lisensi ini mengizinkan setiap orang untuk menggubah ...kc.umn.ac.id/1612/1/halaman awal.pdfiv...
TRANSCRIPT
Team project ©2017 Dony Pratidana S. Hum | Bima Agus Setyawan S. IIP
Hak cipta dan penggunaan kembali:
Lisensi ini mengizinkan setiap orang untuk menggubah, memperbaiki, dan membuat ciptaan turunan bukan untuk kepentingan komersial, selama anda mencantumkan nama penulis dan melisensikan ciptaan turunan dengan syarat yang serupa dengan ciptaan asli.
Copyright and reuse:
This license lets you remix, tweak, and build upon work non-commercially, as long as you credit the origin creator and license it on your new creations under the identical terms.
ANALISIS PERBANDINGAN ALGORITMA KOMPRESI
RUN-LENGTH ENCODING, LZ78 DAN LZW
PADA GAMBAR DIGITAL
SKRIPSI
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Komputer (S. Kom.)
Devon Ericko Sulistio
NIM: 10110110054
Program Studi Teknik Informatika
Fakultas Teknologi Informasi dan Komunikasi
Universitas Multimedia Nusantara
Tangerang
2014
PERNYATAAN TIDAK MELAKUKAN PLAGIAT
Dengan ini saya:
Nama :Devon Ericko Sulistio
NIM :10110110054
Fakultas :Teknologi Informasi dan Komunikasi
Program Studi :Teknik Informatika
menyatakan bahwa skripsi yang berjudul “Analisis Perbandingan Algoritma
Kompresi Run-length Encoding, LZ78 dan LZW pada Gambar Digital” adalah
karya ilmiah saya sendiri, bukan plagiat dari karya ilmiah yang ditulis oleh orang
lain atau lembaga lain, dan semua karya ilmiah orang lain atau lembaga lain yang
dirujuk dalam skripsi ini telah disebutkan sumber kutipannya serta dicantumkan di
Daftar Pustaka.
Tangerang, 19 Juni 2014
(Devon Ericko Sulistio)
Analisis Perbandingan ..., Devon Ericko Sulistio, FTI UMN, 2014
iv
HALAMAN PENGESAHAN
Skripsi dengan judul
ANALISIS PERBANDINGAN ALGORITMA KOMPRESI RUN-LENGTH
ENCODING, LZ78 DAN LZW PADA GAMBAR DIGITAL
Oleh:
Devon Ericko Sulistio - 10110110054
Telah diajukan pada hari Jumat, tanggal 13 Juni 2014 dan dinyatakan lulus
dengan susunan penguji sebagai berikut:
Ketua Sidang
Seng Hansun, S.Si., M.Cs.
Penguji
Mohamad Subekti, B.E., M.Sc.
Dosen Pembimbing
Dodick Zulaimi Sudirman, S.Kom., B.App.Sc., M.T.I.
Disahkan oleh
Ketua Program Studi Teknik Informatika
Maria Irmina Prasetiyowati, S.Kom., M.T.
Analisis Perbandingan ..., Devon Ericko Sulistio, FTI UMN, 2014
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan berkah-Nya
kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi berjudul “Analisis Perbandingan
Algoritma Kompresi Run-Length Encoding, LZ78 dan LZW pada Gambar Digital”.
Betapa bersyukurnya penulis telah bisa menyelesaikan skripsi yang diajukan
kepada Fakultas Teknologi Informasi dan Komunikasi, Universitas Multimedia
Nusantara (UMN) sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Komputer
(S. Kom.).
Pada penyelesaian skripsi ini, penulis menerima banyak bantuan dari berbagai
pihak yang telah membantu penulis. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis
ingin berterima kasih kepada:
1. Tuhan Yang Maha Esa yang memberikan kekuatan ke penulis.
2. Bapak Ninok Leksono selaku rektor Universitas Multimedia Nusantara.
3. Bu Maria Irmina Prasetiyowati selaku kaprodi Teknik Informatika UMN.
4. Bapak Dodick Zulaimi Sudirman selaku sekretaris prodi Teknik
Informatika UMN yang bersedia menjadi dosen pembimbing skripsi penulis.
