Kompresi Data

Teknik Kompresi Data
Juli 5, 2012 oleh Mohammad noorsandy Darmawan

Teknik kompresi adalah teknik yang bertujuan mengurangi ukuran data tanpa kehilangan informasi yang dikandungnya. Berdasarkan kehilangan data dalam proses kompresi, teknik ini dibagi dalam teknik kompresi lossless dan teknik kompresi lossy. Penerapan teknik kompresi yang dibahas dalam tulisan ini ditekankan pada kompresi data multimedia, karena secara umum data ini berukuran besar dan memiliki tingkat redundansi yang tinggi.
Kata kunci : Teknik kompresi, lossless, lossy, kompresi data multimedia, tingkat redundansi

Dalam perancangan sistem multimedia terdapat dua hal yang menjadi perhatian yaitu penyimpanan dan pengiriman data multimedia. Kedua hal ini menjadi isu sentral karena sifat data multimedia yang berukuran relatif besar sehingga membutuhkan kapasitas pennyimpanan yang besar dan bandwidth transmisi yang lebar. Sebagai contoh frame video berukuran 800 x 600 pixel yang setiap pixelnya dikodekan dengan 24 bit untuk merepresentasikan luminance dan chrominance-nya memiliki ukuran sebesar 11,52 juta bit atau 1,373 MB. Jika terdapat 30 frame dalam satu detik, untuk menonton video selama satu detik diperlukan data sebesar 345,6 juta bit/s atau 41.2 MB/s. Jadi kita dapat hitung berapa ukuran data yang diperlukan untuk menonton film yang berdurasi satu jam, yaitu sekitar 145 GB, ini lebih besar dari ukuran rata-rata harddisk yang kita miliki. Jika kita ingin menonton film tersebut melalui jaringan Internet, maka kita harus menyediakan jaringan dengan bandwidth selebar 42 MBPS. Ini jauh lebih besar daripada lebar bandwidth yang mampu disediakan ISP (Internet Service Provider) manapun di Indonesia.
Untuk menagatasi masalah ini para ahli menggunakan dua pendekatan yaitu : (1) mengembangkan teknologi penyimpanan dan pengiriman yang lebih besar dan (2) mengembangkan teknik kompresi data dengan tetap memperhatikan batasan kualitas yang ditetapkan. Dalam tulisan ini akan coba diterangkan metode kedua yaitu kompresi data.

Teknik kompresi data biasa disebut teknik koding. Hal ini berkaitan dengan pengkodean sebuah data menjadi data yang lain yang dilakukan untuk mengurangi ukuran data. Pada tahun 1948, Claude Shannon, Bapak Teori Informasi (lebih tepat disebut Teori Koding) memperkenalkan konsep yang disebut entropi untuk menghitung jumlah informasi yang dikandung oleh sumber data. Shannon mengajukan model komunikasi data melalui jaringan Internet yang terdiri dari Encoder, Channel, dan Decoder. Encoder berfungsi mengubah kode data sumber menjadi kode yang berukuran lebih kecil daripada ukuran data sumber, Channel berfungsi meneruskan data yang telah di-encode melalui jaringan Internet, dan Decoder berfungsi mengembalikan data yang ter-encode ke bentuk semula. Bisa dikatakan cara kerja Decoder kebalikan Encoder.

Kompresi data dalam model Shannon dilakukan di Encoder agar jumlah data yang ditransmisikan melalui Channel tidak terlalu besar. Terdapat dua cara dalam teknik kompresi data, yaitu teknik kompresi lossy dan teknik kompresi lossless. Teknik kompresi lossy adalah teknik yang mengakibatkan data semula tidak dapat direkonstruksi kembali semuanya (ada data yang hilang).
Penggunaan teknik ini harus memperhatikan dua batasan yaitu kualitas yang diinginkan dan waktu (pemrosesan dan pengiriman). Teknik ini biasa digunakan jika data tidak terlalu sensitif terhadap detail. Misalkan data film, lagu, dan videoconference. Teknik ini biasanya menghasilkan kompresi data yang lebih kecil. Contoh yang terkenal adalah MPEG (Motion Picture Expert Group) untuk video, MP3 (MPEG layer 3) untuk lagu dan audio, dan JPEG (Joint Picture Expert Group) untuk gambar. Teknik kompresi lossless adalah teknik kompresi yang tidak menyebabkan kehilangan data. Biasanya digunakan jika akurasi data sangat penting. Ukuran data yang dihasilkan biasanya lebih besar daripada data yang dihasilkan teknik lossy. Penggunaannya teknik ini misalnya pada kode program, data biner, dan gambar-gambar kedokteran.

