Sistem Multimedia

SISTEM MULTIMEDIA
Data Stream
Kuliah Multimedia
Who Says What in Which ChannelTo Whom With What Effect
Computer Network /
Telecommunication
Network
Komunikator / Sender
Komunikan / Receiver
text
gambar
grafikaudio
video
Independesi media Diskrit
Kontinyu
Kombinasi
Integrasi
Distribusi
A multimedia system is characterized by computer-controlled, integrated production, manipulation, presentation, storage and communication of independent information, which is encoded at least through a continuous (time-independent) and a discrete (time independent) medium.
Multimedia : Computing, Communication & Applications page 17
Transmisi data
Pada multimedia yang terditribusi (distributed multimedia/network base multimedia) data disitribusikan melalui jaringan transmisi dan switching.
Informasi yang ditransmisikan dibagi-bagi menjadi paket-paket data.
Apa itu Data Stream ?
Data Stream is “A sequence of individual packet transmitted in a time-dependent fashion” (suatu barisan paket yang ditransmisikan dlm modus yang tergantung waktu)
Sinonim dari Data Stream adalah Data FLow
Paket data (atau disingkat paket atau juga message/pesan) membawa informasi baik dari data dalam medium diskrit atau kontinyu
Paket mengindikasikan data sudah dalam bentuk representasi digital
Representasi Data Stream
D1D2
D3
D4
D5
Dn
Waktu (t)
Data stream mengalir dari source ke destinasi
Paket data yang tersusun secara beurutan
Berbentuk sinyal digital
Data stream tradisional
Terdapat 3 mode transmisi data stream:
1.Mode transmisi Asynchronous
•Mengacu pada peristiwa yang tidak sinkron, atau terkoordinasi, dalam waktu. Berikut ini adalah dianggap operasi asynchronous. Interval antara transmisi A dan B tidak sama antara B dan C. Kemampuan untuk memulai transmisi di kedua ujung. Kemampuan untuk menyimpan pesan dan maju. Mulai operasi berikutnya sebelum yang sekarang selesai..
2.Mode transmisi Synchronous
•Mengacu pada peristiwa yang disinkronkan, atau terkoordinasi, dalam waktu. Sebagai contoh, interval antara transmisi A dan B adalah sama seperti antara B dan C, dan menyelesaikan operasi ini sebelum yang berikutnya mulai dianggap operasi sinkron..
3.Mode transmisi Isochronous
•Transmisi isochronous mentransmisikan data asynchronous melalui data link sinkron sehingga karakter individu yang hanya dipisahkan oleh seluruh nomor interval bit-panjang. Sebuah protokol pesan isochronous setiap sumber data memberikan jumlah waktu yang tetap untuk mengirimkan (“slot” nya) dalam setiap siklus melalui sumber-sumber. Yang menjamin bahwa sumber masing-masing akan memiliki kesempatan rutin untuk menyampaikan informasi terbaru. Jika sumber memiliki data yang tidak lebih untuk mengirim, maka sisa slot waktu yang terbuang. Jika memiliki lebih untuk mengirim dari akan masuk dalam slot-nya, itu baik untuk menyimpan data kelebihan dan mengirimkan dalam slot berikutnya, atau membuangnya.Cocok komunikasi isochronous aplikasi dimana data stream stabil lebih penting daripada kelengkapan dan akurasi, misalnya video conferencing
http://encyclopedia2.thefreedictionary.com/isochronous
Karakteristik data stream tradisional
1.Mode transmisi Asynchronous
•Tidak ada batasan waktu transmisi paket
•Paket yg dikirimkan cepat
•Kebanyakah digunakan untuk media diskrit (misalnya: Email, Ethernet)
•Jika digunakan untuk mentransmisikan media kontinyu dapat dikombinasikan dengan menambahkan pembatasan waktu
•Contoh : Modem Asinkron
2.Mode transmisi Synchronous
•Maksimum waktu delay end-to-end ditentukan. Manfaatnya untuk menghindari paket data yang hilang. Setiap pakettidak memiliki garansi sampai ke penerima.Oleh karena itu perlu buffer/storage temporer.
•Misalnya maksimal data rate video 140 Mbps dan maksimal delay dalam 1 detik
•Contohnya modem Sinkronous (HDLC,SDLC)
3.Mode transmisi Isochronous
•Maksimum dan minimum waktu delay end-to-end ditentukan dan dilakukan garansi pada tiap paket.
http://www.comptechdoc.org/independent/networking/cert/netmodems.html
http://www.versitron.com/synchronous.htm
Mode transmisi AsynchronousMode transmisi SyncrhronousMode transmisi Isochronous
S
Y
NC(t)
The interval between transmitting S and Y is the same as between Y and NS
Y
N
C
(t)
The interval between transmitting A and S is not the same as between S and Y.