5. Bapak Seng Hansun selaku dosen Teknik Informatika yang menjadi ketua
sidang skripsi saya.
6. Bapak Mohamad Subekti selaku dosen Teknik Informatika yang menjadi
penguji sidang skripsi saya.
7. Keluarga penulis yang telah memberikan restu kepada penulis.
Analisis Perbandingan ..., Devon Ericko Sulistio, FTI UMN, 2014
8. Alice Angela, Archie Pusaka, Cindy Fransisca, Darmin, Hadi Hartono, John
Elmer, Kevin Kelvianto, Paulus Odhi, Steve Sentosa, Yan Sen, Yupie
Sentosa, Yosua Salim, dan teman-teman penulis lainnya yang telah
mendukung penulis dalam menyelesaikan skripsi.
Penulis sadar akan kekurangan yang terdapat dalam penyusunan laporan skripsi ini
dan siap menerima segala saran dan kritik yang mungkin dimiliki oleh pembaca
saat membaca laporan ini.
Tangerang, 19 Juni 2014
(Devon Ericko Sulistio)
Analisis Perbandingan ..., Devon Ericko Sulistio, FTI UMN, 2014
ANALISIS PERBANDINGAN ALGORITMA KOMPRESI RUN-
LENGTH ENCODING, LZ78 DAN LZW PADA GAMBAR
DIGITAL
ABSTRAK
Seiring dengan berkembangnya teknologi komputer, jumlah data dan informasi
digital yang menyusun dunia digital juga semakin banyak, hal ini menimbulkan
masalah karena media penyimpanan mereka terbatas. Untuk mengatasi masalah
tersebut, dikembangkanlah sebuah teknologi untuk mengompresi file-file digital
dengan berbagai algoritma penkompresian. Di antaranya, adalah Run-length
Encoding, Lempel-Ziv-78 dan Lempel-Ziv-Welch. Penelitian ini ditujukan untuk
mengetahui performa ketiga algoritma dalam menkompresi file gambar digital
dengan format JPEG dan BMP,. Pengujian akan menggunakan rasio kompresi dan
waktu kompresi untuk mengukur kinerja ketiga algoritma. Pengujian akan
dilakukan dengan sebuah aplikasi berbasis web. Aplikasi ini bisa digunakan untuk
mengkompresi file gambar digital dan mendekompresi file hasil kompresi tersebut
menggunakan ketiga algoritma yang diteliti. Setelah melakukan pengujian, dan
membandingkan data hasil pengujian maka diperolehlah hasil penelitian yang
membuktikan bahwa algoritma LZW memiliki rasio kompresi terbaik, tetapi
membutuhkan waktu paling lama untuk melakukan kompresi. RLE memiliki waktu
kompresi tercepat, tetapi rasio kompresi terburuk, dan LZ78 berada di posisi tengah
dalam segi rasio kompresi dan waktu kompresi.
Kata kunci : kompresi data, Run-length Encoding, Lempel-Ziv-78, Lempel-Ziv-
Welch, gambar digital
Analisis Perbandingan ..., Devon Ericko Sulistio, FTI UMN, 2014
COMPARATIVE ANALYSIS OF RUN-LENGTH ENCODING,
LZ78 AND LZW COMPRESSION ALGORITHMS ON
DIGITAL IMAGE
ABSTRACT
As the computer technology keeps on growing, so does the amount of digital data
and information that formed the digital world, this has given rise to problem because
the media to store them is limited. To solve that problem, a technology is developed
to compress digital files using compression algorithms. Among those, there are
Run-length Encoding, Lempel-Ziv-78 and Lempel-Ziv-Welch. This research is
intended to discover the performances of those three algorithms on compressing
digital image files with JPEG and BMP format, examination will use compression
ratio and compression time to measure the three algorithms performances. The
examination will be conducted using a web based application. This application can
be used to compress digital image files and decompress the compression result files
using the three researched algorithms. After examining and comparing the results
data, we get a research result that proves that Lempel-Ziv-Welch algorithm has the
best compression ratio but needs the longest time to do compression, Run-length
Encoding has the fastest compression time but also the worst compression ratio,
while Lempel-Ziv-78 stands in the middle position for both compression ratio and
compression time.
