KOMPRESI CITRA

 Enkoder / Compresor : software (atau hardware) yang  mengkodekan data orisinal menjadi data terkompres.
 Dekoder / Decompresor : software (atau hardware)  yang mendekode data terkompres menjadi data orisinal.
  Codec : software (atau hardware) yang yang  mengkodekan dan mendekodekan data.
 Algoritma : teknik yang digunakan dalam proses  pengkodean/kompresi (Huffman, LZW- Lempel, Ziv,  Welch)  Contoh software kompresi: winzip, winrar, 7zip, IZArc, dll.

Definisi/ Pengertian

Kompresi Citra adalah aplikasi kompresi data yang dilakukan terhadap citra digital dengan tujuan untuk mengurangi redundansi dari data-data yang terdapat dalam citra sehingga dapat disimpan atau ditransmisikan secara efisien.

Teknik kompresi citra

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. 

Teknik kompresi citra Beberapa teknik lossy: 

• Color reduction: untuk warna-warna tertentu yang mayoritas dimana informasi warna disimpan dalam color palette. 

• Chroma subsampling: teknik yang memanfaatkan fakta bahwa mata manusia merasa brightness (luminance) lebih berpengaruh daripada warna (chrominance) itu sendiri, maka dilakukan pengurangan resolusi warna dengan disampling ulang. Biasanya digunakan pada sinyal YUV.

• Transform coding: menggunakan Fourier Transform seperti DCT. 

• Fractal Compression: adalah suatu metode lossy untuk mengkompresi citra dengan menggunakan kurva fractal. Sangat cocok untuk citra natural seperti pepohonan, pakis, pegunungan, dan awan.

• Fractal Compression bersandar pada fakta bahwa dalam sebuah image, terdapat bagian-bagian image yang menyerupai bagian bagian image yang lain. 

• Proses kompresi Fractal lebih lambat daripada JPEG sedangkan proses dekompresinya sama.

Teknik kompresi citra

• 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)

Contoh Citra Medik

Hal Penting dalam kompresi citra

• Scalability/Progressive Coding/Embedded Bitstream  adalah kualitas dari hasil proses pengkompresian citra karena manipulasi bitstream tanpa adanya dekompresi atau rekompresi.  Biasanya dikenal pada loseless codec. Contohnya pada saat preview image sementara image tersebut didownload. Semakin baik scalability, makin bagus preview image.

Tipe scalability: • Quality progressive: dimana image dikompres secara perlahan-lahan dengan penurunan kualitasnya 

• Resolution progressive: dimana image dikompresi dengan mengenkode resolusi image yang lebih rendah terlebih dahulu baru kemudian ke resolusi yang lebih tinggi. 

• Component progressive: dimana image dikompresi berdasarkan komponennya, pertama mengenkode komponen gray baru kemudian komponen warnanya.

• Region of Interest Coding:  daerah-daerah tertentu dienkode dengan kualitas yang lebih tinggi daripada yang lain. • Meta Information:  image yang dikompres juga dapat memiliki meta information seperti statistik warna, tekstur, small preview image, dan author atau copyright information.

Color Reduction

Mengurangi kedalaman warna (colour depth reduction)

¨ Biasanya digunakan pada citra berwarna 

¨Misalnya mereduksi citra dengan colour space 24-bit menjadi 16-bit atau 8-bit

¨ Menggunakan tabel warna  Tabel warna ditentukan berdasarkan tabel warna yang sudah disepakati (standard colour palette, web colour palette, dsb) atau menggunakan segmentasi citra Computer Vision.

Bit Depth : Kedalaman Warna 

• Kedalaman warna menentukan berapa banyak warna yang dapat ditampilkan oleh satu pixel yang direpresentasikan dalam banyak bit yang ditampung pada pixel. 

• Kedalaman warna (bitdepth) : – 1 bit : monokrom (2 warna) – 4 bit : greyscale atau color (16 warna) – 8 bit : greyscale atau color (256 warna) – 16 bit : high color (16 warna) – 24 bit : true color (16.777.216 warna)

Bit Rate
• Bit Rate disebut juga dengan nama data rate
• Bit rate menentukan jumlah data yang ditampilkan saat video dimainkan, yang dinyatakan dalam satuan bps (bit per second).
• Data rate berkaitan erat dengan pemakaian dan pemilihan codec (metode kompresi video).

Teknik Kompresi GIF
• GIF (Graphic Interchange Format) dibuat oleh Compuserve pada tahun 1987 untuk menyimpan berbagai file bitmap menjadi file lain yang mudah diubah dan ditransmisikan pada jaringan komputer. • GIF merupakan format citra web yang tertua yang mendukung kedalaman warna sampai 8 bit (256 warna), menggunakan 4 langkah interlacing, mendukung transparency, dan mampu menyimpan banyak image dalam 1 file.
• Byte ordering : LSB – MSB

Struktur file GIF 
• Global Color Table : masing-masing image dalam GIF dapat menggunakan global color table atau tabel warnanya sendiri-sendiri. Penggunaan GCT akan memperkecil ukuran file GIF.
• Image1, Image2, Image3, ... Image-n : dimana masing-masing image memiliki struktur blok sendiri-sendiri dan terminator antar file.
• Trailer : Akhir dari sebuah file GIF

Format file GIF
• GIF87a : mendukung interlacing dan mampu manyimpan beberapa image dalam 1 file, ditemukan tahun 1987 dan menjadi standar.
• GIF89a : kelanjutan dari 87a dan ditambahkan dengan dukungan transparency, mendukung text, dan animasi.

Animated GIF
• Animated GIF : tidak ada standar bagaimana harus ditampilkan sehingga umumnya image viewer hanya akan menampilkan image pertama dari file GIF. Animated GIF memiliki informasi berapa kali harus diloop.
• Tidak semua bagian dalam animated GIF ditampilkan kembali, hanya bagian yang berubah saja yang ditampilkan kembali.

Teknik Kompresi PNG
• PNG (Portable Network Graphics) digunakan di Internet dan merupakan format terbaru setelah GIF, bahkan menggantikan GIF untuk Internet image karena GIF terkena patent LZW yang dilakukan oleh Unisys.
• Menggunakan teknik loseless dan mendukung : – Kedalaman warna 48 bit – Tingkat ketelitian sampling : 1,2,4,8, dan 16 bit – Memiliki alpha channel untuk mengkontrol transparency – Teknik pencocokan warna yang lebih canggih dan akurat
• Diprakarsai oleh Thomas Boutell dari PNG Development Group, dan versi finalnya direlease pada 1 Oktober 1996, 1,5 tahun sejak project berjalan. • Byte ordering : MSB-LSB
• Format penamaan file PNG diatur ke dalam suatu urutan blok biner yang disebut sebagai “chunk“ (gumpalan), yang terdiri dari : – Length (4 bytes), berupa informasi ukuran PNG – Type (4 byte), berupa informasi nama chunk – Data (ukuran dinamis), berupa data PNG. – CRC (Cyclic Redundancy Check), berupa CRC-32 untuk pendeteksian error checking pada saat transmisi data.