kompresi data - intanparlina.files.wordpress.com · hasil kompresi mirip dengan sinyal ......

Kompresi Data

KONSEP

Tujuan Kompresi:

Mengurangi ukuran file

Hasil kompresi mirip dengan sinyal (file) asli

Algoritma kompresi dapat di implementasi dengan mudah

Handal/ tidak mudah berubah (robust)

KOMPRESI DATA

Contoh kompresi sederhana yang biasa kita lakukan

misalnya adalah menyingkat kata-kata yang sering

digunakan tapi sudah memiliki konvensi umum.

Misalnya: kata “yang” dikompres menjadi kata “yg”

Syarat:

Pengiriman data hasil kompresi dapat dilakukan jika

pihak pengirim / yang melakukan kompresi dan pihak

penerima memiliki aturan yang sama dalam hal

kompresi data.

KOMPRESI DATA

Pihak pengirim harus menggunakan algoritma

kompresi (di-kode-kan) data yang sudah baku dan

pihak penerima juga menggunakan teknik

dekompresi data yang sama dengan pengirim

sehingga data yang diterima dapat dibaca / di-

dekode kembali dengan benar.

Kompresi data menjadi sangat penting karena:

memperkecil kebutuhan penyimpanan data,

mempercepat pengiriman data,

memperkecil kebutuhan bandwidth.

KOMPRESI DATA

Teknik kompresi bisa dilakukan terhadap data:

teks,

audio (MP3),

gambar (JPEG),

video (MPEG)

JENIS KOMPRESI DATA

Metode

Lossy format : ada bagian yang dihilangkan

Loseless format : tidak ada bagian yang hilang

JENIS KOMPRESI DATA

Lossy Compression

Teknik kompresi dimana data hasil dekompresi

tidak sama dengan data sebelum kompresi namun

sudah ”cukup” untuk digunakan.

ada bagian yang dihilangkan

Contoh: MP3, JPEG, MPEG.

Kelebihan: ukuran file jauh lebih kecil dibandingkan

aslinya, namun masih memenuhi syarat untuk

digunakan (informasi utama tidak hilang).

JENIS KOMPRESI DATA

Biasanya teknik kompresi dengan metode Lossy:

membuang bagian-bagian data yang sebenarnya

tidak begitu berguna, tidak begitu dirasakan, tidak

begitu dirasa oleh indera manusia sehingga

manusia masih beranggapan bahwa data tersebut

masih bisa digunakan walaupun sudah dikompresi.

JENIS KOMPRESI DATA

Loseless Compression

Teknik kompresi dimana ketika data hasil kompresi, dilakukan dekompres lagi maka hasilnya tepat sama seperti data sebelum proses kompresi.

Teknik ini digunakan jika diperlukan data yang setelah dikompresi harus dapat diekstrak/ di-dekompres lagi, harus tepat sama.

KRITERIA ALGORITMA DAN APLIKASI

KOMPRESI DATA

Kualitas data hasil enkoding: ukuran lebih kecil,

data tidak rusak (kompresi lossy)

Ketepatan proses dekompresi data: data hasil

dekompresi tetap sama dengan data sebelum

dikompres (kompresi loseless)

Kecepatan, ratio, dan efisiensi proses kompresi –

dekompresi

Teknik Kompresi Teks

CONTOH-CONTOH TEKNIK KOMPRESI TEKS

Run-Length-Encoding (RLE)

Kompresi data teks dilakukan jika ada beberapa

huruf yang sama ditampilkan berturut-turut:

Misalnya:

Data:

ABCCCCCCCCDEFGGGG = 17 karakter

RLE tipe 1 (min. 4 huruf sama) :

ABC!8DEFG!4 = 11 karakter

Best case:

untuk RLE adalah ketika terdapat 127 karakter

yang sama sehingga akan dikompres menjadi 2

byte saja.

Worst case:

untuk RLE adalah ketika terdapat 127 karakter

yang berbeda semua, maka akan terdapat 1 byte

tambahan sebagai tanda jumlah karakter yang tidak

sama tersebut.

CONTOH-CONTOH TEKNIK KOMPRESI TEKS

Algoritma Lempel-Ziv-Welch (LZW)

Menggunakan teknik yang berbasiskan “kamus”

Pendahulu LZW adalah LZ-77 dan LZ-78 yang

dikembangkan oleh Jacob Ziv dan Abraham Lempel pada

tahun 1977 dan 1978.

Terry Welch mengembangkan teknik tersebut pada tahun

1984.

LZW banyak dipergunakan pada UNIX, GIF, modem V.42

CONTOH-CONTOH TEKNIK KOMPRESI TEKS

Shannon-Fano Algorithm

Dikembangkan oleh Shannon (Bell Labs) dan Robert

Fano (MIT)

Contoh :

H E L L O

Simbol H E L O

Jumlah 1 1 2 1

CONTOH-CONTOH TEKNIK KOMPRESI TEKS

CONTOH-CONTOH TEKNIK KOMPRESI TEKS

Misalnya:

MAMA SAYA

Total = 8 karakter

Frekuensi karakter dari string yang akan dikompres

dianalisa terlebih dahulu.