Keywords : data compression, Run-length Encoding, Lempel-Ziv-78, Lempel-Ziv-
Welch, digital images
Analisis Perbandingan ..., Devon Ericko Sulistio, FTI UMN, 2014
DAFTAR ISI
JUDUL ..................................................................................................................... i
HALAMAN PERNYATAAN ................................................................................. ii
HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................ iii
KATA PENGANTAR ............................................................................................. iv
ABSTRAK ............................................................................................................. vi
ABSTRACT .......................................................................................................... vii
DAFTAR ISI ........................................................................................................ viii
DAFTAR TABEL .................................................................................................. xii
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xiii
BAB 1 PENDAHULUAN ....................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang .............................................................................................. 1
1.2 Perumusan Masalah ....................................................................................... 4
1.3 Batasan Masalah ............................................................................................ 5
1.4 Tujuan Penelitian ........................................................................................... 5
1.5 Manfaat Penelitian ......................................................................................... 6
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................... 7
2.1 Kompresi Data ............................................................................................... 7
2.2 Rasio Kompresi Dan Waktu Kompresi ......................................................... 9
2.3 Gambar Digital ............................................................................................ 10
2.4 RLE(Run-length Encoding) ........................................................................ 11
2.5 LZ78(Lempel-Ziv-78) ................................................................................. 13
2.6 LZW(Lempel-Ziv-Welch) ........................................................................... 17
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN DAN PERANCANGAN APLIKASI ..... 22
3.1 Metode Penelitian ........................................................................................ 22
3.1.1 Studi Literatur ...................................................................................... 23
3.1.2 Perancangan Aplikasi........................................................................... 23
3.1.3 Pembuatan Aplikasi ............................................................................. 23
3.1.4 Uji Coba dan Evaluasi ......................................................................... 24
3.1.5 Penulisan Laporan ............................................................................... 24
3.2 Alat Yang Diperlukan .................................................................................. 24
3.2.1 Hardware.............................................................................................. 25
3.2.2 Software ............................................................................................... 25
3.3 Gambaran Umum Aplikasi .......................................................................... 26
Analisis Perbandingan ..., Devon Ericko Sulistio, FTI UMN, 2014
3.4 Fitur-Fitur Aplikasi ...................................................................................... 33
3.4.1 Kompresi.............................................................................................. 33
A Input File .............................................................................................. 33
B Read File Bytes .................................................................................... 34
C Compress Bytes .................................................................................... 34
D Encode Results ..................................................................................... 35
E Output Data + File ................................................................................ 37
3.4.2 Dekompresi .......................................................................................... 39
A Input File .............................................................................................. 39
B Read File Bytes .................................................................................... 40
C Decode Bytes ........................................................................................ 40
D Decompress Results ............................................................................. 41
E Output Data + File ................................................................................ 42
3.4.3 History ................................................................................................. 43
