BAB II LANDASAN TEORI

Transkripsi

1 5 BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Standard H.264 H.264 adalah pengkodean yang direkomendasikan oleh ITU-T untuk melakukan kompresi video. H.264 pertama kali diumumkan pada tahun 2003 oleh ITU-T (International telecommunication Union) dan ISO/IEC (International Organization for Standardization/International Electrotechnical Commission). Standar H.264 adalah standar yang digunakan untuk melakukan pengkodean yang hemat bit rate, ukuran file, dan efisien. Dengan pengkodean H.264 dapat menghasilkan ukuran data yang semakin kecil ketika disimpan atau dikirimkan melalui media transmisi. H.264 menyediakan fungsi yang sama dari standar sebelumnya seperti MPEG-2 dan MPEG-4 namun lebih efisien dalam melakukan kompresi video dan lebih flexible untuk melakukan kompresi, pengiriman data dan penyimpanan video data Codec H.264 H.264 memiliki elemen yang sama dengan standar pengkodean sebelumnya namun pada H.264 menggunakan deblocking filter,dan mengubah detail setiap blok fungsionalnya. Dalam Encoder H.264 ada 2 jalur yaitu jalur forward dan jalur reconstruction.

2 6 Gambar 2.1 Encoder H.264 [9] Gambar 2.2 Decoder H.264 [9] 1) Kompresi Intraframe Kompresi Intrafame dilakukan dengan memanfaatkan redundansi spatial yang terdapat dalam suatu frame. Redundansi ini disebabkan karena adanya kesamaan antara sebuah pixel dengan pixel disekitarnya Kompresi intraframe terdiri dari proses transformasi dan kuantisasi, dalam proses transformasi digunakan Discrete Cosinus Transform (DCT) untuk melakukan proses transformasi dari domain waktu ke domain

3 7 ruang. Kuantisasi digunakan untuk memotong hasil transformasi, proses selanjutnya adalah pengkodean dengan menggunakan Run Length Encoding (RLE) dan Variable Length Coding (VLC). Tahap paling awal pada kompresi intraframe adalah persiapan blok, yaitu suatu frame dibagi menjadi blok blok yang tidak saling menindih. Pembagian blok ini diperlukan agar proses kompresi menjadi efisien, karena proses akan dilakukan pada blok blok yang relatif kecil. 2) Discrete Cosine Transform ( DCT ) Prinsip dasar yang dilakukan dengan Discrete Cosine Transform ( DCT ) adalah mentransformasikan data dari domain ruang ke domain frekuensi. Masukan proses DCT berupa matrik data dua dimensi N x N, keluaran proses DCT juga merupakan matriks data dua dimensi N x N, dimana f (x,y) sama dengan data pada domain ruang dan F (u,v) sama dengan domain frekuensi. Tiap koefisien dari matriks keluaran ini merupakan nilai pada tiap frekuensi spatial dua dimensi. Pada gambar 2.1 ditunjukkan proses DCT F(x,y) DCT F(u,v) Gambar 2.3 Discrete Cosine Transform [2]

4 8 Koefisien (0,0) merupakan koefisien pada frekuensi terendah dalam matriks. Koefisien ini disebut sebagai koefisien DC, yang paling menentukan pada blok, karena merupakan nilai rata rata dari blok. Koefisien lainnya disebut sebagai koefisien AC, yang menerangkan jumlah daya spektral yang terdapat pada masing masing frekuensi spatial. Mata manusia lebih peka pada frekuensi rendah ( pada kiri atas matriks ), terutama frekuensi DC, daripada frekuensi tinggi ( pada kanan bawah matriks ). Hal ini dikarenakan distorsi yang terjadi pada frekuensi tinggi tidak merusak data secara signifikan. Sifat ini dmanfaatkan dengan memotong data pada frekuensi tinggi yang dilakukan dengan proses kuantisasi. Pada dekompresi, untuk mentransformasikan kembali data dari domain frekuensi ke domain ruang, digunakan inverse dari discrete cosine transform atau IDCT. 3) Kuantisasi Proses kuantisasi merupakan proses untuk mengurangi jumlah bit yang diperlukan untuk menyimpan suatu nilai dengan memperkecilnya. Proses ini diterapkan pada keluaran proses DCT. Kuantisasi dilakukan dengan membagi keluaran proses DCT dengan suatu nilai yang ditetapkan dalam matriks kuantisasi. Quantum adalah matriks kuantisasi. Matriks kuantisasi dapat dipilih uniform atau nonuniform. Pada matriks kuantisasi uniform, semua koefisien mempunyai besar yang sama, sedangkan, pada matriks

