TEKNIK KOMPRESI H.264 UNTUK TRANSMISI DATA
HASIL VIDEO AEROMODELLING
TUGAS AKHIR
Disusun Untuk Memenuhi Syarat Kelulusan Pada
Program Studi Strata Satu Sistem Komputer di Jurusan Teknik Komputer
Oleh
Fajar Sidik Ramdani 10210158
Pembimbing
Susmini Indriani Lestariningati, M.T
JURUSAN TEKNIK KOMPUTER
FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER
UNIVERSITAS KOMPUTER INDONESIA
iii
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum Wr. Wb.
Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada yang Mahakuasa Allah
Subhanahu wa ta'ala atas rahmat dan karunia-Nya, shalawat serta salam semoga tercurah limpahkan bagi baginda Nabi Muhammad Shallallahu ‘alaihi wasallam, juga kepada keluarga, para sahabat dan tabi’in, tabi’uttabi’in serta umatnya yang senantiasa mengamalkan dan mengemban risalah Islam hingga akhir zaman.
Adapun judul dari tugas akhir ini adalah Teknik Kompresi H.264 Untuk
Transmisi Data Hasil Video Aeromodelling. Tujuan dari Tugas Akhir ini adalah untuk memenuhi salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana Strata-1 di
jurusan Teknik Komputer, Universitas Komputer Indonesia.
Selama melaksanakan tugas akhir ini dan penyusunan Tugas Akhir ini,
penulis mendapat banyak bantuan dari berbagai pihak, baik material maupun
spiritual, namun dengan segala kerendahan hati, penulis mengucapkan terima kasih
kepada yang terhormat :
1. Keluarga tercinta, Ibunda Ikah Atikah, Ayahanda Aang Darda, dan
Kakak-kakak yang selalu memberikan do’a, kasih sayang, semangat serta dorongan moril maupun materil.
2. Ibu Susmini Indriani Lestariningati, M.T. selaku dosen pembimbing yang
telah membimbing, memberikan perhatian, memberikan pengarahan, serta
memberikan bantuan selama penelitian Tugas Akhir ini dapat menjadi
sebuah karya ilmiah yang berkualitas dan bermanfaat.
3. Ibu Sri Supatmi, S.Kom. M.T. selaku dosen wali kelas 10TK4 yang telah
memberikan bimbingan, masukan, arahan, serta bantuan selama
perkuliahan.
4. Bapak Dr. Wendi Zarman, M.Si. selaku ketua jurusan Teknik Komputer
Universitas Komputer Indonesia.
5. Bapak Prof. Dr. H. Denny Kurniadie, Ir., M.Sc. selaku Dekan Fakultas
iv
6. Bapak dan Ibu Staff Dosen jurusan Teknik Komputer dan yang pernah
mengajar penulis serta seluruh Staff Administrasi Universitas Komputer
Indonesia, yang telah memberikan ilmu, motivasi, dan bantuan kepada
penulis.
7. Musyrif, Kawan tiga serangkai dan sahabat RevoltCamp yang telah
mengajarkan bagaimana berkorban dan berjuang dalam jalan dakwah.
8. Teman – teman angkatan 2010, khususnya 10 TK-4, yang telah banyak membantu selama studi maupun penelitian.
9. Keluarga Besar LDK UMMI UNIKOM yang telah banyak memberikan
dorongan semangat dalam menyelesaikan skripsi ini.
10. Serta semua pihak yang telah banyak membantu yang tidak dapat penulis
sebutkan satu persatu, terimakasi atas dukungan , bantuan, motivasinya
selama penelitian ini.
Penulis menyadari menyadari bahwa Tugas Akhir ini belum sempurna, baik
dari segi materi maupun penyajiannya. Untuk itu saran dan kritik yang membangun
dari para pembaca sangat diharapkan dalam penyusunan Tugas Akhir ini.
Akhir kata semoga Allah Subhanahu wa ta'ala membalas segala kebaikan yang telah penulis terima dan harapan penulis semoga laporan tugas akhir ini dapat
bermanfaat bagi pihak yang membutuhkan berharap semoga Tugas Akhir ini
menjadi sumbangsih yang bermanfaat bagi dunia sains dan teknologi di Indonesia,
khususnya disiplin keilmuan yang penulis dalami.
Bandung, 3 Maret 2016
v
DAFTAR ISI
ABSTRAK ... i
ABSTRACT ... ii
KATA PENGANTAR ... iii
DAFTAR GAMBAR ... vii
DAFTAR TABEL ... viii
PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang Masalah ... 1
1.2 Maksud dan Tujuan... 2
1.3 Batasan Masalah ... 2
1.4 Metodologi Penelitian ... 2
1.5 Sistematika Penulisan ... 3
LANDASAN TEORI ... 5
2.1 Komunikasi Data ... 5
2.2 Sinyal Informasi ... 6
2.3 Bentuk Komunikasi ... 8
2.4 Gangguan Transmisi ... 10
2.5 Performance ... 11
2.6 Mean Opinion Score (MOS) ... 12
2.7 Video ... 13
2.8 Komponen Video ... 14
2.9 Kompresi ... 15
2.10 Standar H.264 ... 16
2.11 Quadcopter ... 20
2.12 vMix ... 21
ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM ... 22
3.1 Perancangan Sistem ... 22
3.2 Kebutuhan Infrastuktur ... 22
vi
PENGUJIAN DAN ANALISA ... 28
4.1 Pengujian Pengambilan Video Bedasarkan Jarak ... 28
4.2 Pengujian Perhitungan Delay ... 32
4.3 Analisis Hasil Penyimpanan Video ... 33
KESIMPULAN DAN SARAN ... 34
5.1 Kesimpulan ... 34
DAFTAR PUSTAKA
[1] Forouzan, Behrouz A. 2007. Data Communications and Networking.
McGraw-Hill: New York.
[2] Richardson Ian E.G, 2003. H.264 and MPEG-4 Video Compression, Wiley,
Aberdeen.
[3] Li. J, “Advances on Video Coding Algorithms for Next Generation Mobile
Applications”, Thesis for Degree Doctor of Science. Julkaisu: Tampere University of Technology, August 2011.
[4] Yosi Yanata, Singkat Tepat Jelas Kompresi Video, 2002, Elex Media Komputindo, Jakarta.
[5] https://www.vmix.com/sofrware/. Diakses 02 Januari 2016.
[6] Federasi Aero Sport Indonesia (FASI) Aeromodelling, Wednesday, 04 January 2006.
[7] http://www.dji.com/product/phantom/. Diakses 20 Februari.2016.
