-
MAKALAH
Kompersi Gambar JPEG
Tugas ini dibuat untuk memenuhi salah satu tugas Mata Kuliah
Sistem Multimedia
Yang diampu oleh Chrismikha Hardyanto, S.Kom., M.Kom.
Dibuat oleh :
DIKI SUPRIADI – 10116352
Teknik Informatika
Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer
Universitas Komputer Indonesia
Jl. Dipatiukur No. 112 – 116 Bandung
-
Daftar Isi
1. Definisi dan Perkembangan Gambar JPEG
........................................................................
3
2. Bagian penting JPEG
..........................................................................................................
4
3. Komperasi
...........................................................................................................................
6
3.1 Komperasi Data
.....................................................................................................................
6
3.2 Kompresi Citra JPEG
..............................................................................................................
6
3.3 Tahapan Komperasi JPEG
......................................................................................................
7
4. Teknik Komperasi JPEG
....................................................................................................
9
5. Contoh kasus Komperasi JPEG
.......................................................................................
10
Daftar Pustaka
..........................................................................................................................
15
-
1. Definisi dan Perkembangan Gambar JPEG
Standar file JPEG dibuat oleh Joint Photographic Experts
Group.Tahun 1986, komite
tersebut membuat sebuah kompresing file sebelum munculnya
website, email dan teknologi
internet. Pembuatan JPEG ditujukan untuk menghasilkan gambar
dengan ukuran lebih kecil.
Dan berlanjut dengan format JPEG untuk membantu kalangan
fotographer.
Gambar tetap terlihat baik, tetapi ukurannya jauh lebih kecil
dari file format lain
Berikut ini merupakan hal yang dilakukan jika pada gambar JPEG
:
- JPEG melakukan pengaturan gambar dengan 8x8 blok pixel dan
menyederhanakan
blok tersebut dengan tergantung gambar yang akan
ditampilkan.
- Kompresing tersebut akan mengurangi kualitas gambar (mosaik),
tetapi masih bisa
dilihat baik dengan mata manusia.
Selain dua hal tersebut gambar JPEG memiliki skala kompresing,
Semakin kecil skala yang
diberikan seperti 50% atau 60% bahkan 10%. Kualitas gambar
semakin rendah bila kompresi
file semakin di tingkatkan. Dampak dari kompres gambar, ukuran
file menjadi lebih kecil.
Sehingga cocok untuk dilihat pada halaman website atau mengirim
gambar melalui
smartphone.
Sebelum dikompersi Sesudah dikompersi
-
2. Bagian penting JPEG
Hal-hal yang penting yang wajib diketahui berikut ini merupakan
penjelasan-penjelsananya
Setiap membuka file dengan aplikasi, dan di edit atau menyimpan
kembali. JPEG akan
melakukan kompresing ulang. Disini memberikan dampak pada gambar
dengan lossy
compression. Artinya setiap file asli, lalu di simpan dengan
kompresi JPG, kualitas gambar
akan berubah. Bila file JPG di buka, walua tanpa dirubah tapi
disimpan (Save) kembali dari
aplikasi software Ukuran file mungkin mungkin tidak banyak
berbeda. Tetapi kualitas gambar
bisa saja semakin menurun walau mengunakan format file yang sama
dengan JPG, Hal ini perlu
dihindari bila kita ingin menyimpan file JPG, dan tetap
menyimpan file asli.
Hal yang wajib dihindari:
Apa yang perlu di hindari ketika mengunakan file JPG. Hindari
melakukan penyimpan ulang
gambar dari JPEG / JPG, karena akan menurunkan tampilan kualitas
gambar setiap kali di
simpan. Mengkompres berulang untuk JPG tidak hanya mengurangi
kualitas gambar,
terkadang dapat meningkatkan noise banyak muncul pada gambar
(disebut Artifak).
