AUDIO DAN VIDEO Multimedia Jurusan Teknik Informatika STT PLN ruliriki@gmail.com Fenomena fisik yang dihasilkan oleh getaran benda Getaransuatubendayang berupasinyalanalog dengan amplitudo yang berubah secara kontinyu terhadap waktu Suara berhubungan erat dengan rasa mendengar. Suara/bunyibiasanyamerambatmelaluiudara. Suara/bunyi tidak bisa merambat melalui ruang hampa. 1 2 Suaradihasilkanolehgetaransuatubenda. Selama bergetar, perbedaan tekanan terjadi diudarasekitarnya. Pola osilasi yang terjadi dinamakan sebagai GELOMBANG. Gelombang mempunyai pola sama yang berulang pada interval tertentu, yang disebut sebagai PERIODE. Contoh suara periodik: instrument musik, nyanyian burung, dll Contoh suara nonperiodik: batuk, percikan ombak, dll Suara merupakan wujud dari sebuah bentuk gelombang Bentuk gelombang tidak sama akan menjadi noise Pola sama disebut suatu siklus Hal inidikenalsebagaihz (atauhz) Heinrich Hertz Satusiklus= 1 Hz DitulissebagaikHz ataukilohertz(1 khz =1000 Hz) 3 4 1
Karakteristik 5 6 SPEECH: Ucapan/suara Manusia Waveform, PCM, CELP, GSM, VOIP AUDIO: Musik, Lagu, Soundtrack, Sound Effect: Waveform, CD Audio, MP3, Midi Format File Audio: wav, cdda, mp3, mid, aiff, ibk, voc, mod, au, dll Speech vs. Non-speech sounds Komputer: Speech coding Menggunakan komputer untuk berkomunikasi dengan manusia Pengenalan suara dan pemahaman pada komputer Sintesa Suara Dari komputer 7 Multimedia 2
Suara berkaitan erat dengan: 1. Frekuensi Banyaknyaperiodedalam1 detik Satuan: Hertz (Hz) ataucyclesper second (cps) Panjanggelombangsuara(wavelength) dirumuskan= c/f Dimanac= kecepatanrambatbunyi Dimanaf= frekuensi Contoh: Berapakah panjang gelombang untuk gelombang suara yang memiliki kecepatan rambat 343 m/s dan frekuensi 20 khz? Jawab: WaveLength= c/f = 343/20 = 17,15 mm. 9 10 Berdasarkan frekuensi, suara dibagi menjadi: Infrasound 0Hz 20 Hz Pendengaran manusia 20Hz 20 KHz Ultrasound 20KHz 1 GHz Hypersound1GHz 10 THz Manusia membuat suara dengan frekuensi: 50Hz 10KHz. Sinyal suara musik memiliki frekuensi: 20Hz 20Khz. Sistem multimedia menggunakan suara yang berada dalam range pendengaran manusia. Suara yang berada pada range pendengaran manusia sebagai AUDIO, dangelombangnya sebagai ACCOUSTIC SIGNALS. Suara diluar range pendengaran manusia dapat dikatakan sebagai NOISE (getaran yang tidak teraturd an tidak berurutan dalam berbagai frekuensi, tidak dapat didengar manusia 11 12 3
2. Amplitudo Keras lemahnya bunyi atau tinggi rendahnya gelombang. Satuan amplitudo adalah decibel (db) Bunyi mulai dapat merusak telinga jika tingkat volumenya lebihbesardari85 db danpadaukuran130 db akanmampu membuat hancur gendang telinga 3. Velocity Kecepatan perambatan gelombang bunyi sampai ketelinga pendengar. Satuan yang digunakan: m/s Padaudarakeringdengansuhu20 C (68 F)m kecepatan rambatsuarasekitar343 m/s 13 Adalah proses mengubah amplitudo gelombang bunyi kedalam waktu interval tertentu(disebut juga sampling), sehingga menghasilkan representasi digital dari suara. Sampling rate : beberapa gelombang yang diambil dalamsatudetik. 14 Prosesmengubahdigital audio menjadisinyalanalog. DAC hanyamenerimasinyaldigital Pulse Code Modulation (PCM). PCMadalahrepresentasidigital darisinyalanalog, dimana gelombang disample secara beraturan berdasarkan interval waktu tertentu, kemudian akan diubah ke biner. Proses pengubahan ke biner disebut Quantisasi. PCM ditemukan oleh insinyur dari Inggris, bernama Alec Revees pada tahun1937. ContohDAC adalah: soundcard, CDPlayer, IPod, mp3player 15 16 4
AAC (Advanced Audio Coding) Lossycompression Sample ratenya antara8 Hz 96 khz Memiliki48 channel. Kualitassuarabaikdenganbit yang rendah(dibawah16 Hz). WAVEFORM AUDIO [.WAV ] format audio standar Microsoft dan IBM untuk PC. Menggunakan coding PCM (Pulse Code Modulation) Data tidakterkompres sehinggaseluruh sampel audio disimpan semuanya storage. Ukurannya yang relatif besar, tidak direkomendasi untuk transmisi pada jaringan Maksimalukuranfile WAV adalah2gb. 17 18 Audio Interchange File Format [.AIF] Merupakan format standar Macintosh. Software pendukung: Apple QuickTime Audio CD [.cda] Format untukmendengarkancd Audio CD Audio stereo berkualitas sama dengan PCM/WAV yang memilikisampling rate 44100 Hz, 2 Channel (stereo) pada16 bit. Durasi= 75 menitdandynamic range = 95 db. Mpeg Audio Layer 3 [.mp3] Merupakan file dengan lossy compression. Ukurannyayang cukupkecildibandingkanukuranaudio file yang tidak terkompresi. Kompresi dilakukan dengan menghilangkan bagianbagian bunyi yang kurang berguna bagi pendengaran manusia. Kompresimp3 dengankualitas128 bits 44000 Hz biasanyaakanmenghasilkanfile berukuran3-4 MB, unsur panjang pendeknya data juga akan berpengaruh. Macam-macambit rate: 32, 40, 48, 56, 64, 80, 96, 112, 128, 160,192, 224, 256 and 320 kbit/s 19 20 5