1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Sebuah gambar dapat diambil dari jarak yang jauh seperti dari udara untuk
mengambil objek video yang ada dipermukaan bumi. Untuk pengambilan video
dari atas atau dari udara diperlukan suatu alat untuk membawa kamera berupa
pesawat. Sebuah Quadcopter, merupakan pesawat tanpa awak yang memiliki empat
buah baling – baling (propeller) dan empat buah motor yang berfungsi sebagai actuator (penggerak) yang dikendalikan oleh flight controller. Alat ini memiliki
keunggulan, yaitu mekanik yang sederhana yang menyerupai helikopter dengan
ukuran begitu kecil dan mampu terbang kesegala arah. Penggunaan Quadcopter
yang membawa kamera dapat digunakan untuk pengambilan keperluan fotografi,
penginderaan jarak jauh untuk keperlukan monitoring, bahkan dapat digunakan
untuk keperluan khusus seperti pengambilan gambar untuk pencarian korban ketika
terjadi bencana. Kamera yang mengambil gambar, kemudian hasilnya akan
dikirimkan secara real time ke komputer yang ada di darat. Namun dikarenakan pengiriman video tersebut menggunakan media nirkabel, maka permasalahan yang
akan dihadapi adalah jarak pengirim dan penerima akan mempengaruhi hasil
kualitas video, selain itu adanya delay yang terjadi ketika pengiriman data.
Delay adalah waktu tunda suatu paket data yang diakibatkan oleh proses
transmisi dari satu titik ke titik lain yang menjadi tujuannya[1]. Delay yang terjadi
bisa disebabkan ukuran video yang terlampau besar sehingga waktu yang
dibutuhkan untuk pengiriman video menjadi lebih lama. Untuk itulah teknik
kompresi sangat diperlukan pada saat pengiriman video. Salah satu teknik kompresi
video yang dapat digunakan adalah H.264, teknik ini merupakan teknik yang
menggunakan pengkodean Context-base Adaptive Binary Arithmetic Coding
(CABAC), Discrete Cosine Transform (DTC) yaitu mentransformasikan data dari domain ruang ke domain frekuensi.
Tujuan dari penelitian ini adalah memanfaatkan teknologi kompresi video,
2 pada data rate yang lebih kecil, sehingga akan memudahkan komunikasi dan memperkecil penyimpanan file. Dengan membandingkan sebuah kompresi hingga
kita akan tahu mana kualitas video yang terbaik dan ukuran file yang akan
didapatkan.
1.2 Maksud dan Tujuan
Maksud dari tugas akhir ini adalah dapat membangun sebuah sistem
pengambilan video di udara menggunakan Quadcopter, yang kemudian hasil video
dikirimkan secara real time ke komputer yang ada di darat. Pengiriman video menggunakan teknik kompresi H.264 untuk mengurangi besarnya delay yang
mungkin terjadi.
Adapun tujuan yang akan dicapai dari penelitian tugas akhir ini adalah:
1. Dapat melihat pengaruh jarak antara pengirim dan penerima pada saat
pengambilan video terhadap delay.
2. Dapat menganalisa penggunaan teknik kompresi H.264 pada saat pengiriman
video berlangsung terhadap delay.
1.3 Batasan Masalah
Dalam menyelesaikan tugas akhir ini batasan masalah antara lain :
1. Model yang digunakan adalah Aeromodelling Quadcopter.
2. Data yang dikompresi berbentuk video.
3. Teknik kompresi menggunakan H 264.
4. Program aplikasi yang digunakan untuk menyimpanan file hasil
pengambilan objek video berupa vMix.
1.4 Metodologi Penelitian
Metodologi penelitian merupakan cara-cara dalam melakukan suatu
penelitian. Dalam melakukan penelitian tugas akhir ini menggunakan beberapa
metode yaitu:
3 Merupakan metode pengumpulan data yang dilakukan dengan cara
membaca literatur, jurnal, dan buku yang ada kaitannya dengan judul
penelitian.
2. Perancangan Sistem
Mengumpulkan alat - alat yang akan digunakan dalam perancangan sistem
yang dibuat sesuai dengan kebutuhan,
3. Implementasi
Menerapkan alat - alat yang telah dirancang untuk dibuktikan kecocokannya
dan diverifikasikan kedalam sistem yang telah dirancang.
4. Pengujian dan Analisa
Melakukan percobaan sistem yang telah dibangun dengan merealisasikan
pembuatan hardware dan software pada sistem dan menganalisa cara kerja
hardware dan software dari sistem yang telah diuji tersebut.
5. Kesimpulan
Membuat kesimpulan hasil dari analisa yang telah dilakukan.
1.5 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan tugas akhir ini disusun untuk memberikan gambaran
umum tentang penelitian yang dilakukan. Sistematika penulisan tugas akhir ini
adalah sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Menguraikan tentang latar belakang permasalahan, mencoba merumuskan inti
permasalahan yang dihadapi, menentukan maksud, tujuan dan kegunaan penelitian,
yang kemudian diikuti dengan pembatasan masalah serta sistematika penulisan.
BAB II LANDASAN TEORI
Membahas berbagai konsep dasar dan teori-teori yang berkaitan dengan judul tugas
akhir yang sedang dikerjakan dan hal-hal yang berguna dalam proses pengerjaan
pembangunan sistem.
4 Bab ini membahas tentang kebutuhan dalam sistem yang sedang dibangun,
pengguna, perancangan dan prosedur-prosedur yang dibutuhkan dari sistem untuk
pengembangan sistem ini, selain itu terdapat juga kebutuhan fungsional dan
non-fungsional dari sistem.
BAB IV IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN
Membahas tentang implementasi dan pengujian sistem yang telah dikerjakan dari
hasil analasis dan perancangan yang telah dibuat, serta menerapkan kegiatan
implementasi dan pengujian pada sistem yang dibangun, sehingga diketahui apakah
sistem yang dibangun telah memenuhi syarat.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisikan kesimpulan dari hasil penelitian dan saran yang bermanfaat untuk
5
I
LANDASAN TEORI
1.1 Komunikasi Data
Kegunaan dasar dari sistem komunikasi data adalah untuk menjalankan
pertukaran data antara dua belah pihak. Dalam Gambar II.1 ditampilkan contoh
sistem komunikasi data sederhana.
Gambar I.1 Sistem Komunikasi Sederhana
Adapun elemen-elemen sistem komunikasi data tersebut :
1. Sumber : Alat ini membangkitkan data sehingga data ditransmisikan, contoh :
telepon
2. Pengirim : Biasanya data yang dibangkitkan dari sistem sumber tidak langsung
ditransmisikan dalam bentuk sinyal aslinya. Sebuah transmitter cukup
memindah dan menadai informasi dengan cara yang sama seperti menghasilkan
sinyal-sinyal elektromagnetik yang dapat ditranmisikan melewati sistem
tranmisi berututan.
3. Media tranmisi : Berupa jalur transmisi tunggal atau jaringan kompleks yang
menghubungkan antara sumber dengan tujuan .
4. Penerima : Receiver menerima sinyal dari sistem transmisi dan
menggabungkannya ke dalam bentuk tertentu yang dapat ditangkap oleh tujuan.
5. Tujuan : menangkap data yang dihasilkan oleh receiver. Sebuah transmisi data dapat berupa simplex, half duplex atau full duplex.
Transmisi data terjadi antara transmitter dan receiver melalui beberapa media transmisi. Media transmisi dapat digolongkan sebagai transmisi dengan
panduan (guided media) atau transmisi tanpa panduan (unguided media). Pada kedua hal itu komunikasi berada dalam bentuk gelombang elektromagnetik (EM).