Seperti gambar keterangan apda gambar. FIle asli adalah file PNG
yang tidak dikompress, dan
gambar kedua adalah JPEG setelah di save ke file JPG. Dari file
gambar yang sama dengan file
PNG sebagai file asli. Setelah disimpan ke format file JPEG akan
menghasilkan bercak pada
gambar. Istilahnya Mozaik atau Artifak. Bila gambar berukuran
cukup besar, mungkin bercak
tersebut tidak terlalu terlihat. Kecuali file disimpan dengan
tingkat kompres lebih tinggi untuk
memperkecil gambar. Tetapi bila kita memperbesar, maka bercak
tersebut dapat terlihat.
Biasakan menyimpan file ukuran besar tanpa kompresi dari JPG,
seperti file foto asli
dan jangan file aslinya. Biarkan file asli ada agar foto
resolusi tinggi walau mengunakan format
JPG. Bila ingin memperkecil ukuran file JPG, simpan ke nama file
JPG dengan kompresing
dengan nama lain. Perlu mengingat, setiap file JPG di simpan
dengan perubahan kompresi
maka file akan berubah. FIle JPG dengan ukuran file lebih kecil
mungkin terlihat sama dengan
file JPG yang asli, tetapi perhatikan dengan seksama, apakah
keduanya file JPG tersebut
memang identik. Hal lain, hindari mengecilkan pixel file JPG dan
di perbesar kembali.
Contoh kasus JPEG :
Misal, ukuran file 1920x1080, lalu di kecilkan menjadi 1280x720,
dan anda memperbesar
kembali menjadi 1920x1080. Yang anda lihat adalah file dengan
ketajaman 1280x720, maka
gambar akan terlihat seperti ditarik. File JPG yang sudah di
kompresing dari ukuran file besar
-
menjadi ukuran kecil tidak bisa dikembalikan seperti gambar
aslinya seperti file JPG ukuran
besar.
-
3. Komperasi
Joint Photograpic Experts (JPEG , dibaca jay-peg,[6]) di rancang
untuk kompresi beberapa
full-color atau gray-scale dari suatu gambar yang asli, seperti
pemandangan asli di dunia ini.
JPEGs bekerja dengan baik pada continous tone images seperi
photographs atau semua
perkajaan seni yang mengininkan yang nyata; tetapi tidak terlalu
bagus pada ketajaman gambar
dan seni pewarnaan seperti penulisan, kartun yang sederhana atau
gambar yang mengunakan
banyak garis. JPEG sudah mendukung untuk 24-bit color depth atau
sama dengan 16,7 juta
warna (224 = 16.777.216 warna).progressive JPEGs (p-JPEGs)
adalah tipe dari beberapa
persen lebih kecil dibandingkan baseline JPEGs: tetapi
keuntungan dari JPEG dan tipe-tipenya
telihat pada langkah-langkahnya sama seperti iinterlaced
GIFs.
Dalam komperasi JPEG ada beberapa tahapan, seperti berikut ini
:
3.1 Komperasi Data
Kompresi data adalah proses mengubah sebuah berkas data input
(source stream/data
original) menjadi berkas data yang lain (output, bitstream atau
berkas terkompres) yang
mempunyai ukuran lebih kecil. Kompresi bertujuan untuk
memperkecil ukuran memory
penyimpanan data dan juga mempercepat transmisi pengiriman data.
Berdasarkan sifatnya
kompresi dibedakan menjadi dua, yaitu kompresi yang bersifat
lossless dimana hasil
pembacaan data setelah proses kompresi sama persis dengan stream
inputan, sedangkan yang
kedua adalah kompresi lossy, dimana hasil pembacaan hasil
setelah kompresi memiliki
perbedaan dengan stream inputan. Saat ini kompresi data telah
mencakup bidang yang luas,
salah satunya dalam bidang kompresi citra yang telah mencapai
banyakperkembangan
algoritma kompresi sehingga menghasilkan berbagai jenis format
citra, salah satu yang paling
umum ditemui adala kompresi JPEG (Joint Photographic Experts
Group).
