1 / 59

Materi 4 DISAIN MULTIMEDIA DASAR REPRESENTASI DATA MULTIMEDIA: VIDEO DAN KOMPRESI

Materi 4 DISAIN MULTIMEDIA DASAR REPRESENTASI DATA MULTIMEDIA: VIDEO DAN KOMPRESI. Media Representation. Text Image Audio Video Animation. Sistem Informasi UNRIYO. Image representation. Digital image is a 2-d array of pixels Pixel is represented by bits in “color” space

elata
Download Presentation

Materi 4 DISAIN MULTIMEDIA DASAR REPRESENTASI DATA MULTIMEDIA: VIDEO DAN KOMPRESI

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Materi 4DISAINMULTIMEDIA DASARREPRESENTASI DATAMULTIMEDIA: VIDEO DAN KOMPRESI Sistem Informasi UNRIYO

  2. Media Representation • Text • Image • Audio • Video • Animation Sistem Informasi UNRIYO

  3. Image representation • Digital image is a 2-d array of pixels • Pixel is represented by bits in “color” space • RGB (Red-Green-Blue) in CRT • additive color • CMY(Cyan-Magenta-Yellow) in printing • subtractive color • YUV for black-white/color TV • luminance/chrominance Sistem Informasi UNRIYO

  4. How we get digital video frames? • synthesis (usually by computer program) • sampling (an analog video signal)

  5. Type of Color Video Signal Component video --each primary is sent as a separate video signal. • RGB atau luminance-chrominance (mis: YIQ, YUV). • Reproduksi warna terbaik • Membutuhkan bandwidth dan sinkronisasi dari 3 komponen Composite video -- color (chrominance) and luminance signals are mixed into a single carrier wave. S-Video (Separated video, e.g., in S-VHS) -- a compromise between component analog video and the composite video. It uses two lines, one for luminance and another for composite chrominance signal.

  6. Tabel Warna • Tabel Warna adalah kode yang memetakan indeks dengan warna tertentu • Setiap sample gambar (pixel) berisi sebuah indek (terdiri dari bi-bit) dari Tabel Warna • Semakin banyak bit per indeks, semakin kaya warna yang dimungkinkan, namun semakin boros bit digunakan per gambar

  7. Additive Color RGB Magenta White Blue Red Cyan Yellow Green

  8. Hue-Saturation-Brightnes A. Saturation B. Hue C. Brightness D. All hues

  9. Video representation • Video is a sequence of images • displayed at a certain rate

  10. Sinyal Video Digital

  11. OBJEK: VIDEO • Line Video Feed • Videodisc: CAV, CLV • Videotape: VHS, 88mm, Betacam • Digital Video • DVD • Hypervideo • Standar Video Analog: NTSC, PAL, SECAM dan HDTV • Standar Video Digital: SIF, CIF, QCIF, QSIF • Format File Video: AVI, MOV, MPEG, DAT, RM, SW, DLL

  12. Format Video Analog (Televisi) • NTSC (National Television Standards Committee): • 525 baris, 60 Hz refresh rate. • 720 pixel per baris • Digunakan di Amerika, Korea, Jepang, dan Canada. • Frame rate 30 fps • Menggunakan format YIQ • PAL (Phase Alternate Line): • 625 baris, 50 Hz refresh rate • 720 pixel per baris • Digunakan di sebagian besar Eropa Barat. • Frame rate: 25 fps • Menggunakan format YUV.

  13. SECAM (Sequintial Colour and Memory System) Séquentiel couleur avec mémoire • Digunakan di Perancis, Rusia, dan Eropa timur • Berdasarkan frequency modulation dengan 25 Hz refresh rate dan 625 baris. • HDTV (High Definition TV) • Standar televisi baru dengan gambar layar lebar, lebih jernih dan suara kualitas CD Auido. • Aspek ratio 16:9 dibandingkan dengan sistem lain 4:3. • Resolusi terdiri dari 1125 (1080 baris aktif) baris

  14. Interlace Scan • Adalah metode untuk menampilkan image/gambar dalam rasterscanned display device seperti CRT televisi analog, yang ditampilkan bergantian antara garis ganjil dan genap secara cepat untuk setiap frame. • Refresh rate yang disarankan untuk metode interlaced adalah antara 50-80Hz. • Interlace digunakan di sistem televisi analog: NTSC, PAL, SECAM

  15. Progressive Scan • Adalah metode untuk menampilkan, menyimpan, dan memancarkan gambar dimana setiap baris untuk setiap frame digambar secara berurutan. Biasa digunakan pada CRT monitor komputer.