6
guided media adalah : twisted pair, coaxial, serta serat optic. Untuk ungaidedmedia
menyediakan alat untuk mentransmisikan gelombang elektromagnetik (EM) namun
tidak mengendalikannya contohnya adalah perambatan (propagasi) gelombang
elektromagnetik (EM) di udara dan laut[1].
Selain menggunakan kabel, sistem komunikasi juga dapat menggunakan
udara sebagai media transmisinya. Informasi diubah ke dalam sinyal elektronik
yang akan diradiasikan ke udara. Sinyal tersebut terdiri dari medan listrik dan
medan magnet, atau sering disebut dengan sinyal elektromagnetik. Sinyal
elektromagnetik disebut juga dengan gelombang frekuensi radio (Radio Frequency waves). Gelombang radio memiliki parameter frekuensi, perioda, amplituda, panjang gelombang dan cepat rambat gelombang. Hubungan antara cepat rambat
gelombang, frekuensi dan panjang gelombang dirumuskan
dengan persamaan :
c= λ.f (2.1) dimana :
c = cepat rambat gelombang elektromagnetik (m/s)
λ = panjang gelombang (m) f = frekuensi (Hz)
Cepat rambat gelombang elektromagnetik di ruang hampa udara sebesar 3 x 8 m/s.
1.2 Sinyal Informasi
Data adalah suatu jenis informasi yang disimpan atau didapatkan kembali
pada sebuah komputer. Oleh karena itu, jaringan mentransfer data dari satu
komputer ke komputer yang lain. Data tersebut dapat berupa pesan e-mail, file, web page, video, musik dan lain sebagainya.
Sistem komunikasi jaringan pada komputer melambangkan data dengan
menggunakan kode-kode yang diwakili secara efisien alat-alat elektronik dan
gelombang radio. Sinyal tersebut membawa informasi melalui sistem dari satu titik
7 Sinyal Digital
Sinyal pada komputer memiliki irama amplitudo yang berubah dari waktu
ke waktu. Sinyal digital pada Gambar II.2 biasanya berupa bilangan biner (dua
digit), sehingga disebut dengan rangkaian digitbiner (bit) atau data biner. Untaian digital dalam komputer dengan mudah menyimpan dan mengolah sinyal-sinyal
digitaltersebut ke dalam bentuk biner.
Gambar I.2 Sinyal Digital
Bilangan biner merupakan sebuah sistem yang hanya menggunakan 0 dan 1
untuk merepresentasikan angka-angka. Konversi dari system bilangan desimal ke
bilangan biner mudah dijalankan tinggal menyimpan bilangan biner tersebut.
Salah satu kelebihan sinyal digital adalah lebih mudah diperbaiki. Saat
sinyal merambat melalui medium udara, sinyal tersebut dapat berbenturan dengan
suara atau gelombang yang dapat merubah sinyal. Untuk mengatasi dan
memperbaiki sinyal tersebut, maka untaian digitaldapat mendeteksi jika ada denyut
dalam periode waktu tertentu dan membuat denyut baru yang sama dengan denyut
digital yang dikirim sebelumnya. Sinyal digital dapat menjangkau jarak jauh
melalui periodik repeater sambil melindungi integritas informasi.
Berikut ini hal-hal yang menetapkan karakteristik penting pada sinyal
digital:
1. Kecepatan Data
Kecepatan data menyesuaikan dengan kecepatan yang ditransfer sinyal digital.
Karena itu kecepatan data pada sinyal digital memberikan beberapa informasi
mengenai lamanya pengiriman data dari satu titik ke titik yang lain dan
8 tempuh jumlah total bit yang ditransmisikan. Ukuran untuk kecepatan bit adalah
bits per second (bps).
2. Throughput
Throughput sama dengan kecepatan data, akan tetapi kalkulasi throughput mengabaikan bit-bit yang berhubungan dengan overhead pada protokol
komunikasi. Tidak ada standar untuk merepresentasikan throughput, kecuali jika memasukkan informasi aktual yang dikirim menyebrangi jaringan. Karena itu,
throughput memberikan solusi yang akurat untuk merepresentasikan performa dan efisiensi jaringan yang sebenarnya.
Sinyal Analog
Sinyal analog seperti ditunjukkan Gambar II.3 merupakan salah satu
amplitudo sinyal yang berubah secara terus-menerus dari waktu ke waktu.
Gambar I.3 Sinyal Analog
Pada permulaan komunikasi elektronik, sebagian besar komunikasi
elektronik mengolah sinyal dalam bentuk analogkarena input informasinya berasal
dari manusia. Sinyal analogmemiliki amplitudo, voltase, energi, dan frekuensi.
1.3 Bentuk Komunikasi
9 Simplex
Simplex adalah salah satu bentuk komunikasi antara dua belah pihak, dimana sinyal-sinyal dikirim secara satu arah. Metode transmisi ini berbeda dengan
metode full-duplex yang mampu mengirim sinyal dan menerima secara sekaligus dalam satu waktu atau half-duplex yang mampu mengirim sinyal dan meneriam sinyal meski tidak dalam satu waktu. Transmisi secara simplex terjadi di dalam beberapa teknologi komunikasi, seperti siaran televisi atau siaran radio.
Transmisi simplex tidak digunakan dalam komunikasi jaringan karena node-node dalam jaringan umumnya membutuhkan komunikasi secara dua arah. Memang beberapa komunikasi dalam jaringan, seperti video streaming, terlihat seperti simplex, tapi sebenarnya lalu lintas komunikasi terjadi secara dua arah, apalagi jika protokol TCP yang digunakan protokol lapisan transportnya.
Duplex
Duplex adalah sebuah istilah dalam bidang telekomunikasi yang merujuk kepada komunikasi dua arah. Terdapat dua metode duplexing, yaitu:
1. Half duplex
Half duplex merupakan sebuah mode komunikasi dimana data dapat ditransmisikan atau diterima secara dua arah tapi tidak dapat secara
bersama-sama. Contoh paling sederhana adalah walkie-talkie, dimana dua penggunanya harus menekan sebuah tombol untuk berbicara dan melepaskan tombol tersebut
untuk mendengar. Ketika dua orang menggunakan walkie-talkie untuk berkomunikasi pada satu waktu tertentu, hanya salah satu diantara mereka yang
dapat berbicara sementara pihak lainnya mendengar. Jika kedua-duanya
mencoba untuk berbicara secara serentak, kondisi collision (tabrakan) pun terjadi dan kedua pengguna walkie-talkie tersebut tidak dapat saling mendengarkan apa yang keduanya kirimkan.
2. Full duplex
10 umumnya membutuhkan dua jalur komunikasi. Komunikasi full duplex juga dapat diraih dengan menggunakan teknik multiplexing, dimana sinyal yang berjalan dengan arah yang berbeda akan diletakkan pada slot waktu (time slot) yang berbeda. Kelemahan teknik ini adalah bahwa teknik ini memotong
kecepatan transmisi yang mungkin menjadi setengahnya.
Gambar I.4 Cara Kerja Transmisi Simplex, Half Duplex dan Full Duplex
1.4 Gangguan Transmisi
Dalam melakukan komunikasi data, sinyal yang diterima kemungkinan
mengalami kecacatan. Hal ini bisa disebabkan karena adanya gangguan transmisi.
