Download - AUDIO & VIDEO

Transcript
Page 1: AUDIO & VIDEO

AUDIO & VIDEOAUDIO & VIDEO

Erizal, S.Si, M.KomErizal, S.Si, M.Kom

Teknik InformatikaTeknik Informatika

Universitas Islam IndonesiaUniversitas Islam Indonesia

[email protected]@yahoo.com

Page 2: AUDIO & VIDEO

AUDIOAUDIO

Page 3: AUDIO & VIDEO

AUDIO

Didalam sistem multimedia interaktif, elemen audio dapat digunakan untuk membantu proses penyajian suatu materi.

Audio juga dapat menjadi daya tarik perhatian audience agar lebih berminat mengikuti proses presentasi.

Page 4: AUDIO & VIDEO

UkuranUkuran Jumlah waktu yang diperlukan untuk

terjadinya suatu getaran atau gelombang dinamakan perioda (T). Sedangkan jumlah gelombang yang terjadi setiap detik dinamakan frekuensi (f) dengan satuan m/dt (Hz).

1 Hz = 0,001 KHz Suara yang dapat diterima telinga

manusia berkisar antara 20 Hz s.d 20.000 KHz

Page 5: AUDIO & VIDEO

Gelombang AnalogGelombang Analog

Page 6: AUDIO & VIDEO

Audio Digital Audio digital dibuat saat mengonversikan

sebuah gelombang suara ke dalam angka – prosesnya disebut digitizing (mendigitalkan).

Suara digital merupakan sampel suara. Setiap fraksi n dalam satu detik, sampel suara

diambil dan disimpan sebagai informasi digital dalam bit dan byte.

Kualitas dari recording digital : tergantung pada seberapa sering sampel diambil (angka sampling atau frekuensi, dihitung dalam kilohertz, atau seribu sampel per detik) dan berapa banyak angka yang digunakan untuk merepresentasikan nilai dari tiap sampel (bitdepth, ukuran sampel, resolusi, range dinamis).

Page 7: AUDIO & VIDEO

Audio Digital Converter Analog to Digital Converter (ADC)

mengubah amplitudo sebuah gelombang analog ke dalam waktu interval (samples), sehingga menghasilkan representasi digital dari suara.

Digital to Analog Converter (DAC) mengubah suara digital ke alat suara analog (speaker)

Page 8: AUDIO & VIDEO

Audio DigitalAudio Digital

Semakin sering mengambil sampel dan semakin banyak data yang

disimpan mengenai sampel, semakin bagus resolusi dan kualitas suara yang ditangkap ketika diputar

Page 9: AUDIO & VIDEO

Analog to Digital Analog to Digital ConversionConversion

Page 10: AUDIO & VIDEO

Sampling RateSampling Rate

Page 11: AUDIO & VIDEO

FrekuensiFrekuensi Tiga frekuensi yang sering digunakan

dalam multimedia adalah kualitas CD : 44.1 kHz 22.05 kHz 11.025 kHz

Ukuran sampelnya 8 bit dan 16 bit. Semakin besar ukuran ukuran sampel, semakin baik data yang mendeskripsikan suara.

Ukuran sampel 8-bit menyediakan 256 unit untuk mendeskripsikan range dinamis atau amplitudo (level suara dalam satu waktu) dari potongan suara yang ditangkap.

Page 12: AUDIO & VIDEO

Sistem Pengkodean Sistem Pengkodean Audio DigitalAudio Digital

Gelombang audio umumnya bersifat kontinu dan diubah ke dalam bentuk diskrit.

Langkah yang dilakukan adalah : Pengambilan sampling Kuantisasi Pengkodean

Page 13: AUDIO & VIDEO

Pengambilan Sampling Perubahan proses yang bersifat

kontinu ke proses yang bersifat diskrit

Page 14: AUDIO & VIDEO

Contoh Sampling (1)

Ketika melakukan sampling gelombang dengan ADC, terdapat dua kendali :

Sampling rate : berapa banyak sample yang diambil perdetik

Sampling precision : berapa banyak perbedaan gradasi (level kuantisasi) yang mungkin ketika mengambil sample

Page 15: AUDIO & VIDEO

Contoh Sampling (2) Asumsi :

Sampling rate = 1000 per detik Precision = 10

The green rectangles represent samples. Every one-thousandth of a second, the ADC looks at the wave and picks the closest number between 0 and 9. The number chosen is shown along the bottom of the figure. These numbers are a digital representation of the original wave.