5 9 kuantisasi nonuniform, koefisien koefisien pada matriks meningkat tajam dari titik pusat. Hal ini akan mengakibatkan nilai frekuensi tinggi pada keluaran DCT akan dipotong dengan cepat, sehingga kompresi yang dilakukan lebih efektif. Hasil proses dekuantisasi cenderung mengalami distorsi dibandingkan nilai aslinya. Hal ini dikarenakan pada proses kuantisasi inilah terjadi error paling besar, yang disebabkan proses pembulatan 4) Run Length Encoding (RLE) RLE ( Run Length Encoding ) adalah proses serangkaian simbol yang berurutan dikodekan menjadi suatu kode yang terdiri dari simbol tersebut dan jumlah perulangannya. Hasil proses transformasi yang dikuantisasi cenderung nol untuk frekuensi tinggi. Untuk melakukan RLE secara efektif, keluaran proses kuantisasi tadi dibaca secara linier dari frekuensi terendah sampai frekuensi tertinggi. Cara yang digunakan adalah zig - zag scanning, yaitu membaca secara zig-zag dimulai dari koefisien DC (0,0), kemudian koefisien (0,1), koefisien (1,0) hingga koefisien (NxN). Urutannya dapat dilihat pada gambar 2.2.Pada keluaran proses DCT yang dikuantisasi, nilai nol cenderung berulang secara berurutan, sedangkan nilai lain jarang muncul berurutan. Oleh karena itu RLE akan dilakukan dilakukan pada data bernilai 0.

6 10 Gambar 2.4 Zig zag Scanning [2] Pada dekompresi, proses sebaliknya dilakukan, hasil RLE diuraikan kembali, dan dibaca sebagai blok, selanjutnya diumpankan untuk masukan proses dekuantisasi. 5) Entropy Coding Pada standar H.264 ada dua pilihan mode, yaitu mode nol untuk pengkodean dengan VLC dan mode satu untuk CABAC (Context-Base Adaptive Binary Arithmetic Coding). a. Variable Length Encoding (VLC) VLC digunakan untuk mengkodekan simbol dengan kode kode tertentu yang mempunyai panjang berlainan. Pengkodean ini menggunakan prinsip entropi, yaitu simbol yang sering muncul dikodekan dengan kode yang pendek dan simbol yang jarang muncul dikodekan dengan kode yang panjang. Dengan demikian, secara keseluruhan bit yang dibutuhkan menjadi lebih sedikit. Pada kompresi intraframe, hasil proses RLE dikodekan dengan VLC, maka jumlah bit yang disimpan atau ditransmisikan menjadi lebih kecil.

7 11 b. CABAC(Context-base Adaptive Binary Arithmetic Coding) Jika pada standar H.263 algoritma yang digunakan jika VLC tidak dipilih adalah Huffman, maka pada standar H.264 digunakan CABAC(Context-base Adaptive Binary Arithmetic Coding). Ini dilakukan saat entropy coding diset ke 1. Untuk membuat pengkodean dengan metode CABAC, langkah langkahnya sebagai berikut : Binarization: mengkodekan symbol-simbol kedalam biner 0 dan 1. Context Model Selection: menentukan probabilitas simbol yang telah dibinerkan. Arithmetic Encoding: Suatu coder arithmetic mengencode setiap simbol dari model probabilitas, hanya yang mengacu dengan 0 dan 1. Probability Update: model context yang dipilih diperbaharui berdasarkan actual 6) Kompresi Interframe Kompresi interframe dilakukan dengan memanfaatkan redundansi temporal yang terdapat antar frame. Redundansi temporal disebabkan adanya pixel pixel yang berkorelasi di antara frame - frame tersebut, terutama dikarenakan banyak bagian frame yang tidak berubah dibanding frame sebelum atau sesudahnya Proses yang digunakan dalam kompresi interframe adalah estimasi gerak (motion compensation) dengan teknik

