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

iv

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

v

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.

vi

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.

vii

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 satu-

persatu

viii

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.

ix

8. Kedua orang tua tercinta, terima kasih banyak atas segala doa dan linangan

air mata hanya untuk mendoakan ananda, yang selalu memberikan nasihat-

nasihat 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

x

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL i

LEMBAR PERSETUJUAN ii

LEMBAR PENGESAHAN iii

HALAMAN PERNYATAAN iv

MOTTO v

PERSEMBAHAN

KATA PENGANTAR

vi

vii

DAFTAR ISI x

DAFTAR TABEL xiii

DAFTAR GAMBAR xiv

DAFTAR KONTRIBUSI xvii

ABSTRAKSI 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

xi

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

xii

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

xiii

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

xiv

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

xv

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

xvi

Gambar 4.13 : Turis.png 55

Gambar 4.14 : Within Temptation.png 55

xvii

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.

xviii

xix

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.