3.2 Kompresi Citra JPEG
JPEG didirikan oleh komite Joint Photographic Expert Group yang
mengeluarkan standar
pada tahun 1992. JPEG menetapkan standar yaitu codec. Codec
menjelaskan tentang
bagaimana sebuah gambar dikompresi menjadi aliran byte dan
decompressed kembali menjadi
sebuah gambar serta digunakan sebagai streaming untuk file yang
berisi. Algoritma kompresi
JPEG merupakan yang terbaik untuk foto-foto dan lukisan
pemandangan yang realistis dengan
variasi warna yang halus dan nada.
-
3.3 Tahapan Komperasi JPEG
1. Sampling : adalah proses pengkonversian data pixel dari RGB
ke YUV (luminance,
bluechrominance, redchrominance) dan dilakukan down sampling.
Biasanya sampling
dilakukan per 8x8 blok, semakin banyak blok yang dipakai makin
bagus kualitas sampling
yang dihasilkan
2. DCT (Discreate Cosine Transform) : hasil dari proses sampling
akan digunakan sebagai
inputan proses DCT, dimana blok 8x8 pixels akan diubah menjadi
fungsi matriks cosinus
3. Quantization : proses membersihkan koefisien DCT yang tidak
penting untuk pembentukan
image baru. Hal ini yang menyebabkan JPEG bersifat lossy.
4. Entropy Coding : proses penggunaan algoritma entropy,
misalnya Huffman atau RLE untuk
mengkodekan koefisien hasil proses DCT yang akan mengeliminasi
nilai-nilai matriks yang
bernilai nol secara zig-zag order.
Berikut adalah skema diagram proses kompresi dan dekompresi
JPEG:
3.4 Teknik-Teknik Komperasi
3.4.1 Loseless Compression :
– Teknik kompresi citra dimana tidak ada satupun informasi citra
yang dihilangkan.
– Biasa digunakan pada citra medis.
– Metode loseless : Run Length Encoding, Entropy Encoding
(Huffman, Aritmatik), dan
Adaptive Dictionary Based (LZW)
3.4.2 Lossy Compression :
-
– Ukuran file citra menjadi lebih kecil dengan menghilangkan
beberapa informasi dalam citra
asli.
– Teknik ini mengubah detail dan warna pada file citra menjadi
lebih sederhana tanpa terlihat
perbedaan yang mencolok dalam pandangan manusia, sehingga
ukurannya menjadi lebih kecil.
– Biasanya digunakan pada citra foto atau image lain yang tidak
terlalu memerlukan detail
citra, dimana kehilangan bit rate foto tidak berpengaruh pada
citra.
3.4.3 Downsampling
• The human eye can see more detail in the Y component
(brightness) than in Cb (blue)
and Cr (red). Using this knowledge, encoders can be designed to
compress images more
efficiently.
(http://en.wikipedia.org)
• Transformasi warna dari RGB ke ruang warna (color space)
dinamakan YCbCr.
• Pengurangan komponen Cb dan Cr dinamakan "downsampling" atau
"chroma
subsampling“
• Downsampling the chroma components menghemat 33% atau 50%
space yang
digunakan image.
Contoh Downsampling :
Rasio downsampling pada JPEG adalah 4:4:4 (no downsampling),
4:2:2 (reduce by factor
of 2 in horizontal direction), dan 4:2:0 (reduce by factor of 2
in horizontal and vertical
directions).
-
4. Teknik Komperasi JPEG
Teknik kompresi yang digunakan adalah Deflate yang merupakan
kelanjutan dari algoritma
Lempel-Ziv. Cara kerja Deflate sama dengan LZW dan melakukan
scanning secara horisontal.
JPEG (Joint Photograpic Experts Group) menggunakan teknik
kompresi lossy sehingga sulit
untuk proses pengeditan.
• JPEG cocok untuk citra pemandangan (natural generated image),
tidak cocok untuk citra yang
mengandung banyak garis, ketajaman warna, dan computer generated
image
4.1 Model Komperasi JPEG
Berikut ini merupakan model Komperasi dari JPEG :
1. Sequential : kompresi dilakukan secara topdown, left-right
menggunakan proses
singlescan dan algoritma Huffman Encoding 8 bit secara
sekuensial.