8 12 pencocokan blok (matching block) untuk mendapatkan vektor gerak (motion vector). 7) Estimasi dan Kompensasi Gerak Estimasi gerak ( motion estimation ) merupakan teknik kompresi interframe yang memprediksi sebuah frame dari frame sebelumnya ( reference frame ), dengan mengestimasi gerakan blok blok antar frame tersebut. Frame dibagi menjadi blok blok yang tidak overlap. Tiap blok dibandingkan blok blok berukuran sama, pada frame sebelumnya dengan melakukan pencocokan blok ( block matching ) Dalam melakukan pencocokan tersebut, lokasi dari blok yang paling mirip atau match pada frame referensi (reference frame) berbeda dari lokasi blok target (target block). Perbedaan relatif posisi ini disebut vektor gerak (motion vector), seperti ditunjukkan pada gambar 2.5 Gambar 2.5 Vektor gerak [2] Jika posisi blok target dan blok yang match sama, maka vektor geraknya adalah nol. Vektor gerak inilah yang menunjukkan pergeseran blok blok antar frame. Ketika mengkodekan tiap blok dari frame yang diprediksi, vektor gerak yang menunjukkan posisi blok yang match pada

9 13 frame referensi, dikodekan pada posisi blok yang match pada frame referensi, dikodekan pada posisi target blok itu sendiri, maka terjadi kompresi, karena jumlah bit yang diperlukan untuk mengkodekan vektor gerak lebih sedikit daripada untuk mengkodekan suatu blok secara utuh. Pada dekompresi, decoder menggunakan vektor gerak untuk menemukan matching block pada frame referensi dan menyalin matching block tersebut ke posisi yang sesuai pada frame yang sedang diprediksi. Dengan demikian, suatu frame prediksi tersusun atas blok blok dari frame sebelumnya. Keefektifan teknik kompresi menggunakan kompensasi gerak berbasis blok ini bergantung pada beberapa kondisi berikut: a. Objek bergerak pada bidang datar. Efek dari zoom dan rotasi tidak dapat ditangani dengan metode ini b. Pencahayaan harus konstan dan seragam. Objek yang mengalami perubahan pencahayaan tidak dapat dikenali c. Objek yang dilewati objek lain tidak dapat ditangani dengan metode ini. Blok blok yang terletak pada pinggiran frame, diestimasi dan vector gerak boleh melebihi batas frame. Pixel pixel pinggir digunakan untuk melakukan kompensasi bila vektor gerak menunjuk ke pixel yang berada diluar batas frame. 8) Block Matching Pencocokan blok atau block matching adalah proses pembandingan blok dengan blok blok pada frame sebelumnya, untuk menemukan matching block. Matching block merupakan proses yang paling banyak