Dalam pengiriman sinyal analog gangguan yang ditimbulkan yaitu menurunnya
kualitas sinyal, sedangkan pada pengiriman sinyal digital gangguan yang
ditimbulkan yaitu terjadinya Bit error.
Gangguan transmisi yang ada pada komunikasi data yaitu :
1. Atenuasi dan distorsi
Kekuatan sinyal berkurang apabila jarak komunikasinya terlalu jauh melalui
media transmisi. Pada sinyal analog karena atenuasi berubah-ubah sebagai
fungsi frekuensi, sinyal diterima menjadi menyimpang, sehingga mengurangi
tingkat kejelasan. Untuk unguided media, atenuasi adalah fungsi yang lebih kompleks dari jarak. Atenuasi membawakan tiga pertimbangan untuk
membangun transmisi. Pertama, sinyal yang diterima harus cukup kuat
sehingga arus elektronik pada receiver bisa mendeteksi sinyal. Kedua sinyal harus mempertahankan level yang lebih tinggi dibandingkan derau yang
11 2. Distorsi Tunda
Distorsi tunda merupakan suatu kejadian khas pada Guided Media (transmisi panduan), kejadian ini disebabkan oleh sebuah sinyal yang melewati Guided
berbeda. Distorsi yang terjadi disebabkan oleh kenyataan bahwa kecepatan
penyebaran sebuah sinyal melewati medium guided berbeda dengan frekuensi. Sehingga berbagai komponen frekuensi suatu sinyal akan mencapai receiver
pada waktu yang berlainan dan mengakibatkan fasenya berubah di antara
frekuensi yang berbeda-beda atau akibat sinyal yang diterima mengalami
distorsi karena berbagai penundaan yang dialami pada pemilihan frekuensinya.
3. Noise
Merupakan sinyal yang tidak diinginkan yang terdapat diantara transmisi dan
penerimaan. Noise merupakan faktor utama yang membatasi kinerja sistem
komunikasi dengan menggunakan frekuensi. Dalam beberapa sistem, sebaran
utama noise adalah noise putih (noise thermal) yang disebabkan oleh pergerakan elektron dalam konduktor.
1.5 Performance
Setelah kita membahas transmisi data (sinyal). Salah satu yang tidak kalah
penting adalah kinerja seberapa baik diukur dari parameter-parameter antara lain
bandwidth, delay dan troughput.
1. Bandwidth adalah suatu ukuran dapat digunakan dalam dua pengukuran yang berbeda Hertz dan ada dalam satua bit per detik.
2. Delay merupakan lamanya waktu yang dibutuhkan dari sumber data atau informasi untuk sampai ke tempat tujuan dikirim. Kita bisa mengatakan delay yang terbuat dari empat komponen : delay propagasi, delay transmisi,
delay antrian dan delay proses.
delay propagasi merupakan menghitung delay yang dibutuhkan berapalama
perjalanan dari sumber ke tujuan. Waktu propagasi dihitung dengan membagi jarak
12 Delay Propagasi=Cepat RambatJarak (2.2)
1.6 Mean Opinion Score (MOS)
Secara harafiah definisi “MOS –Mean Opinion Score” berdasarkan (ITU. G, 2003) adalah nilai skalar yang telah ditetapkan pada subjek yang diteliti sebagai
opini performa dari sistem tranmisi telepon yang digunakan untuk percakapan atau
untuk mendengarkan materi yang dibicarakan. Terlepas dari penilaian secara
subjektif penggunaan penilaian MOS juga digunakan untuk penilaian model secara
objektif (objective models) atau penilaian perencanaan model jaringan (network planning models). Dimana pengguna akan memberikan penilaian dengan range angka 1 - 5 dimana, angka 1 berarti kualitas yang amat buruk dan angka 5 adalah
kualitas yang sangat baik.
MOS Score Keterangan
5 Sangat baik
4 Baik
3 Cukup Baik
2 Kurang Baik
1 Buruk
Untuk menentukan nilai kualitas menggunakan MPQM (Moving Picture Quality Metric) ini berdasarkan riset yang dilakukan di Universitas California LosAngeles (UCLA). Dimana dengan perhitungan antara 5 (sangat bagus) sampai
1 (jelek) untuk mengekspresikan kualitas dari gambra video yang dibroadcast.
Metode ini sama dengan R-model yang biasa digunakan untuk mengukur estimasi
kualitas VOIP. Rumusan dari MPQM sebagai berikut :
13 Dimana:
Qr = Nilai kualitas image video, range 0 (unusable) s/d 5 (best)
Qe = Kualitas dari codec yang digunakan, harga berkisar antara 3-5
R = Parameter kalibrasi yang digunakan sebagai expresi kompleksitas dari codec
untuk video & bitrate, berkisar R (high)=3 R (low)=2
PLR = Packet loss Rate[8].
1.7 Video
Video adalah teknologi pemrosesan sinyal elekronik mewakilkan gambar
bergerak. Video dibuat dari beberapa gambar yang digerakan secara cepat sehingga
terlihat seakan-akan gambar tersebut bergerak.
Video Digital
Video Digital pada dasarnya tersusun atas serangkaian frame. Rangkaian
frame tersebut ditampilkan pada layar dengan kecepatan tertentu, bergantung laju
frame yang diberikan (dalam frame/detik) jika laju frame cukup tinggi, maka
manusia tidak dapat menangkap gambar per frame, melainkan menangkapnya
sebagai rangkaian yang saling berhubungan. Masing-masing frame merupaan
gambar digital. Suatu image digital dipresentasikan dalam matriks yang
masing-masing elemennya mempresentasikan nilai intensitas. Jika I adalah matriks 2
dimensi, I (x,y) adalah nilai intensitas yang sesuai pada posisi baris x dan kolom y
pada matriks tersebut. Titik-titik dimana image disempling disebut sebagai picture
elements atau sering dikenal sebagai piksel. Karakteristik video digital ditentukan
oleh resolusi (resolution) atau dimesi frame (frame dimension) kedalaman piksel (pixel depth), dan laju frame (frame rate). Karakteristik-karakteristik ini yang akan menentukan kualitas video dan jumlah bit yang dibutuhkan untuk menyimpan atau
mentransmisikannya.
Video Analog
Jenis video ini memakai sinyal elektrik (gelombang analog) yang direkam
14 echo yang berakibat munculnya gambar ganda yang sangat mengganggu. Meskipun
banyak video yang diproduksi hanya untuk platform display digital untuk Web,
CD-ROM, atau sebagai presentasi HDTV DVD. Video analog kebanyakan masih
digunakan untuk penyiaran televisi, serta hanya digunakan di dalam platform untuk
mengirim dan melihat video.
Resolusi
Resolusi atau dimensi frame adalah ukuran sebuah frame pada videodigital. Resolusi dinyatakan dalam piksel x piksel. Semakin tinggi resolusi video semakin
baik kualitas video tersebut, dalam arti bahwa dalam ukuran fisik yang sama, video
dengan resolusi tinggi akan lebih detail. Namun, resolusi yang tinggi akan
mengakibatkan jumlah bit yang diperlukan untuk menyimpan dan
mentransmisikannya meningkat. Misalnya pada format VGA, resolusinya adalah
320 piksel x 240 piksel, ukuran ini umum digunakan untuk file video[3].