Page 16: AUDIO & VIDEO

Contoh Sampling (3)

Ketika DAC membuat kembali gelombang berdasarkan representasi digital tadi, maka akan didapat seperti garis biru berikut :

You can see that the blue line lost quite a bit of the detail originally found in the red line, and that means the fidelity of the reproduced wave is not very good. This is the sampling error.

Page 17: AUDIO & VIDEO

Contoh Sampling (4)

Ketika DAC membuat kembali gelombang berdasarkan representasi digital tadi, maka akan didapat seperti garis biru berikut :

You can see that the blue line lost quite a bit of the detail originally found in the red line, and that means the fidelity of the reproduced wave is not very good. This is the sampling error.

Page 18: AUDIO & VIDEO

Contoh Sampling (5)

Sampling error dapat dikurangi dengan menaikkan sampling rate dan precision. Gambar berikut sample rate dan precision dinaikkan 2 kali lipat (20 gradasi pada rate 2000 sample per detik)

Page 19: AUDIO & VIDEO

Contoh Sampling (6)

In the following figure, the rate and the precision have been doubled again (40 gradations at 4,000 samples per second) :

Page 20: AUDIO & VIDEO

Kesimpulan

Semakin tinggi rate dan precision, ketepatan (fidelity) representasi analog ke digital semakin mendekati original.

Pada sound CD, fidelity sangat penting, sehingga sampling rate yang digunakan adalah : 44,100 sample per second dan jumlah gradation adalah 65,536. Pada level ini output DAC sangat mendekati gelombang aslinya (perfect untuk pendengaran manusia).

Page 21: AUDIO & VIDEO

VIDEOVIDEO

Page 22: AUDIO & VIDEO

VIDEOVIDEO

Gambar pada video Gambar pada video direpresentasikan secara elektronik direpresentasikan secara elektronik dan teknik untuk meng-encode dan teknik untuk meng-encode warnawarna

Proses dilakukan dengan konversi Proses dilakukan dengan konversi dari bentuk analog ke bentuk digital. dari bentuk analog ke bentuk digital.

Implikasi terjadi pada teknik Implikasi terjadi pada teknik kompresi.kompresi.

Page 23: AUDIO & VIDEO

Sumber Gambar VideoSumber Gambar Video

Gambar pada televisi dibagi menjadi Gambar pada televisi dibagi menjadi urutan garis horizontal yang disusun urutan garis horizontal yang disusun dalam suatu barisan yang men-scan dalam suatu barisan yang men-scan layar dari atas hingga ke bawah, yang layar dari atas hingga ke bawah, yang dinamakan dinamakan rasterraster. .

Jumlah baris dan bagaimana Jumlah baris dan bagaimana pengaturannya selama proses scan pengaturannya selama proses scan tergantung pada jenis display yang tergantung pada jenis display yang bekerja dan signal TV yang bekerja dan signal TV yang dipancarkan (broadcast).dipancarkan (broadcast).

Page 24: AUDIO & VIDEO

Relevansi Issue VideoRelevansi Issue Video Ukuran gambar (Ukuran gambar (picturepicture) pada system TV yang ) pada system TV yang

berbedaberbeda Standard kecepatan frame (Standard kecepatan frame (frame ratesframe rates) yang ) yang

berbeda (US, Eropa, dll)berbeda (US, Eropa, dll) Aspect ratio Aspect ratio (proporsi perbedaan antara lebar dan (proporsi perbedaan antara lebar dan

tinggi) dan konversi antara standard yang tinggi) dan konversi antara standard yang berbedaberbeda

Gelombang analog dan bagaimana meng-kodekan Gelombang analog dan bagaimana meng-kodekan menjadi image digitalmenjadi image digital

Pengkodean luma and chroma : video sering Pengkodean luma and chroma : video sering direpresentasikan sebagai image black dan white direpresentasikan sebagai image black dan white (dikenal luma atau ‘Y’) dengan beberapa (dikenal luma atau ‘Y’) dengan beberapa komponen warna (dikenal sebagai chroma atau Cb komponen warna (dikenal sebagai chroma atau Cb dan Cr)dan Cr)

Page 25: AUDIO & VIDEO

Video AnalogVideo Analog Kamera mengkonversi gambar ke Kamera mengkonversi gambar ke

media penyimpan untuk ditransimisikan media penyimpan untuk ditransimisikan yang ditangkap ke dalam sinyal analog yang ditangkap ke dalam sinyal analog dan dikirimkan/disimpan ke penerima.dan dikirimkan/disimpan ke penerima.