10 14 menyita waktu selama encoding. Matching block cukup dilakukan pada komponen kecerahan (luminance) dari frame. Hal ini dikarenakan mata manusia lebih peka terhadap kecerahan. Langkah pertama untuk proses ini adalah membagi frame menjadi blok blok berukuran tertentu. Ukuran blok yang besar mengakibatkan sedikit jumlah vektor gerak yang dihasilkan. Namun, akan sulit menemukan blok yang match dengannya dan error yang dihasilkan perbedaan blok relatif besar. Blok yang dibandingkan dengan blok blok pada frame referensi disebut sebagai blok target. Langkah selanjutnya adalah menentukan search area atau daerah pencarian pada frame referensi. Pencarian blok yang match dapat dilakukan pada seluruh daerah frame referensi. Namun karena perubahan antar frame cenderung kecil, daerah pencarian cukup dibatasi pada posisi sekitar blok target pada frame referensi, maka ditentukan suatu maximum displacement yang membatasi jumlah pixel maksimum pada arah vertikal dan horizontal dari posisi blok target pada frame saat ini. Langkah terakhir adalah menemukan pencocokan blok pada daerah pencarian. Proses ini dilakukan dengan membandingkan target blok dengan blok blok pada daerah pencarian yang disebut blok kandidat. Semakin besar displacement, semakin luas daerah pencarian, semakin besar pula peluang untuk mendapatkan pencocokan blok yang bagus. Namun jumlah blok kandidat meningkat secara kuadratik sebanding dengan peningkatan displacement, sehingga lebih banyak lagi pembandingan blok yang perlu dilakukan Pencocokan blok target dengan blok blok kandidat pada daerah pencarian dilakukan

11 15 dengan besar step tertentu, yang merupakan besar pergeseran dalam pencarian blok. Jumlah blok kandidat, selain ditentukan oleh ukuran daerah pencarian, ditentukan pula oleh besarnya step Gambar 2.6 Pencocokan Blok [2] Setelah diperoleh matching blok, maka perbedaan posisinya dengan target blok disebut vektor gerak (motion vector), Proses ini menghasilkan vektor gerak pada arah horizontal MVx dan vektor gerak pada arah vertical MVy Struktur H.264 H.264 memiliki 3 profil utama yaitu baseline profile, main profile dan extended profile, yang setiap profile mendukung kumpulan keterangan dari fungsi pengkodean dan menentukan apa yang diperlukan oleh encoder dan decoder agar sesuai dengan profile. Baseline profile mendukung pengkodean untuk intraframe dan interframe dengan menggunakan I dan

12 16 P slices. Pengkodean entropy dengan context-adaptive variable-length codes (CAVLC). Main profile mendukung layanan untuk jalinan video, pengkodean interframe menggunakan frame B, pengkodean intraframe menggunakan prediksi pembobotan, dan pengkodean entropy dengan context-adaptive based arithmetic coding (CABAC). Gambar 2.7 H.264 profile [8] Extended profile tidak mendukung layanan jalinan video atau pengkodean entropy dengan CABAC tetapi menambahkan mode untuk memungkinkan pertukaran bitstream (SP dan SI Slices) dan memperbaiki error resilience (Data Partitioning). Aplikasi untuk baseline profile adalah videotelephony, videoconferencing,dan komunikasi jaringan tanpa kabel. Aplikasi untuk main profile adalah siaran televisi, penyimpanan video. Aplikasi untuk extended profile adalah aplikasi untuk streaming

13 17 media. Ketiga profile diatas harus memiliki fleksibilitas yang cukup untuk mendukung pengiriman dari area yang jauh Format Video Format video yang digunakan pada H.264 untuk inputan atau output adalah 4:2:0, 4:2:2 dan 4:4:4 interlace video atau progressive. Dalam format sampling 4:2:0 Cb dan Cr (chrominance) memiliki setengah nilai vertical dan Y (Luminance) memiliki setengah nilai horizontal. Dalam format sampling 4:4:4 berarti ketiga komponen (Y: Cr: Cb) memiliki resolusi yang sama, oleh karena itu sampel masingmasing komponen berada di setiap posisi pixel. Angka-angka tersebut menunjukkan hubungan sampling rate dari masing-masing komponen pada arah horisontal, yaitu untuk setiap 4 sampel luminance ada 4 Cr dan 4 Cb sampel. Sampling 4:4:4 mempertahankan full fidelity dari komponen chrominance Format data yang dikodekan H.264 membedakan antara Video Coding Layer (VCL) dan Network Abstraction Layer (NAL). Keluaran dari proses encoding ini adalah data VCL yang dipetakan dalam unit NAL sebelum dikirimkan atau disimpan. Setiap unit NAL berisi Raw Byte Sequence Payload (RBSP). RBSP adalah kumpulan data yang berhubungan dengan data video yg dikodekan atau informasi header. Urutan video yang dikodekan ditampilkan dalam NAL yang berurutan. Tujuan pemisahan VCL dengan

