SISTEM KOMPRESI MODUL VIDEO STREAMING MANAGEMENT SYSTEM

Transkripsi

1 PROCEEDING SEMINAR TUGAS AKHIR JURUSAN TEKNIK ELETRO FTI-ITS 1 SISTEM KOMPRESI MODUL VIDEO STREAMING MANAGEMENT SYSTEM Hanung Prananta Kusuma 1), I Ketut Eddy Purnama 2), Muhtadin 3) 1) Mahasiswa Program Sarjana (h4nun9@gmail.com) 2) Dosen Pembimbing (ketut@ee.its.ac.id) 3) Dosen Pembimbing (muhtadin_s@elect-eng.its.ac.id) Abstrak--- Proses streaming dari video lalu lintas selama ini disimpan menggunakan metode yang sederhana, tanpa menggunakan proses kompresi dan pengorganisasian yang baik, akibatnya video yang tersimpan memiliki ukuran file yang besar, sehingga memerlukan ruang penyimpanan yang besar pula, dan apabila dihubungkan dengan jaringan internet maka proses upload atau download file memerlukan waktu yang cukup lama dikarenakan ukuran file yang besar tersebut. Dalam Tugas Akhir ini, dibuat suatu program menggunakan bahasa pemrogramam C dengan tujuan dapat memperkecil ukuran file video menggunakan metode kompresi dari citra gambar yang ditangkap oleh IP kamera, sehingga proses penyimpanan pada streaming video lalu lintas dapat disimpan dengan ukuran file yang relatif kecil bila dibandingkan dengan penyimpanan streaming video tanpa menggunakan proses kompresi. Keluaran dari tugas akhir ini adalah menghasilkan suatu program yang dapat menyimpan file video dari proses streaming video lalu lintas dengan ukuran file yang relatif kecil, sehingga memungkinkan untuk melakukan penyimpanan file video dalam jumlah banyak, proses kompresi dilakukan dengan menggunakan metode codec (compresion decompresion) avi. Dari beberapa pengujian, didapatkan ukuran file yang paling kecil yaitu menggunakan codec xvid sebesar Kilo Byte, kemudian secara berurutan menggunakan codec msvc sebesar Kilo Byte, iyuv sebesar Kilo Byte, dan yang terakhir adalah file asli (dib), sebesar Kilo Byte sehingga dengan menggunakan codec xvid memungkinkan file video dapat disimpan dalam jumlah banyak serta memudahkan proses upload pada jaringan internet. Kata kunci IP Kamera, Video Compresion, Streaming Video I. PENDAHULUAN Proses streaming dari video lalu lintas selama ini disimpan menggunakan metode yang sederhana, tanpa menggunakan proses kompresi dan pengorganisasian yang baik, akibatnya video yang tersimpan memiliki ukuran file yang besar, sehingga memerlukan ruang penyimpanan yang besar pula, dan apabila dihubungkan dengan jaringan internet maka proses upload atau download file memerlukan waktu yang cukup lama dikarenakan ukuran file yang besar tersebut. Sebelumnya proses streaming video lalu lintas telah di kerjakan oleh Farizky Yacob pada Tugas Akhirnya yang berjudul MULTIVIDEO STREAMING SEBAGAI PENDUKUNG INTELLIGENT TRANSPORTATION SYSTEM (ITS). Dalam Tugas Akhir tersebut membuat suatu program yang dapat melakukan proses streaming video menggunakan lebih dari satu IP Kamera kemudian menyimpan hasil video streaming tersebut. Akan tetapi belum ada proses pemampatan data video dan program untuk mencari dan menampilkan data video berdasarkan keterangan penempatan dari IP Kamera. Untuk itu dalam Tugas Akhir ini, penulis membuat program untuk menunjang kemampuan dari program sebelumnya, dengan menambahkan kemampuan melakukan proses pemampatan data video dari hasil proses streaming video IP Kamera, menggunakan metode codec (compresion decompresion).avi kemudian video tersebut disimpan dalam database, serta penulis menambahkan program untuk mencari database video yang telah disimpan dan juga menampilkan video tersebut sebagi media pemutar ulang kejadian yang telah direkam oleh IP Kamera. II. PERALATAN DAN METODE A. Peralatan Yang Digunakan Untuk mengerjakan penelitian tentang kompresi video dari hasil streaming IP kamera, penulis menggunakan perlatan sebagai berikut : 1. Komputer Operator: Prosesor : Intel(R) Core(TM) i5 1.07GHz (4CPUs) Memori : 4 GB

