ARTIKEL
Comperession JPEG (Joint
Photographic Group Experts)
Adalah standar kompresi file yang dikembangkan oleh Group Joint Photographic Experts; menggunakan kombinasi DCT dan pengkodean Huffman untuk mengkompresikan suatu file citra. JPEG adalah suatu algoritma kompresi yang bersifat lossy, (yang berarti kualitas citranya agak kurang bagus). JPEG adalah teknik kompresi grafis high color bit-mapped. Merupakan teknik dan standar universal untuk kompresi dan dekompresi citra tidak bergerak untuk digunakan pada kamera digital dan sistem pencitraan menggunakan komputer yang dikembangkan oleh Joint Photographic Experts Group.
Umumnya
digunakan untuk kompresi citra berwarna maupun gray scale. Format ini bener2
didesain memanjakan forographer. Format ini bisa mensupport sampai 16.7 juta
warna. Jumlah tersebut cukup untuk keperluan apapun bahkan pencitraan warna yg
tidak bisa dicerna mata manusia. Selain jumlah kombinasi warna, algoritma
kompresi jpeg bekerja dengan meresonansi informasi2 image keluar. Dan
tergantung setting yg diberikan, informasi tsb bisa dan bisa tidak dapat
dicerna mata. Perlu diingat, apabila kamu mensave image sementara kualitas
imagenya telah berubah maka beserta munculnya output image baru, kamu juga akan
kehilangan informasi yg dikandung image original sebelumnya. So,
berhati-hatilah. Sebelum melakukan apapun, simpan image originalnya terlebih
dahulu.
PENGERTIAN
JPEG
JPEG
(Joint Photographic Expert Group) adalah standar kompresi file yang
dikembangkan oleh Group Joint Photographic Experts; menggunakan kombinasi DCT
dan pengkodean Huffman untuk mengkompresikan suatu file citra. JPEG adalah
suatu algoritma kompresi yang bersifat lossy, (yang berarti kualitas citranya
agak kurang bagus).
JPEG adalah teknik kompresi grafis high color bit-mapped.
Merupakan teknik dan standar universal untuk kompresi dan dekompresi citra tidak bergerak untuk digunakan pada kamera digital dan system pencitraan menggunakan komputer yang dikembangkan oleh Joint Photographic Experts Group. Umumnya digunakan untuk kompresi citra berwarna maupun gray scale.
Format file ini mampu mengkompres objek dengan tingkat kualitas sesuai dengan pilihan yang disediakan. Format file sering dimanfaatkan untuk menyimpan gambar yang akan digunakan untuk keperluan halaman web, multimedia, dan publikasi elektronik lainnya. Format file ini mampu menyimpan gambar dengan mode warna RGB, CMYK, dan Grayscale. Format file ini juga mampu menyimpan alpha channel, namun karena orientasinya ke publikasi elektronik maka format ini berukuran relatif lebih kecil dibandingkan dengan format file lainnya.
JPEG adalah teknik kompresi grafis high color bit-mapped.
Merupakan teknik dan standar universal untuk kompresi dan dekompresi citra tidak bergerak untuk digunakan pada kamera digital dan system pencitraan menggunakan komputer yang dikembangkan oleh Joint Photographic Experts Group. Umumnya digunakan untuk kompresi citra berwarna maupun gray scale.
Format file ini mampu mengkompres objek dengan tingkat kualitas sesuai dengan pilihan yang disediakan. Format file sering dimanfaatkan untuk menyimpan gambar yang akan digunakan untuk keperluan halaman web, multimedia, dan publikasi elektronik lainnya. Format file ini mampu menyimpan gambar dengan mode warna RGB, CMYK, dan Grayscale. Format file ini juga mampu menyimpan alpha channel, namun karena orientasinya ke publikasi elektronik maka format ini berukuran relatif lebih kecil dibandingkan dengan format file lainnya.
COMPRESSION
AUDIO
Kompresi audio bertujuan untuk mengecilkan atau
mengurangi ukuran file audio. Kompresi audio dilakukan pada saat pembuatan file
audio dan saat distribusi file audio tersebut. Metode kompresi audio berupa :
Lossy : File berupa Vorbis, MP3.
Lossless : FLAC. Pengguna : audio engineer,
audiophiles.
Kendala yang terjadi pada saat kompresi audio yaitu
terletak pada perkembangan sound recording yang
cepat dan beraneka ragam. Selain itu juga berupa nilai dari audio sample
berubah dengan cepat.
