif terbaru yang dikembangkan di era akhir tahun delapan puluhan. Teknik kompresi ini dapat mengurangi redundansi data citra dengan penggunaan self-similarity dan self-transformability di dalam citra tersebut, yaitu suatu bagian dari suatu citra dapat selalu menemukan atau mempunyai kemiripan dengan bagian yang lain dari citra tersebut[1]. Dalam teknik kompresi citra fraktal, dengan menggunakan Iterated Function System (IFS) sebuah citra masukan dimodelkan menjadi objek fraktal tertentu, kemudian melalui proses iterasi secara bertahap dilakukan pencarian sebuah fungsi transformasi (Contractive Affine Transform). Kompresi dapat tercapai dengan cara menyimpan parameter yang berhubungan dengan transformasi tersebut daripada harus menyimpan informasi setiap nilai piksel dari citra tersebut. Keuntungan utama dari teknik kompresi citra fraktal yaitu untuk mendekompresi suatu citra fraktal terkompresi hanya dengan menghitung fixed point suatu persamaan atau fungsi transformasi fraktal yang sangat sederhana, hal ini mengakibatkan proses decoding menjadi sangat cepat. 1
Bab I Pendahuluan 2 Salah satu metode dalam teknik kompresi fraktal yang memungkinkan proses kompresi dapat berjalan secara otomatis adalah dengan menggunakan PIFS (Partitioned Iterated Function System). Metode ini mempartisi citra masukan menjadi sejumlah range block dan domain block. Selanjutnya dicari fungsi transformasi lokal yang memetakan setiap range block ke dalam domain block yang sesuai. Fungsi transformasi dari setiap range block bergabung membentuk satu set fungsi transformasi untuk merepresentasikan citra asli secara keseluruhan. Metode fractal memberikan beberapa keuntungan dan menghasilkan perbandingan (rasio kompresi) yang tinggi dengan kualitas dekompresi yang bagus dan waktu dekompresi yang sangat cepat[8]. Waktu komputasi yang lama pada saat kompresi (encoding) masih menjadi kekurangan dari teknik fraktal. Karena hasil kompresi yang bagus diperoleh ketika banyak domain blocks yang diperkenankan pada saat kompresi, sedangkan proses pencarian domain blocks tersebut dari pool memerlukan waktu. 1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang penelitian yang dikemukakan di atas, maka dapat disimpulkan bahwa permasalahan dalam kompresi citra menggunakan fractal terletak pada proses encoding, yang mana dalam proses ini melibatkan informasi tentang domain blocks dan range blocks. Analisa terhadap permasalahan tersebut diperlukan untuk menemukan performansi kompresi yang terbaik. Salah satu faktor yang dapat dianalisa yaitu pengaruh variasi ukuran dimensi domain grid dan dimensi range grid pada proses encoding, dan melakukan proses evaluasi dan analisa terhadap data statistik hasil kompresi beberapa citra uji. Banyak sedikitnya jumlah domain blocks dan range blocks sangat berpengaruh terhadap waktu encoding, kualitas citra dan rasio kompresi. Termasuk didalamnya proses untuk menemukan best domain blocks dan best orientation memerlukan waktu komputasi yang lama. Oleh karena itu variasi dimensi domain grid dan dimensi range grid akan sangat mempengaruhi proses encoding dan kualitas citra hasil decoding. Begitu pula dengan proses pencarian
Bab I Pendahuluan 3 best domain blocks dan best orientation akan dijadikan sebagai opsi untuk menganalisa performansi encoding dan kualitas citra hasil decoding. 1.3 Tujuan Berdasarkan rumusan masalah yang telah diidentifikasikan diatas, maka tujuan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut : 1. Menganalisa pengaruh variasi ukuran dimensi range grid dan dimensi domain grid, serta pengaruh pencarian best domain blocks dan best orientation terhadap kualitas citra hasil kompresi/dekompresi dengan citra asli dengan penghitungan PSNR (Peak Signal to Noise Ratio). Parameter lain yang dijadikan sebagai pembanding adalah rasio kompresi dan waktu encoding pada proses kompresi. 2. Mengimplementasikan teknik fraktal pada kompresi citra (image compression) untuk membangun suatu perangkat lunak kompresi citra. 1.4 Batasan Masalah Batasan masalah pada Tugas Akhir kali ini adalah: 1. File masukan yang digunakan adalah file image dengan format windows bitmap (*.bmp) dengan resolusi 256 x 256 piksel dengan kedalaman warna 8 bit grayscale. 2. Teknik kompresi fraktal menggunakan metode PIFS (Partitioned Iterated Function System). 3. Parameter manipulasi yang merupakan masukkan untuk proses encoding yaitu ukuran dimensi range grid dan ukuran dimensi domain grid. Pencarian best domain block dan best orientation dijadikan sebagai parameter masukan optional untuk proses encoding. Citra hasil kompresi/dekompresi dengan variasi parameter manipulasi diatas akan dibandingkan dengan citra asli dengan parameter pembanding PSNR, rasio kompresi dan waktu encoding proses kompresi.
