~ By : Aprilia Sulistyohati, S.Kom ~

APA ITU KOMPRESI?? Kompresi mengecilkan/memampatkan ukuran

Kompresi data Teknik mengecilkan data sehinggadiperoleh file dengan ukuran yang lebih kecil daripadaukuran aslinya.

Contoh kompresi sederhana: - adalah : adlh, yang : yg

Pihak pengirim kompresi data harus menggunakan teknik yang sudah baku dan pihak penerima juga menggunakan teknik dekompresi yang sama dengan si pengirim.

Tujuan kompresi data Memperkecil penyimpanan data

Mempercepat pengiriman data

Memperkecil kebutuhan bandwidth

Teknik kompresi bisa dilakukan :

Data teks

Gambar (JPEG, PNG, TIFF),

Audio (MP3, AAC, RMA, WMA)

Video (MPEG,H261, H263)

Contoh (1) Kebutuhan data selama 1 detik pada layar resolusi 640

x 480:

DATA TEKS

1 karakter = 2 bytes (termasuk karakter ASCII)

Setiap karakter ditampilkan dalam 8x8 pixels

Jumlah karakter yang dapat ditampilkan per halaman = 640 x 480 = 4800 karakter

8 x 8

Kebutuhan tempat penyimpanan per halaman

= 4.800×2 byte = 9.600 byte = 9 .375 Kbyte

Contoh (2) Kebutuhan data selama 1 detik pada layar resolusi 640

x 480:Data Grafik Vektor 1 still image membutuhkan 500 baris Setiap 1 baris direpresentasikan dalam posisi

horisontal, vertikal, dan field atribut sebesar 8-bit Sumbu Horizontal direpresentasikan log2 640 = 10

bits Sumbu Vertical direpresentasikan log2 480 = 9 bits Bits per line = 9bits + 10bits + 8bits = 27bits Storage required per screen page =

500 × 27 = 1687,5 byte = 1,65 Kbyte

Contoh (3) Kebutuhan data selama 1 detik pada layar resolusi 640

x 480:

Color Display

Jenis : 256, 4.096, 16.384, 65.536, 16.777.216 warna

Masing-masing warna pixel memakan tempat 1 byte

Misal 640 x 480 x 256 warna x 1 byte = 307.200 byte = 300 KByte

Contoh (4)

Kebutuhan tempat penyimpanan untuk media kontinyu untuk 1 detik :

Sinyal audio tidak terkompres dengan kualitas suaratelepon dengan sample 8 kHz dan dikuantisasi 8 bit per sample, pada bandwidth 64 Kbits/s, membutuhkanstorage :

Required storage space / s =

64 Kbit/s 1 s = 8 Kbyte

8 bit/byte 1,024 byte/Kbyte

Kebutuhan Sistem PAL Standar

625 baris dan 25 frame/detik

3 bytes/pixel (luminance, red chrom, blue chrom)

Luminance Y menggunakan sample rate 13,5 MHz

Chrominance (R-Y dan B-Y) menggunakan sample rate 6.75 MHz

Jika menggunakan 8 bit/sample, maka

Cara mengatasi kapasitas penyimpanan yang besar dan bandwidth transmisi yang lebar Mengembangkan teknologi penyimpanan dan

pengiriman yang lebih besar .

Mengembangkan teknik kompresi data dengan tetap memperhatikan batasan kualitasnya.

Model komunikasi data melalui jaringan Internet (Claude Shannon)

Encoder berfungsi mengubah kode data sumber menjadi kode yang berukuran lebih kecil daripada ukuran data sumber

Channel berfungsi meneruskan data yang telah di-encode melalui jaringan Internet

Decoder berfungsi mengembalikan data yang ter-encode ke bentuk semula

Jenis Kompresi Data Berdasarkan Output

Lossy Compression Teknik yang mengakibatkan data semula tidak dapat

direkonstruksi kembali (ada data yang hilang)

Teknik kompresi dimana data hasil tidak sama dengan data sebelum kompresi.

Batasan : kualitas yang diinginkan dan waktu (pemrosesan dan pengiriman)

Contoh: data lagu, data film, video conference. MPEG (Motion Picture Expert Group) untuk video

MP3 untuk lagu dan audio

JPEG (Joint Picture Expert Group) untuk gambar

Cont ...

Kelebihan:

Ukuran file lebih kecil dibanding loseless tetapi masih memenuhi syarat untuk digunakan.

Biasanya teknik ini membuang bagian-bagian data yang sebenarnya tidak begitu berguna dan tidak dirasakan oleh kita sehingga kita masih beranggapan bahwa data tersebut masih bisa digunakan walaupun sudah dikompresi.

Loseless Compression

Teknik kompresi yang tidak menyebabkan kehilangan data. Hasilnya sama seperti data sebelum proses kompresi.

Contoh : ZIP, RAR, GZIP

Teknik ini digunakan jika dibutuhkan data setelah dikompresi harus dapat diekstrak/dekompres lagi tepat sama.

Biasanya digunakan jika akurasi data sangat penting

EX : data teks/biner, data program, image (PNG, GIF)

Kadang ada data-data yang setelah dikompresi denganteknik ini ukurannya sama atau lebih besar.

Klasifikasi Teknik Kompresi (1)Entropy Encoding Bersifat loseless

Tekniknya tidak berdasarkan media karakteristik tertentu tetapi berdasarkan urutan data.

EX: Run-length coding, Huffman coding, Arithmetic coding

Klasifikasi Teknik Kompresi (2)Source Coding

Bersifat lossy

Berkaitan dengan data semantik (arti data) dan media.

