KOMPRESI IMAGE DALAM SOURCE CODING MENGGUNAKAN METODE TRANSFORMASI WAVELET

KOMPRESI IMAGE DALAM SOURCE CODING MENGGUNAKAN METODE TRANSFORMASI WAVELET TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Tugas dan Syarat-syarat Guna Memperoleh Gelar Sarjana Teknik pada Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Surakarta Disusun Oleh: MUNIFAH NUR AMALIA D 400 080 029 FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2012

ii

iii

HALAMAN PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi di manapun dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis diacu dalam naskah dan disebutkan dalam daftar pustaka Apabila ternyata di kemudian hari terbukti ada ketidakbenaran dalam pernyataan saya di atas, maka saya akan bertanggung jawab sepenuhnya. Surakarta, Oktober 2012 MUNIFAH NUR AMALIA D 400 080 029 iv

MOTTO 1. Berjuang untuk mendapatkan sesuatu, bukan menunggu untuk mendapatkannya 2. Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan, maka apabila kamu telah selesai (dari sesuatu urusan), kerjakanlah dengan sungguh-sungguh (urusan) yang lain (94: 6-7) 3. Jangan selalu melakukan sesuatu yang betul, karena sesuatu yang betul itu belum tentu selalu benar. v

LEMBAR PERSEMBAHAN 1. Sembah sujud serta syukur kepada Allah SWT. Taburan cinta kasih dan sayang-mu telah memberikanku kekuatan, membekaliku dengan ilmu serta memperkenalkanku dengan cinta. Atas Karunia serta kemudahan yang Engkau berikan akhirnya tugas akhir yang sederhana ini dapat terselesaikan. Sholawat dan salam selalu terlimpahkan keharibaan Rasulullah Muhammad SAW. 2. Ibu dan bapak tercinta yang selalu membimbing, mendoakan dan memberikan motifasi. Yang selalu berharap semoga kelak ananda bisa menjadi insan yang berbakti kepada agama, orang tua, bangsa dan Negara. Yang selalu memberikan kasih sayang yang tiada terhingga, yang tiada mungkin dapat ananda balas hanya dengan selembar kertas yang bertuliskan kata cinta dan persembahan. 3. Kakak-kakak ku tercinta dan tersayang, terima kasih banyak atas semua bantuan dan keikhlasannya baik berupa biaya selama aku kuliah dan terima kasih banyak atas semua kasih sayang yang kalian berikan kepadaku... kalian semua my hero ku... 4. Thanks buat ponakan-ponakanku sayang... khususnya Akmal dan Ririn, makasih ya udah ngijinin tante pake foto kalian buat kelinci percobaan di tugas akhir tante ini hehehe. vi

5. Thanks to Anggun Primawan, SH. Makasih banget ya yank... selama ini udah sabar sama aku... makasih juga udah dibantuin nyari referensi buat tugas akhir ini... kamu paling top markotop deh buat aku hihihi. 6. Makasih banget buat temen-temen kosta zam-zam 1... buat para sesepuh Mb Via and Mb Ver hehe, buat yang notabene seangkatan Iput ma Ana, buat adek-adek yang unyu Genul (makasih ya nul udah dianterin kemana-mana hehe), buat Putri, Nurul, Mufli ma Ririn... makasih banyak yaaaa udah mewarnai hari-hariku selama dikostan. 7. Makasih juga buat my new kosta, kost serasi 1... walaupun kita kenal baru sebentar tapi makasih banget buat kalian yang membantuku ngilangin rasa penat ngerjain TA... thanks ya Aca, Beti, Eka, Putri, Wulan, Hani, Risma, Jihan and Aul... 8. Temen-temen Elektro, khususnya angkatan 2008 yang tidak dapat disebutkan satu-persatu, terimakasih telah bersedia berbagi ilmu, berbagi pengalaman kepada ku. 9. Terima kasih kepada bapak/ibu dosen yang telah membantu saya dalam menyelesaikan tugas akhir ini, semoga allah SWT membalas semua kebaikan-kebaikan kalian. 10. Semua pihak yang telah membantu ku yang tidak dapat aku sebutkan satupersatu vii