Isochronous transmission transmits asynchronous data over a synchronous data link
ASO(t)
I
1.Variasi Interval waktu antar paket (time interval)
•Strongly periodic
•Weakly periodic
•Aperiodic
2.Variasi besar paket (packet amount / data size)
•Strongly regular stream
•Weakly regular stream
•Irregular stream
3.Variasi paket yang bersebelahan (contiguous packet)
•Continuous stream without intermediate gaps
•Discrete stream with gaps
Karakteristik data stream pada media kontinyu
Strongly periodicWeakly periodicAperiodic
D1
D2
D3
D4
(t)Strongly periodic : jika interval antar paket bersifat konstan
T
D1
D2
D3
(t)
Weakly periodic : jika interval antar paket bersifat konstan hanya pada waktu terbatas, tetapi dalam waktu keseluruhan tidak konstan
T1D4D5D6
T2
T
T1T2T3D1
D2
D3
(t)
Aperiodic : Bukan weakly dan bukan pula strongly periodik
T1
D4
D5
D6
T2
T4
T5
T3
Contoh : sinyal telepon
Yang dikodekan secara
PCMContoh : sinyal datastreamVideo terkompresi MPEGContoh : sinyal data posisiMouse yang ditransmisikan
Strongly regular streamWeakly regular streamIrregular stream
D1
D1tStrongly regular : jikaUkuran data (data size) Konstan untuk seluruh PaketMisal : datastream tanpa kompresi
T
D1
t
Weakly regular : jikaUkuran data paket (data size) berubah secara periodikMisal :datastream Mpeg
T
D2
D3
D1
D2
D3
D1
tIrregular : jikaUkuran data paket (data size) berubah secara acakD2
D3
…..
Dn
Continuous stream without intermediate gapsDiscrete stream with gaps
D1
D2
D3
D4
(t)Continuous stream : paket di transmisikan tanpa ada Gap (disebut juga dg Connected data)Misal : ISDN B-channel dengan data audio 64 kbps
D
(t)
Discrete stream : terdapat Gap-gap diantara paket (disebut juga dg UnConnected data)
Misalnya : transmisi datastraem pada JPEG
T
Dn
…….
D1
D2
D3D
Dn
…….
Information Units / Satuan informasi
Disebut dengan LDU (Logical Data Unit) : yaitu informasi yang dianggap paling kecil dan bermakna, misalnya :
Audio : data sample, grup sample dst
Video : film,clip,frame,block,pixel dst
Jenis LDU berdasarkan durasinya :
Close LDU : durasi ditentukan sebelumnya (predifined duration), misalnya sampel data stream audio di dalam komputer
Open LDU : durasi tidak bisa ditentukan didepan, misalnya :datastream dikirim dari kamera dan mic menuju komputer
LDU pada data video
FILM
Clip
Frame
Blok
Pixel
Pustaka tambahan
http://encyclopedia2.thefreedictionary.com/isochronous
http://www.versitron.com/synchronous.htm
http://www.comptechdoc.org/independent/networking/cert/netmodems.html

SISTEM MULTIMEDIA
Pertemuan Kedelapan
Kompresi Data
Pengertian
•Kompresi berarti memampatkan/mengecilkan ukuran
•Kompresi data adalah proses mengkodekan informasi menggunakan bit atau information-bearing unit yang lain yang lebih rendah daripada representasi data yang tidak terkodekan dengan suatu sistem enkoding tertentu.
•Contoh kompresi sederhana yang biasa kita lakukan misalnya adalah menyingkat kata-kata yang sering digunakan tapi sudah memiliki konvensi umum. Misalnya: kata “yang” dikompres menjadi kata “yg”.
•Pengiriman data hasil kompresi dapat dilakukan jika pihak pengirim/yang melakukan kompresi dan pihak penerima memiliki aturan yang sama dalam hal kompresi data.
•Pihak pengirim harus menggunakan algoritma kompresi data yang sudah baku dan pihak penerima juga menggunakan teknik dekompresi data yang sama dengan pengirim sehingga data yang diterima dapat dibaca/di-dekode kembali dengan benar.
•Kompresi data menjadi sangat penting karena memperkecil kebutuhan penyimpanan data, mempercepat pengiriman data, memperkecil kebutuhan bandwidth.