2 PROCEEDING SEMINAR TUGAS AKHIR JURUSAN TEKNIK ELETRO FTI-ITS 2 Lan Card : Atheros AR8131 PCI-E Gigabit Ethernet Controller (NDIS 6.20) Sistem Operasi : Windows 7 Ultimate 32-bit 2. IP-Kamera Merk Sony NC-1600 Resolusi : 320 x 240 Frame Rate : 10 fps ditampilkan oleh server merupakan hasil dari koneksi antara server dengan IP Kamera. Gambar 4 Video Streaming dari IP Kamera Gambar 1 IP Kamera Merk Sony NC IP-Kamera Merk D-Link DCS-900 Resolusi : 320 x 240 Frame Rate : 15 fps Gambar 2 IP Kamera Merk D-Link DCS IP-Kamera Merk TrendNet TV-IP110 Resolusi : 320 x 240 Frame Rate : 10 fps C. Metode Kompresi Video Kompresi adalah pengubah data kedalam bentuk yang memerlukan bit yang lebih sedikit, biasanya dilakukan agar data dapat disimpan atau dikirimkan dengan lebih efisien. Jika kebalikan dari proses ini, yaitu dekompresi, menghasilkan data yang sama persis dengan data aslinya, maka kompresi tersebut disebut lossles compression. Sebaliknya, dekompresi tersebut menghilangkan sebagian data, maka disebut loosy compression. Loosy compression biasanya diterapkan dalam kompresi data berupa gambar. Walaupun tidak dapat menghasilkan data yang sama persis dengan aslinya, namun dianggap lebih efisien. Data video mengandung redundancy (pengulangan). Kesamaan tersebut dapat dikodekan dengan mencatat perbedaan dalam sebuah frame atau antara frame. Kompresi video pada umumnya mengurangi pengulangan tersebut dengan loosy compression. Dalam penelitian ini penulis menggunakan metode codec (compresion - decompresion) avi, codec tersebut telah terdapat dalam library AForge.Net, sehingga memudahkan untuk proses kompresi video. D. Metode Penyimpanan data Video Dalam penyimpanan data video, penulis menggunakan database postgresql, metode yang digunakan dalam penyimpanan video adalah dengan cara menyimpan file video hasil streaming pada folder yang telah ditentukan, sedangkan alamat file video tersebut di simpan dalam database. Gambar 3 IP Kamera Merk TRENDNet TV-IP110 B. Metode Video Streaming Video Streaming adalah mengirim data video/audio secara kontinyu dari server ke client[3]. Dengan mengirimkan data secara kontinyu maka pada client dapat melihat video streaming yang dihasilkan oleh IP Kamera yang bertindak sebagai server, seperti terlihat pada gambar 4. Video Streaming yang Gambar 5 Penyimpanan alamat filr video ke database III. A. Modul Kompresi Video MODUL MODUL Agar ukuran file video dari proses penyimpanan tidak terlalu besar, maka diperlukan suatu sistem atau aplikasi yang dapat melakukan proses