Fokus Penggunaan
Lossless 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 Internet latency of algorithm (penting bagi real-time
streaming) Dukungan hardware dan software
Metode Kompresi Audio
Metode kompresi lossless yang masih tradisional
seperti Huffman dan LZW. Penggunaanya tidak bekerja dengan baik pada kompresi
audio, sama seperti sebagian kompresi untuk gambar. Sehingga dibentuklah sebuah metode kompresi untuk
mengatasi keterbatasan pada metode kompresi lossless, yaitu
disebut dengan metode kompresi lossy.
Ciri-ciri kompresi lossy pada audio
1. Adaptive Differetial Pulse Code Modulation,
contohnya CCITT G.721,16 tau 32 Kbit/sec
Melakukan encode dua atau lebih sinyal yang berbeda,
perbedaan kuantisasi pada encode tersebut adalah kehilangan sinyal data suara.
Mengadaptasi terhadap kuantisasi terhadap beberapa bit
dapat digunakan asalkan isi data sinyal suara sedikit.
2. Linier Predective Coding (LPC)
difungsikan untuk menyesuaikan sinyal data yang ada dengan sinyal suara
manusia, kemudian mengirimkan parameter model suara tersebut ketempat tujuan,
seperti sebuah computer yang dapat berbicara dengan bahasa manusia dengan
kecepatan 2,4 kbps.
3.Code Excited Linear Predicator (CELP)
bekerja mirip seperti LPC, tetapi ada tambahan CELP dapat memancarkan data
suara yang salah, sedangkan PLC tidak, contohnya mutu percakapan audio pada
kecepatan 4,8 kbps
Metode kompresi audio yang lain juga bisa berupa :
1. 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.
2. 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.
Sistem suara manusia memiliki keterbatasan, dimana
resolusi frekuensinya terbatas. Keragaman leber frekuensi dapat dibedakan
menjadi critical bands. Jika frekuensi yang ada kuramng dari
100 Hz maka diangap frekuensi audio yang rendah, dan apabila lebih dari 4 kHz
disebut frekuensi audio yang tinggi. Kesemuanya frekuensi audio dapat dibagi
menjadi 25 critical bands.
Satuan frekuensi suara dapat diubah menjadi nilai
satuan yang baru yaitu bark,di mana;
Bark = jangkauan satu critical band Untuk frekuensi < 500 Hz, dapat diubah
menjasi Bark
Untuk frekuensi > 500 Hz, adalah BarkTeknik Kompresi Audio dengan Format MPEG
Beberapa fakta mengenai format MPEG :
MPEG-1: 1,5 Mbits/sec untuk audio dan video, dimana
1,2 Mbits/sec digunkan untuk video dan 0,3 Mbits/sec digunkan untuk audio,
nilai ini lebih kecil dibandingkan dengan CD audio yang belum dikompresi
sebesar 44,100 samples/sec * 16 bits/sample * 2 channel lebih dari
1,4 Mbits/sec.
Jangkauan Faktor kompresi dari MPEG-1 adalah dari 2,7
s/d 24. Sehingga dengan kompresi rasio sebesar 6:1 untuk 16 bit stereo dan
frekuensi 48 Khz didapatkan kapasitas rate data sebesar 256 kbit/sec, ini
merupakan suara yang sangat baik didengar oleh telinga manusia.
MPEG audio mendukung frekuensi sebesar 32
kHz, 44,1 kHz dan 48 kHz.
Mampu bekerja pada satu atau dua buah
kanal, dari empat jenis suara, antara lain:
Monophonic (single audio channel)
Dual Monophonic, dua buah cahanel yang berbeda dan
tidak ada kaitan satu sama lain
Stereo, untuk kanal stereo adalah dua buah kanal
adalah pengabungan beberapa bit, tapi tidak menggunakan koding jont stereo joint stereo, mengambil nilai yang paling baik dari
jenis suara stereo, bisanya lebih dari dua buah kanal (channel)
Algoritma MPEG Audio
Menggunakan filter untuk membagi sinyal audio:
misalnya pada 48 kHz, suara dibagi menjadi 32 subband frekuensi.
Memberikan pembatas pada masing-masing frekuensi yang
telah dibagi-bagi, jika tidak akan terjadi intermodulasi (tabrakan frekuensi).
Jika sinyal suara terlalu rendah, maka tidak dilakukan
encode pada sinyal suara tersebut.
Diberikan bit parity yang digunakan untuk mengecek
apakah data tersebut rusak atau tidak (yang mungkin disebabkan oleh
gangguan/noise), apabila rusak, maka bit tersebut akan digantikan bit yang
jenisnya sama dengan bit terdekatnya.