•Teknik kompresi bisa dilakukan terhadap data teks/biner, gambar (JPEG, PNG, TIFF), audio (MP3, AAC, RMA, WMA), dan video (MPEG,H261, H263).
Contoh pada DataTeks
•Kebutuhan data teks pada layar resolusi 640 x 480
–1 karakter = 2 bytes (termasuk karakter ASCII Extended)
–Setiap karakter ditampilkan dalam 8×8 pixels
–Jumlah karakter yang dapat ditampilkan per halaman = 640 x 480 / ( 8×8) = 4800 karakter
–Kebutuhan tempat penyimpanan per halaman = 4.800×2 byte =
–9.600 byte = 9.375 Kbyte
Contoh pada Data Grafik Vektor
•Kebutuhan Data Grafik Vektor pada layar resolusi 640 x 480
–1 still image membutuhkan 500 baris (line)
–Setiap 1 baris direpresentasikan dalam posisi horisontal, vertikal,dan field atribut sebesar 8-bit
–sumbu Horizontal direpresentasikan dengan log2 640 = 10 bits
–sumbu Vertical direpresentasikan dengan log2 480 = 9 bits
–Bits per line = 9bits + 10bits + 8bits = 27bits
–Storage required per screen page = 500 ×27 /8 = 1687,5 byte = 1,65 Kbyte
Contoh pada Color Display
•Kebutuhan Color Display pada layar resolusi 640 x 480
–Jenis : 256, 4.096, 16.384, 65.536, 16.777.216 warna
–Masing-masing warna pixel memakan tempat 1 byte
–Misal untuk 256 warna : 640 x 480 x 1 byte = 307.200 byte = 300 KByte
Contoh pada Audio Telephony
•Kebutuhan tempat penyimpanan untuk media kontinyu untuk 1 detik playback : Sinyal audio tidak terkompres dengan kualitas suara telepon dengan
•sample 8 kHz dan dikuantisasi 8 bit per sample, pada bandwidth 64 Kbits/s, membutuhkan storage:
Contoh pada Audio CD
•Kebutuhan tempat penyimpanan untuk media kontinyu untuk 1 detik playback : Sinyal audio CD disample 44,1 kHz, dikuantisasi 16 bits per sample,
•Storage = 44,1 kHz x 16 bits = 705,6 x 103 bits = 88.200 bytes untuk menyimpan 1 detik playback
Contoh pada Video sistem PAL
•Kebutuhan sistem standar PAL : 625 baris dan 25 frame/detik
•3 bytes/pixel (luminance, red chrom, blue chrom)
•Luminance Y menggunakan sample rate 13,5 MHz
•Chrominance (R-Y dan B-Y) menggunakan sample rate 6.75 MHz
•Jika menggunakan 8 bit/sample, maka
Jenis Kompresi Data Berdasarkan Mode Penerimaan Data oleh Manusia
•Dialoque Mode: yaitu proses penerimaan data dimana pengirim dan penerima seakan berdialog (real time), seperti pada contoh video conference.
–Dimana kompresi data harus berada dalam batas penglihatan dan pendengaran manusia. Waktu tunda (delay) tidak boleh lebihdari 150 ms, dimana 50 ms untuk proses kompresi dan dekompresi, 100 ms mentransmisikan data dalam jaringan.
•Retrieval Mode: yaitu proses penerimaan data tidak dilakukan secara real time
–Dapat dilakukan fast forward dan fast rewind di client
–Dapat dilakukan random access terhadap data dan dapat bersifat interaktif
Jenis Kompresi Data Berdasarkan Output
•Lossy Compression
•Lossless Compression
Lossy Compression
•Teknik kompresi dimana data hasil dekompresi tidak sama dengan data sebelum kompresi namun sudah “cukup” untuk digunakan. Contoh: Mp3, streaming media, JPEG, MPEG, dan WMA.
•Kelebihan: ukuran file lebih kecil dibanding loseless namun masih tetap memenuhi syarat untuk digunakan.
•Biasanya teknik ini membuang bagian-bagian data yang sebenarnya tidak begitu berguna, tidak begitu dirasakan, tidak begitu dilihat oleh manusia sehingga manusia masih beranggapan bahwa data tersebut masih bisa digunakan walaupun sudah dikompresi.
•Misal terdapat image asli berukuran 12,249 bytes, kemudian dilakukan kompresi dengan JPEG kualitas 30 dan berukuran 1,869 bytes berarti image tersebut 85% lebih kecil dan ratio kompresi 15%.