14 18 NAL adalah untuk membedakan fitur coding-specific (VCL) dan transport specific (NAL). Gambar 2.8 Format NAL [7] Format NAL pada H.264 mengirimkan secara konstan sequence parameter set (SPS), picture parameter set (PPS), dan Instantaneous decoder refresh (IDR) Main Profil Aplikasi dari main profile adalah penyiaran media seperti digital televise dan penyimpanan video digital. Main profile hampir semua bagian dari baseline profile kecuali redundant slice, slice group dan ASO. Fitur tambahan yang ada dalam main profile adalah B slices, weight prediction (prediksi pembobotan), mendukung interlace video (jalinan video) dan CABAC (context-adaptive based arithmetic coding) B slices 1) Gambar referensi B slice menggunakan dua buah list dari gambar referensi yang telah dikodekan sebelumnya, yaitu list 0 dan list 1.

15 19 Gambar 2.9 Prediction dalam B macroblock past and/or future [7] Kedua list dapat berisikan pengkodean past and/or future (gambar sebelum atau sesudah dari gambar yang ditampilkan sekarang). 2) Prediction option Partisi makroblok dalam sebuah B slices dapat diprediksi dengan memilih satu dari mode yang langsung (direct mode), prediksi motion compensation dari list 0 gambar referensi, prediksi mode compensation dari list 1 gambar referensi, atau prediksi motion compensate bi-predictive dari list 0 atau list 1 gambar referensi. 3) Bi-prediction Bi-prediction mode digunakan sebuah blok referensi yang memiliki ukuran yang sama sebagai partisi yang sekarang atau menggunakan motion compensation yang dibuat dari list 0 dan list 1 dalam gambar berurut dan setiap sampel prediksi blok dihitung nilai rata-rata dari list 0 dan list 1 dari prediksi yang disampel. pred (i, j) = (pred 0(i, j)+ pred (i, j)+ 1) >> 1 (2.1) Pred0(i,j) dan pred1(i,j) adalah sampel prediksi yang berasal dari list 0 dan list 1 frame referensi, sedangkan pred(i,j) adalah Bi-predictive sampel.

16 20 4) Direct prediction Tidak ada pergerakan vector yang dikirimkan untuk B slices makroblok atau pengkodean partisi makroblok dalam direct prediction, malahan decoder menghitung vector list 0 dan list 1 berdasarkan vector yang telah dikedokan sebelumnya dan menggunakan hasilnya sebagai carry out biprediction motion compensation dari pengurangan sampel decoder. 5) Weighted Prediction Weighted prediction (prediksi pembobotan) adalah sebuah metoda untuk memodifikasi sample dari motion compensation data prediksi dalam P atau B slices makroblok. Ada 3 tipe dalam prediksi pembobotan H.264 yaitu (a). Slice P makroblok yang secara jelas digunakan sebagai prediksi pembobotan, (b). Slice B makroblok yang secara jelas digunakan sebagai prediksi pembobotan, dan (c). Slice B makroblok yang secara implist digunakan sebagai prediksi pembobotan. 6) Interlace video Interlace video membutuhkan alat yang optimis untuk kompresi dari bidang makroblok. Frame gambar yang mendukung untuk dikodekan adalah yang memiliki signal header untuk setiap slices. Dalam makroblok yang adaptif pemilihan dari frame yang dikodekan dapat dibedakan dari level makrobloknya Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding (CABAC) CABAC diguanakn saat entropy coding diset dengan nilai 1, dan menggunakan arithmetic coding untuk encoder dan decoder. CABAC