TempatTempatPenyimpananPenyimpanan

TransmitterTransmitter ReceiverReceiver

DisplayDisplay

Page 26: AUDIO & VIDEO

Video DigitalVideo Digital Menggunakan kamera, display dan komponen Menggunakan kamera, display dan komponen

tambahan ADC (Analog to Digital Converter). tambahan ADC (Analog to Digital Converter). Proses encodingProses encoding Konversi gambar ke media penyimpan digitalKonversi gambar ke media penyimpan digital Proses decoding kembali dalam format digital standarProses decoding kembali dalam format digital standar Proses DAC (Digital to Analog Converter).Proses DAC (Digital to Analog Converter).

ADCADCEncodingEncoding

TempatTempatPenyimpananPenyimpanan

TransmitterTransmitter

ReceiverReceiverEncodingEncodingDACDACDisplayDisplay

Page 27: AUDIO & VIDEO

KonektorKonektor

Page 28: AUDIO & VIDEO

Standard Penyiaran Standard Penyiaran VideoVideo

Terdapat dua standard untuk TV analog : Terdapat dua standard untuk TV analog : NTSC dan PAL, beberapa standard lain NTSC dan PAL, beberapa standard lain merupakan derivatif dari dua standard merupakan derivatif dari dua standard tersebut. tersebut.

Di Perancis menggunakan standard SECAM, Di Perancis menggunakan standard SECAM, namun secara umum sama dengan PAL.namun secara umum sama dengan PAL.

NTSCNTSC : National Television Standards : National Television Standards CommitteeCommittee

PALPAL : Phase Alternate Line: Phase Alternate Line SECAM : Sequential Color and MemorySECAM : Sequential Color and Memory

Page 29: AUDIO & VIDEO

Frame RateFrame Rate Mendefinisikan metode untuk mengenkode Mendefinisikan metode untuk mengenkode

informasi ke dalam sinyal elektronik yang informasi ke dalam sinyal elektronik yang menciptakan gambar televisi.menciptakan gambar televisi.

Page 30: AUDIO & VIDEO

Standar Frame RateStandar Frame RateStandar Pengguna Deskripsi

NTSCNTSC Amerika Serikat, Kanada, Meksiko, Jepang

Satu frame video terbuat dari 525 garis horizontal yang di-scan dan digambar ke dalam tabung gambar berlapis fosfor setiap 1/30 detik dengan electron yang bergerak cepat. Gerakan electron membuat dua lintasan (genap dan ganjil) ketika menggambar satu frame video. Masing-masing lintasan melukis sebuah field (dalam kecepatan 60 Hz), dan dua field dikombinasikan untuk menciptakan satu frame dengan kecepatan 30 fps (frame per second).

PALPAL Inggris, Eropa Inggris, Eropa Barat, Australia, Barat, Australia, Afrika Selatan, Afrika Selatan, Cina dan Amerika Cina dan Amerika SelatanSelatan

Meningkatkan resolusi layar menjadi 625 garis Meningkatkan resolusi layar menjadi 625 garis horizontal, namun memperlambat kecepatan scan horizontal, namun memperlambat kecepatan scan menjadi 25 frame per detik. Sama seperti NTSC, garis menjadi 25 frame per detik. Sama seperti NTSC, garis genap dan ganjil digabungkan, setiap field genap dan ganjil digabungkan, setiap field memerlukan 1/50 detik untuk menggambar (50 Hz)memerlukan 1/50 detik untuk menggambar (50 Hz)

SECAMSECAM Perancis, Eropa Perancis, Eropa Timur, USSR, dan Timur, USSR, dan beberapa negara beberapa negara lainlain

Menggunakan system 625 garis horizontal, 50 Hz, Menggunakan system 625 garis horizontal, 50 Hz, namun berbeda dari system warna NTSC dan PAL namun berbeda dari system warna NTSC dan PAL dalam hal teknologi dan metode penyiaran.dalam hal teknologi dan metode penyiaran.