EX: Prediction (DPCM, DM), Transformation (FFT,DCT), Layered Coding (Bit position, subsampling, sub-band coding), Vector Quantization

Klasifikasi Teknik Kompresi (3)Hybrid Coding Gabungan antara lossy + loseless

EX: JPEG, MPEG, H.261, DVI

Pendekatan yang digunakan pada kompresi data1. Pendekatan statistik

Kompresi didasarkan pada frekuensi kemunculan derajat keabuan pixel didalam seluruh bagian.Contoh metode : Huffman Coding.

2. Pendekatan ruangKompresi didasarkan pada hubungan spasial antara pixel-pixel di dalam suatu kelompok yang memiliki derajat keabuan yang sama dalam suatu daerah gambar atau data.Contoh metode : Run-Length Encoding.

Cont...3) Pendekatan kuantisasi

Kompresi dilakukan dengan mengurangi jumlah derajat keabuan yang tersedia.Contoh metode : kompresi kuantisasi (CS-&Q).

4) Pendekatan fraktalKompresi dilakukan pada kenyataan bahwa kemiripan bagian-bagian didalam data atau citra atau gambar dapat dieksploitasi dengan suatu matriks transformasi.Contoh metode : Fractal Image Compression.

TEXT (4/4)

T (2/4) E, X (2/4)

X (1/4)E (1/4)

0 1

0 1SIMBOL KEKERAPAN PELUANG

T 2 2/4

E 1 1/4

X 1 1/4

TABEL KEKERAPAN

SIMBOL KODE HUFFMAN

T 0

E 10

X 11

TABEL HASIL KODE HUFFMAN

METODE HUFFMAN

Jenis Kompresi Data Berdasarkan Mode Penerimaan Data oleh Manusia

Dialoque Mode

Proses penerimaan data dimana pengirim dan penerima seakan berdialog (real time)

EX : video conference

Dimana kompresi data harus berada dalam batas penglihatan dan pendengaran manusia.

Waktu tunda (delay) tidak boleh > 150 ms, dimana 50 ms untuk proses kompresi dan dekompresi, 100 ms mentransmisikan data dalam jaringan.

Cont (2)

Retrieval Mode

proses penerimaan data tidak dilakukan secara real time

Dapat dilakukan fast forward dan fast rewind di client

Dapat dilakukan random access terhadap data dan dapat bersifat interaktif

Tipe sistem kompresi (Encoder)

1. Transformer2. Quantizer3. Coder

1) Transformer Melakukan transformasi pemetaan one-to-one pada gambar masukan. Keluaran transformer adalah representasi gambar yang

lebih efisien untuk dikompresi. EX: Discrete Cosine Transform (DCT). DCT mengumpulkan energi sinyal gambar di tempat

koefisien yang kecil. Tahapan ini tidak mengakibatkan kehilangan data

CONT ..2) Quantizer

Menghasilkan simbol-simbol yang digunakan untuk merepresentasikan gambar yang terkompresi.

Tahapan ini mengakibatkan kehilangan data karena terjadi pembulatan pada data. Bersifat reversible.

Proses : scalar quantizer dan vector quantizer.

Scalar quantizer melakukan proses kuantisasi pada elemen per elemen.

Vector quantizer melakukan proses kuantisasi pada blok data.

CONT..3) Coder

Mengubah keluaran Quantizer, berupa bit stream,menjadi kode-kode tertentu yang mewakilinya.

Coder dapat menggunakan kode variable-length (VLC)

Keluaran Coder adalah bit stream yang dapatditransmisikan lewat jaringan.

Bit stream dikirimkan pada penerima yang memilikiDecoder untuk menata kembali gambar yang dikompresi.

Karena proses kuantisasi yang bersifat reversibel makagambar yang direkonstruksi tidak sama dengan gambarsemula, meskipun bagi penglihatan manusia tidak terlaluberpengaruh (tergantung rasio kompresi yang digunakan).

LOSSY Vs LOSSLESS Keuntungan metode lossy

Menghasilkan file kompresi yang lebih kecil dibandingkan dengan metode lossless

Metode lossy sering digunakan untuk mengkompresi suara, gambar dan video.

Lossy akan mengalami generation loss pada data sedangkan pada lossless tidak terjadi karena data yang hasil dekompresi sama dengan data asli.

Sedangkan lossless digunakan untuk mengkompresi data untuk diterima ditujuan dalam kondisi asli seperti dokumen teks.

APLIKASI KOMPRESIa) ZIP File Format Ditemukan oleh Phil Katz untuk program PKZIP

kemudian dikembangkan untuk WinZip, WinRAR, 7-Zip.

Berekstensi *.zip dan MIME application/zip

Dapat menggabungkan dan mengkompresi beberapa file sekaligus

Aplikasi: WinZip oleh Nico-Mak Computing

Beberapa method Zip:Shrinking : metode variasi dari LZW

Reducing : metode yang mengkombinasikan metodesame byte sequence based dan probability basedencoding.

Imploding : menggunakan metode byte sequence based dan Shannon-Fano encoding.

Deflate : menggunakan LZW, Bzip2

b) RAR File Ditemukan oleh Eugene Roshal, sehingga RAR

(singkatan dari Roshal Archive pada 10 Maret 1972 di Rusia).

Berekstensi .rar dan MIME application/x-rar-compressed

Proses kompresi lebih lambat dari ZIP tapi ukuran file hasil kompresi lebih kecil.

Aplikasi: WinRAR yang mampu menangani RAR dan ZIP

- END -