17 21 memiliki kelebihan karena memiliki performansi yang bagus di dalam (a).pemilihan model kemungkinan untuk setiap syntax elemen sesuai dengan konteks elemen yang digunakan. (b).perkiraan kemungkinan yang dapat menyesuaikan diri berdasarkan dari statistik yang ada. (c). Lebih menggunakan arithmetic coding daripada variable length coding High Profile Empat High Profile bersama dengan Main Profil untuk perbandingan. Masing-masing Profil menambahkan coding tool yang mendukung aplikasi berkualitas lebih tinggi High Definition, extended bit depths, kedalaman warna yang lebih tinggi dengan kompleksitas decoding yang lebih besar. High Profile merupakan superset dari Main Profile dan menambahkan beberapa feature, antara lain: transformasi 4 4 dan 8 8 interprediction untuk kinerja pengkodean yang lebih baik, terutama pada resolusi spatial lebih tinggi, quantizer scale matrices mendukung frequency-dependent quantizer weightings, pemisahan quantizer parameter untuk Cr dan Cb serta mendukung untuk video monokrom (4:0:0 format). High Profile memungkinkan untuk menggunakan code rate yang lebih tinggi untuk Level yang sama. High Profile sangat berguna untuk aplikasi High Definition. Profil lebih lanjut menambahkan alat yang lebih canggih yang mungkin diperlukan atau berguna untuk aplikasi profesional seperti content distribution, pengarsipan, dan lain-lain. Jumlah maksimum bit per

18 22 sampel diperpanjang menjadi 10 bit dalam High10 Profile dan 14 bit dalam High 4:4:4 Predictive Profile. High 4:2:2 Profile menambahkan dukungan untuk 4:2:2 video, contohnya resolusi Chroma yang lebih tinggi, dan High 4:4:4 Profile memperluasnya sampai 4:4:4 sehingga memberikan resolusi video yang sama dalam komponen Luma dan komponen Chroma, serta menambahkan separate coding untuk setiap komponen warna dan lossless coding mode yang menggunakan predictive coding Intra Profile Untuk aplikasi profesional, all-intra coding adalah metode common coding, terutama untuk kemudahan mengedit bitstream. Beberapa percobaan dan demonstrasi menunjukkan bahwa desain intra coding H.264/MPEG4-AVC memiliki kinerja yang baik. Dengan demikian, penambahan baru termasuk empat profil untuk aplikasi all-intra. Masingmasing dirancang sebagai all-intra yang merupakan subset dari predictive profile yang sesuai, dan profil tambahan untuk mengurangi kompleksitas decoder dengan membatasi metode pengkodean entropi hanya untuk kompleksitas terbatas dari dua skema pengkodean entropi yaitu CABAC dan CAVLC High 4:4:4 Profile Sebagai superset dari existing High 10 dan High 4:2:2 profile, High 4:4:4 profile mendukung semua coding tools (termasuk yang

19 23 digunakan dalam inter frame prediction) dan bit depth hingga 14 bit per sampel, telah dibuat sehingga transmisi real-time atau penyimpanan efisien dari video berkualitas tinggi juga dapat dicapai. Bersama dengan High 4:4:4 Predictive Profile, High 4:4:4 Intra Profile juga mendukung common dan independent mode serta berlaku untuk lebih banyak jenis aplikasi video 4:4: Perbedaan Main Profile dengan High 4:4:4 Profile Main Profile (MP): profil ini awalnya dimaksudkan sebagai mainstream consumer profile untuk aplikasi broadcast dan penyimpanan. Pentingnya profil ini memudar ketika High Profile dikembangkan berdasarkan aplikasi ini. High Profile (HiP): Ini adalah profil utama untuk aplikasi broadcast dan disk storage, terutama untuk aplikasi high-definition televisi. Ini adalah profil yang diadopsi ke dalam HD DVD dan Blu-ray Disc. Ada empat Profil Tinggi (Fidelity range extensions/frext), yaitu: High 10 Profile (Hi10P): Di luar kemampuan mainstream consumer product saat ini, profil ini dibangun di atas High Profile, menambahkan dukungan hingga 10 bit per sampel dari presisi decoded picture. High 4:2:2 Profile (Hi422P): Profil ini terutama untuk aplikasi profesional yang menggunakan interlaced video. Profil ini dibangun di atas High 10 Profile, menambahkan dukungan untuk 4:2:2 chroma sub