KATA PENGANTAR Alkhamdulillahirabbil alamin, maha suci Allah atas kasih sayang dan karunia-nya sehingga penulis bisa menyelesaikan skripsi berjudul kompresi image dalam source coding menggunakan metode transformasi wavelet. Penulis berkeyakinan bahwa pengerjaan tugas akhir ini tak lepas dari bantuan berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih kepada semua pihak, khususnya pada : 1. Bapak Ir. Agus Riyanto, MT selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiayah Surakarta. 2. Bapak Ir. Jatmiko, MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiayah Surakarta. 3. Bapak Muhammad Kusban, ST. MT. selaku Pembimbing I dalam tugas akhir ini yang telah membimbing dan mengarahkan kepada penulis sehingga dapat terselesaikannya tugas akhir ini. 4. Bapak Agus Supardi, ST. MT. selaku Pembimbing II yang telah memberikan nasehat, bimbingan dan pengarahan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan tugas akhir ini. 5. Bapak/Ibu Penguji selaku Dewan Penguji dalam Tugas Akhir ini. 6. Bapak Agus ulinuha, ST. MT. PhD. selaku Pembimbing Akademik. 7. Bapak/Ibu Dosen yang telah membimbing dan memberikan ilmunya selama ini kepada kami dan khususnya saya pribadi. viii

8. Kedua orang tua tercinta, terima kasih banyak atas segala doa dan linangan air mata hanya untuk mendoakan ananda, yang selalu memberikan nasihatnasihat kepada ananda, yang selalu mengkhawatirkan keadaan ananda, yang selalu menjadi penyejuk dalam hati ananda, serta curahan kasih sayangnya yang tak pernah padam dalam setiap hidup ananda. 9. Kakak-kakak ku tersayang yang selalu siap membantu adinda, terima kasih telah menjadi penyemangat dalam kehidupan adinda, i love you all. 10. Kepada Anggun Primawan, SH. Terima kasih atas segala supportnya dan waktunya selama ini. 11. Kepada teman-teman seperjuanganku dalam tugas akhir ini : Dedi, Didik, Adnan, Orik, Ari, Agus, cahyo, Sogi (Yosga), Topik, terima kasih atas kerja sama dan kekompakannya dalam setiap menyelesaikan permasalahan dalam pengerjaan tugas akhir ini. 12. Seluruh rekan mahasiswa Teknik Elektro UMS angkatan 2008 serta semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. Akhir kata, penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan. Saran dan kritik yang membangun sangat penulis harapkan. Semoga karya ini dapat bermanfaat untuk rekan-rekan mahasiswa dan pihak-pihak yang berkepentingan. Surakarta, September 2012 Munifah Nur Amalia ix

DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL LEMBAR PERSETUJUAN LEMBAR PENGESAHAN HALAMAN PERNYATAAN MOTTO PERSEMBAHAN KATA PENGANTAR DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR DAFTAR KONTRIBUSI ABSTRAKSI i ii iii iv v vi vii x xiii xiv xvii xix BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Perumusan Masalah 3 1.3 Batasan Masalah 3 1.4 Tujuan Penelitian 4 1.5 Manfaat Penelitian 4 1.6 Sistematika Penelitian 5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Telaah Pustaka 7 2.2 Landasan Teori 8 2.2.1 Citra Digital 8 2.2.2 Pengolahan Citra 10 2.2.3 Kompresi Citra 11 2.2.4 Teknik Kompresi Citra 13 2.2.5 Perhitungan Hasil Kompresi 14 x