Untuk menjelaskan teknik kompresi lebih lanjut, akan dibahas aplikasinya pada kompresi gambar meskipun data jenis lain dapat juga dikompresi. Teknik kompresi gambar yang akan dibahas adalah teknik kompresi lossy karena jenis ini adalah jenis yang paling populer (JPEG). Data gambar dapat dikompresi tanpa degradasi kualitas yang signifikan karena gambar mengandung tingkat redundansi yang tinggi pada susunan datanya. Redundansi adalah pola data yang berulang sehingga dapat dihilangkan. Redundansi pada gambar terjadi (1) karena hubungan pixel-pixel yang berdekatan (spatial redundancy), (2) karena hubungan antara komponen warna (spectral redundancy), dan (3) karena sifat persepsi sistem visual manusia (psycho-visual redundancy). Semakin tinggi tingkat redundansi, semakin tinggi tingkat kompresi yang dapat dilakukan.

Contoh tipikal sistem kompresi (Encoder) terdiri dari transformer, quantizer, dan coder. Transformer melakukan transformasi pemetaan one-to-one pada gambar masukan. Keluaran transformer adalah representasi gambar yang lebih efisien untuk dikompresi. Contoh transformer yang biasa digunakan adalah Discrete Cosine Transform (DCT). DCT mengumpulkan energi sinyal gambar di tempat koefisien yang kecil. Tahapan ini tidak mengakibatkan kehilangan data.
Quantizer menghasilkan simbol-simbol yang digunakan untuk merepresentasikan gambar yang terkompresi. Proses kuantisasi adalah proses pemetaan many-to-one sehingga tidak reversibel. Tahapan ini mengakibatkan kehilangan data karena terjadi pembulatan pada data yang dikuantisasi. Proses ini dapat dilakukan dengan scalar quantizer dan vector quantizer. Scalar quantizer melakukan proses kuantisasi pada elemen per elemen sedangkan vector quantizer pada blok data.
Coder berfungsi mengubah keluaran Quantizer, berupa bit stream, menjadi kode-kode tertentu yang mewakilinya. Coder dapat menggunakan kode fixed-length atau variable-length. Variable Length Codes (VLC) dikenal juga dengan nama entropy coding, yang menghasilkan simbol tertentu untuk meminimalkan panjang representasi data secara rata-rata. Ini dilakukan dengan cara menggunakan simbol yang lebih pendek untuk kode data yang lebih sering muncul.

Keluaran dari Coder adalah bit stream yang dapat ditransmisikan lewat jaringan. Bit stream ini dikirimkan pada penerima yang memiliki Decoder untuk merekonstruksi kembali gambar yang dikompresi. Karena proses kuantisasi yang bersifat reversibel maka gambar yang direkonstruksi tidak sama dengan gambar semula, meskipun bagi penglihatan manusia tidak terlalu berpengaruh (tergantung rasio kompresi yang digunakan). Untuk lebih jelas maka akan disajikan contoh aplikasi yang luas digunakan, yaitu teknik kompresi JPEG.
JPEG
JPEG adalah standar internasional untuk continuous tone (multilevel) still image digunakan pada gambar gray-scale dan berwarna hasil kerjasama komite ISO dengan ITU-T. JPEG dapat mengkompresi gambar dengan rasio 1/10 sampai 1/50 tanpa mengakibatkan degradasi kualitas yang dapat diamati. JPEG termasuk teknik kompresi lossy. JPEG dirancang untuk digunakan secara fleksibel dalam arti tidak tergantung pada fitur gambar dan teknik yang digunakan.
JPEG terdiri dari dua proses yaitu proses kompresi yang dilakukan di Encoder dan proses dekompresi yang dilakukan di Decoder. Proses kompresi JPEG hampir sama dengan yang dideskripsikan diatas, yaitu terdiri dari Forward DCT yang berfungsi sebagai transformer, Quantizer dan Entropy Coder. Keluaran proses kompresi adalah data dalam bentuk bit stream. Data ini diterima oleh Decoder dan akan melewati Entropy Decoder, Dequantizer, dan Inverse DCT.
Kedua proses tersebut tidak identik dalam arti terjadi kehilangan data dalam pengolahan gambar. Kehilangan data ini disebabkan proses pembulatan angka di kuantisasi pada Encoder dan proses pembulatan angka di dekuantisasi pada Decoder. Pembaca dapat menemukan sumber yang membahas format JPEG di Internet dalam jumlah yang berlimpah. Untuk menemukannya silahkan berkunjung ke search engine Google (http://www.google.com) dengan mengetikkan kata kunci jpeg.
Sekedar untuk membandingkan dengan teknik kompresi yang lain silahkan mengetikkan kata kunci png untuk format PNG yang merupakan teknik kompresi gambar lossless.