2. Hierarchical : super-progressive mode, dimana image akan
dipecah-pecah menjadi sub
image yang disebut frame. Frame pertama akan membentuk image
dalam resolusi rendah
hingga berangsur-angsur ke resolusi tinggi. 3. Progressive :
kompresi dilakukan dengan multiple-scan secara progresif, sehingga
kita
dapat mengira-ira gambar yang akan kita download.
-
5. Contoh kasus Komperasi JPEG Berikut ini merupakan contoh
kasus pada Komperasi JPEG :
1. Proses pertama adalah koversi RGB pengambilan sampling( Red,
Green, Blue ) ke YCbCr, yaitu satu
komponen brightness, luma ( Y ), dan dua komponen warna, chroma
( Cb, Cr ). 2. Resolusi data chroma
diturunkan (downsampling), biasanya dengan faktor pembagian 2
(256/2 =128). Hal ini dikarenakan
mata manusia lebih peka terhadap detail brightness daripada
detail warna.
2. Misalnya setelah hasil sampling nilai citra sbb :
Pengurangan dengan nilai 128 bertujuan agar diperoleh nilai
diseputar nol.
3. Kemudian lakukan Forward-DCT dengan rumus:
Sehingga hasilnya menjadi :
-
4. Kemudian dikuantisasi menggunakan matriks kuantisasi yang
merupakan
standar JPEG yaitu :
Rumus kuantisasinya adalah :
Setelah perhitungan didapat hasil :
5. Setelah didapat hasil maka dilakukan proses scan secara
tujuan adalah untuk mengurutkan nilai
hasil kuantisasi dalam urutan peningkatan ruang frekuensi. Jadi
diperoleh vektor dengan diurutkan
sesuai kriteria dari ruang frekuensi. Nilai pertama dalam vektor
(pada indeks nol) dapat disamakan
dengan ruang frekuensi terendah yang ditampilkan dalam citra;
ini disebut dengan istilah “DC”.
Seiring meningkatnya indeks pada vektor, maka diperoleh nilai
yang disamakan dengan ruang
frekuensi yang tinggi.
-
Sampai dapat hasil.
6. Untuk menghilangkan bit nol yang muncul maka dilakukan proses
Zero- Run Length Encoding
dengan format (a,b), ‘a’ adalah jumlah bit nol yang muncul
sebelum nilai ‘b’, dan ‘b’ adalah nilai dari
hasil zig-zag scanning.
Hasil yang didapat :
DC coefficient is -26
Zero run-length encoding is
(0, -3),
(1, -3), (0, -2), (0, -6), (0, 2), (0, -4),
(0, 1), (0, -4), (0, 1), (0, 1), (0, 5), (0, 1),
(0, 2), (0, -1), (0, 1), (0, -1), (0, 2),
(5, -1), (0, -1),
(0, 0)
7. Sedangkan untuk proses decoding adalah kebalikan dari proses
encoding maka berdasarkan table
zero-run length encoding akan didapat DCT koefisien matriks
:
-
8. Kemudian dikalikan dengan matriks kuantisasi
G(j,k) = Q(j,k)*B(j,k), sehingga hasilnya :
i) Selanjutnya adalah melakukan proses Inverse DCT, maka akan
didapat
hasil :
j) Kemudian ditambahkan dengan nilai skalar 128 sehingga nilai
seluruh
matriks menjadi :
k) perbandingan dengan nilai aslinya :
Hasil perhitunganOriginal Image
Hasil perhitungan Rescontructed Image
-
Ini merupakan contoh konversi JPEG jika dibuat menjadi sebuah
kerangka kerja
-
Daftar Pustaka
Tentang JPG atau JPEG. (2012, September 29). Diambil kembali
dari Obeng Plus:
http://www.obengplus.com/articles/515/1/Tentang-JPG-atau-JPEG.html