Fungsi masing-masing lapisan adalah sebagai berikut :
Lapisan 1 : fungsi dari lapisan ini adalah melakukan
penyaringan pada tiap frame dengan model DCT dan melakukan pengelompokan
terhadap sinyal yang memepunyai bandwidth yang sama.
Lapisan 2 : menggunakan 3 frame dalam filter sehingga
total pada 3 fame tersebut ada 1152 sample.
Lapisan 3: membuat critical band yang paling baik
untuk frekuensi yang tidak sama dengan menggunakan model
psychoacoustic yang didalamnya terdapat efek masking , dimana efek masking diambil untuk menghitung nilai strereo
redudancy, dan juga menggunakan Huffman coder.
Kompresi Audio MP3
Asal-usul MP3 dimulai dari penelitian IIS-FHG
(Institut Integriette Schaltungen-Fraunhofer Gesellschaft), sebuah lembaga
penelitian terapan di Munich, Jerman dalam penelitian coding audio perceptual.
Penelitian tersebut menghasilkan suatu algoritma yang menjadi standard sebagai
ISO-MPEG Audio Layer-3 (MP3).
Teknik Kompresi MP3
Beberapa karakteristik dari MP3 memanfaatkan kelemahan
pendengaran manusia.
1. Model
psikoakustik
Model psikoakustik adalah model yang menggambarkan
karakteristik pendengaran manusia.
Salah satu karakteristik pendengaran manusia adalah
memiliki batas frekuensi 20 Hz s/d 20 kHz, dimana suara yang memiliki frekuensi
yang berada di bawah ambang batas ini tidak dapat didengar oleh manusia,
sehingga suara seperti itu tidak perlu dikodekan.
2. Auditory
masking
Manusia tidak mampu mendengarkan suara pada frekuensi
tertentu dengan amplitudo tertentu jika pada frekuensi di dekatnya terdapat
suara dengan amplitudo yang jauh lebih tinggi.
3. Critical
band
Critical band merupakan daerah frekuensi tertentu
dimana pendengaran manusia lebih peka pada frekuensi-frekuensi
rendah, sehingga alokasi bit dan alokasi sub-band pada filter critical band
lebih banyak dibandingkan frekuensi lebih tinggi.
4. Joint
Stereo
Terkadang dual channel stereo mengirimkan informasi
yang sama. Dengan menggunakan joint stereo, informasi yang sama ini cukup
ditempatkan dalam salah satu channel saja dan ditambah dengan informasi
tertentu. Dengan teknik ini bitrate dapat diperkecil.
Beberapa persyaratan dari suatu encoder/decoder MP3:Ukuran
file terkompresi harus sekecil mungkin. Kualitas suara file yang telah
terkompresi haruslah sedekat mungkin dengan file asli yang belum dikompresi.Tingkat
kesulitan rendah, sehingga dapat direalisasikan dengan aplikasi yang mudah
dibuat dan perangkat keras yang ‘sederhana’ dengan konsumsi daya yang rendah
5. Filter Bank, adalah kumpulan
filter yang berfungsi memfilter masukan pada frekuensi tertentu, sesuai dengan
critical band yang telah didefinisikan. Filter yang dipakai adalah gabungan
dari filter bank polyphase dan Modified Discrete Cosine Transform (MDCT).
6. Perceptual Model,
dapat menggunakan filter bank terpisah atau
penggabungan antara perhitungan nilai energi dan filter bank utama. Keluaran
model ini adalah nilai masking treshold. Apabila noise berada dibawah masking
treshold, maka hasil kompresi tidak akan dapat dibedakan dari sinyal aslinya.
7. Quantization/Coding,
merupakan proses kuantisasi setelah sinyal disampling.
Proses ini dilakukan oleh power-law quantizer, yang memiliki sifat mengkodekan
amplitudo besar dengan ketepatan rendah, dan dimasukkannya proses noise
shaping. Setelah itu nilai yang telah dikuantisasi dikodekan menggunakan
Huffman Coding.
8. Encoding Bitstream,
merupakan tahap terakhir dimana bit-bit hasil
pengkodean sampling sinyal disusun menjadi sebuah bitstream.