Lossless Compression
•Teknik kompresi dimana data hasil kompresi dapat didekompres lagi dan hasilnya tepat sama seperti data sebelum proses kompresi. Contoh aplikasi: ZIP, RAR, GZIP, 7-Zip
•Teknik ini digunakan jika dibutuhkan data setelah dikompresi harus dapat diekstrak/dekompres lagi tepat sama. Contoh pada data teks, data program/biner, beberapa image seperti GIF dan PNG.
•Kadangkala ada data-data yang setelah dikompresi dengan teknik ini ukurannya menjadi lebih besar atau sama.
Untung Rugi Lossy vs Lossless • Keuntungandarimetodelossyataslossless adalahdalambebeapakasusmetodelossydapatmenghasilkanfile kompresiyang lebihkecildibandingkandenganmetodelossless yang ada, ketikamasihmemenuhipersyaratanaplikasi.• Metodelossyseringdigunakanuntukmengkompresisuara, gambardanvideo. karenadata tersebutdimaksudkankepadahuman interpretation dimanapikirandapatdenganmudah“mengisibagian-bagianyang kosong” ataumelihatkesalahanmasalalusangatkecilatauinkonsistensi-idealnyalossyadalahkompresitransparan, ygdapatdiverifikasidengantesABX. Sedangkanlossless digunakanuntukmengkompresidata untukditerimaditujuandalamkondisiaslisepertidokumenteks.• Lossyakanmengalamigeneration loss padadata sedangkanpadalossless tidakterjadikarenadata yang hasildekompresisamadengandata asli.
Kriteria Algoritma dan Aplikasi Kompresi Data
•Kualitas data hasil enkoding: ukuran lebih kecil, data tidak rusak untuk kompresi lossy.
•Kecepatan, ratio, dan efisiensi proses kompresi dan dekompresi
•Ketepatan proses dekompresi data: data hasil dekompresi tetap sama dengan data sebelum dikompres (kompresi loseless)
Klasifikasi Teknik Kompresi
•Entropy Encoding
–Bersifat loseless
–Tekniknya tidak berdasarkan media dengan spesifikasi dan karakteristiktertentu namun berdasarkan urutan data.
–Statistical encoding, tidak memperhatikan semantik data.
–Mis: Run-length coding, Huffman coding, Arithmetic coding
•Source Coding
–Bersifat lossy
–Berkaitan dengan data semantik (arti data) dan media.
–Mis: Prediction (DPCM, DM), Transformation (FFT, DCT), Layered Coding (Bit position, subsampling, sub-band coding), Vector quantization
•Hybrid Coding
–-Gabungan antara lossy + loseless
–-mis: JPEG, MPEG, H.261, DVI
Contoh-contoh Teknik Kompresi :
•Run-Length-Encoding (RLE)
•Static Huffman Coding (SHC)
•Shannon-Fano Algorithm
•Adaptive Huffman Coding (AHC)
•Dictionary-Based Coding
Run-Length-Encoding (RLE) (1)
•Run-Length-Encoding (RLE) –tipe 1 untuk Teks
–Kompresi data teks dilakukan jika ada beberapa huruf yang sama yangditampilkan berturut-turut:
•Mis: Data: ABCCCCCCCCDEFGGGG = 17 karakter
•RLE tipe 1 (min. 4 huruf sama) : ABC!8DEFG!4 = 11 karakter
–RLE ada yang menggunakan suatu karakter yang tidak digunakan dalam teks tersebut seperti misalnya „!‟ untuk menandai.
–Kelemahan? Jika ada karakter angka, mana tanda mulai dan akhir?
Run-Length-Encoding (RLE) (2)
•Run-Length-Encoding (RLE) –tipe 2 , untuk teks :
–Misal data : ABCCCCCCCCDEFGGGG = 17 karakter
–RLE tipe 2: -2AB8C-3DEF4G = 12 karakter
–Misal data : AB12CCCCDEEEF = 13 karakter
–RLE tipe 2: -4AB124CD3EF = 12 karakter
•RLE ada yang menggunakan flag bilangan negatif untuk menandai batas sebanyak jumlah karakter tersebut.
•Berguna untuk data yang banyak memiliki kesamaan, misal teks ataupun grafik seperti icon atau gambar garis-garis yang banyak memiliki kesamaan pola.
•Best case: untuk RLE tipe 2 adalah ketika terdapat 127 karakter yang sama sehingga akan dikompres menjadi 2 byte saja.