3 PROCEEDING SEMINAR TUGAS AKHIR JURUSAN TEKNIK ELETRO FTI-ITS 3 kompresi sehingga file hasil video rekaman memiliki ukuran yang kecil dari file asli tanpa mengurangi kualitas dari video aslinya. Desain sistem seperti terlihat pada gambar 6. Gambar 6 Desain Sistem Modul Kompresi Video Gambar 4 Desain Sistem Modul Pencarian Database Video Setelah memiliki desain sistem, kemudian dilakukan pembuat program dan antar muka dari modul kompresi video, bentuk antar muka seperti terlihat pada gambar 7. Gambar 7. Antar Muka Modul Kompresi Video Langkah pertama yang dilakukan adalah menentukan alamat url dari IP Kamera, dalam program ini telah disediakan 3 merk IP Kamera berbeda yaitu D-Link, TrendNet, dan Sony, yang masing - masing merk telah disediakan url untuk melakukan Streaming IP Kamera. Kemudian lakukan koneksi ke kamera, jika berhasil akan muncul gambar dari hasil streaming IP Kamera Langkah Kedua memberi keterangan posisi IP Kamera. Kemudian Pilih Codec yang diinginkan kemudian jalankan tombol simpan, maka secara otomatis program akan menyimpan video hasil streaming dan melakukan kompresi video sesuai codec yang dipilih. B. Modul Pencarian Database Video Modul ini berfungsi untuk mencari database dari video yang direkam. Pencarian database dilakukan sesuai dengan kata kunci yang diberikan, kemudian setelah data video yang di maksud di temukan, maka data video tersebut dapat di putar ulang atau juga dapat di hapus. Desain sistem untuk pencarian video seperti terlihat pada gambar 4. Dari desain sistem yang telah dibuat, kemudian dilakukan pembuatan program dan antar muka modul pencarian database video, bentuk antar muka modul pencarian database video seperti terlihat pada gambar 5. Gambar 5 Antar Muka Modul Pencarian Database Video Untuk mengakses modul pencarian database video, bisa dilakukan dengan memilih tombol cari database video pada modul kompresi. Langkah pertama yang dilakukan untuk melakukan pencarian database video adalah, melakukan koneksi ke postgresql dengan mengisikan informasi database yang digunakan. Kemudian modul pencarian akan aktif, masukkan kata kunci yang di inginkan kemudia aktifkan tombol cari video, untuk melakukan pencarian database video. Langkah kedua, setelah database video ditemukan, pilih item atau data video yang ingin di eksekusi, kemudian aktifkan tombol lihat video untuk memutar video, dan tombol hapus video, untuk menghapus file video dari database. IV. PENGUJIAN. Untuk mengetahui kehandalan dari program yang telah dibuat, diperlukan pengujian terhadap program tersebut, penulis melakukan pengujian terhadap Ukuran File Video yang dihasilkan, penggunaan Bandwidth, Resource CPU yang digunakan, dan kualitas dari Video yang dihasilkan. A. Pengujian Ukuran File Video Pengujian ini dilakukan dengan mengaktifkan ketiga Merk IP Kamera, kemudian dilakukan penyimpanan menggunakan beberapa codec yang

4 PROCEEDING SEMINAR TUGAS AKHIR JURUSAN TEKNIK ELETRO FTI-ITS 4 diuji, durasi penyimpanan selama 5 menit, hasil pengujian seperti terlihat pada table 1. Tabel 1 : Perbandingan Ukuran File Video Hasil Rekaman, dalam kb (Kilo Byte) Dib iyuv Msvc Xvid Sony D- Link Trend Net B. Pengujian Penggunakan Bandwidth Jaringan. Pengujian dilakukan dengan menghubungkan komputer, dengan ketiga IP Kamera dalam jaringan LAN, menggunakan switch dengan panjang kabel jaringan 2 meter, kemudian penulis membuka 3 program modul kompresi secara bersamaan dan dilakukan penyimpanan dan kompresi secara bersamaan. Hasil pengujian seperti terlihat pada tabel berikut : Tabel 2 : Penggunaan Bandwidth untuk streaming video, dalam Kbps (Kilo Byte per Second) Sony digunakan pada window resource monitor yang telah disediakan di windows 7 dengan cara menekan tombol ctrl + shift + ESC kemudian tab yang dipilih adalah tab performance lalu memilih tombol resource monitor. Hasil pengujian dapat dilihat pada tabel 4 Tabel 4 : Penggunaan Resource CPU Sony D-Link TrendNet Dari tabel 4 diketahui jumlah resource yang di butuhkan oleh sistem ini, jika prosesor memiliki resource 1,07 GHz x 4 (CPU) = 4,28 GHz maka resource yang dibutuhkan adalah: Dib : 1 x 4,28 GHz = 0,0428 GHz atau 42,8 MHz 3 x 4,28 GHz = 0,1284GHz atau 128,4 MHz 42,8 MHz 128,4 MHz D-Link TrendNet Tabel 3 : Penggunaan Bandwidth untuk kompresi video, dalam Kbps (Kilo Byte per Second) Sony D-Link TrendNet Iyuv : 1 x 4,28 GHz = 0,0428 GHz atau 42,8 MHz 5 x 4,28 GHz = 0,214 GHz atau 214 MHz 42,8 MHz 214 MHz Msvc : 1 x 4,28 GHz = 0,0428 GHz atau 42,8 MHz 5 x 4,28 GHz = 0,214 GHz atau 214 MHz 42,8 MHz 214 MHz C. Pengujian Resource CPU Yang Digunakan Cara yang dilakukan penulis untuk mengetahui besarnya resource CPU yang digunakan adalah dengan menjalankan aplikasi kompresi video, kemudian dipantau kebutuhan resource CPU yang Xvid : 4 x 4,28 GHz = 0,1712 GHz atau 171,2 MHz 18 x 4,28 GHz = 0,7704 GHz atau 770,4 MHz 171,2 MHz 770,4 MHz