  16. Mode Interlacing dan Consecutive • Mode Progressive/Consecutive (non interlacing) • Mode Interlacing

  17. Video Digital • Video digital disimpan dalam media penyimpanan random (mis: magnetic/ optical disk). • Sedangkan video analog  penyimpanan sekuensial, (mis: magnetic disc/kaset video. • waktu akses yang cepat dalam mengakses bagian manapun dari video. • Mudah dalam proses edit

  18. Video Digital • Kualitas: sinyal analog dari video analog akan mengalami penurunan kualitas secara perlahan karena pengaruh kondisi atmosfer. Sedangkan video digital kualitasnya dapat diturunkan menggunakan teknik kompresi. • Transmisi dan distribusi mudah karena dengan proses kompresi, maka video digital dapat disimpan dalam CD, ditampilkan pada web, dan ditransmisikan melalui jaringan. • Video Digital biasanya menggunakan Component Color

  19. Representasi Visual • Tujuan utamanya adalah agar orang yang melihat merasa berada di scene (lokasi) atau ikut berpartisipasi dalam kejadian yang ditampilkan. • Suatu gambar harus dapat menyampaikan informasi spatial dan temporal dari suatu scene. • Spatial dimensi 2D (lebarxtinggi) • Temporal  dimensi waktu Teknik Elektro Unibraw

  20. Representasi Visual • Vertical Detail dan Viewing Distance. • Aspek rasio adalah perbandingan lebar dan tinggi, yaitu 4:3. Tinggi gambar digunakan untuk menentukan jarak pandang dengan menghitung rasio viewing distance (D) dengan tinggi gambar (H) -> D/H. • Setiap detail image pada video ditampilkan dalam pixel-pixel.

  21. Horizontal Detail dan Picture Width.Lebar gambar pada TV konvensional = 4/3 x tinggi gambar. • Total Detail ContentResolusi vertikal = jumlah elemen pada tinggi gambar Resolusi horizontal = jumlah elemen pada lebar gambar x aspek rasio. Total pixel = pixel horizontal x pixel vertikal.

  22. Karakteristik Spasial

  23. Perception of Depth. Dalam pandangan / penglihatan natural, kedalaman gambar tergantung pada sudut pemisah antara gambar yang diterima oleh kedua mata. Pada layar flat, persepsi kedalaman suatu benda berdasarkan subject benda yang tampak. • Warna Gambar berwarna dihasilkan dengan mencampur 3 warna primer RGB (merah, hijau, biru).

  24. Properti warna pada sistem broadcast: • LUMINANCE • Brightness = jumlah energi yang menstimulasi mata grayscale (hitam/putih). • CHROMINANCE adalah informasi warna. • Hue (warna) = warna yang ditangkap mata (frekuensi) • Saturation = color strength (vividness) / intensitas warna. • Cb = komponen U dan Cr = komponen V pada sistem YUV

  25. Continuity of Motion. Mata manusia melihat gambar sebagai suatu gerakan kontinyu jika gambar-gambar tersebut kecepatannya lebih besar dari 15 frame/det. Untuk video motion biasanya 30 frame/detik, sedangkan movies biasanya 24 frame/detik. • Flicker. Untuk menghindari terjadinya flicker diperlukan kecepatan minimal melakukan refresh 50 cycles/s.