20 24 sampling dengan tetap menggunakan hingga 10 bit per sampel dari presisi decoded picture. High 4:4:4 Intra Profile : Profil ini dibangun di atas High 4:2:2 Profile, mendukung sampai 4:4:4 chroma sampling, hingga 14 bit per sampel, dan tambahan pendukung efficient lossless region coding dan pengkodean dari setiap gambar sebagai tiga separate color planes. CAVLC 4:4:4 intra profil: High 4:4:4 Profile dibatasi hanya untuk penggunaan all-intra dan untuk pengkodean entropi CAVLC. Tabel 2.1 Feature dalam H.264/MPEG-4 AVC Profile [8] Feature CBP BP XP MP HiP Hi10P Hi422P Hi444PP B Slices No No Yes Yes Yes Yes Yes Yes SI and SP Slices No No Yes No No No No No Flexible macroblock ordering No Yes Yes No No No No No (FMO) Arbitrary slices ordering (ASO) No Yes Yes No No No No No Redundant Slices (RS) No Yes Yes No No No No No Data Partitioning No No Yes No No No No No Interlaced Coding (PicAFF, MBAFF) No No Yes Yes Yes Yes Yes Yes CABAC entropy coding No No No Yes Yes Yes Yes Yes 8x8 vs 4x4 transform adaptivity No No No No Yes Yes Yes Yes Quantization scaling matrics No No No No Yes Yes Yes Yes Separate Cb and Cp QP control No No No No Yes Yes Yes Yes Monochrome (4:0:0) No No No No Yes Yes Yes Yes Chroma Formats 4:2:0 4:2:0 4:2:0 4:2:0 4:2:0 4:2:0 4:2:0 / 4:2:2 4:2:0 / 4:2:2 / 4:4:4 Sample depth (bits) to 10 8 to 10 8 to 14 Separate color plane coding No No No No No No No Yes Predictive lossless coding No No No No No No No Yes

21 25 AVC Profile : Di bawah ini adalah beberapa feature utama dalam H.264/MPEG-4 Tabel 2.2 Main Feature dalam H.264/MPEG-4 AVC Profile [7] YCrCb sampling formats [2] Gambar 2.11 menunjukkan tiga sampling patterns untuk Y, Cr dan Cb yang digunakan oleh H.264/AVC. Sampling 4:4:4 berarti bahwa ketiga komponen (Y: Cr: Cb) memiliki resolusi yang sama dan karenanya sampel masing-masing komponen ada di setiap posisi pixel. Angka-angka tersebut menunjukkan hubungan sampling rate dari masing-masing komponen pada arah horisontal,yaitu untuk setiap 4 luminance sample ada 4 sampel Cr dan 4 Cb.

22 26 Gambar :2:0, 4:2:2, 4:4:4 sampling patterns (progressive) [2] Sampling 4:4:4 mempertahankan full fidelity dari komponen chrominance. Dalam sampling 4:2:2, kadang-kadang disebut sebagai YUY2, komponen chrominance memiliki resolusi vertikal yang sama dengan luma tapi setengah resolusi horisontal. Angka-angka 4:2:2 berarti bahwa untuk setiap 4 sampel luminance dalam arah horisontal terdapat 2 Cr dan 2 Cb sampel. Video 4:2:2 digunakan untuk high-quality colour reproduction.

23 Wireless LAN Wireless Local Area Network adalah teknologi nirkabel yang memungkinkan user mengakses jaringan LAN dan dapat juga dipakai menghubungkan 2 komputer. Keuntungan dari jaringan nirkabel ini adalah mobilitas user yang dimungkinkan selama masih dalam jangkauan W- LAN. Teknologi W-LAN dikembangkan oleh IEEE dengan kode dimana untuk mengirimkan dan menerima data melalui interface udara menggunakan teknologi frekuensi radio. Terdapat empat standart W-LAN yang relevan ketiga diantaranya bekerja pada 2.4 Ghz ISM (Industrial,Scientific and Medical) band dan yang satu bekerja pada 5 Ghz UNII (Unlicensed National Information Infrastructure) band. Ketiga standar yang bekerja pada ISM band digunakan di Eropa,Amerika dan jepang karana menyediakan bandwith yang besar adalah (2mbps),802.11b (11Mbps) dan g (54Mbps). Standar terdiri dari layer PHY dan layer MAC. Layer PHY dapat dipilih dari 3 kemungkinan,kemungkinan tersebut adalah Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS),Frequency Hoping Spread Spectrum (FHSS) dan infra red.

