VIDEO AUDIO COMPRESSION

COMPRRSSION

Memadatkan atau mengecilkan ukuran. Sedangkan Kompresi Data merupakan proses memadatkan data,sehingga hanya memerlukan ruangan penyimpanan lebih kecil sehingga lebih efisien dalam menyimpannya atau mempersingkat waktu pertukaran data tersebut.

Ada 2 jenis kompresi data yaitu:

1. Lossy Compression
Teknik kompresi dimana data hasil dekompresi tidak sama dengan data sebelum kompresi namun sudah “cukup” untuk digunakan. Contoh: Mp3, streaming media, JPEG, MPEG, dan WMA.

2. Loseless Compression
Teknik kompresi dimana data hasil kompresi dapat didekompres lagi dan hasilnya tepat sama seperti data sebelum proses kompresi. Contoh aplikasi: ZIP, RAR, GZIP, 7-Zip.

Ada empat pendekatan yang digunakan pada kompresi data, yaitu:

• Pendekatan statistik
  Kompresi didasarkan pada frekuensi kemunculan derajat keabuan pixel didalam seluruh bagian.
  Contoh metode : Huffman Coding.
• Pendekatan ruang
  Kompresi didasarkan pada hubungan spasial antara pixel-pixel di dalam suatu kelompok yang memiliki derajat keabuan yang sama dalam suatu daerah gambar atau data.
  Contoh metode : Run-Length Encoding.
• Pendekatan kuantisasi
  Kompresi dilakukan dengan mengurangi jumlah derajat keabuan yang tersedia.
  Contoh metode : kompresi kuantisasi (CS&Q).
• Pendekatan fraktal
  Kompresi dilakukan pada kenyataan bahwa kemiripan bagian-bagian didalam data atau citra atau gambar dapat dieksploitasi dengan suatu matriks transformasi.
  Contoh metode : Fractal Image Compression.

Selanjutnya, mari kita bahas Kompresi Audio, Kompresi Video dan Kompresi JPEG

KOMPRESI AUDIO

Kompresi audio merupakan salah satu solusi yang cukup populer untuk digunakan terkait dengan masalah storage dan akses real time. Teknik kompresi digunakan se-optimal mungkin dengan memperhatikan beberapa aspek sehingga menghasilkan teknik kompresi yang lossless dan lossy. Untuk kebutuhan sehari – hari teknik lossy banyak digunakan, mengingat rasio kompresi yang besar sehingga sangat berpengaruh pada aspek storage dan keterbatasan kemampuan telinga manusia.

Pada teknik kompresi lossless terdapat teknik Free Lossless Audio Codec (FLAC) yang memanfaatkan tingginya korelasi antara sampel pada audio. Sedangkan pada teknik kompresi lossy terdapat LPC, CELP, MPEG. merupakan teknologi kuno yang digunakan untuk suara manusia. Pada makalah ini akan membahas prinsip-prinsip dasar dalam kompresi audio khususnya pada teknik FLAC dan LPC yang secara garis besar mewakili teknik kompresi lossless dan lossy.

Kendala kompresi audio:
• Perkembangan sound recording yang cepat dan beranekaragam
• Nilai dari audio sample berubah dengan cepat

Losless audio codec tidak mempunyai masalah dalam kualitas suara, penggunaannya dapat difokuskan pada:
• Kecepatan kompresi dan dekompresi
• Derajat kompresi
• Dukungan hardware dan software

Lossy audio codec penggunaannya difokuskan pada:

• kualitas audio
• faktor kompresi
•  kecepatan kompresi dan dekompresi
• inherent latency of algorithm (penting bagi real-time streaming)
• dukungan hardware dan software

·         Metode Kompresi Audio:

– Metode Transformasi
Menggunakan algoritma seperti MDCT (Modified Discreate Cosine Transform) untuk mengkonversikan gelombang bunyi ke  dalam sinyal digital agar tetap dapat didengar oleh manusia (20 Hz s/d 20kHz) , yaitu menjadi frekuensi 2 s/d 4kHz dan 96 dB.

– Metode Waktu
Menggunakan LPC (Linier Predictive Coding) yaitu digunakan untuk speech (pidato), dimana LPC akan menyesuaikan sinyal data pada suara manusia, kemudian mengirimkannya ke pendengar. Jadi seperti layaknya komputer yang berbicara dengan bahasa manusia dengan kecepatan 2,4 kbps

KOMPRESI VIDEO

Kompresi video yaitu salah satu bentuk kompresi data yang bertujuan untuk mengecilkan ukuran file video. Video kompresi mengacu untuk mengurangi jumlah data yang digunakan untuk mewakili video digital  gambar, dan merupakan kombinasi dari ruang kompresi gambar dan temporal kompresi gerak.

Tujuan dari pemampatan/kompresi video yakni :

1. Minimisasi bit rate dalam penyajian digital sinyal video
2. Memelihara tingkat kualitas sinyal yang dikehendaki
3. Meminimalkan kompleksitas codec (coder dan decoder-penyandi dan pengurai)
4. Kandungan delay atau penundaan

Dalam melakukan kompresi video, pemilihan metode pemampatan yang akan digunakan melbatkan tukar tambah (trade off) pada empat dimensi yakni Efisiensi, Kualitas Sinyal, Kompleksitas, Tundaan Pengkodean. Kita tidak bias memaksakan untuk bagus disemua dimensi ini. Tetap ada yang harus dikorbankan . tergantung kebutuhan kompresi yang kita lakukan. 