Page 31: AUDIO & VIDEO

Teknik Scan Video ImageTeknik Scan Video Image

a. Progressive a. Progressive ScanScan

b. Interlaced Scanb. Interlaced Scan

Page 32: AUDIO & VIDEO

Proses Video DigitalProses Video Digital

Langkah 1Langkah 1 : Encoding dan : Encoding dan Digitalisasi video analogDigitalisasi video analog

Langkah 2Langkah 2 : Mengirim Video Digital : Mengirim Video Digital ke Displayke Display

Langkah 3Langkah 3 : Menjalankan Video : Menjalankan Video ((PlaybackPlayback))

Page 33: AUDIO & VIDEO

Langkah 1 : Encoding Langkah 1 : Encoding dan Digitalisasi video dan Digitalisasi video

analoganalog Card encoder menerima sinyal Card encoder menerima sinyal

analog melalui kabel pada card analog melalui kabel pada card interface/interface/firewirefirewire dan mengirim dan mengirim sinyal ke perangkat encoding sinyal ke perangkat encoding (hardware/software) untuk di-encode (hardware/software) untuk di-encode kedalam bentuk video digital. kedalam bentuk video digital.

Page 34: AUDIO & VIDEO

Langkah 1 : Encoding Langkah 1 : Encoding dan Digitalisasi video dan Digitalisasi video

analoganalog Proses digitalisasi sinyal analog ke digital :Proses digitalisasi sinyal analog ke digital :

Sampling rate, mencari nilai parameter Sampling rate, mencari nilai parameter scanning pada video, nilai resolusi horizontal, scanning pada video, nilai resolusi horizontal, resolusi vertical, frame rate dan aspect ratio. resolusi vertical, frame rate dan aspect ratio. Berdasarkan parameter tersebut diperoleh total Berdasarkan parameter tersebut diperoleh total nilai minimum sampling rate (S).nilai minimum sampling rate (S).

Memberikan tingkatan kuantisasi, yaitu Memberikan tingkatan kuantisasi, yaitu maksimum noise yang dibenarkan, toleransi maksimum noise yang dibenarkan, toleransi kehilangan paket gambar perdetiknya antara 5 kehilangan paket gambar perdetiknya antara 5 s.d 10%s.d 10%

Page 35: AUDIO & VIDEO

Langkah 1 : Encoding Langkah 1 : Encoding dan Digitalisasi video dan Digitalisasi video

analoganalog Digitalisasi warna video : memberikan Digitalisasi warna video : memberikan

perwakilan 3 warna : merah, biru, hijau (RGB). perwakilan 3 warna : merah, biru, hijau (RGB). Makin banyak warna yang terwakilkan makin Makin banyak warna yang terwakilkan makin baik (memerlukan kapasitas penyimpanan baik (memerlukan kapasitas penyimpanan yang besar). Warna direpresentasikan dalam yang besar). Warna direpresentasikan dalam bit (8-bit, 16-bit, 24-bit, dst). Video digital bit (8-bit, 16-bit, 24-bit, dst). Video digital menggunakan variasi non-linier dari RGB yang menggunakan variasi non-linier dari RGB yang dinamakan YCbCr, dimana Y mewakili dinamakan YCbCr, dimana Y mewakili luminanceluminance atau atau brightnessbrightness, sedangkan CbCr , sedangkan CbCr merepresentasikan merepresentasikan chrominancechrominance (“pure” (“pure” color).color).

Page 36: AUDIO & VIDEO

Video DigitizerVideo Digitizer

Page 37: AUDIO & VIDEO

Langkah 2Langkah 2 : Mengirim : Mengirim Video Digital ke DisplayVideo Digital ke Display

Setelah video dibuat, kemudian disimpan dan Setelah video dibuat, kemudian disimpan dan dikirim ke desktop untuk dijalankan (dikirim ke desktop untuk dijalankan (playbackplayback). ).

Pengiriman data video dapat dilakukan melalui Pengiriman data video dapat dilakukan melalui jaringan LAN/Internet. jaringan LAN/Internet.

Digital service meliputi pengiriman (Digital service meliputi pengiriman (broadcastbroadcast) ) secara secara real time real time , , non-streamed downloading non-streamed downloading atau atau streamingstreaming. .

Tipe broadcast video service : Tipe broadcast video service : multicastmulticast (“one to (“one to many”) dimana satu video stream melayani many”) dimana satu video stream melayani banyak client atau banyak client atau unicastunicast (“one to one”) dimana (“one to one”) dimana satu video stream hanya dapat melayani satu satu video stream hanya dapat melayani satu client. client. Real time Real time broadcasting melakukan broadcasting melakukan konversi secara konversi secara on the flyon the fly..