2.2.6 Format Citra Jpg/ Jpeg 15 2.2.7 Format Citra Bitmap/ Bmp 15 2.2.8 Format Citra PNG 18 2.2.9 Matlab 19 2.2.10 Wavelet 21 2.2.10.1 Pengertian Wavelet 21 2.2.10.2 Transformasi Wavelet 22 2.2.11 Source Code 29 BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Waktu 31 3.2 Alat dan Bahan 31 3.2.1 Alat 31 3.2.2 Bahan 31 3.3 Tahap Perancangan 33 3.3.1 Studi Literatur 33 3.3.2 Alur Penelitian 33 3.3.3 Analisa Algoritma 35 3.4 Tahap Pembuatan Program 37 3.4.1 Alur Program 37 3.4.2 Pembuatan Menu Utama 38 3.4.3 Pembuatan Aplikasi kompresi Wavelet 40 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Penelitian 50 4.1.1 Halaman Depan 50 4.1.2 Aplikasi Wavelet 51 4.1.3 Citra Masukan 51 4.1.4 Data Keluaran 55 4.2 Pembahasan 57 xi

4.2.1 Rasio dan Rasio Rata-rata Kompresi Citra 57 4.2.2 Menghitung Rasio Kompresi 59 4.2.3 Kriteria Penilaian Kualitas Citra 61 4.3 Kelebihan dan Kelemahan 63 4.3.1 Kelebihan 63 4.3.2 Kelemahan 64 4.4 Kesimpulan Pengujian 64 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan 66 5.2 Saran 67 DAFTAR PUSTAKA 68 LAMPIRAN xii

DAFTAR TABEL Tabel 2.1 : Beberapa jenis mother wavelet 23 Tabel 4.1 : Tabel spesifikasi citra asli 52 Tabel 4.2 : Hasil kompresi citra *.jpg 55 Tabel 4.3 : Hasil kompresi citra *.bmp 56 Tabel 4.4 : Hasil kompresi citra *.png 57 Tabel 4.5 : Rasio kompresi citra *.jpg 58 Tabel 4.6 : Rasio kompresi citra *.bmp 58 Tabel 4.7 : Rasio kompresi citra *.png 59 Tabel 4.8 : Nilai MSE & PSNR pada citra *.jpg 62 Tabel 4.9 : Nilai MSE & PSNR pada citra *.bmp 62 Tabel 4.10 : Nilai MSE & PSNR pada citra *.png 63 xiii

DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 : Ilustrasi citra dalam sistem koordinat piksel 9 Gambar 2.2 : Matriks citra digital N x M 10 Gambar 2.3 : Ilustrasi citra biner 16 Gambar 2.4 : Ilustrasi citra RGB 17 Gambar 2.5 : Ilustrasi citra grayscale 18 Gambar 2.6 : Level dekomposisi satu 27 Gambar 2.7 : Level dekomposisi dua 28 Gambar 3.1 : GUIDE Quick Start 32 Gambar 3.2 : Guide Layout Editor 32 Gambar 3.3 : Flowchart Penelitian 33 Gambar 3.4 : Flowchart algoritma wavelet 35 Gambar 3.5 : Flowchart program 37 Gambar 3.6 : Interface pembuatan menu utama melalui GUI matlab dengan nama wavemanu.fig 38 Gambar 3.7 : Pushbotton Aplikasi 39 Gambar 3.8 : Source code pushbotton Aplikasi 39 Gambar 3.9 : Pushbotton Keluar 39 Gambar 3.10 : Source code pushbotton Keluar 40 Gambar 3.11 : Tampilan komponen palette pada program kompresi image 40 Gambar 3.12 : Pushbotton Ambil Gambar 41 Gambar 3.13 : Source code pushbotton Ambil Gambar 41 Gambar 3.14 : Pushbotton Compress 42 xiv

Gambar 3.15 : Source code pushbotton Compress 42 Gambar 3.16 : Pushbotton Save 46 Gambar 3.17 : Source code pushbotton Save 46 Gambar 3.18 : Pushbotton Exit 47 Gambar 3.19 : Source code pushbotton Exit 47 Gambar 3.20 : Pushbotton PSNR & MSE 47 Gambar 3.21 : Source code pushbotton PSNR & MSE 48 Gambar 3.22 : Source code edit9 48 Gambar 3.23 : Source code edit10 49 Gambar 3.24 : Pushbotton Kembali 49 Gambar 2.25 : Source code pushbotton Kembali 49 Gambar 4.1 : Tampilan halaman depan wavemenu setelah di run figure 50 Gambar 4.2 : Tampilan program kompresi citra wavelet 51 Gambar 4.3 : Akmal.jpg 53 Gambar 4.4 : Ririn.jpg 53 Gambar 4.5 : Kebun Teh.jpg 53 Gambar 4.6 : Pink Ross.jpg 53 Gambar 4.7 : Camp.bmp 54 Gambar 4.8 : Flower.bmp 54 Gambar 4.9 : Frame Pooh.bmp 54 Gambar 4.10 : Ghost.bmp 54 Gambar 4.11 : Inuyasa.png 54 Gambar 4.12 : Kumpul.png 54 xv

