IMPLEMENTASI ALGORITMA RUN LENGTH ENCODING
(RLE) UNTUK KOMPRESI CITRA DIGITAL PADA
SMARTPHONE BLACKBERRY
Skripsi
Untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai Gelar Sarjana S-1
Program Studi Ilmu Komputer
Oleh:
Aria Bisri 0609161
PROGRAM STUDI ILMU KOMPUTER
FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA
IMPLEMENTASI ALGORITMA RUN LENGTH ENCODING
(RLE) UNTUK KOMPRESI CITRA DIGITAL PADA
SMARTPHONE BLACKBERRY
Oleh
Aria Bisri
Sebuah skripsi yang diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar
Sarjana Komputer (S.Kom) pada Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam
© Aria Bisri 2013
Universitas Pendidikan Indonesia
Agustus 2013
Hak Cipta dilindungi undang-undang.
Skripsi ini tidak boleh diperbanyak seluruhya atau sebagian,
IMPLEMENTASI ALGORITMA RUN LENGTH ENCODING (RLE) UNTUK
KOMPRESI CITRA DIGITAL PADA SMARTPHONE BLACKBERRY
SKRIPSI
Aria Bisri 0609161
Disetujui dan disahkan oleh:
Pembimbing I,
Rasim, M.T.
NIP. 197407252006041002
Pembimbing II,
Eddy Prasetyo Nugroho, M.T.
NIP. 197505152008011014
Mengetahui,
Ketua Program Studi Ilmu Komputer
Rasim, M.T.
ABSTRAK
Salah satu media komunikasi yang berkembang pesat sekarang ini adalah
smartphone. Smartphone dapat menjalankan fungsi – fungsi komputer, salah
satunya bertukar file. Salahsatu jenis file yang biasa dikirm melalui smartphone
adalah file citra. Terdapat beberapa keterbatasan smartphone terkait dengan hal
ini, diantaranya smartphone memiliki keterbatasan kapasitas storage device dan
konektivitas. Salah satu solusi untuk menangani masalah ini adalah dengan
melakukan kompresi pada file citra.
Penelitian ini mengimplementasikan salah satu metode kompresi lossless
yaitu Run Length Encoding (RLE) untuk kompresi citra digital pada smartphone
BlackBerry. Ide dasar dari algoritma RLE adalah menyingkat n-pixel yang
berdampingan menjadi pasangan nilai nd, dimana n menyatakan banyaknya
perulangan pixel yang sama, dan d menyatakan nilai pixel tersebut. Tipe file citra
yang dijadikan bahan pengujian adalah BMP, JPG, dan PNG. Hasil pengujian
menunjukkan bahwa kompresi dengan algoritma RLE pada citra bertipe BMP
menghasilkan rata - rata rasio kompresi yang paling besar dibandingkan dengan
kedua tipe citra lainnya. Pada file citra bertipe PNG, kompresi dengan algoritma
RLE menghasilkan ekspansi, yaitu file citra hasil kompresi lebih besar daripada
file citra asli.
ABSTRACT
One of the communication media that has been rapidly involved nowadays
is a smartphone. Smartphone can run a several computing actions, such as file
exchange. But in this case, there is some limitations like a limited storage
capacity and connectivity. One of the solutions of this problem is to compress the
file size itself.
This study implements a lossless compression method, Run Length
Encoding (RLE) for the compression of digital images. The main idea of the RLE
algorithm is to abbreviate n adjacent pixel into nd pair value, where n specifies
the number of the same pixels and d specifies the value of those pixel Type of the
image files which are used as the research’s material are BMP, JPG, and PNG.
The result of this research shows that compression with RLE algorithm on BMP
image type makes a biggest compression ratio compare to the other types.
Compression with RLE algorithm on PNG image type makes a size expansion.
Size expansion is the condition when the compressed image file is bigger than the
orginal one.
DAFTAR ISI
ABSTRAK ... Error! Bookmark not defined.
ABSTRACT ... Error! Bookmark not defined.
KATA PENGANTAR ... Error! Bookmark not defined.