•Worst case: untuk RLE tipe 2 adalah ketika terdapat 127 karakter yang berbeda semua, maka akan terdapat 1 byte tambahan sebagai tanda jumlah karakter yang tidak sama tersebut.
Static Huffman Coding (1)
•Frekuensi karakter dari string yang akan dikompres dianalisa terlebih dahulu. Selanjutnya dibuat pohon huffman yang merupakan pohon biner dengan root awal yang diberi nilai 0 (sebelah kiri) atau 1 (sebelah kanan), sedangkan selanjutnya untuk dahan kiri selalu diberi nilai 1(kiri) -0(kanan) dan di dahan kanan diberi nilai 0(kiri) –1(kanan)
•A bottom-up approach = frekuensi terkecil dikerjakan terlebih dahulu dan diletakkan ke dalam leaf(daun).
•Kemudian leaf-leaf akan dikombinasikan dan dijumlahkan probabilitasnya menjadi root diatasnya.
•Mis: MAMA SAYA
–A = 4 -> 4/8 = 0.5
–M = 2 -> 2/8 = 0.25
–S = 1 -> 1/8 = 0.125
–Y = 1 -> 1/8 = 0.125
–Total = 8 karakter
•Huffman Tree:
Static Huffman Coding (2)Sehingga : w(A) = 1, w(M) = 00, w(S) = 010, dan w(Y) = 011Contoh lain:Jika terdapat p(A) = 0.16, p(B) = 0.51, p(C) = 0.09, p(D) = 0.13, dan p(E) = 0.11, buatlah Huffman Tree-nya dan weight masing-masing karakter!
Contoh-contoh Teknik Kompresi : Shannon-Fano Algorithm (1)
•Dikembangkan oleh Shannon (Bell Labs) dan Robert Fano (MIT)
•Contoh :
•Algoritma: Algoritma :
1.Urutkan simbol berdasarkan frekuensi kemunculannya
2.Bagi simbol menjadi 2 bagian secara rekursif, dengan jumlah yang kira-kira sama pada kedua bagian, sampai tiap bagian hanya terdiri dari 1 simbol.
Contoh-contoh Teknik Kompresi : Shannon-Fano Algorithm (2)
•Cara yang paling tepat untuk mengimplemen-tasikan adalah dengan membuat binary tree.
Adaptive Huffman Coding (1)
•Metode SHC mengharuskan kita mengetahui terlebih dahulu frekuensi masing-masing karakter sebelum dilakukan proses pengkodean. Metode AHC merupakan pengembangan dari SHC dimana proses penghitungan frekuensi karakter dan pembuatan pohon Huffman dibuat secara dinamis pada saat membaca data.
•Algoritma Huffman tepat bila dipergunakan pada informasi yang bersifat statis. Sedangkan untuk multimedia application, dimana data yang akan datang belum dapat dipastikan kedatangannya (audio dan video streaming), algoritma Adaptive Huffman dapat dipergunakan.
•Metode SHC maupun AHC merupakan kompresi yang bersifat loseless.
•Dibuat oleh David A. Huffman dari MIT tahun 1952
•Huffman banyak dijadikan “back-end” pada algoritma lain, seperti Arithmetic Coding, aplikasi PKZIP, JPEG, dan MP3.
Adaptive Huffman Coding (2)
Dictionary-Based Coding
•Algoritma Lempel-Ziv-Welch (LZW) menggunakan teknik adaptif danberbasiskan “kamus” Pendahulu LZW adalah LZ77 dan LZ78 yang dikembangkan oleh Jacob Ziv dan Abraham Lempel pada tahun 1977 dan 1978. Terry Welch mengembangkan teknik tersebut pada tahun 1984. LZW banyak dipergunakan pada UNIX, GIF, V.42 untuk modem.
TUGAS KELOMPOKMAKALAH dan Presentasi Tentang1. KEAMANAN SISTEM MULTIMEDIA
-pengamanan data multimedia dengan mengunakan data hidingantara Steganografi dan Watermaking.-pengamanan data multimedia antara Enkripsi dan DRM2. Sistem / Aplikasi MULTIMEDIA yang membangun aplikasi FB, Twitter, Koprol

2 responses to “Sistem Multimedia

  1. excellent submit, very informative. I’m wondering why the opposite specialists of this sector don’t
    realize this. You should proceed your writing. I’m confident, you’ve a huge readers’ base already!

  2. Pretty section of content. I just stumbled upon your weblog and in accession capital to assert
    that I acquire actually loved account your blog posts. Anyway I will be
    subscribing in your feeds or even I fulfillment you get admission to
    constantly rapidly.

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s