Gambar 4.13 : Turis.png 55 Gambar 4.14 : Within Temptation.png 55 xvi

DAFTAR KONTRIBUSI Tugas akhir ini bermula dari sebuah tawaran dari Bapak Muhammad Kusban ST, MT dosen di jurusan Teknik Elektro UMS sekaligus sebagai dosen pembimbing I. Dengan memberikan latar belakang judul dan permasalahan penelitian yang akan di angkat, dan juga memiliki beberapa perbandingan dengan permasalahan dan judul-judul yang ditawarkan. Akhirnya penulis mengangkat permasalahan tentang kompresi image dalam source coding menggunakan metode transformasi wavelet. Kompresi image dalam source coding menggunakan metode transformasi wavelet ini tidak murni dari hasil pemikiran penulis sendiri, melainkan mereferensi dari beberapa sumber yang didapat dari internet. Kemudian penulis pelajari, analisa, dan modifikasi sendiri, disini penulis menggunakan GUI yang terdapat pada matlab yang digunakan untuk membangun antarmuka sebuah kompresi image, dan penulis juga mengubah dan menambahkan sedikit source code pada M-file sehingga jadilah kompresi citra yang berbeda dari sumbernya. Penulis mengerjakan sendiri laporan Tugas Akhir ini, jika ada yang kurang paham akan penulis konsultasikan dengan pembimbing. Software yang digunakan adalah Matlab 7.8.0 (R.2009a), dan penulis menginstal sendiri matlab tersebut. Untuk membuat tampilan yang menarik penulis menggunakan GUI yang terdapat pada lingkungan matlab. xvii

xviii

ABSTRAKSI Seiring berkembangnya digital image processing, telah banyak dikembangkan algoritma kompresi yang bertujuan memampatkan citra. Kompresi citra yang sering digunakan adalah citra berekstensi jpg yang bertipe lossy atau tidak bisa dikembalikan, metode kompresi ini menggunakan transformasi DCT namun dapat juga menggunakan transformasi wavelet. Dalam tugas akhir ini penulis akan melakukan penelitian kompresi citra dengan menggunakan transformasi wavelet haar 2, software yag digunakan matlab, dan menggunakan GUI untuk membuat tampilan aplikasi kompresi yang terdapat pada lingkungan matlab. Teknik kompresi dikatakan baik, jika rasio yang didapatkan besar, semakin besar rasio kompresi berbanding lurus dengan ukuran kompresi yang semakin kecil. Untuk menguji kehandalan sistem, penulis menggunakan PSNR (Peak Signal to Noise Ratio) & MSE (Mean Square Error), untuk nilai MSE yang rendah akan lebih baik dan PSNR yang tinggi akan lebih baik. Dari penelitian yang penulis lakukan didapatkan nilai rata-rata rasio yang paling tinggi dari citra *.jpg yaitu 68.75%, 14.5% dari citra *.png, 0% dari citra *.bmp. MSE paling rendah pada citra *.jpg yaitu 0.223029, pada citra *.bmp yaitu 1.12652, dan 0.262915 pada citra *.png. PSNR yang paling tinggi pada citra *.jpg yaitu 54.6812 db, pada citra *.bmp yaitu 47.6479 dan 53.9667 pada citra *.png. Semua itu membuktikan bahwa hasil citra yang terkompresi memiliki kualitas yang bagus, karena nilai MSE yang rendah dan PSNR yang tinggi menandakan kualitas citra yang baik. Kata kunci : lossy, MSE & PSNR, wavelet. xix