Laju Frame
Laju frame (Frame rate) menunjukkan jumlah frame yang digambar tiap detik, dan dinyatakan dengan frame per detik. Sehubungan dengan laju frame ini, ada dua hal yang perlu diperhatikan, yaitu kehalusan gerakan (smooth motion) dan kilatan (flash). Kehalusan gerakan ditentukan oleh jumlah frame yang berbeda per detik. Untuk mendapatkan gerakan yang halus, video digital setidaknya harus menampilkan sedikitnya 25 frame per detik. Kilatan ditentukan oleh jumlah berapa kali layar digambar per detik. Dengan 20 frame per detik, kilatan sudah dapat dilenyapkan. Video yang berkualitas baik akan memiliki laju frame yang tinggi, setidaknya sesuai dengan mata manusia, yang berarti membutuhkan jumlah bit yang lebih tinggi.
1.8 Komponen Video
Pada video digital, umumnya data video dipisahkan menjadi komponen – komponen, baik komponen warna maupun komponen kecerahan. Penyajian
15 dipisahkan dengan cara tertentu. Beberapa cara pemisahan komponen tersebut
adalah :
1. RGB
Data video dapat dipisahkan menjadi komponen – komponen untuk masing
– masing warna, yaitu merah ( Red ), hijau ( Green ), dab biru ( Blue ). Warna tiap pixel ditentukan oleh kombinasi intensitas dari masing – masing komponen warna. Sebagai contoh, pada RGB 24 bit, masing – masing komponen warna dinyatakan dalam 8 bit atau 256 level.
2. YUV
Pemisahan komponen tidak hanya dilakukan dengan pemisahan warna,
namun dapat juga dilakukan dengan memisahkan menurut komponen
kecerahan (luminance) dan komponen warna (crominance). Pada format PAL (Phase Alternating Line), sinyal kecerahan dinyatakan dengan Y, sedangkan dua sinyal warna dinyatakan dengan U dan V.
3. YIQ
Pemisahan sinyal video menjadi komponen kecerahan dan komponen warna dapat dilakukan juga sesuai dengan format NTSC (National Television System Committee), komponen kecerahan dinyatakan dengan Y, dan dua komponen warna dinyatakan dengan I dan Q. Karena persepsi mata manusia lebih peka
pada kecerahan dari pada warna, maka crominance cukup di-sampling separuh dari luminance[3].
1.9 Kompresi
Kompresi data atau pemampatan data adalah suatu proses pengubahan
sekumpulan data menjadi suatu bentuk kode untuk menghemat kebutuhan tempat
penyimpanan data dan waktu transmisi data. Saat ini kompresi data sangat
dibutuhkan untuk menghemat untuk menghemat ruang penyimpanan, untuk
menghemat biaya pengiriman data dari komputer satu ke komputer lainnya serta
16 dengan cara menghilangkan redundansi atau kemunculan berulang-ulang dari bagian file. Berikut adalah blok dasar dari kompresi data.
Gambar I.5 Blok Dasar Kompresi Data
Keterangan :
Data asli: merupakan data input yang dikompresi, bisa berupa file text,
file image dan sebagainya, sekaligus sebagai output dari proses dekompresi data.
Box proses kompresi data: proses data yang akan dikompresi menjadi data yang tidak sebenarnya.
Data hasil kompresi: merupakan keluaran dari proses kompresi data[4].
1.10 Standar H.264
Standar H.264 dikembangkan dan dipublikasikan oleh MPEG (Motion Picture Expert Group) dan VCEG (Video Coding Expert Group). Standar H.264 lebih dikenal sebagai MPEG4 part 10 atau AVC (Advance Video Coding). Merupakan sebuah codec video digital yang memiliki keunggulan dalam rasio
kompresi (tingkat kompresi yang tinggi) dengan memanfaatkan metode blok
transformasi adaptif yang efektif. Rentang kerja baik data rate dan bandwidth
H.264 sama dengan standar sebelumnya, yaitu H.263. Perbedaan yang ada hanyalah
17 hanya mengenal ukuran block 4x4, 8x8 dan 16x16, maka standar H.264 memiliki
tujuh variasi ukuran block, 16x16, 16x8, 8x16, 8x8, 8x4, 4x8 dan 4x4. Tujuan pengembangan H.264 adalah untuk membuat suatu standar video digital yang dapat
menghasilkan kualitas video yang baik pada bit rate yang lebih kecil dibandingkan
dengan standar video digital sebelumnya H.263 tanpa harus melakukan perubahan
yang komplek dan dapat diimplementasikan dengan biaya yang murah[2].
Kompresi Intraframe
Kompresi Intrafame dilakukan dengan memanfaatkan redundansi spasial
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 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. Di dalam proses intrafrema juga di kenal dengan Pencocokan blok atau block matching adalah proses pembandingan blok dengan blok – blok pada frame sebelumnya, untuk menemukan matching block. Matchingblock merupakan proses yang paling banyak menyita waktu selama
encoding. Matchingblock cukup dilakukan pada komponen kecerahan (luminance) dari frame. Hal ini dikarenakan mata manusia lebih peka terhadap kecerahan.
1. 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
18 2. 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 antarframe
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.
3. 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, seperti ditunjukkan pada Gambar II.6. 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 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.
Blok Target Motion
vektor Search Area
Blok kandidat
19 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 vertikal MVy.
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)
1. 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. 2. 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 (satu).
Untuk membuat pengkodean dengan metode CABAC, langkah – langkahnya sebagai berikut :
1. Binarization : mengkodekan symbol-simbol kedalam biner “0” dan “1”.
2. Context Model Selection : menentukan probabilitas simbol yang telah dibinerkan.
3. Arithmetic Encoding : Suatu coder arithmetic mengencode setiap simbol dari model probabilitas, hanya yang mengacu dengan “0” dan “1”.
4. Probability Update : model context yang dipilih diperbaharui berdasarkan
20 1.11 Quadcopter
Quadcopter merupakan alat yang menyerupai helikopter dengan ukuran
yang kecil sehingga bisa memudahkan penerbangan tanpa landasan yang besar,
dipergunakan untuk menerbangkan kamera untuk pengambilan video. Terdapat
beberapa jenis Quadcopter, baik dari jenis rakitan sendiri maupun yang sudah
dirakit oleh perusahaan. Ada juga yang telah dilengkapi dengan kameranya sendiri.
Di bawah ini adalah perusahaan yang sudah mengeluarkan beberapa produk dari
quadcopter. Perusahaan yang sudah meluncurkan Quadcopter diantaranya adalah
perusahan amerika yang bernama DJI.
Di bawah ini adalah contoh beberapa produk dari quadcopter.
1. Phantom 1
Phantom 1 adalah ukuran kecil pertama Ready-to-Fly VTOL, pesawat
multi-rotor terpadu DJI untuk syuting udara. dirilis pada bulan Januari
2013. Hal ini umumnya dilengkapi dengan kamera GoPro untuk pembuatan
film amatir atau fotografi. Ini adalah pertama pesawat siap terbang tak
berawak yang digunakan GPS. Ketahanan baterai 10 – 15 menit.
