Algoritma Shannon-Fano Coding 2

Algoritma Shannon-Fano Coding adalah salah satu algoritma yang dapat digunakan untuk melakukan kompresi data sehingga ukuran data yang dihasilkan menjadi lebih rendah dari ukuran sebenarnya. Contoh yang dibahas kali ini adalah mengenai kompresi dan pengembalian data dari sebuah kalimat.
Shannon-Fano Coding adalah sebuah teknik untuk membuat kode prefiks berdasarkan beberapa set simbol dan kemungkinan simbol tersebut. Algoritma ini tidak mencapai panjang kode optimal yang seharusnya, tetapi algoritma ini menjamin bahwa semua panjang huruf kode adalah dalam 1 bit pada ide logP(><)

Langkah-langkah penggunaan algoritma ini adalah

* Tentukan kalimat yang digunakan sebagai data input
Diasumsikan data input adalah sebagai berikut:
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit, sed do eiusmod tempor incididunt ut labore et dolore magna aliqua. Ut enim ad minim veniam, quis nostrud exercitation ullamco laboris nisi ut aliquip ex ea commodo consequat. Duis aute irure dolor in reprehenderit in voluptate velit esse cillum dolore eu fugiat nulla pariatur. Excepteur sint occaecat cupidatat non proident, sunt in culpa qui officia deserunt mollit anim id est laborum.

1. Hitung ukuran data yang digunakan dalam perhitungan sebagai penanda ukuran data sebelum dilakukan kompresi

Dim inputData As Byte() = System.Text.Encoding.[Default].GetBytes(input)
Dim ukuranInputData As UInteger = CUInt(input.Length)
Console.WriteLine("Ukuran input data = " & ukuranInputData)

2. Lakukan proses kompresi data menggunakan algoritma ini
Penjelasan lebih detail tentang fungsi ini dapat dilihat pada penjelasan skrip dibawah ini

Dim KompresiData As Byte() = New Byte(ukuranInputData * (101 \ 100) + 383) {}
Dim ukuranKompresiData As Integer = Compress(inputData, KompresiData, ukuranInputData)

* Gunakan fungsi ini untuk melakukan kompresi data

Public Function Compress(input As Byte(), output As Byte(), ukuranInput As UInteger) As Integer
	Dim sim As Simbol() = New Simbol(255) {}
	Dim temp As Simbol
	Dim stream As New BitStream()
	Dim i As UInteger, totalBytes As UInteger, swaps As UInteger, symbol As UInteger, simbolTerakhir As UInteger

	If ukuranInput < 1 Then
		Return 0
	End If

	inisialisasiBitStream(stream, output)
	histogram(input, sim, ukuranInput)

	simbolTerakhir = 255
	While sim(simbolTerakhir).Count = 0


		simbolTerakhir -= 1
	End While

	If simbolTerakhir = 0 Then
		simbolTerakhir += 1
	End If

	buatTree(sim, stream, 0, 0, 0, simbolTerakhir)

	Do
		swaps = 0

		For i = 0 To 254
			If sim(i).Sim > sim(i + 1).Sim Then
				temp = sim(i)
				sim(i) = sim(i + 1)
				sim(i + 1) = temp
				swaps = 1
			End If
		Next
	Loop While Convert.ToBoolean(swaps)

	For i = 0 To ukuranInput - 1
		symbol = input(i)
		tulisBits(stream, sim(symbol).Code, sim(symbol).Bits)
	Next

	totalBytes = stream.Index

	If stream.posisiBit > 0 Then
		totalBytes += 1
	End If

	Return CInt(totalBytes)
End Function

3. Dapatkan hasil kompresi data dan ukuran data hasil kompresi yang baru

Dim teksKompresiData As String = System.Text.Encoding.[Default].GetString(KompresiData)

4. Lakukan proses pengembalian data kompresi menggunakan algoritma ini
Penjelasan lebih detail tentang fungsi ini dapat dilihat pada penjelasan skrip dibawah ini

Dim PengembalianData As Byte() = New Byte(ukuranInputData - 1) {}
Decompress(KompresiData, PengembalianData, CUInt(ukuranKompresiData), ukuranInputData)

* Gunakan fungsi ini untuk melakukan pengembalian data kompresi

Public Sub Decompress(input As Byte(), output As Byte(), ukuranInput As UInteger, ukuranOutput As UInteger)
	Dim nodes As TreeNode() = New TreeNode(MAX_TREE_NODES - 1) {}

	For counter As Integer = 0 To nodes.Length - 1
		nodes(counter) = New TreeNode()
	Next

	Dim root As TreeNode, node As TreeNode
	Dim stream As New BitStream()
	Dim i As UInteger, jumlahNode As UInteger
	Dim buffer As Byte()

	If ukuranInput < 1 Then
		Return
	End If

	inisialisasiBitStream(stream, input)

	jumlahNode = 0
	root = kembalikanTree(nodes, stream, jumlahNode)
	buffer = output

	For i = 0 To ukuranOutput - 1
		node = root

		While node.Simbol < 0
			If Convert.ToBoolean(bacaBit(stream)) Then
				node = node.ChildB
			Else
				node = node.ChildA
			End If
		End While

		buffer(i) = CByte(node.Simbol)
	Next
End Sub

5. Dapatkan hasil pengembalian data dan ukuran data hasil hasil pengembalian data kompresi yang baru

Dim teksPengembalianData As String = System.Text.Encoding.[Default].GetString(PengembalianData)
Dim ukuranPengembalianData As UInteger = CUInt(teksPengembalianData.Length)

Hasil akhir adalah: (klik untuk perbesar gambar)

Contoh modul / source code dalam bahasa VB (Visual Basic) dapat didownload disini:

Jika membutuhkan jasa kami dalam pembuatan program, keterangan selanjutnya dapat dilihat di Fasilitas dan Harga
Jika ada yang kurang paham dengan langkah-langkah algoritma diatas, silahkan berikan komentar Anda.
Selamat mencoba.