Sinyal Video cocok untuk dimampatkan karena beberapa faktor, yaitu :

a. Korelasi Spasial: Korelasi antar piksel-piksel tetangga
b. Korelasi Spektral : Citra-citra berwarna
c. Korelasi temporal : Korelasi antara piksel pada frame yang berbeda Serta terdapat informasi yang 

 sangat tidak relevan (dari sudut pandang perseptual) dalam data video.

Dalam mengkompresi  data baik audio maupun video terdapat dua jenis kompresi yaitu:

1. Pengkodean Losless Merupakan proses yang dapat dibolak-balik pemulihan sempurna sebelum dan sesudah memiliki nilai yang sama persis. Dalam menggunakan pengkodean ini biasanya tidak memperdulikan medianya. Proses penguraian mengembalikan kembali ke asal secara penuh misalnya RLC, Huffman Codding, Arithmetic Coding.

2. Pengkodean Lossy Merupakan proses yang tidak dapat dibolak-balik, pemulihannya tidak sesempurna video hasil rekonstruksi secara numerik. Dalam menggunakan pengkodean ini mempedulikan semantik dari data yang bersangkutan.

Teknik  Video Coding

– H.261 dan H.263
– Dirancang untuk video conferencing, aplikasi video telepon menggunakan jaringan telepon ISDN
– Kecepatan bitrate antara p x 64 Kbps. Dimana p adalah frame rate (antara 1 sampai 30)
– Mempunyai 2 tipe frame yaitu: Intra-frame (I-frame) dan Interfame (P frame)
– MPEG audio-video
– standar audio video transmission
– MPEG bertujuan membuat kualitas VHS pada VCD dengan ukuran 352 x 240.

KOMPRESI JPEG

Kompresi pada jenis data Image biasanya dilakukan dengan metode kompresi lossy compression dimana terdapat beberapa informasi yang dihilangkan untuk mengurangi ukuran dari informasi yang ada.

Contoh penerapan kompresi data pada Image adalah JPEG dan Quantizing Compression.

Teknik kompresi Quantizing Compression bersifat lossy dan digunakan untuk mereduksi data dengan asumsi bahwa perubahan data tidak akan berpengaruh banyak pada informasi. Kompresi ini dilakukan dengan menggunakan matrik kuantisasi.

Sedangkan untuk tipe data JPEG, kompresi data dapat dilakukan dengan tiga buah model :

a. Sequential: kompresi dilakukan secara top-down, left-right menggunakan proses single-scan dan algoritma Huffman Encoding 8 bit secara sekuensial.

b. Progressive: kompresi dilakukan dengan multiple-scan secara progresif, sehingga kita dapat mengira-ira gambar yang akan kita download.

c. Hierarchical: super-progressive mode, dimana image akan dipecah-pecah menjadi sub image yang disebut frame. Frame pertama akan membentuk image dalam resolusi rendah hingga berangsur-angsur ke resolusi tinggi.

ALGORITMA PADA JPEG

Algoritma JPEG dibuat untuk menghasilkan kompresi gambar film secara efisien. Dalam penggunaan kompresi gambar film, JPEG juga sudah disesuaikan untuk penggunaan dengan gerakan video yang berurutan. Penyesuaian ini menggunakan algoritma JPEG untuk mengkompres setiap frame sendiri-sendiri pada urutan gerakan video.

Setiap bagian warna dari gambar film diperlakukan sebagai gambar yang terpisah oleh JPEG. Meskipun JPEG memungkinkan beberapa pembagian warna, gambar biasanya dibedakan dalam warna merah, hijau , biru. Atau Luminance (Y), dengan perbedaan warna biru dan merah (U=B-Y, V=R-Y). Pembagian dalam bagian warna YUV memungkinkan algorima ini untuk memanfaatkan kelemahan sensitifitas mata manusia. JPEG membagi setiap komponen warna gambar dalam 8×8 blok pixel. DCT 8×8 diterapkan pada setiap blok. Untuk kuantisasi, JPEG menggunakan matrix. JPEG memungkinkan perbedaan matrix kuantisasi ditentukan untuk setiap bagian warna. Penggunaan matrix kuantisasi memungkinkan setiap frekuensi untuk dikuantisasi pada setiap tahapan yang berbeda. Secara umum, frekuensi yang lebih rendah pada komponen dikuantisasi menjadi tahapan yang kecil dan frekuensi tingginya menjadi tahapan yang besar. Hal ini menguntungkan karena mata manusia tidak terlalu sensitif pada frekuensi yang tinggi, tapi lebih sensitif pada frekuensi yang lebih rendah. Modifikasi pada matrix kuantisasi adalah cara yang utama untuk mengontrol kualitas dan rasio kompresi pada JPEG. Meskipun ukuran tahapan kuantisasi untuk setiap frekuensi dapat dimodifikasi, sebagian besar teknik adalah untuk memperhitungkan elemen matrix bersama-sama. Tahapan terakhir dari kompresi adalah zig-zag scanning dan pengkodean entropi. Meskipun JPEG memungkinkan 2 jenis entropy coder, penerapan JPEG lebih mirip menggunakan pilihan pengkodean Huffman. Standar JPEG memungkinkan untuk menggunakan table kode Huffman yang didefinisikan sendiri. Untuk melakukan dekompres pada gambar JPEG, setiap proses ditunjukkan dalam urutan yang terbalik.

sumber:
https://dokumen.tips/documents/makalah-kompresi-jpeg.html
http://virafitrizafadli.blog.widyatama.ac.id/2016/12/28/teknologi-kompresi-audio-dan-video-2/
http://rikipermana.blog.widyatama.ac.id/2017/01/07/teknik-kompresi-audio-dan-video/
https://id.scribd.com/document/349803862/Artikel-JPG-Dan-JPEG