Catatan : Saat mengklik link download di atas, uuntuk melanjutkan download silahkan klik "SKIP AD", yang ada di pojok kanan atas. Terima Kasih

Read More

Multimedia dalam perkembangan pembelajaran

PERKEMBANGAN MULTIMEDIA DALAM DUNIA PENDIDIKAN

Juli 5, 2012 oleh Mohammad noorsandy Darmawan

Multimedia adalah satu kata yang sebenarnya tidak mudah untuk didefinisikan.Para ahli menganggap bahwa kata “multimedia” sebenarnya wujud barang nyatanya tidak berbentuk.Namun demikian perlu menyimak berbagai batasan pengertian tentang multimedia yang diberikan oleh banyak pakar di bidang tersebut.
Pada era 60-an, akronim kata multimedia dalam taksonomi teknologi pendidikan bukan istilah yang asing. Pada saat itu, multimedia diartikan kumpulan/gabungan dari berbagai peralatan media berbeda yang digunakan untuk presentasi (Barker and Tucker,1990). Dengan demikian kegiatan pembelajaran yang menggunakan bahan ajar cetak, program slide, program audio dlsb, sudah dimaknai sebagai pembelajaran berbantuan multimedia.
Pada tahun 90-an, konsep multimedia mulai bergeser sejalan dengan perkembangan teknologi komputasi yang demikian cepat. Saat ini istilah multimedia diartikan bentuk transmisi teks, audio dan grafik dalam periode bersamaan (Simonson dan Thompson, 1994) dimaknai sebagai suatu sistem komunikasi interaktif berbasis komputer yang mampu menciptakan, menyimpan, menyajikan dan mengakses kembali informasi berupa teks, grafik, suara, video atau animasi (Gayestik,1992). Dengan teknologi komputer saat ini, sudah memungkinkan untuk menyimpan, mengolah dan menyajikan kembali sumber suara dan video dalam format digital.
Pada awal tahun sembilan puluhan, implementasi Computer Based Intruction lebih ditekankan pada Computer-Assisted Instruction (CAI).Pada saat itu, pengembangan CAI diaplikasikan dengan menggunakan bahasa pemrograman komputer universal seperti Basic, Turbo Basic, Pascal, Turbo Pascal dlsb.Dengan keterbatasan bahasa pemrograman yang digunakan pada saat itu, produk CAI kurang menarik minat belajar siswa karena lebih banyak mengeksploitasi unsur media terbatas, yaitu teks dan grafik. Model pengembangan program CAI tersebut menjadi acuan dasar dalam pengembangan program MPI.
Selaras dengan perkembangan teknologi komputer, baik hardware maupun software, personal computer saat ini telah mampu mengintegrasikan teks, grafik, suara, video atau animasi dalam suatu program.Teknologi komputer tersebut kemudian disebut sebagai komputer multimedia.
Selanjutnya di dunia pendidikan, makna multimedia pembelajaran terjadi pergeseran. Pada era 60-an, multimedia pembelajaran dalam taksonomi teknologi pendidikan diartikan sebagai kumpulan/gabungan dari berbagai peralatan media berbeda yang digunakan untuk presentasi (Barker and Tucker,1990). Namun pada tahun 90-an, konsep multimedia suatu pengintegrasian lebih dari satu media, teks, grafik, suara, video dan animasi, dimana siswa dapat mengendalikan penyampaian dari elemen-elemen media yang beragam (D’Aloisio,1998). Menurut Gayestik (1992) multimedia sebagai suatu sistem komunikasi interaktif berbasis komputer yang mampu menciptakan, menyimpan, menyajikan dan mengakses kembali informasi berupa teks, grafik, suara, video atau animasi.Dengan teknologi komputer saat ini sudah memungkinkan untuk menyimpan, mengolah dan menyajikan kembali sumber suara dan video dalam format digital.