DAFTAR ISI ... 64
DAFTAR TABEL ... 67
DAFTAR GAMBAR ... 68
BAB I PENDAHULUAN ... Error! Bookmark not defined.
1.1. Latar Belakang ... Error! Bookmark not defined.
1.2. Rumusan Masalah ... Error! Bookmark not defined.
1.3. Batasan Masalah ... Error! Bookmark not defined.
1.4. Tujuan Penelitian ... Error! Bookmark not defined.
1.5. Manfaat Penelitian ... Error! Bookmark not defined.
1.6. Sistematika Penulisan ... Error! Bookmark not defined.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... Error! Bookmark not defined.
2.1. Smartphone BlackBerry ... Error! Bookmark not defined.
2.2. Citra Digital ... Error! Bookmark not defined.
2.2.1. Resolusi Citra ... Error! Bookmark not defined.
2.3. Kompresi Data ... Error! Bookmark not defined.
2.4. Kompresi Citra Digital ... Error! Bookmark not defined.
2.5. Run Length Encoding ... Error! Bookmark not defined.
2.6. Dekompresi ... Error! Bookmark not defined.
2.6.1. Dekompresi Run Length Encoding ... Error! Bookmark not defined.
2.7. Rasio Kompresi ... Error! Bookmark not defined.
2.7. Bahasa Pemrograman Java ... Error! Bookmark not defined.
BAB III METODOLOGI PENELITIAN... Error! Bookmark not defined.
3.1. Desain Penelitian ... Error! Bookmark not defined.
3.2. Alat dan Bahan ... Error! Bookmark not defined.
3.2.1. Alat Penelitian ... Error! Bookmark not defined.
. 3.2.2.Bahan Penelitian ... Error! Bookmark not defined.
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASANError! Bookmark not
defined.
4.1. Analisis Kebutuhan Perangkat Lunak ... Error! Bookmark not defined.
4.1.1. Deskripsi Umum Perangkat Lunak ... Error! Bookmark not defined.
4.1.2. Batasan Perangkat Lunak ... Error! Bookmark not defined.
4.1.3. Analisis Input ... Error! Bookmark not defined.
4.1.4. Proses Kompresi Citra Digital dengan Algoritma RLE ... Error!
4.5. Proses Dekompresi ... Error! Bookmark not defined.
4.6. Implementasi Run Length Encoding pada Perangkat LunakError! Bookmark not defined.
4.6.1. Lingkungan Implementasi ... Error! Bookmark not defined.
4.6.1. Model Perangkat Lunak ... Error! Bookmark not defined.
4.6.1. Implementasi Antarmuka ... Error! Bookmark not defined.
4.7. Pengujian Perangkat Lunak ... Error! Bookmark not defined.
4.7.1. Skenario Pengujian ... Error! Bookmark not defined.
4.7.2. Pengujian Kesesuaian Funsionalitas . Error! Bookmark not defined.
4.7.3. Pengujian Kinerja Algoritma RLE pada Citra Digital ... Error!
Bookmark not defined.
4.7.4. Pengujian Dekompresi dengan Algoritma inverse RLE ... Error!
Bookmark not defined.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... Error! Bookmark not defined.
5.1. Kesimpulan ... Error! Bookmark not defined.
5.2. Saran ... Error! Bookmark not defined.
DAFTAR PUSTAKA ... Error! Bookmark not defined.
DAFTAR TABEL
Tabel 4. 1 Tabel Frekuensi kemunculan byteError! Bookmark not
defined.
Tabel 4. 2 Hasil Proses RLE ... Error! Bookmark not defined.
Tabel 4. 3 Hasil pengujian kompresi ... Error! Bookmark not defined.
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2. 1 Format file bmp (Rinaldi Munir, 2004)Error! Bookmark not
defined.
Gambar 2. 2 Skema RLE 3 bytes (Murray dan van Ryper, 2007)... Error!
Bookmark not defined.
Gambar 2. 3 Varian Run Length Encoding (Murray dan van Ryper, 2007)
... Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 1 Diagram Desain Penelitian ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 3. 2 Diagram Model Sequential LinierError! Bookmark not
defined.