5 PROCEEDING SEMINAR TUGAS AKHIR JURUSAN TEKNIK ELETRO FTI-ITS 5 RGB D. Pengujian Kualitas Video. Untuk pengujian kualias video, penulis menggunakan software MSU Video Quality Measurement Tool Versi untuk melakukan pengujian terhadap kualitas gambar video, software tersebut dapat di unduh pada situs _measurement_tool_en.html, software tersebut menggunakan metode PSNR untuk melakukan penilaian terhadap kualitas video. Hasil pengujian dapat dilihat pada tabel berikut : Tabel 5 : Perbandingan Kualitas Video menggunakan PSNR dengan komponen warna YUV. Komponen Warna Y YUV U YUV V YUV Rata - Rata , , , , , , , , , , , ,8713 Tabel 6 : Perbandingan Kualitas Video menggunakan PSNR dengan komponen warna LUV. Komponen Warna L LUV Rata - Rata , , , , , ,9879 Tabel 7 : Perbandingan Kualitas Video menggunakan PSNR dengan komponen warna RGB. Komponen Warna R RGB , , ,4777 G , , ,8434 B RGB Rata - Rata A. Kesimpulan , , , ,5450 V. PENUTUP 33, , Desain aplikasi kompresi video dari hasil streaming IP Kamera, berhasil di implementasikan. 2. Dari hasil pengujian file video dengan ukuran yang paling kecil adalah menggunakan codec Xvid. 3. Bandwidth jaringan memiliki hasil yang sama meskipun berbeda mode kompresinya, hal ini dikarenakan sistem menggunakan bandwidth jaringan untuk melakukan proses streaming video, sedangkan untuk mengkompresi video, sistem tidak membutuhkan bandwidth jaringan. 4. Semakin kecil ukuran file yang terbentuk maka semakin besar pula resource CPU yang dibutuhkan oleh aplikasi ini. 5. Pengujian kualitas video menggunakan metode PSNR, untuk komponen warna YUV, kualitas video DIB (format asli) = 100, Iyuv = 41,0003, Msvc = 38,5917, dan Xvid = 41,8713, 6. Pengujian kualitas video menggunakan metode PSNR, untuk komponen warna LUV, kualitas video DIB (format asli) = 100 Iyuv = 40,2582, Msvc = 34,7497, dan Xvid = 39, Pengujian kualitas video menggunakan metode PSNR, untuk komponen warna RGB, kualitas video DIB (format asli) = 100 Iyuv = 34,9432, Msvc = 31,5450, dan Xvid = 35,1305 B. Saran. Untuk meningkatkan kualitas sistem, maka penulis menyarankan beberapa hal antar lain : 1. Jika telah memiliki paper atau pengalaman di bidang database tentang penyimpanan data video, sebaiknya hasil video langsung di tempatkan pada database. 2. Sistem dapat dikembangkan dengan cara di gabungkan pada sistem pemantau kondisi lalu lintas, sehingga proses streaming video lalu lintas bisa langsung di rekam sekaligus dikompresi.

6 PROCEEDING SEMINAR TUGAS AKHIR JURUSAN TEKNIK ELETRO FTI-ITS 6 DAFTAR PUSTAKA [1],Introduction, <URL: 22 Desember 2010 [2] W. Lee, S. Tseng, dan W. Shieh, Collaborative real-time traffic information generation and sharing framework for the intelligent transportation system, Information Sciences, Elsevier, Vol. 180, 62-70, 2010 [3] John G. Apostolopoulos, Wai- tian Tan, Susie J. Wee, 2002, VIDEO STREAMING: CONCEPTS, ALGORITHMS, AND SYSTEMS, Mobile and Media Systems Laboratory HP Laboratories Palo Alto. [4] R. Ramakrishnan dan J. Gehrke, Database Management Systems. : 2nd Editon, Mcgraw Hill, 1999