2. Phantom 2
Phantom 2 adalah pengembangan dari phantom 1 yang di desain mudah
terbang. Phantom 2 dirilis pada bulan Desember 2013.ditambahkan dengan
auto-return. Disertai peningkatan kecepatan penerbangan, meningkat waktu penerbangan dan berbagai terkendali, peningkatan kapasitas baterai,
smartphone, tablet dan bahkan beberapa kompatibilitas sensor cerdas.
Konfigurasi WiFi memungkinkan pengguna untuk jarak jauh memiringkan
kamera dan menyesuaikan orientasi pada dua sumbu untuk menembak
tingkat yang lebih baik.
3. Phantom 3
Phantom 3, dirilis pada bulan April 2015, menambahkan lightbridge
21 dan visual positioning system, yang memungkinkan Phantom 3 untuk lebih
mempertahankan posisinya di dataran rendah dan bahkan dalam ruangan[7].
1.12 vMix
vMix adalah aplikasi video mixer dan swicher yang dimanfaatkan kemajuan
terbaru dalam perangkat keras komputer untuk menyediakan live HD mixer video,
yang di sertai dengan penambahan pitur yang lengkap seperti adanya kompresi
untuk file dan adanya penyimpanan file yang sebelumnya hanya bisa dilakukan oleh
22
II
ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM
1.1 Perancangan Sistem
Pada bab ini akan dijelaskan tentang perancangan sistem yang akan
digunakan dalam pengiriman video menggunakan kompresi H.264. Gambar di
bawah menjelaskan tentang diagram blok sistem secara keseluruhan. Berikut adalah
gambar dan penjelasannya :
Pada Gambar III.1 secara garis besar terdiri dari dua blok utama yaitu blok
pengirim dan penerima. Blok pengirim terdiri dari sebuah pesawat drone yang
dilengkapi kamera berfungsi untuk mengambil objek video serta hasil video secara
langsung akan dikirimkan ke blok penerima. Sedangkan pada bagian blok penerima
yang terpasang alat komputer yang sekaligus mengkompresi hasil dari pengiriman
objek video serta sebagi media penyimpan hasil pengambilan gambar sehingga
pengguna dapat mengamati hasil video secara langsung melalui media komputer
dan menyimpan hasil dokumentasi video tersebut.
1.2 Kebutuhan Infrastuktur
Pada perancangan sistem ini dibutuhkan kebutuhan yang meliputi analisis
perangkat keras, analisis perangkat lunak, dan analisis pengguna yang akan
digunakan dalam pengujian ini.
23 1.2.1 Kebutuhan Infrasuktur
Untuk membangun aplikasi ini, maka diperlukan perangkat keras yang
mendukung proses pembuatan aplikasi tersebut. Spesifikasi perangkat keras yang
digunakan dalam membangun aplikasi ini adalah sebagai berikut:
Tabel I-1 Spesifikasi Perangkat Keras dan Petangkat Lunak
Nama Komponen
Spesifikasi Perangkat Keras
Spesifikasi Perangkat Lunak
Aeromodelling
/ alat bantu
pengambil video
Quadcopter DJI
Pantom -
PC Desktop Intel Core i5 2,3 GHz
Harddisk 500 GB
RAM 2 GB DDR3
Sistem Operasi Windows 7
Aplikasi viMIX (64)
Memori Micro SD 16 GB
Kamera GoPro
Hero 3
Sensor kamera 12 Mp
Aperature lensa f/2.8
Autofocus wide lensa
Kemampuan rekaman
video 1080 60fps/720
120fps
Memori McroSD
sampai 64GB
Maximum data rate : 30fps pada resolusi
11Mp
Baterai Li-ion 3.7V
1050mAh 3.885Wh
24 1.3 Tahapan Perancangan Sistem
Perancangan merupakan tahap dari analisis sistem, pada perancangan sistem
digambarkan rancangan sistem yang akan dibangun sebelum dilakukan kompresi
pada video. Dalam perancangan ini terdapat beberapa tahap, diantaranya proses
instalasi, seting pesawat drone, proses kompresi video, dan proses uji coba sistem.
Proses-proses tersebut dapat dilihat pada tahapan – tahapan di bawah ini.
1.3.1 Instalasi Aplikasi GoPro
Pada versi GoPro Hero 3 sudah dilengkapi dengan WiFi, fasilitas wireless
yang berguna untuk menghubungkan kamera ini dengan perangkat lain seperti
smartphone atau komputer yang berbasis Android atau iOS dari Apple. Hal utama
yang harus dilakukan adalah mempersiapkan aplikasi GoPro dari App Store atau
Play Store masing-masing perangkat. Dengan aplikasi tersebut, saat kamera GoPro
Hero 3 kita sudah terhubung dengan WiFi perangkat, maka kita dapat melihat
tampilan dan memberikan perintah untuk merekam. dengan mengikuti
langkah-langkah proses instalasi yang dipasang dalam komputer agar dapat dilihat pada
layar lampilan. Adapun proses instalisasiyaitu :
1. Pertama unduh aplikasi GoPro di Playstore.
2. Selanjutnya registrasi dan isi semua form beserta seri GoPro yang anda akan
sinkronkan, misal GoPro Hero3, GoPro Hero3+.
3. Setelah langkah-langkah dilakukan, kemudian nyalakan Wifi GoPro.
4. Selanjutnya aktifkan Wifi destop, sambungkan dengan Wifi GoPro.
1.3.2 Seting Pesawat Drone
Setelah instalasi aplikasi tampilan perangkat lunak selesai dilakukan,
langkah selanjutnya yaitu menseting Drone dan kamera pada pesawat. Kamera yang
terpasang pada drone berfungsi untuk pengambilan video diudara, untuk dikirimkan
25 Kalibrasi pada drone perlu dilakukan untuk menentukan titik poin dari GPS.
Karena dalam drone telah di pasang algoritma beck to home sehingga ketika batrai mulai mendekati kritis secara otomatis drone akan kembali pada tempat dimana dia
di kalibrasi pertama kali. Jika kalibrasi belum diset maka akan terjadi gangguan,
drone sulit menentukan jalan kembali ke titik poin, apalagi ketika penggunaan jarak
tempuh maksimal sehingga loss connet terhadap remot control. Untuk menghindari
hal tersebut maka kita dapat melakukan kalibrasi dengan cara melakukan langkah
– langkah sebagai berikut :
1. Nyalakan remot kontro, pastikan batrai terisi penuh.
2. Nyalakan video sender yang terdapat pada sisi remot control.
3. Reset pada tuas P1 di rimot control dengan melakukan naik turunkan tuas
sebanya 6x secara berulang.
4. Putar drone sampai 180° sehingga lampu hijau berkedip
5. Miringkan drone sampai 90° lalu putar kembali sampai 180° dan lampu hijau
mulai berhenti berkedip.
Langkah - langkah diatas akan menyimpan titik poin GPS ketika terakhir
kali melakukan kalibrasi.