Dari kajian di atas secara eksplisit dapat dimaknai bahwa pengembangan media pembelajaran yang secara simultan yang mampu menampilkan teks, gambar, grafik, suara, video atau animasi disebut multimedia pembelajaran interaktif.
Tidak bisa dipungkiri bahwa teknologi multimedia mampu memberi kesan yang besar dalam bidang komunikasi dan pendidikan karena bisa mengintegrasikan teks, grafik,animasi, audio dan video. Multimedia telah mengembangkan proses pengajaran dan pembelajaran ke arah yang lebih dinamik. Namun yang lebih penting ialah pemahaman tentang bagaimana menggunakan teknologi tersebut dengan lebih efektif dan dapat menghasilkan ide – ide untuk pengajaran dan pembelajaran.
Pada masa kini, guru perlu mempunyai kemahiran dan keyakinan diri dalam menggunakan teknologi ini dengan cara yang paling berkesan. Suasana pengajaran dan pembelajaran yang interaktif, lebih menggalakkan komunikasi aktif antara berbagai hal. Penggunaan komputer multimedia dalam proses pengajaran dan pembelajaran adalah dengan tujuan meningkatkan mutu pengajaran dan pembelajaran.
Dengan berkembangnya teknologi multimedia, unsur-unsur video, bunyi, teks dan grafik dapat dikemas menjadi satu melalui Pembelajaran Berbasis Komputer (PBK). Sekarang ini,materi PBM telah banyak ditemukan dipasaran yang disediakan dalam bentuk CVD atau DVD. Contoh-contoh yang dapat kita temukan seperti ensiklopedia, kamus elektronik, buku cerita elektronik, materi pembelajaran yang telah dikemas dalam bentuk CD atau DVD dan masih banyak lagi yang dapat kita temui.
Konsep permainan dalam pembelajaran digabung untuk menghasilkan pengalaman pembelajaran yang menyenangkan.Model – model ini dapat digunakan dalam pembelajaran didalam kelas atau pembelajaran sendiri. Bisa juga digunakan untuk pembelajaran di rumah dan di sekolah. Sesi pembelajaran bisa disesuaikan dengan tahap penerimaan dan pemahaman pelajar. Konsep pembelajaran sendiri dapat dilaksanakan bila informasi tersebut menarik dan memotivasikan pelajar untuk terus belajar. Ini dapat dicapai jika materi atau informasi dibentuk dengan baik menggunakan multimedia.
Suasana pengajaran dan pembelajaran yang interaktif akan menggalakkan komunikasi berbagai hal ( pelajar-guru,pelajar-pelajar, pelajar-komputer ). Gabungan berbagai mediayang memanfaatkan sepenuhnya indra penglihatan danpendengaran mampu menarik minat belajar. Namun yang lebih utama ialah pencapaian objektif pengajaran dan pembelajaran dengan berkesan. Harus diingat bahawa teknologi multimedia hanya bertindak sebagai pelengkap, tambahan atau alat bantukepada guru. Multimedia tidak akan mengambil alih tempat dantugas guru.
Multimedia adalah sebagai saluran pilihan dalam menyampaikan informasi dengan cara yang lebih berkesan.Komputer hanya digunakan jika dipandang perlu dan merupakan pilihan yang terbaik. Jikalau terdapat pilihan lain yang lebih berkesan untuk menyampaikan informasi,gunakanlah pilihan itu. Di samping itu juga guru harus menyadari betapa pentingnya memanfaatkan teknologi terkini untuk membiasakan generasi yang akan datang dengan cara hidup canggih abad ke 21 nanti.




Catatan : Saat mengklik link download di atas, uuntuk melanjutkan download silahkan klik "SKIP AD", yang ada di pojok kanan atas. Terima Kasih

Read More