  26. Transmisi • Sistem broadcast menggunakan channel yang sama untuk mentransmisikan gambar berwarna maupun hitam putih. • Untuk gambar berwarna sinyal video dibagi menjadi 2 sinyal, 1 untuk luminance dan 2 untuk chrominance. Sehingga sinyal Y, Cb, Cr harus ditransmisikan bersama-sama (composite video signal)

  27. RGB -> YUV • Dalam sistem PAL, digunakan parameter U (Cb) dan V (Cr) • Konversi • Y = 0.299 R + 0.587 G + 0.114 B (luminance) • U = 0.492 (B – Y) (chrominance) atau • U = – 0.148 R – 0.289 G + 0.437 B • V = 0.877 (R – Y) (chrominance) atau • V = 0.615 R – 0.515 G – 0.100 B • Inversi • : R = Y + 1.14 V • : G = Y – 0.394 U – 0.581 V • : B = Y + 2.032 U

  28. RGB -> YIQ • Dalam sistem NTSC, digunakan parameter I, singkatan dari in-phase (Cb) dan Q, singkatan dari quadrature (Cr) • Konversi • Y = 0.299 R + 0.587 G + 0.114 B • I = 0.74 (R – Y) – 0.27 (B – Y) • Q = 0.48 (R – Y) + 0.41 (B – Y) • atau • I = 0.596 R – 0.274 G – 0.322 B • Q = 0.211 R – 0.523 G + 0.311 B • Inversi • R = Y + 0.956 I + 0.621 Q • G = Y – 0.272 I – 0.649 Q • B = Y – 1.106 I + 1.703 Q

  29. RGB-SECAM Color Converter • Konversi • : Y = 0.299 R + 0.587 G + 0.114 B • : Db = – 0.450 R – 0.833 G + 1.333 B • : Dr = – 1.333 R + 1.116 G – 0.217 B • Inversi • : R = Y – 0.526 Dr • : G = Y – 0.129 Db + 0.268 Dr • : B = Y + 0.665 Db

  30. DIGITAL VIDEO FORMAT • CCIR-601/625 (Eropa) - jumlah garis 625 (aktif 576) - jumlah frame per detik 25 - jumlah pixel per garis 720 • CCIR-601/525 (USA) - jumlah garis 525 (aktif 480) - jumlah frame per detik 30 - jumlah pixel per garis 720  total pixel per detik = 10.368.000  bit rate = 165,888,000 bit/s  bandwidth total = 216 Mbit/s

  31. DIGITAL VIDEO FORMAT • CCIR-601  untuk kualitas broadcats

  32. DIGITAL VIDEO FORMAT SIF (Source Input Format) • Eropa: 360 pixel/garis, 288 garis per gambar, 25 gambar perdetik • USA : 360 pixel/garis, 240 garis per gambar, 30 gambar per detik • Scanning : progressive • Pola sampling 4:2:0 CCIR-601 SIF

  33. DIGITAL VIDEO FORMAT CIF (Common Intermediate Format) • Eropa/USA: 360 pixel/garis, 288 garis per frame, 30 frameperdetik • Scanning : progressive • Pola sampling 4:2:0 QSIF, QCIF • untuk aplikasi video over mobile networks, video telephony  kurangi rate  Eropa : 15, 10 dan 7,5 frame/s  USA 12,5 dan 8,3 frame/s • Resolusi spatial dikurangi setengahnya untuk tiap arah  Quarter-SIF (QSIF) dan Quarter-CIF (QCIF) Sub-QCIF • 128 pixel x 96 pixel, 5 frame/sec, 4:2:0  ukuran image standar paling kecil

  34. Digital Video Compression • CCIR-601 untuk broadcast tv. • MPEG-4 untuk video online • MPEG-2 untuk DVD dan SVCD • MPEG-1 untuk VCD

  35. • Software for editing digital video • Apple QuickTime • Adobe Premiere • Strata Videoshop • Video Action Pro • TrueSpace 3D • Ulead Video Editor

  36. Software Video Digital Player • QuickTime, • Windows Media Player, • ZoomPlayer, • DivXPro, • RealOne Player, • Xing Mpeg Player, • PowerDVD Teknik Elektro Unibra

  37. Format File Video • asfAdvanced Systems Format • asxMicrosoft ASF Redirector File • aviAudio Video Interleave File • movApple QuickTime Movie  • movieQuickTime Movie No • mp4MPEG-4 Video File  • mpeMPEG Movie File  • mpegMoving Picture Experts Group Video File • mpgMoving Picture Experts Group File • qtApple QuickTime Movie • rmReal Media 

