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