Kompresi Video
Kompresi Video Digital
Untuk mendigitalkan dan menyimpan klip video
full-motion selama 10 menit ke dalam komputer, Anda harus mentransfer data
dalam jumlah banyak dalam waktu yang singkat. Untuk mereproduksi satu frame
dari komponen video digital 24 bit, diperlukan data komputer hamper 1 MB; video
tidak terkompresi dengan layer pernuh selama 30 detik akan memenuhi Harddisk
bermuatan gigabyte. Video dengan ukuran penuh akan dan full motion memerlukan
komputer yang dapat mengirimkan data kurang lebih 30 MB per detik. Kemacetan Teknologi
yang besar dapat diatasi menggunakan skema kompresi video digital atau codec
(coder/decoder). Codec adalah algoritma yang digunakan untuk mengompresi (kode)
sebuah video untuk dikirimkan, kemudian didekode secara langsung untuk
pemutaran yang cepat. Codec yang berbeda dioptimasi untuk metode pengiriman
yang berbeda (misalnya, dari hard drive, dari CD-ROM, atau melalui Web)
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.
Seperti halnya pada image dan Audio, pada Video secara
umum juga terdapat dua macam pemampatan yaitu :
a. Pengkodean Losless
Merupakan proses yang dapat dibolak-balik pemulihan
sempurna sebelum dan sesudah memiliki nilai yang sama persis. Dalam menggunakan
pengkodean ini biasanya tidek mempedulikan medianya. Pengkodean Losless
memiliki rasio pemampatan yang rendah. Contohnya antara lain pengkodean entropi
atau entropy coding. Pada Entropy coding :
– data merupakan serangkaian digital sederhana
– proses penguraian mengembalikan kembali ke asal
secara penuh
– misalnya RLC, Huffman Codding, Arithmetic Coding
b. Pengkodean Lossy
Merupakan proses yang tidak dapat dibolak-balik
pemulihan tidak sempurna video hasil
rekonstruksi secara numeric tidak sama dengan aslinya.
Dalam menggunakan pengkodean ini
mempedulikan semantik dari data yang bersangkutan.
Kualitas bergantung pada metode danrasio pemampatan. Contohnya antara lain
pengkodean sumber atau source coding. Padasource coding:Derajat
pemampatan bergantung dari isi data misalnya
teknik prediksi isi-DPCM, delta modulation. Selain
pengkodean diatas ada Pengkodean Hibrid yang merupakan kombinasi dari
pengkodean entropi dan sumber. Pengkodean ini sering
digunakan dalam system multimedia.
Misalnya, JPEG, H.263, MPEG-1,MPEG-2 atau MPEG-4
Derajat pemampatan video diperoleh bergantung pada
kualitas masukkan data, derau
akuisisi(pewaktuan yang gagap(timing jitters), proses
A/D yang buruk , dll), Pencuplikan (berakibat
pada korelasi spasial dan temporal), jumlah biat tiap
piksel-nya. Seperti telah disinggung diatas bahwa dalam melakukan
kompresi tidak bias menddaptkan
keempat dimensinya baik. Pasti ada yang dikorbankan.
Pemilihan rancangan untuk pemampatan mempertimbangkan :
Lossless,Lossy, atau kedua-duanya
Rasio Pemampatan
Variasi rasio pemampatan
Ralat transmisi
Kompleksitas trade off dalam codec
Ke-alamia-an degradasi
Penyajian hirarki
Algoritma kompresi video langsung seperti MPEG, Indeo,
JPEG, Cinepak, dan Sorenson tersedia
untuk mengompresi informasi video digital dengan kecepatan yang memiliki range
dari 50:1 sampai 200:1. Selain untuk mengompresi data video, teknologi
streaming diimplementasikan untuk menyediakan kualitas video yang bagus
dengan bandwidth rendah di Web. Dengan memulai pemutaran video setelah
data yang cukup ditransfer ke komputer pengguna untuk mendukung pemutaran tersebut, pengguna tidak perlu menunggu
untuk men-download file yang terkadang terlalu
besar. Microsft, RealNetworks, cVideo, dan Motorola secara aktif memburu
komersialisasi teknolog streaming di Web. Kodek video umumnya berbasis pada
salah satu dari empat tipe algoritma DSP (digital signal processing); yakni DCT
(discrete cosine transform), Vector quantization, Fractal compression, dan
Discrete wavelet transform. Algoritma tersebut akan dibahas pada bab
tersendiri. Agar Pengguna Anda dapat melihat file digital video Anda, ia
harus memiliki player yang mampu memainkan format file dan perangkat lunak
untuk mendekode video berdasarkan codec yang Anda gunakan saat Anda mengompresi
file. Player biasanya disertai beberapa standar codec yang dilisensi yang
diinstal bersama player. Jika anda menggunakan codec yang tidak dipasang
bersama player,pengguna Anda harus menginstal.
http://virafitrizafadli.blog.widyatama.ac.id/2016/12/28/teknologi-kompresi-audio-dan-video-2/