Chapter 6 STÁNDAR - STÁNDAR KOMPRESI PADA

STÁNDAR - STÁNDAR
KOMPRESI PADA GAMBAR
Standar kompresi pada gambar adalah suatu
standar yang dibuat oleh para peneliti dengan
algoritma coding yang berbeda
Teknik kompresi yang mendasar
Secara umum terdapat dua teknik kompresi secara mendasar, yaitu:
• Lossy
Lossy compression membuat kapasitas file sebuah gambar menjadi
kecil dengan cara menghilangkan beberapa informasi dari sebuah
gambar yang asli.
Teknik kompresi lossy merubah detail dan warna sebuah file
gambar menjadi lebih sederhana dan mempunyai kapasitas file
menjadi lebih kecil tanpa terlihat perbedaan mencolok dari
pandangan manusia.
• Lossless
Lossless compression, dari sisi yang lain adalah tehnik kompresi
yang tidak pernah menghilangan semua informasi dari sebuah file
gambar yang asli.
Jenis-jenis Standar Kompresi gambar
Dari teknik kompresi yang dasar tersebut para peneliti
membuat suatu standar-standar baru dari teknik
kompresi, antara lain :
• GIF,
• PNG,
• JPEG dan
• teknik kompresi yang dibuat pada milenium baru
(tahun 2000) yaitu JPEG2000
GIF
• Graphic Interchange Format (GIF, dibaca jiff ,tetapi
kebanyakan orang menyebutnya dengan giff) yang
dibuat oleh Compuserve pada tahun 1987 untuk
menyimpan berbagai gambar dengan format bitmap
menjadi sebuah file yang mudah untuk diubah pada
jaringan komputer.
• GIF adalah file format graphic yang paling tua pada
Web, dan begitu dekatnya file format ini dengan web
pada saat itu sehingga para Browser menggunakan
format ini.
• GIF mendukung sampai 8 bit pixel , itu berarti
maksimum jumlah warnanya 256 warna (28 = 256
warna), 4-pass interlacing, transparency dan
mengunakan varian dari algoritma kompresi Lempel-Ziv
Welch (LZW).
GIF
Terdapat dua tipe dari GIF, antara lain:
• GIF 87a: support dengan interlacing dan kapasitas dari beberapa
file. Teknik ini dinamakan GIF87 karena pada tahun 1987 standar ini
di temukan dan di jadikan standar
• GIF87a adalah kelanjutan dari spesifikasi GIF sebelumnya dengan
penambahan pada transparency, pemberian tulisan dan animasi
dari text dan grafik.
• algoritma kompresi LZW yang digunakan oleh GIF adalah salah
satu algoritma general purpose compression yang terbaik, kompresi
LZW tidak di rancang untuk grafik yang mempunyai spesifik yang
tinggi.
• Algoritma LZW tidak dapat digunakan dengan baik pada bilevel
(hitam dan putih) atau true color images.
Algoritma LZW yang digunakan pada GIFs, dimana sudah
dipatenkan oleh Unisys.
• Developer mendistribusikan aplikasi yang membuat GIF harus
sudah mendapatkan lisensi dari Unisy.
• CompuServe dan Unisy mendapatkan royalti dari aplikasi tersebut
munculah standar yang lebih baru dilahirkan yaitu PNG
PNG
• Portable Network Graphic (PNG, dibaca ping) format di
rancang agar menjadi lebih baik dengan format yang
terdahulu yaitu GIF dan sudah dilegalkan.
• PNG di rancang untuk algoritma lossless untuk
menyimpan sebuah bitmap image.
• PNG mempunyai persamaan fitur dengan GIF salah
satunya adalah (multiple images), meningkatkan sesuatu
contohnya(interlacing , kompresi) dan penambahan fiturfitur yang terbaru (gamma storage, full alpha channel,
true color support, error detection).
• Medukung untuk Web browser dimana dapat dilakukan
plug-ins pada web browser.
PNG (cont..)
• PNG menggunakan Metode kompresi Deflate,
digunakan pada popular file archiving utility( pkzip).
• Deflate adalah kelanjutan versi dari algoritma kompresi
Lempel-Ziv.
• Deflate, sistem kerjanya sama dengan algoritma LZW
dan melakukan scanning dengan cara garis horizontal.
• untuk lebih lanjutnya meningkatkan kompresi, PNG
prefilter data gambar menggunakan fungsi prediksi
sebelum data gambar dikompresi.
• PNG menggunakan empat buah fungsi prediksi, dua
diantaranya digunakan untuk alamat vertical patterns.
• PNG melakukan hal yang sama seperti GIF yaitu pada
teknik kompresi horizontal patern, tetapi PNG’s filter
selalu menemukan vertical patterns, menghasilkan
tambahan pada system kompresi.
PNG (cont..)
• ”Vertikal” image adalah yang paling dekat
dengan kapasitas sebuah file gambar
dibandingkan “horizontal”, dimana diperlihatkan
bahwa PNG’s tidak terlalu terpengaruh oleh
ganguan pada vertical.
• PNG’s compress dithered images lebih baik
dibandingkan GIF’s, “dithered” PNG image lebih
kecil dibandingkan dengan dithered pada GIF.