Gambar 4. 1 Citra 1511.bmp ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 2 Context Diagram Aplikasi kompresi citra digital ... Error!
Bookmark not defined.
Gambar 4. 3 DFD Level 1 Aplikasi kompresi citra digitalError! Bookmark
not defined.
Gambar 4. 4 Antarmuka utama aplikasi ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 5 Antarmuka pemilihan file ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 6Antarmuka penampilan citra ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 7 Antarmuka hasil kompresi ... Error! Bookmark not defined.
Gambar 4. 9 Tampilan citra hasil dekompresiError! Bookmark not
defined.
Gambar 4. 10 Grafik Rata - rata rasio kompresiError! Bookmark not
defined.
Gambar 4. 11. Grafik kecepatan kompresi ... Error! Bookmark not defined.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Kemajuan teknologi komunikasi semakin mempermudah manusia dalam
melakukan komunikasi. Salah satu media komunikasi yang berkembang pesat
adalah Mobile Phone. Mobile phone tipe baru terus bermunculan dengan
kemampuan komputasi dan konektivitas yang semakin baik. Dewasa ini
smartphone seperti iPhone, Blackberry dan berbagai macam smartphone berbasis
Android semakin populer. Sebuah lembaga riset, ABI Research memperkirakan
akan ada 1,4 milyar perangkat smartphone yang digunakan pada akhir tahun 2013
(liputan6.com, 11 Februari 2013). Smartphone adalah mobile phone yang
memiliki kegunaan tidak hanya menelepon atau mengirim sms saja, tetapi dapat
menjalankan fungsi – fungsi komputer seperti mengirim dan menerima email,
chatting, sebagai media hiburan, menjelajah internet, mengirim berbagai file dan
lain – lain.
Blackberry merupakan salah satu smartphone yang paling banyak
digunakan di Indonesia dengan market share 54% per Mei 2012 (detiknet, 26 Juli
2012). Keunggulan utama Blackberry adalah fitur push email, selain itu
Blackberry juga memiliki fitur chatting antar pengguna yang bernama Blackberry
Messenger. Pada Blackberry Messenger tidak hanya chatting, pengguna juga
dapat saling berkirim berbagai macam file seperti citra, suara, video, dan lain –
2
Sharing konten, seperti sharing file citra merupakan salah satu kegiatan
yang sering digunakan pengguna smartphone. Menurut Indonesia Smartphone
Consumer Insight Mei 2013 yang dilakukan lembaga riset global Nielsen, ada
26% pengguna smpartphone yang melakukan sharing konten setiap harinya
(vivanews, 6 Juli 2013).
Komunikasi melalui pengiriman citra dapat mempermudah penyampaian
maksud dari pesan yang disampaikan. Citra digital dapat dikirim melalui berbagai
aplikasi chating, email, juga bluetooth.
Terdapat beberapa permasalahan terkait dengan hal ini, diantaranya
semakin banyak file citra yang tersimpan, maka semakin besar storage device
yang dibutuhkan, sedangkan smartphone memiliki keterbatasan kapasitas storage
device. Selain itu smartphone memiliki keterbatasan konektivitas, sehingga
semakin besar ukuran file citra yang akan ditransfer, semakin lama waktu yang
dibutuhkan dan semakin besar biaya yang diperlukan. Salah satu solusi untuk
menyelesaikan masalah tersebut diperlukan kompresi.
Beberapa smartphone, seperti Blackberry dapat melakukan kompresi
citra digital, hanya saja fitur kompresi ini hanya dapat digunakan pada saat
mengirim file citra digital melalui aplikasi chating Blackberry Messenger,
sehingga tidak dapat digunakan untuk efisiensi media penyimpanan.
Kebanyakan citra mengandung duplikasi data (Munir, 2004). Duplikasi
pada citra disebabkan sebuah citra memiliki banyak region yang sama, sehingga
dikodekan berulang kali atau banyak pixel yang berdekatan memiliki intensitas
3
untuk merepresentasikan citra digital. Berkurangnya ukuran citra digital selain
dapat mengehmat media penyimpanan juga dapat mempercepat waktu transmisi.