1.3.3 Proses Kompresi Video
Pada proses ini masukannya berupa objek yang tertangkap oleh kamera,
kemudian setelah kamera ini mendeteksi objek maka bisa langsung mengirimkan
hasil tangkapan objek tersebut kesisi penerima. Disisi penerima kita langsung
sediakan software yang sudah bisa mengkompresi data video menjadi file video
26 Gambar I.2 Proses Kompresi Video
Pada Gambar III.2 terlihat diagram alir untuk kompresi video yang mana
diawali dengan pengambilan objek video pada kamera yang terpasang pada pesawat
drone. Selanjutanya pengiriman dan proses pelulangan untuk melakukan kompresi
jika data sudah terkompresi maka hasil video tersebut bisa langsung di simpan pada
PC destop sebagai media penyimpanan.
1.3.4 Instalisasi Sofware vMix
Aplikasi vMix digunakan untuk keperluan penyimpanan data video yang
telah diambil dari kamera dari pesawat Quadcopter. Aplikasi ini berada di sisi user,
sekaligus dari tujuan utama yaitu untuk mengkompresi hasil video. Untuk intalisasi
27 Gambar I.3 Tampilan Depan Aplikasi vMix
Gambar III.3 merupakan halaman muka aplikasi vMix saat mulai
dijalankan, pada halaman ini terdapat piranti yang dapat digunakan untuk
menamilkan video dari hasil pengambilan dan terdapat piranti penyimpan hasil file
video.
Sedangkan untuk proses konfigurasi langkah-langkahnya adalah sebagai
berikut :
1. Membuka tab Add Input, lalu pilih account Camera.
2. Setelah itu isi dengan data sebagai berikut :
Camera = “vMx Video”
Resolution = “1024x768” Frame Rate = “PAL 50p” Video Format = “H.264”
Untuk yang pilihan lainnya biarkan default. Setelah itu pilih OK
3. Perintah di atas digunakan untuk konfigurasi data yang akan diambil dari
kamera pada laptop.
4. Setelah selesai konfigurasi, pastikan tampilan video tidak boleh terputus.
5. Langkah selanjutnya masuk Record untuk melakukan penyimpan hasil dari
V
PENGUJIAN DAN ANALISA
Pengujian pengambilan video dilakukan selama beberapa kali uji terbang
pada pesawat drone. Berikut ini adalah hasil dari pengujian dan analisa pengiriman
video.
1.1 Pengujian Pengambilan Video Bedasarkan Jarak
Pengujian ini dilakukan pada saat pengambilan video berdasarkan jarak
antara pengirim dan penerima. Pengujian yang pertama dilakukan untuk jarak
antara pengirim dan penerima secara vertikal.
Gambar I.1 Pengambilan Secara Vertikal
Dari hasil pengujian dapat kita lihat dari Gambar IV.1 ketinggian
pengambilan objek video secara vertikal yang dapat kita lihat dari tampilan aplikasi,
aplikasi ini sudah menyediakan alat pengukuran ketinggian yang ditampilkan
berupa altitude, speed dan distance.
1.1.1 Pengujian Pengambilan Video Secara Vertikal
Berikut adalah hasil pengujian hasil pengambilan video berdasarkan jarak
2 Tabel I-1 Pengambilan Data Video Secara Vertikal
No Jarak (m) Hasil Delay Video
1 0 – 100 Baik
2 100 – 200 Baik
3 200 – 300 Delay Rendah
4 300 – 400 Delay Tinggi
5 500 – 600 Tidak Ada gambar
Jarak pengambilan objek video dengan ketinggian secara vertikal dapat
dilihat dari Tabel IV.1 pengambilan yang optimal didapatkan antara 0-400 meter
dari pertama pesawat drone mulai naik.
Gambar I.2 Pengjujian Saat Terjadi Loss Koneksi
Dari Gambar IV.2 dapat kita lihat batas jarak yang pengambilan objek video
lebih dari jarak antara 500 meter ke atas kita tidak bisa melihat dan menyimpan
hasil video karena terjadi Loss Koneksi namun pesawat drone masih bisa di kontrol
3 1.1.2 Pengujian Pengambilan Secara Horizontal
Pada bagian ini dilakukan pengujian ini dilakukan pada saat pengambilan
video berdasarkan jarak antara pengirim dan penerima. Pengujian dilakukan untuk
jarak antara pengirim dan penerima secara horizontal.
Gambar I.3 Pengambilan Secara Horizontal
Dari hasil pengujian kita bisa lihat pada Gambar IV.3 jarak tempuh
pengambilan objek video secara horizontal yang dapat kita lihat dari tampilan
aplikasi yaitu Distance. Berikut ini adalah hasil pengujian pengambilan video
4 Tabel I-2 Pengambilan Data Video Secara Horizontal
No Jarak (m) Hasil Video
1 0 -100 Baik
2 100 – 200 Baik
3 200 – 300 Delay Rendah
4 300 – 400 Delay Tinggi
5 400 – 500 Tidak Ada gambar
Setelah kita mengambil objek video dengan ketinggian secara horizontal
dapat kita lihat dari Tabel IV.2 pengambilan yang optimal didapatkan antara 0-400
meter dari pertama pesawat drone mulai naik. Ini membuktikan jarak antara vetikal
dan horizontal berjarak sama cakupan dan jangkauan yang bisa diambil oleh kamera
video.
Gambar I.4 Saat Terjadi Loss Koneksi Saat Pengambilan Secara Horizontal
Dari Gambar IV.4 dapat kita lihat batas jarak yang bisa diambil oleh kamera
adalah 600 meter setelah melebihi 600 meter akan terjadi lost connection dan tidak
akan menampilkan hasil pengambilan objek video serta tidak bisa menyimpan hasil
5 1.2 Pengujian Perhitungan Delay
Delay dapat dicari dengan membagikan jarak jangkauan pengambilan video
dibagi dengan cepat rambat pengiriman sinyal pada media udara. Diketahui cepat
rambat pengiriman 3x108 m/s, dan mengacu pada rumus (2.2) di dalam Bab 2 yaitu
tentang perhitungan delay propogasi maka kita bisa lihat hasil dalam tabel
pengujian dibaha ini:
Tabel I-3 Pengujian Delay Menggunakan Kompresi
No Jarak (m) Menggunakan Kompresi
Delay (ms) Hasil Delay Video
1 100 0,3 Delay Sangat Rendah
2 200 0,6 Delay Rendah
3 300 0,10 Delay Normal
4 400 0,13 Delay Tinggi
5 500 >1 Tidak Ada Tampilan
Berdasarkan Tabel IV.3 kita dapat mengetahui semakin jauh jarak tempuh
maka delay akan semakin lama sehingga pengiriman menjadi akan lambat.
Berikut ini adalah hasil gambar tanpa menggunakan kompresi dan menggunakan
kompresi.
(a) (b)
Gambar I.5 Gambar (a) Merupakan Hasil Tanpa Kompresi dan Gambar (b) Hasil
6 Terlihat pada Gambar IV.5 hasil kompresi oleh H.264 sebenarnya tidak
terlalu berbeda jauh dari aslinya. Hal ini dikarenakan video masih menggunakan
resolusi hasil kompresi yaitu 450 x 280, tetapi pada saat hasil kompres di perbesar
berdasarkan monitor yang digunakan maka akan terlihat perbedaan kualitasnya.