A Tabel Kompresi .................................................................................... 43
B Tabel Dekompresi ................................................................................. 43
3.5 Perancangan Algoritma ............................................................................... 44
3.5.1 Perancangan Algoritma Run-length Encoding .................................... 45
A Kompresi .............................................................................................. 45
B Dekompresi .......................................................................................... 47
3.5.2 Perancangan Algoritma Lempel-Ziv-78 .............................................. 49
A Kompresi .............................................................................................. 49
B Dekompresi .......................................................................................... 51
3.5.3 Perancangan Algoritma Lempel-Ziv-Welch ........................................ 53
A Kompresi .............................................................................................. 54
B Dekompresi .......................................................................................... 55
3.6 Perancangan Database ................................................................................. 57
3.7 Sketsa GUI(Graphical User Interface) ........................................................ 59
3.7.1 Halaman About .................................................................................... 60
3.7.2 Halaman Compress .............................................................................. 61
3.7.3 Halaman Decompress .......................................................................... 64
3.7.4 Halaman History .................................................................................. 66
BAB 4 IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN APLIKASI .................................. 69
4.1 Implementasi Antramuka ............................................................................ 69
4.1.1 Header Aplikasi ................................................................................... 69
Analisis Perbandingan ..., Devon Ericko Sulistio, FTI UMN, 2014
4.1.2 Halaman About .................................................................................... 70
4.1.3 Halaman Compress .............................................................................. 71
4.1.4 Halaman Decompress .......................................................................... 73
4.1.5 Halaman History .................................................................................. 75
4.2 Implementasi Sistem ................................................................................... 77
4.2.1 Run-length Encoding ........................................................................... 77
4.2.2 Lempel-Ziv-78 ..................................................................................... 80
4.2.3 Lempel-Ziv-Welch ............................................................................... 83
4.3 Pengujian Aplikasi dan Analisis .................................................................. 86
4.3.1 Sampel-sampel Penelitian .................................................................... 87
A Warna .................................................................................................... 87
B Resolusi ................................................................................................ 89
C Kompleksitas Warna ............................................................................. 91
4.3.2 Pengujian Terhadap File JPEG ............................................................ 94
A Pengujian Metode Run-length Encoding ............................................. 94
B Pengujian Metode Lempel-Ziv-78 ....................................................... 95
C Pengujian Metode Lempel-Ziv-Welch ................................................. 95
D Analisis Akhir ....................................................................................... 96
4.3.3 Pengujian Terhadap File BMP ............................................................. 97
A Pengujian Metode Run-length Encoding ............................................. 97
A.1 Penelitian Pengaruh Warna pada Algoritma ................................. 97
A.2 Penelitian Pengaruh Resolusi pada Algoritma ............................. 99
A.3 Penelitian Pengaruh Kompleksitas Warna pada Algoritma ........ 101
B Pengujian Metode Lempel-Ziv-78 ..................................................... 102
B.1 Penelitian Pengaruh Warna pada Algoritma ............................... 102
B.2 Penelitian Pengaruh Resolusi pada Algoritma............................ 104
B.3 Penelitian Pengaruh Kompleksitas Warna pada Algoritma ........ 106
C Pengujian Metode Lempel-Ziv-Welch ............................................... 108
C.1 Penelitian Pengaruh Warna pada Algoritma ............................... 108
C.2 Penelitian Pengaruh Resolusi pada Algoritma............................ 110
C.3 Penelitian Pengaruh Kompleksitas Warna pada Algoritma ........ 112
D Perbandingan Ketiga Algoritma ......................................................... 114
D.1 Analisis Ketiga Algoritma Terhadap Warna Gambar ................. 114