Metode pemampatan (kompresi) citra dapat diklasifikasikan ke dalam
dua kelompok besar, yaitu metode lossless dan metode lossy (Munir, 2004).
Metode kompresi lossless tidak mengurangi informasi citra, sehingga saat
dilakukan dekompresi kualitas citra akan sama dengan citra sebelum dilakukan
kompresi. Berlawanan dengan lossless, metode lossy mengurangi informasi citra,
tetapi perubahan informasi tersebut dapat ditolerir oleh penglihatan mata manusia.
Run Length Encoding (RLE) merupakan salah satu kompresi lossless. Ide
dasar dari metode RLE adalah menyingkat n-pixel yang berdampingan menjadi
pasangan nilai nd, dimana n menyatakan banyaknya perulangan pixel yang sama,
dan d menyatakan nilai pixel tersebut.
Berdasarkan uraian di atas, pada skripsi ini penulis akan
mengimplementasikan algoritma Run Length Encoding untuk kompresi citra
digital pada smartphone
1.2. Rumusan Masalah
Merujuk pada latar belakang serta permasalahan di atas, maka dapat
dirumuskan beberapa permasalahan, antara lain:
1. Bagaimana karketeristik citra digital?
2. Bagaimana mengimplementasikan algoritma Run Length Encoding untuk
4
3. Bagaimana hasil kompresi dengan algoritma Run Length Encoding pada
citra digital?
1.3. Batasan Masalah
Agar pembahasan tidak terlalu melebar, maka penulis membatasi masalah,
seperti diuraikan berikut ini:
1. Menggunakan citra berformat JPEG, PNG, dan BMP
2. Aplikasi kompresi diimplementasikan pada smartphone Blackberry
1.4. Tujuan Penelitian
Tujuan dilakukannya penelitian ini adalah mengimplementasikan
algoritma Run Length Encoding untuk kompresi citra digital pada smartphone
Blackberry.
1.5. Manfaat Penelitian
Dengan dilakukan penelitain ini, diharapkan akan memberi manfaat dalam
hal:
1. Dapat menghemat storage device pada smartphone Blackberry.
2. Dapat mengirim citra dengan waktu yang lebih singkat tanpa
penurunan kualitas citra digital
5
1.6. Sistematika Penulisan
Dalam penyusunan skripsi ini, sistematika penulisan dibagi menjadi
beberapa bab sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini meliputi pembahasan masalah secara umum meliputi latar belakang
masalah, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat
penelitian, metode penelitian, dan sistematika penulisan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Bagian ini memuat landasan teori yang berfungsi sebagai sumber atau alat
dalam memahami permasalahan yang berkaitan dengan kompresi citra
digital.
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
Bab ini menjabarkan tentang teknis pelaksanaan penelitian mulai dari desain
penelitian, alat dan bahan penelitian, dan metode pengembangan perangkat
lunak.
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASN
Bab ini menyajikan dan menjelaskan seluruh hasil dan analisa dalam
pembuatan skripsi ini dan bagaimana proses analisa tersebut hingga dapat
6
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan merupakan jawaban atas rumusan masalah dalam penelitian dan
juga intisari dari BAB IV. Saran atas kesimpulan serta rekomendasi
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Desain Penelitian
Tahapan penelitian yang diterapkan pada proses penelitian skripsi ini dapat
dilihat pada Gambar 3.1
25
Penjelasan dari diagram desain penelitian sebagai berikut :
1. Merumuskan Masalah
Rumusan masalah merupakan dasar pemikiran dan acuan pada sebuah
penelitian. Pada penelitian ini permasalahan yang akan dianalisis adalah
mengenai kompresi citra digital dengan metode Run Length Encoding.