A = 4 4/8 = 0.5

M = 2 2/8 = 0.25

S = 1 1/8 = 0.125

Y = 1 1/8 = 0.125

HUFFMAN TREE

CONTOH-CONTOH TEKNIK KOMPRESI TEKS

HUFFMAN TREE

p(Y)=0.125 p(S)=0.125

p(YS)=0.25 p(M)=0.25

p(YSM)=0.5 p(A)=0.5

p(YSMA)=1

0

01

0

1

1

Selanjutnya dibuat pohon huffman yang merupakan pohon biner

CONTOH-CONTOH TEKNIK KOMPRESI TEKS

TEKNIK KOMPRESI AUDIO

KOMPRESI AUDIO MP3

Asal-usul MP3 dimulai dari penelitian IIS-FHG (Institut

Integriette Schaltungen-Fraunhofer Gesellschaft), sebuah

lembaga penelitian terapan di Munich, Jerman dalam

penelitian coding audio perceptual. (1991)

Penelitian tersebut menghasilkan suatu algoritma yang

menjadi standard sebagai ISO-MPEG Audio Layer-3

(MP3)

TABEL KOMPRESI AUDIO MP3

Tabel kemampuan kompresi MPEG Layer 3 dengan kualitas suara yang dihasilkan

Fungsi masing-masing lapisan adalah sebagai berikut:

Lapisan 1: fungsi dari lapisan ini adalah melakukan penyaringan dengan Model DCT dan melakukan pengelompokan terhadap sinyal yang mempunyai bandwidth yang sama

Lapisan 2 dan 3: membuat critical band yang paling baik untuk frekuensi yang tidak sama dengan menggunakan model psychoacoustic yang didalamnya terdapat efek masking, dan kemudian menggunakan Huffman coder

TEKNIK KOMPRESI MP3 (1)

Critical band :

merupakan daerah frekuensi tertentu dimana pendengaran manusia lebih peka pada frekuensi-frekuensi rendah, sehingga alokasi bit dan alokasi sub-band pada filter critical band lebih banyak dibandingkan frekuensi lebih tinggi.

TEKNIK KOMPRESI MP3 (2)

Model Psikoakustik

Karakteristik dari MP3 yang memanfaatkan kelemahan pendengaran manusia.

Model yang menggambarkan karakteristik pendengaran manusia.

Salah satu karakteristik pendengaran manusia adalah memiliki batas frekuensi 20 Hz ... 20 kHz, dimana suara yang memiliki frekuensi yang berada di luar ambang batas ini tidak dapat didengar oleh manusia, sehingga suara seperti itu tidak perlu dikodekan.

TEKNIK KOMPRESI MP3 (3)

Auditory Masking :

Manusia tidak mampu mendengarkan suara pada suatu

frekuensi dengan amplitudo tertentu jika pada frekuensi

di dekatnya terdapat suara dengan amplitudo yang jauh

lebih tinggi.

TEKNIK KOMPRESI GAMBAR

MODEL WARNA

Model yang digunakan untuk menentukan warna dalam

komputer adalah:

RGB model - Metodologi 24-bit di mana warna ditetapkan dalam

hal nilai merah, hijau, dan biru mulai dari 0 hingga 255

HSB /HSL dan HSV model - Warna ditentukan sebagai sudut 0-

360 derajat pada roda warna

CMYK (untuk media cetak/tinta)

YIQ (NTSCUS, Japan),

YUV (PALAustralia, Europe),

xvYCC (YCbCr/YPbPr +RGB)

CIE (International Commision Illumination, France, 1931)

≈ KOMPRESI GAMBAR (JPEG)

SPATIAL REDUNDANCY REDUCTION

Run-

length

coding

Quantization• major reduction

• controls „quality‟

YUV

YCRCB

TEKNIK KOMPRESI VIDEO

???

APLIKASI KOMPRESI

ZIP File Format

Ditemukan oleh Phil Katz untuk program PKZIP

kemudian dikembangkan untuk WinZip

Berekstensi *.ZIP

Dapat menggabungkan dan mengkompresi

beberapa file sekaligus menggunakan bermacam-

macam algoritma, namun paling umum

menggunakan Katz’s Deflate Algorithm.

APLIKASI KOMPRESI

Beberapa method Zip:

Deflate : menggunakan LZW

Shrinking : merupakan metode variasi dari LZW

Reducing : merupakan metode yang mengkombinasikan

metode same byte sequence based dan probability based

encoding.

Imploding : menggunakan metode byte sequence based

dan Shannon-Fano encoding.

Bzip2

Aplikasi: WinZip oleh Nico-Mak Computing

APLIKASI KOMPRESI

RAR File Format

Ditemukan oleh Eugene Roshal,

sehingga RAR merupakan singkatan dari Roshal

Archive pada 10 Maret 1972 di Rusia.

Berekstensi *.RAR

Proses kompresi lebih lambat dari ZIP tapi ukuran file

hasil kompresi lebih kecil.

Aplikasi: WinRAR yang mampu menangani RAR dan

ZIP, mendukung volume split, enkripsi AES.