24 Komponen Wireless LAN AP (Access Point), adalah pusat mengirim dan menerima data, device transceiver yang terhubung dengan jaringan LAN melalui kabel (berupa kabel UTP). STA (station), adalah objek komunikasi yang secara umum lebih dikenal dengan mobile network.contohnya: desktop,notebook. OP (Portal), adalah portal yang berfungsi sebagai buffer data antara wireless LAN Antena (Optional) ada beberapa antena yang mendukung dalam implementasi W-LAN contohnya tipe Antena Omnidireksional, Sektoral, Antena Yagi, Parabola yang dapat dipasang secara point to point. Wireless LAN CARD, Wireless LAN card dapat berupa PCMCIA, ISA card. USB card atau Ethernet card. Biasanya PCMCIA untuk notebook,isa card,usb card atau Ethernet untuk Desktop. Setiap kesatuan mengimplementasikan struktur protocol seperti gambar dibawah ini tapi dengan pengembangan yang berbeda. Gambar 2.11 Protokol Stack [14]

25 Arsitektur Sistem Berdasarkan standar yang telah diatur oleh IEEE mendukung dua topologi dasar untuk W-LAN, Independent Basic Service Set (IBSS), dan Extended Service Set (ESS). a) Independent Basic Service Set (IBSS) Gambar 2.12 Konfigurasi Ad-Hoc [14] Konfigurasi IBSS juga dikenal sebagai konfigurasi independent atau jaringan ad-hoc. Secara logika,konfigurasi IBSS mirip jaringan office peer-to-peer dimana tidak ada satu node yang berfungsi sebagai server. Dalam BSS sejumlah node wireless akan berkomunikasi secara langsung satu dengan yang lainnya secara ad-hoc, peer to peer. Dapat disebut peer to peer karena semua terminal dapat berhubungan dapat berkomunikasi satu sama lain tanpa memerlukan pengontrol (server).

26 30 b) Extended Service Set (ESS) Infrastruktur Wireless LAN adalah sebuah jaringan dimana jaringan wireless tidak hanya berhubungan dengan sesama jaringan wireless saja,tetapi terhubung dengan jaringan backbone yang disebut Distribution System (DS).Agar dapat berhubungan dengan jaringan wired maka digunakan access point. Gambar 2.13 Konfigurasi infrastruktur ESS Spesifikasi Sistem Sistem IEEE tidak menentukan untuk pembatasan Distribution System (DS), contohnya: apakah DS harus berbasis layer data-link atau layer network. Namun standar menentukan kumpulan service yang tergabung dengan bagian lain arsitektur. Service service untuk Station disebut Station Service (SS) dan untuk DS disebut dengan Distribution System Service (DSS). Service yang ditunjukan untuk station (STA) diantaranya adalah:

27 31 Authentication dan deauthentication Privacy MAC service data unit (MSDU) Service yang ditunjukan untuk Distributed System (DS) adalah: Association dan Deassociation Distribution Integration Reassociation Layer Fisik Arsitektur dari physical layer terdiri tiga jenis komponen, physical layer management yang berperan untuk menjalankan fungsi management, physical layer Convergence Procedure Sublayer (PLCP) berfungsi mempersiapkan pengiriman MAC Protocol Data Unit (MPDU) dan menerima frame dari media transmisi untuk diteruskan ke MAC layer melalui physical layer service access point, Physical Layer Medium Dependent Sublayer (PMD) berfungsi menyediakan dan penerimaan dari physical layer antara dua pengguna melalaui media transmisi.