PNGs’ dapat mengkompresi file 8-bit lebih
bagus 10-30% dibandingkan GIF’s
GIF VS PNG
G1:150 bytes
G2:334 bytes
G3:514 bytes
G4: 167 bytes
G5: 168 bytes
P1: 119 bytes
P2: 122 bytes
P3: 146 bytes
P4: 117 bytes
P5: 117 bytes
G6: 254 bytes
P6: 294 bytes
JPEG
•
•
•
•
•
Joint Photograpic Experts (JPEG , dibaca jay-peg,) 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 perkerjaan seni yang menginginkan 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 (2^24 = 16.777.216 warna).
progressive JPEGs (p-JPEGs) adalah tipe dari beberapa persen
lebih kecil dibandingkan baseline JPEGs:
keuntungan dari JPEG dan tipe-tipenya telihat pada langkahlangkahnya sama seperti interlaced GIFs.
JPEG (cont…)
• JPEG adalah algoritma kompresi secara lossy.
• JPEG bekerja dengan merubah gambar spasial dan
merepresentasikan kedalam pemetaan frekueunsi.
• Discrete Cosine Transform (DCT) dengan memisahkan
antara informasi frekuensi yang rendah dan tinggi dari
sebuah gambar.
• Informasi frekuensi yang tinggi akan diseleksi untuk
dihilangkan yang terikat pada penganturan kualitas yang
digunakan. Kompresi dengan tingkatan yang lebih baik ,
tingkatan yang lebih baik dari informasi yang
dihilangkan.
• Waktu Kompresi dan dekompresi dilaksanakan dengan
simetris.
• JPEG Group’s (IJG) decoder lebih ditingkatkan
kemampuannya dibandingkan dengan encodernya..
JPEG 2000
• JPEG 2000 adalah tehnik kompresi image yang paling
terbaru.
• Jpeg 2000 merupakan pengembangan dari Jpeg, yang
jumlah bit error yang relatif rendah,rate-distorsi,
transmisi dan mempunyai kualitas yang baik
dibandingkan dengan Jpeg.
• Jpeg 2000 menerapkan teknik kompresi lossy dan
lossless. Dan penggunan ROI coding (Region of interest
coding). JPEG 2000 didesain untuk internet , scanning,
digital photograpi, remote sensing , medical imegrey,
perpustakaan digital dan E-commerce.
JPEG 2000 (cont..)
• Sejak tahun 80-an kita ingat bahwa Internetional Telecomunication
Union (ITU) dan International Organization for Standardzation (ISO)
telah melakukan kerjasama untuk membuat stadarisasi untuk
kompresi grayscale dan dan pewaranan gambar, yang kita kenal
dengan nama JPEG (Joint Photograpic Experts)].
• Dengan sejalan perkembangan teknologi multimedia yang sangat
cepat yang memerlukan tehnik kompresi dengan performa yang
tinggi, maka pada maret 1997 dibuat suatu proyek standar baru
tehnik kompresi untuk gambar, yang dikenal dengan nama JPEG
2000.
• proyek ini membuat sistem pengkodean baru untuk beberapa jenis
gambar yang berbeda-beda ( bi-level, grey-level, Colour, Multi
component) dengan perbedaan karakteristik (natural Images,
scientific, medical, remote sensing, text, dan sebagainya).
JPEG 2000 (cont..)
•
•
•
•
Keuntungan menggunakan sistem kompresi JPEG 2000 adalah:
Dapat melakukan penilaian performa bit–rate rendah sehingga
dapat digunakan untuk Network image processing dan Remote
sensing.
Lossles dan Lossy kompresi: JPEG 2000 dapat melakukan tenik
kompresi Lossy dan Lossless tergantung pengunaan dan
kapabilitas bandwidth yang digunakan, bisanya tehik lossless
digunakan pada medical image yang selalu tidak mentoleransi
adanya loss.
Transmisi yang progresif dengan akurasi pixel dan resolusi:
transmisi yang progresif mengijinkan suatu gambar dapat
recontruksi dengan peningkatan pixel yang akurat atau spasial
resolusi yang sangat penting untuk banyak apalikasi
Region of Interest coding adalah tehnik penkodean baru yang ada
pada JPEG 2000 , pengkodingan ini menkodekan dan
mentrasmisikan dengan kualitas yang baik dan dan sedikit distorsi.
JPEG 2000 (cont..)
• Robustnes to bit-error didesign untuk code stream. aplikasi tersebut
sangat penting digunakan pada komunikasi wireless, yang
melekukan koreksi kesalahan dan melakukan bantuan apabila
terjadi kesalahan dalam decoding
• Open architecture: JPEG 2000 dapat digunakan pad semua jenis
arsitektur komputer yang digunakan.
• Protective image security dapat dilakukan dengan watermaking,
labeling, stamping dan encryption.
• Bit-lave compression. Sistem pada JPEG2000 dapat melakukan
kompresi dan dekompresi image dengan variasi bit-level ( 1 bit
sampai dengan 16 bit) dengan beberapa jenis warna
• Perbedaan antara kualitas yang dihasilkan dari JPEG dengan
JPEG2000 yang melakukan rekontruksi ulang pada gambar
JPEG 2000 (cont..)
Gambar rekontruksi ulang kompresi image denga 0,25 bpp dangan (a)
JPEG dan (b) JPEG2000
Klik
Pada
Foto tsb