Page 38: AUDIO & VIDEO

Langkah 3Langkah 3 : Menjalankan : Menjalankan Video (Video (PlaybackPlayback))

Ketika stream file video diterima oleh Ketika stream file video diterima oleh desktop, tipe file harus dikenali melalui desktop, tipe file harus dikenali melalui informasi pada informasi pada headerheader, kemudian , kemudian dibuka. File disimpan dalam buffer dibuka. File disimpan dalam buffer ((cachecache) sampai data yang diterima ) sampai data yang diterima cukup untuk melanjutkan cukup untuk melanjutkan playbackplayback. .

Fungsi utama playback biasanya Fungsi utama playback biasanya termasuk kontrol untuk termasuk kontrol untuk forwardforward, , reversereverse, , stop stop dan dan playplay, pengaturan , pengaturan volume, volume, view size window, view size window, dll.dll.

Page 39: AUDIO & VIDEO

Arsitektur Video DigitalArsitektur Video Digital Arsitektur video digital tersusun atas Arsitektur video digital tersusun atas

sebuah format untuk mengenkode sebuah format untuk mengenkode dan memainkan kembali file video dan memainkan kembali file video dengan komputer dan menyertakan dengan komputer dan menyertakan sebuah player yang dapat mengenali sebuah player yang dapat mengenali dan membuka file yang dibuat untuk dan membuka file yang dibuat untuk format tersebut. Contoh : Apple format tersebut. Contoh : Apple QuickTime (QuickTime (.mov.mov), Microsoft ), Microsoft Windows Media Format (Windows Media Format (.avi.avi), Real ), Real Network RealMedia (Network RealMedia (.rmi.rmi).).

Page 40: AUDIO & VIDEO

Kompresi Video DigitalKompresi Video Digital Untuk mereproduksi satu frame dari Untuk mereproduksi satu frame dari

komponen video digital 24 bit, diperlukan komponen video digital 24 bit, diperlukan data komputer hampir 1 MB.data komputer hampir 1 MB.

Video yang tidak terkompresi dengan layar Video yang tidak terkompresi dengan layar penuh selama 30 detik membutuhkan hardisk penuh selama 30 detik membutuhkan hardisk bermuatan gigabyte. bermuatan gigabyte.

Video dengan ukuran full-motion memerlukan Video dengan ukuran full-motion memerlukan komputer yang dapat mengirimkan data komputer yang dapat mengirimkan data kurang lebih 30 MB per detik. kurang lebih 30 MB per detik.

Permasalahan tersebut dapat diatasi dengan Permasalahan tersebut dapat diatasi dengan menggunakan skema kompresi video digital menggunakan skema kompresi video digital atau codec (coder/decoder). atau codec (coder/decoder).

Page 41: AUDIO & VIDEO

Kompresi Video DigitalKompresi Video Digital Codec adalah algoritma yang digunakan untuk Codec adalah algoritma yang digunakan untuk

mengkompresi (kode) sebuah video untuk mengkompresi (kode) sebuah video untuk dikirmkan, kemudian didekode secara dikirmkan, kemudian didekode secara langsung.langsung.

Algoritma kompresi video langsung seperti Algoritma kompresi video langsung seperti MPEGMPEG, , IndeoIndeo, , JPEGJPEG, , CinepakCinepak, dan , dan Sorenson Sorenson dapat digunakan untuk mengompresi informasi dapat digunakan untuk mengompresi informasi video digital dengan kecepatan yang memiliki video digital dengan kecepatan yang memiliki range dari 50:1 sampai 200:1.range dari 50:1 sampai 200:1.

Teknologi streaming diimplementasikan untuk Teknologi streaming diimplementasikan untuk menyediakan kualitas video yang bagus menyediakan kualitas video yang bagus dengan bandwith rendah seperti Web. dengan bandwith rendah seperti Web.

Persaingan komersialisasi teknologi streaming Persaingan komersialisasi teknologi streaming di web terjadi antara Microsoft, RealNetworks, di web terjadi antara Microsoft, RealNetworks, cVideo, dan Motorola.cVideo, dan Motorola.

Page 42: AUDIO & VIDEO

END OF MODUL - 2END OF MODUL - 2