  38. 3g23GPP Multimedia File  3gp3GPP Multimedia File  3gp23GPP Multimedia File  3gpp3GPP Multimedia File  3mm3D Movie Maker Movie  avsApplication Visualization System Format  byuBrigham Young University Movie  dirMacromedia Director Movie  dvDigital Video File  dvr-msMicrosoft Digital Video Recording  dxrProtected Macromedia Director Movie  FlaMacromedia Flash Animation  FlcFLIC Animation  FliFLIC Animation  FlvFlash Video  FlxFLIC Animation  GlGRASP Animation  GraspGRASP Animation  IfoDVD-Video Disc Information  IvfIntel Video Format  ivsInternet Streaming Video 

  39. .lsfStreaming Media Format  .lsxStreaming Media Shortcut  .m1vMPEG-1 Video File  .m4eMPEG-4 Video File  .m4uMPEG-4 Playlist  .mkvMatroska Audio/Video File  .moovApple QuickTime Movie  .mpv2MPEG-2 Video Stream  .mvcMovie Collector Catalog  .nvcNeroVision Express Project .omfOpen Media Framework  .prxWindows Media Profile  .mpegMoving Picture Experts Group Video File  .qtchQuickTime Cache File  .rmvbRealVideo Variable Bit Rate .rpRealPix Clip  .rtsRealPlayer Streaming Media 

  40. Membuat paper tentang format file digital (audio/image/video), judul berbeda untuk setiap mhs Sistematika: Sekilas Sejarah, Perkembangan & Pencipta Kajian Teknis: Diagram Blok, Prinsip Kerja, Teknik Kompresi, dll Aplikasi: Penerapan atau penggunaan format file tersebut Tools utk editing dan Player Daftar Pustaka/Referensi, Sertakan Contoh File Format: 10-20 halaman A4, format sesuai aturan Deadline: 1 bulan Tugas

  41. KOMPRESI DATA

  42. Introduction to JPEG • Joint Photographic Experts Group (JPEG) • ISO standard (1992) • widely used (.jpeg, .jpe, .jpg; C/R: 10~20) • The family of JPEGs • lossless JPEG: prediction-based compression • lossy JPEG: DCT-based compression • M-JPEG: motion JPEG • JPEG2000: discrete wavelet transform; new!

  43. JPEG compression guidelines • Brightness vs color sensitivity • RGB => YUV/YIQ • chroma subsampling (4:2:0) • Spatial correlation among nearby pixels • slice an image into 8x8 blocks (bad for text) • Remove redundancy in frequency domain • discrete cosine transform (DCT) • coarse quantization for high freq coefficients Teknik Elektro Unibraw

  44. Kompresi JPEG • Konversi RGB -> YUV dan subsample U,V • Membagi YUV menjadi blok 8x8 pixel • Mengkompresi setiap blok dalam 4 proses: • DCT=Discrete Cosine Transform: memisahkan frekuensi. Low frequency values to top left corner • quantise (divide all values): small values ==> 0 • zig-zag scan of blocks: get most significant values first • run-length encoding: remove zeros from list • Huffman coding: values => short symbols Teknik Elektro Unibraw

  45. Blok Diagram JPEG Fig. 2(a) JPEG Encoder Block Diagram Fig. 2(b) JPEG Decoder Block Diagram Teknik Elektro Unibraw

  46. Block Transforms Teknik Elektro Unibraw

  47. DCT Block Based Coding • Dlm praktek, DCT diaplikasikan ke blok-blok pixel dari citra • Ukuran blok tipikal 8 x 8 atau 16 x 16 • Koefisien-koefisien dari blok kemudian dikuantisasi dan dikodekan secara terpisah • Memungkinkan kuantisasi secara variabel utk mengeksploitir variasi dari frequency content dari citra • Citra terdiri dari daerah-daerah (region) dg karakteristik frekuensi berbeda • Krnnya, utk mendpkan energy compaction yg baik – aplikasikan DCT ke region-region terpisah • Kita tdk tahu region-region secara pasti, krnnya gunakan blok-blok sederhana Teknik Elektro Unibraw

  48. DCT Block Codec Teknik Elektro Unibraw

More Related