Lisensi ini mengizinkan setiap orang untuk menggubah ...kc.umn.ac.id/1612/1/HALAMAN AWAL.pdfiv...

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.


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.


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 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


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


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


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


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


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


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


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


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


Resolusi ................................................................................................................ 117



Resolusi ................................................................................................................ 117


Kompleksitas Warna ............................................................................................ 119


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


Lisensi ini mengizinkan setiap orang untuk menggubah ...kc.umn.ac.id/1612/1/HALAMAN AWAL.pdfiv...

Documents

Transcript of Lisensi ini mengizinkan setiap orang untuk menggubah ...kc.umn.ac.id/1612/1/HALAMAN AWAL.pdfiv...