Untuk lebih jelas mengenai rumusan masalah pada penelitian ini dapat
dilihat pada subab 1.2
2. Melakukan Studi Literatur
Proses studi literatur pada penelitian ini dilakukan dengan mempelajari
karakteristik citra digital, kompresi citra digital, metode Run Length
Encoding, dan pemrograman Java pada Blackberry
3. Implementasi RLE pada Kompresi Citra Digital
Pada tahap ini dilakukan pembuatan perangkat lunak untuk
mengimplementasikan metode RLE pada kompresi citra digital di
smartphone. Perancangan perangkat lunak menggunakan model proses
sequential Linear. Proses perancangan perangkat lunak dapat dilihat
26
Analisis Desain Coding Test Pemodelan Sistem Informasi
Gambar 3. 2 Diagram Model Sequential Linier
4.1.Analisis
Pada tahap ini dilakukan analisis untuk mengetahui model dan
spesifikasi dari sistem yang dibutuhkan untuk membuat perangkat lunak
4.2.Desain
Melakukan perancangan beberapa atribut perangkat lunak seperti
antarmuka dan detail algoritma yang dipakai untk selanjutnya diproses
pada tahap coding
4.3.Coding
Pada tahap ini dilakukan penerjemahan dari tahap desain kedalam
bahasa pemrograman yang digunakan, yaitu Java, sehingga dihasilkan
perangkat lunak yang dapat mengimplementasikan metode RLE untuk
kompresi citra digital.
4.4.Testing
Tahap testing dilakukan untuk menguji fungsional logika perangkat
27
yaitu input citra digital yang diproses menghasilkan output berupa citra
digital yang ukurannya menjadi lebih kecil.
5. Aplikasi Kompresi – Dekompresi Citra Digital
Penelitian ini akan menghasilkan aplikasi kompresi-dekompresi citra
digital yang dapat berjalan pada smartphone Blackberry
6. Pengujian
Pada tahap ini dilakukan pengujian terhadap aplikasi kompresi citra
digital yang dihasilkan. Pengujian dilakukan untuk mengetahui
kesesuaian funsionalitas aplikasi dan hasil kompresi pada objek
penelitian.
7. Analisis Hasil Penelitian
Pada tahap ini dilakukan analisis pada hasil penelitian yang telah
dilakukan
8. Penarikan Kesimpulan
28
3.2. Alat dan Bahan
Alat dan bahan untuk penelitian adalah sebagai berikut:
3.2.1. Alat Penelitian
Penelitian ini menggunakan alat berupa perangkat keras dan perangkat
lunak sebagai berikut:
1. Perangkat Keras:
a. Laptop dengan spesifikasi:
Processor Intel (R) Core(TM) i3 CPU M370 @2.40GHz
RAM 2GB
Hardisk 320 GB
Monitor LED 14”
b. Smartphone Blackberry dengan spesifikasi:
Processor 512MHz
RAM 128MB
Internal memory 256 MB + Micro SD 2GB
Display TFT, 65K color, 2,46 inch
Kamera 2Megapixel
2. Perangkat Lunak:
a. Sistem Operasi Windows 7 32 bit
b. Sistem Operasi Blackberry 5.0
c. Eclipse IDE for Java Developer Version 3.5.2 (Galileo)
29
e. Blackberry Java SDK Version 5.0.0
f. Blackberry JDE Plug in for Eclipse 1.1.2
3.2.2. Bahan Penelitian
Bahan penelitian yang akan dipakai dalam penelitian ini berupa citra
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Dari pembahasan pada bab sebelumnya, dapat disimpulkan beberapa hal
sebagai berikut:
1. Kebanyakan file citra mentah (raw image) memiliki duplikasi data
disebabkan banyak pixel berdekatan memeiliki intensitas yang sama
sehingga dikodekan berulang kali. Pada beberapa tipe file citra seperti
jpg dan png duplikasi data tersebut berkurang karena file citra mentah
sudah mengalami kompresi.