Teknologiuntukmenangkap, merekam, memproses, mentransmisikan dan menata ulang gambar bergerak. Biasanya menggunakan film seluloid, sinyal elektronik, atau media digital. Berkaitandengan penglihatan dan pendengaran Aplikasi video pada multimedia mencakup aplikasi Entertainment: broadcast TV, VCR/DVD recording Interpersonal: video telephony, video conferencing Interactive: windows Suatu urutan dari sebuah gambaran-gambaran yang dipertunjukkan pada suatu tingkat tertentu. 21 22 Digital video adalahjenissistemvideo recording yang bekerja menggunakan sistem digital dibandingkan dengan analog dalam hal representasi videonya. Direkam dalam tape, optical disc, misalnyavcd dan DVD. Salah satu alat yang dapat digunakan adalah camcorder, untuk merekam gambar-gambar video dan audio terdiridari camera dan recorder. Terdiri dari 3 komponen: Lensa: untuk mengatur banyak cahaya, zoom, dan kecepatan shutter Imager : untuk melakukan konversi cahaya ke sinyal electronic video Recorder: untukmenulissinyalvideo kemedia penyimpanan(sepertimagnetic video tape) 23 24 6
Line Video Feed Videodisc: CAV, CLV Videotape: VHS, 88mm, Betacam Digital Video DVD Hyper video Standar Video Analog: NTSC, PAL, SECAMdanHDTV Standar Video Digital: SIF, CIF, QCIF, QSIF Format File Video: AVI, MOV, MPEG, DAT, RM, SW, dll NTSC (National Television Standards Committee): 525 baris, 60 Hz refresh rate. 720 pixel per baris Digunakan diamerika, Korea, Jepang, dancanada. 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. 25 26 SECAM (Sequintial Colourand Memory System) Digunakan diperancis, Rusia, dan Eropa Timur Berdasarkanfrequency modulation dengan25 Hz refresh rate dan625 baris. HDTV (High Definition TV) Standartelevisibarudengangambarlayarlebar, lebihjernihdansuarakualitas CD Auido. Aspekratio 16:9 dibandingkandengansistemlain 4:3. Resolusi terdiri dari 1125 (1080 barisaktif) baris 27 28 7
29 30 Tujuannya adalah agar orang yang melihat merasa berada di scene (lokasi) atau ikut berpartisipasidalamkejadianyang ditampilkan. Suatu gambar harus dapat menyampaikan informasi spatial dan temporal dari suatu scene. Spatial dimensi 2D(lebar x tinggi) Temporal dimensi waktu 31 Horizontal Detail dan Picture Width. Lebar gambar pada TV konvensional = 4/3 x tinggigambar. Total Detail Content Resolusivertikal= jumlahelemenpadatinggigambar Resolusihorizontal= jumlahelemenpadalebargambarx aspekrasio. Total pixel = pixelhorizontal x pixel vertikal. Perception of Depth. Dalam pandangan/ penglihatan natural, kedalaman gambar tergantung pada sudut pemisah antara gambar yang diterima oleh keduamata. Pada layar flat, persepsi kedalaman suatu benda berdasarkan subject bendayang tampak. WarnaGambarberwarnadihasilkandenganmencampur3 warnaprimer RGB (merah, hijau, biru). Continuity of Motion. Mata manusia melihat gambar sebagai suatu gerakan kontinyu jika gambar-gambar tersebut kecepatannya lebih besar dari15 frame/det. Untukvideo motion biasanya30 frame/detik, sedangkanmovies biasanya24 frame/detik. Flicker.Untukmenghindariterjadinyaflicker diperlukankecepatan minimal melakukanrefresh 50 cycles/s. 32 8
Padasistembroadcast: LUMINANCE Brightness = jumlah energi yang menstimulasi mata grayscale (hitam/putih). CHROMINANCEadalahinformasiwarna. Hue(warna) = warnayang ditangkapmata(frekuensi) Saturation = color strength(vividness) / intensitas warna. Cb= komponenu dancr= komponenv padasistem YUV 33 34 Sistembroadcast menggunakanchannel yang sama untuk mentransmisikan gambar berwarna maupun hitam putih. Untuk gambar berwarna sinyal video dibagi menjadi2sinyal, 1 untukluminancedan2 untukchrominance. SehinggasinyalY, Cb, Cr harus ditransmisikan bersama-sama (composite video signal) 35 36 9
37 38 Dalam aplikasi multimedia sinyal video harus diubah ke dalam bentuk digital agar dapat disimpan dalam memory komputer dan dapat dilakukan pengeditan. Sampling rate: mencarinilairesolusihorisontal, vertikal, frame rate untuk disample. Quantization: melakukan pengubahan sampling sinyal analog ke digital. Digitalisasiwarnavideo: semakinbanyakwarnayang diwakilkan, maka semakin baik resolusi warnanya dan ukuran kapasitasnya juga makin besar 39 40 10
1. JelaskantentangFrekuensi, Amplitudo, Veloticy? 2. Apa yang dimaksud dengan sampling? 3. JelaskanfungsikerjadariADC dandac? 4. Jelaskan yang dimaksud dengan Digitalization dalam sinyal video? 5. Jelaskan yang dimaksud dengan Interlaced danprogressive Scan 41 11