D.2 Analisis Ketiga Algoritma Terhadap Resolusi Gambar .............. 116
Analisis Perbandingan ..., Devon Ericko Sulistio, FTI UMN, 2014
D.3 Analisis Ketiga Algoritma Terhadap Kompleksitas Warna
Gambar .............................................................................................. 119
D.4 Analisis Akhir ............................................................................. 121
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................... 125
5.1 Kesimpulan ................................................................................................ 125
5.2 Saran .......................................................................................................... 127
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 129
Analisis Perbandingan ..., Devon Ericko Sulistio, FTI UMN, 2014
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Contoh Kompresi Lempel-Ziv-78 .......................................................... 15
Tabel 2.2 Contoh Dekompresi Lempel-Ziv-78 ...................................................... 16
Tabel 2.3 Contoh Kompresi Lempel-Ziv-Welch .................................................... 19
Tabel 2.4 Contoh Dekompresi Lempel-Ziv-Welch ................................................ 20
Tabel 3.1 Tabel methods ......................................................................................... 57
Tabel 3.2 Tabel compress_table ............................................................................. 58
Tabel 3.3 Tabel decompress_table ......................................................................... 58
Tabel 4.1 Tabel Sampel Kategori Warna ................................................................ 88
Tabel 4.2 Tabel Sampel Kategori Resolusi ............................................................ 89
Tabel 4.3 Tabel Sampel Kategori Kompleksitas Warna Rendah ............................ 91
Tabel 4.4 Tabel Sampel Kategori Kompleksitas Warna Tinggi ............................. 93
Tabel 4.5 Tabel Data Kompresi Setiap Algoritma Untuk Gambar Berwarna ...... 114
Tabel 4.6 Tabel Data Kompresi Setiap Algoritma Untuk Gambar Grayscale ...... 114
Tabel 4.7 Tabel Data Kompresi Setiap Algoritma Untuk Gambar Resolusi
Berbeda ................................................................................................................ 116
Tabel 4.8 Tabel Data Kompresi Setiap Algoritma Untuk Gambar Kompleksitas
Warna Rendah ...................................................................................................... 119
Tabel 4.9 Tabel Data Kompresi Setiap Algoritma Untuk Gambar Kompleksitas
Warna Tinggi ........................................................................................................ 119
Tabel 4.10 Tabel Data Kompresi Untuk Setiap Gambar BMP ............................ 121
Analisis Perbandingan ..., Devon Ericko Sulistio, FTI UMN, 2014
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Perbandingan Lossless dan Lossy ........................................................ 8
Gambar 2.2 Pseudocode Kompresi LZ78 .............................................................. 14
Gambar 2.3 Pseudocode Dekompresi LZ78 .......................................................... 16
Gambar 2.4 Pseudocode Kompresi LZW .............................................................. 18
Gambar 2.5 Pseudocode Dekompresi LZW .......................................................... 20
Gambar 3.1 Gambaran Umum Aplikasi ................................................................. 26
Gambar 3.2 Flowchart Kompresi .......................................................................... 28
Gambar 3.3 Flowchart Dekompresi ....................................................................... 30
Gambar 3.4 Flowchart History .............................................................................. 32
Gambar 3.5 Langkah-Langkah Kompresi .............................................................. 33
Gambar 3.6 Gambar Proses Encode....................................................................... 36
Gambar 3.7 Langkah-Langkah Dekompresi .......................................................... 39
Gambar 3.8 Gambar Proses Decode ...................................................................... 41
Gambar 3.9 Flowchart Kompresi RLE .................................................................. 46
Gambar 3.10 Flowchart Dekompresi RLE ............................................................ 48
Gambar 3.11 Flowchart Kompresi LZ78 ............................................................... 50
Gambar 3.12 Flowchart Dekompresi LZ78 ........................................................... 52
Gambar 3.13 Flowchart Kompresi LZW ............................................................... 54
Gambar 3.14 Flowchart Dekompresi LZW ........................................................... 56
Gambar 3.15 Relasi Antar Tabel ............................................................................ 59
Gambar 3.16 Sketsa Halaman About ..................................................................... 60
Gambar 3.17 Sketsa Halaman Compress ............................................................... 61