2. Algoritma Run Length Encoding dapat diimplementasikan untuk
kompresi citra digital pada smartphone Blackberry dengan cara
menyingkat bytestream penyusun file citra. Proses kompresi diawali
dengan menghitung jumlah kemunculan setiap byte, lalu nilai byte
yang memiliki frekuensi kemunculan paling kecil dipilih sebagai flag
byte.Tahap selanjutnya adalah menyingkat bytestream penyusun citra
digital sesuai aturan algoritma Run Lngth Encoding. Tahap terakhir
adalah menambahkan flagbyte pada file keluaran
3. Hasil kompresi citra yang dihasilkan pada penelitian ini berbeda – beda
pada tiap tipe file citra. Kompresi pada citra bmp menghasilkan, rata-
rata rasio kompresi cukup baik dibandingkan kedua tipe file citra
61
File citra yang sudah dikompresi secara lossless seperti citra tipe png
mengalami ekspansi data saat dilakukan kompresi, dengan rata – rata
ekspansi data sebesar 0,55%
.
5.2. Saran
Agar Penelitian ini dapat dikembangkan, penulis menyarankan beberapa
hal sebagai berikut:
1. Algoritma Run Length Encoding dapat dikombinasikan dengan
algoritma kompresi lain..
2. Implementasi algortima Run Length Encoding untuk kompresi citra
dapat dikembangkan pada smartphone lain seperti smartphone berbasis
Android atau iPhone.
3. Implementasi algortima Run Length Encoding untuk kompresi citra
dapat diintegrasikan dengan aplikasi lain yang menggunakan citra
digital, seperti pengiriman citra pada aplikasi chating.
4. Dilakukan penelitian lebih lanjut terhadapa file hasil kompresi RLE,
DAFTAR PUSTAKA
Amri Arfi Bambani, Hasil Muhammad & Ngazis, Amal Nur. (2013), Survey
Kebiasaan Pengguna Smartphone di Indonesia. [Online]. Tersedia:
http://teknologi.news.viva.co.id/news/read/433547-hasil-survei-kebiasaan-pengguna-smartphone-di-indonesia
Burger, Wilhelm., Burge, Mark J (2009). Principles of Digital Image
Processing Fundamental Techniques. Springer – Verlag London
Gozali, Ferryanto et al. (2004). Analisis Perbandingan Kompresi Data dengan
Teknik Arithmetic Coding dan Run Length Encoding. [Online], Tersedia:
http://blog.trisakti.ac.id/jetri/files/2010/02/7.5-ferry.pdf. Diakses tanggal
19 Februari 2012
Mahardy, Denny.( 2013). Akhir 2013, Jumlah Smartphone Dunia Capai 1,4 Miliar
Unit [Online]. Tersedia:
http://tekno.liputan6.com/read/509377/akhir-2013-jumlah-smartphone-dunia-capai-14-miliar-unit
Munir, Rinaldi (2004) Pengolahan Citra Digital dengan Pendekatan Algoritmik,
Bandung: Informatika, ISBN: 979-3338-29-6
Murray, James D., vanRypper, William (1994) Encyclopedia of Graphics File
63
Noor, Achmad Rouzni (2012). RIM: Indonesia Sudah Jadi “Negara Blackberry”
[Online].
Teresedia:http://inet.detik.com/read/2012/07/26/184927/1976017/317/ri
m-indonesia-sudah-jadi-negara-blackberry?i991104com
Putra, Darma. (2010). Pengolahan Citra Digital. Yogyakarta: Andi
Ririanti, Santi (2010). Perancangan Perangkat Lunak Kompresi File Citra dengan
Menggunakan Algoritma Run Length Encoding. [Online] .Tersedia:
http://repository.usu.ac.id/handle/123456789/18840. Diakses tanggal: 12
Agustus 2013
Rizk, Anthony (2009). Beginning Blackberry Development, Springer Verlag, Inc.,
United States of America
Sigit, Rianto. et al. (2005). Step by Step Pengolahan Citra Digital.
Yogyakarta:Andi
Solomon, David. (2004). Data Compression, The Complete Reference, Fourth
Edition. Springer, Inc., United States of America
Sutoyo, T. et al. 2009. Teori Pengolahan Citra Digital. Yogyakarta: Andi
Widhiarta (2008) Pengantar Kompresi Data [Online], Tersedia:
http://www.ilmukomputer.org/wp-
content/uploads/2008/10/widhiartha_kompresidata.pdf.
