Implementasi Discrete Cosine Transform (dct) Pada Field Programmable Gate Array (fpga) Untuk Aplikasi Kompresi Citra

Abstract

Abstrak DCT adalah transformasi data yang mengubah dari domain waktu ke domain frekuensi, yang mampu memisahkan informasi pada frekuensi rendah hingga frekuensi tinggi. Manfaat dari transformasi ini cukup banyak, namun yang terasa saat era digital saat ini adalah pada kompresi citra. Dengan bantuan transformasi ini dapat mengurangi besar data yang dikandung oleh citra tanpa merusak kulaitas citra tersebut. Pada tugas akhir ini penulis telah merancang sistem DCT dengan N=8 dan N=2 dan berhasil diimplementasikan pada FPGA Altera Cyclone II – EP2C20F484C7. Penelitian ini bertujuan untuk membuktikan bahwa DCT dapat diimplementasikan pada FPGA dan hasilnya tidak jauh beda dengan perhitungan menggunakan MATLAB. Sistem ini dirancang menggunakan bahasa VERILOG yang merupakan bahasa hardware yang dimengerrti oleh FPGA, pemilihan bahasa ini untuk memudahkan dalam mengkodekan perhitungan sistem DCT. Sistem ini dikodekan menggunakan Quartus Lite 16.0.0.2.1.1 dan disimulasikan dengan MODELSIM lalu kemudian disintesa pada FPGA. Hasil keluaran dari FPGA akan dibandingkan dengan hasil keluaran dari MATLAB. Setelah disimulasikan dan didapatkan hasilnya, sistem disintesa ke board FPGA Altera Cyclone II – EP2C20F484C7. Dari hasil simulasi yang dapat diimplementasikan pada board FPGA Altera Cyclone II – EP2C20F484C7 hanya DCT dengan N=2 karena DCT dengan N=8 memakan resource memory yang cukup besar yaitu 3285% sedangkan sistem DCT dengan N=2 sebesar 92%. Dari hasil simulasi juga didapatkan perbandingan waktu delay dan BER antara perhitungan menggunakan MATLAB dan FPGA. Hasilnya adalah waktu delay yang dibutuhkan oleh MATLAB untuk menghitung DCT dengan N=8 adalah 0.10894 s dan dengan N=2 adalah 0.12107 s sedangkan waktu yang dibutuhkan oleh FPGA untuk menghitung DCT dengan N=8 adalah 0.00000024 s dan dengan N=2 adalah 0,00000136 s. BER yang dihasilkan antara MATLAB dengan FPGA adalah 0.2930 untuk DCT dengan N=2 dan 0.0503 untuk DCT dengan N=8. Kata kunci : Discrete Cosine Transform, Kompresi Citra, Field Programmable Gate Array. Abstract DCT is a data transform that converts from time domain to frequency domain, it capables to separating informations from low frequency to high frequency. The benefits of this data transform quite a lot, because with the help of this data transform can reduce the amount of data contained by the image without damaging the image's quality. In this final project the author has designed DCT system with N = 8 and N = 2 and successfully implemented on FPGA Altera Cyclone II - EP2C20F484C7. This study aims to prove that DCT can be implemented on FPGA and the result is not much different from the calculation using MATLAB. This system is designed using VERILOG language which is a hardware language dimeringrti by FPGA, this language selection to facilitate in coding calculation of DCT system. The system is encoded using Quartus Lite 16.0.0.2.1.1 and simulated with MODELSIM and then synthesized on FPGA. The output of the FPGA will be compared with the output of MATLAB. Once simulated and obtained the result, the system is synthesized to the Altera Cyclone II FPGA board - EP2C20F484C7. From the simulation results that can be implemented on the Altera Cyclone II FPGA board - EP2C20F484C7 only DCT with N = 2 because DCT with N = 8 consumes a large resource memory of 3285% while the DCT system with N = 2 is 92%. From the simulation results also obtained comparison of time delay and BER between calculations using MATLAB and FPGA. The result is the time delay required by MATLAB to calculate DCT with N = 8 is 0.10894 s and with N = 2 is 0.12107 s whereas the time required by FPGA to calculate DCT with N = 8 is 0.00000024 s and with N = 2 is 0, 00000136 s. The BER produced between MATLAB and FPGA is 0.2930 for DCT with N = 2 and 0.0503 for DCT with N = 8. Keywords: Discrete Cosine Transform, Image Compression, Field Programmable Gate Array