Gambar 3.18 Sketsa Halaman Decompress ........................................................... 64
Gambar 3.19 Sketsa Halaman History ................................................................... 66
Gambar 4.1 Header ................................................................................................ 69
Gambar 4.2 Halaman About ................................................................................... 70
Gambar 4.3 Halaman Compress............................................................................. 71
Gambar 4.4 Halaman Compress Setelah Kompresi ............................................... 73
Gambar 4.5 Halaman Decompress ......................................................................... 73
Gambar 4.6 Halaman Decompress Setelah Dekompresi ....................................... 75
Gambar 4.7 Halaman History ................................................................................ 75
Gambar 4.8 Halaman History Dengan Tabel ......................................................... 77
Gambar 4.9 Kode Kompresi RLE .......................................................................... 77
Analisis Perbandingan ..., Devon Ericko Sulistio, FTI UMN, 2014
Gambar 4.10 Kode Dekompresi RLE .................................................................... 79
Gambar 4.11 Kode Kompresi LZ78 ....................................................................... 80
Gambar 4.12 Kode Dekompresi LZ78 ................................................................... 82
Gambar 4.13 Kode Kompresi LZW ....................................................................... 83
Gambar 4.14 Kode Dekompresi LZW ................................................................... 85
Gambar 4.15 Grafik Perbandingan Rasio Kompresi RLE Kategori Warna ........... 98
Gambar 4.16 Grafik Perbandingan Waktu Kompresi RLE Kategori Warna .......... 98
Gambar 4.17 Grafik Perbandingan Rasio Kompresi RLE Kategori Resolusi ..... 100
Gambar 4.18 Grafik Perbandingan Waktu Kompresi RLE Kategori Resolusi .... 100
Gambar 4.19 Grafik Perbandingan Rasio Kompresi RLE Kategori Kompleksitas
Warna ................................................................................................................... 101
Gambar 4.20 Grafik Perbandingan Waktu Kompresi RLE Kategori Kompleksitas
Warna ................................................................................................................... 102
Gambar 4.21 Grafik Perbandingan Rasio Kompresi LZ78 Kategori Warna ....... 103
Gambar 4.22 Grafik Perbandingan Waktu Kompresi LZ78 Kategori Warna ...... 104
Gambar 4.23 Grafik Perbandingan Rasio Kompresi LZ78 Kategori Resolusi .... 105
Gambar 4.24 Grafik Perbandingan Waktu Kompresi LZ78 Kategori Resolusi ... 105
Gambar 4.25 Grafik Perbandingan Rasio Kompresi LZ78 Kategori Kompleksitas
Warna ................................................................................................................... 107
Gambar 4.26 Grafik Perbandingan Waktu Kompresi LZ78 Kategori Kompleksitas
Warna ................................................................................................................... 107
Gambar 4.27 Grafik Perbandingan Rasio Kompresi LZ78 Kategori Warna ....... 109
Gambar 4.28 Grafik Perbandingan Waktu Kompresi LZ78 Kategori Warna ...... 109
Gambar 4.29 Grafik Perbandingan Rasio Kompresi LZ78 Kategori Resolusi .... 111
Gambar 4.30 Grafik Perbandingan Waktu Kompresi LZ78 Kategori Resolusi ... 111
Gambar 4.31 Grafik Perbandingan Rasio Kompresi LZ78 Kategori Kompleksitas
Warna ................................................................................................................... 113
Gambar 4.32 Grafik Perbandingan Waktu Kompresi LZ78 Kategori Kompleksitas
Warna ................................................................................................................... 113
Gambar 4.33 Grafik Perbandingan Rasio Kompresi Setiap Metode Kategori
Warna ................................................................................................................... 115
Gambar 4.34 Grafik Perbandingan Waktu Kompresi Setiap Metode Kategori
Warna ................................................................................................................... 115
Gambar 4.35 Grafik Perbandingan Rasio Kompresi Setiap Metode Kategori
Resolusi ................................................................................................................ 117
Analisis Perbandingan ..., Devon Ericko Sulistio, FTI UMN, 2014
Gambar 4.36 Grafik Perbandingan Waktu Kompresi Setiap Metode Kategori
Resolusi ................................................................................................................ 117
Gambar 4.37 Grafik Perbandingan Rasio Kompresi Setiap Metode Kategori
Kompleksitas Warna ............................................................................................ 119
Gambar 4.38 Grafik Perbandingan Waktu Kompresi Setiap Metode Kategori
Kompleksitas Warna ............................................................................................ 120
Gambar 4.39 Grafik Perbandingan Akhir Rasio Kompresi Setiap Metode ......... 122
Gambar 4.40 Grafik Perbandingan Akhir Waktu Kompresi Setiap Metode ........ 122
Analisis Perbandingan ..., Devon Ericko Sulistio, FTI UMN, 2014