Bab I Pendahuluan 4 1.5 Metodologi Metode yang digunakan untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut: 1. Studi literature. Yaitu dengan mengumpulkan dan mempelajari serta memperdalam konsep dan teori teknik kompresi citra, mempelajari teori dasar tentang fraktal yang diterapkan pada kompresi citra, teori dasar IFS, teori dasar PIFS. Mempelajari teori serta konsep pendukung penyusunan Tugas Akhir. 2. Perancangan dan implementasi. Melakukan perancangan sistem kompresi citra fractal dengan menggunakan metode orientasi objek, perancangan algoritma dan struktur data program. Selanjutnya dilakukan implementasi kedalam bentuk perangkat lunak sistem kompresi citra fraktal berdasarkan model yang telah dibuat pada tahap perancangan. 3. Uji coba (testing) dan simulasi. Mengadakan uji coba dengan melakukan simulasi hasil implementasi terhadap beberapa citra dengan format BMP (*.bmp). 4. Analisa dan evaluasi Melakukan analisa terhadap hasil testing dan simulasi yang dilakukan. Analisa dilakukan terhadap beberapa faktor yang telah diuraikan pada sub-bab Tujuan dan Batasan Masalah. 1.6 Sistematika Penulisan Sistematika penulisan dibagi menjadi : BAB I PENDAHULUAN Bab ini akan membahas garis besar dari Tugas Akhir, berisi tentang latar belakang, rumusan masalah, tujuan, batasan masalah, metodologi penelitian dan sistematika penulisan Tugas Akhir ini.
Bab I Pendahuluan 5 BAB II BAB III BAB IV BAB V LANDASAN TEORI Pada bab ini dijelaskan semua teori dasar tentang teknik kompresi citra digital dengan menggunakan teknik kompresi fractal. Penjelasan tentang konsep dan teori teknik kompresi citra fraktal dengan Partitioned Iterated Function System (PIFS). ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM Bab ini berisi tentang analisa kebutuhan dan perancangan perangkat lunak sistem kompresi citra fractal berikut diagram atau modelnya. Perancangan menggunakan metode orientasi objek (object oriented) dan dituliskan dalam notasi UML. IMPLEMENTASI DAN ANALISA HASIL PENGUJIAN Bab ini berisi tentang implementasi perangkat lunak kompresi citra fraktal berdasarkan hasil perancangan pada BAB III. Pengujian dilakukan terhadap beberapa file citra masukan. Kualitas citra hasil kompresi/dekompresi dan rasio kompresi akan dibandingkan dengan citra asli, dan kemudian dilakukan analisa dan pembahasan terhadap data hasil pengujian dan simulasi tersebut. KESIMPULAN DAN SARAN Pada bab ini berisi hal-hal yang dapat disimpulkan dari implementasi, pengujian dan simulasi serta hasil analisa. Pada bab ini juga berisi saran-saran tentang pengembangan Perangkat Lunak.