Pada kompresi H.264 tidak terdapat standar nilai pixel yang digunakan, tetapi
kompresi menggunakan H.264 dapat mencapai 1280 x 720 pixel.
1.3 Analisis Hasil Penyimpanan Video
Setelah melakukan beberapa pengujian dengan pengambilan objek
menggunakan kamera maka dapat dihasilkan rasio kompresi antara yang
terkompresi dengan tanpa kompresi jumlah kapasitas penyimpan akan sangat
berbeda. Adapun hasilnya dapat dilihat pada tabel-tabel dibawah ini.
Tabel I-4 Pebadingan Hasil Kompresi dengan Format Video RGB 720 x 480.
No Waktu
(menit)
Tanpa Kompresi
(MB)
Kompresi (MB)
Kualitas Video
1 1 101 21,3 MB Biak
2 2 163 37,4 MB Biak
3 3 205 43,3 MB Biak
4 4 337 49,5 MB Biak
5 5 406 57,4 MB Biak
6 6 502 63,6 MB Biak
Dengan menggunaan kompresi H.264 tentunya data yang tersimpan lebih
sedikit dan tidak memakan banyak kapasitas memori, ini bisa di lihat dalam Tabel
IV.4 yang menyimpan data yang begitu kecil tanpa harus menambah memori
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari hasil pengujian yang telah dilakukan, kesimpulan yang dapat diambil
adalah sebagai berikut:
1. Secara umum performa kompresi H.264 pada pengiriman video pesawat
drone cukup bagus. Dengan data rate video yang cukup rendah, dapat
dimainkan dengan lancar, hal ini belum dapat dilakukan sebelumnya pada
data video yang memakai format AVI, yaitu kompresi MPG-4 karena data
rate lebih besar. Performa yang tinggi ini diperoleh saat posisi user cukup
dekat dengan base station (dalam radius <300 m).
2. Performa video melalui pengiriman ini dipengaruhi oleh jarak pada saat
pengiriman terhubung dengan penerima. Semakin jauh jarak pengiriman
video pada saat pengiriman, maka performa video yang diterima akan
semakin buruk. Hal ini ditandai oleh meningkatnya delay yang pada,
akhirnya tidak bisa penyimpanan file video.
5.2 Saran
Saran yang diberikan untuk pengembangan sistem berikutnya adalah tidak
hanya berbentuk video namun di sertai dengan rekaman audio dan bisa disebarkan
ke pengguna lain menggunakan streaming video hasil dari pengambilan yang telah
F-1
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
Nama Lengkap : Fajar Sidik Ramdani
Nama Panggilan : Fajar
Tempat/Tanggal Lahir : Garut , 21 Maret 1992
Jenis Kelamin : Laki-laki
Agama : Islam
Status : Belum Menikah
Kewarganegaraan : Indonesia
Alamat Tetap : Jl. Raya Cikajang Kp. Bale Desa Rt/Rw 04/05 Kec.
Cikajang Garut
No Telepon : Rumah : -
Handphone : 081312904303
Email : fajar_sr21@yahoo.co.id
F-2
1999 – 2005 : Anggota Pramuka SDN Cibodas II
2005 - 2008 : Ketua Publikasi MTs N Al-Ittihadd Rancapandan
2006 : Angota Asgar Muda Garut
20010 : Anggota Syiar LDK UMMI UNIKOM.
2011 : Anggota BEM UNIKOM
2011 : Ketua Panitia Qurban LDK UMMI UNIKOM
2012, : Ketua LDK UMMI UNIKOM
2012-2013 : Pemred.Web. LDK UMMI UNIKOM
2013 : Ketua Bid Infokom BKLDK”.
2015 : Infokom JAWA BARAT
2010 – 2016 : Universitas Komputer Indonesia, Fakultas Teknik dan
ilmu komputer, Program Studi Teknik Komputer. Program
Srata-1
2008 – 2011 : SMK Nuurul Muttaqiin Cisurupan Garut
2005 – 2008 : MTs Al-Ittihadd Rancapandan
1999 – 2005 : SD Negeri Cibodas II Cikajang Garut
PENDIDIKAN FORMAL
F-3
Spesifikasi Keterangan
Adobe Flash Animasi, AS2.
Adope Photoshop Desain
Mic. Visual Studio Pemrograman Desktop: C#
Adobe After Effect Video Intro editing
Adobe Priemere Video editing
vMix Program MIXSER
TEKNIK KOMPRESI H.264 UNTUK TRANSMISI DATA HASIL VIDEO AEROMODELLING
1Fajar Sidik Ramdani, 2Susmini Indriani Lestariningati
1,2Jurusan Teknik Komputer, Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer
Universitas Komputer Indonesia, Jl. Dipati Ukur No.112-116, Bandung 40132 Email : 1fajar_sr21@yahoo.co.id, 2lestariningati@email.unikom.ac.id
ABSTRAK
Aeromodelling adalah merupakan salah satu cabang olahraga yang berkaitan dengan penerbangan model pesawat terbang. Aktivitas ini dapat diaplikasikan untuk pengambilan data berupa video dari atas udara menggunakan sebuah pesawat tanpa awak. Penggunaan aeromodelling adalah untuk mengamati sebuah aktivitas yang tidak dapat diambil oleh manusia. Hasil video yang telah diambil akan dikirimkan ke stasiun yang ada di bumi. Masalahnya adalah ukuran video yang besar mengakibatkan waktu pengiriman video menjadi lama dan menyebabkan delay yang cukup besar, sehingga tidak cocok untuk komunikasi real time. Untuk itu pengiriman video perlu dilakukan kompresi terlebih dahulu, agar ukuran file menjadi lebih kecil dan membutuhkan waktu pengiriman yang relatif lebih kecil dibandingkan dengan ukuran file asli. Metoda kompresi yang digunakan adalah H.264, memiliki keunggulan dalam rasio kompresi (tingkat kompresi yang tinggi) dengan memanfaatkan metoda blok transformasi adaptif yang efektif. Sesuai dengan tujuan pengembangan H.264/AVC adalah untuk membuat suatu standar video digital yang dapat menghasilkan kualitas video yang baik pada data rate yang lebih kecil dibandingkan dengan standar video digital sebelumnya (MPEG-2, H.263, maupun MPEG-4) tanpa harus melakukan perubahan yang komplek dan dapat diimplementasikan dengan biaya yang murah. Dari hasil pengujian didapatkan pengiriman video tampa menggunakan kompresi membutuhkan waktu pengiriman > 300 ms, sedangkan menggunakan kompresi waktu pengiriman <100 ms, dimana pengiriman data dikatakan baik, karena telah memenuhi standar ITU.
Kata kunci: Aeromodelling, kompresi H.264
PENDAHULUAN
Sebuah gambar dapat diambil dari jarak yang jauh seperti dari udara untuk mengambil objek video yang ada dipermukaan bumi. Untuk pengambilan video dari atas atau dari udara diperlukan suatu alat untuk membawa kamera berupa pesawat. Sebuah Quadcopter, merupakan pesawat tanpa awak yang memiliki empat buah baling – baling (propeller) dan empat buah motor yang berfungsi sebagai penggerak (actuator) yang dikendalikan oleh flight controller. Alat ini memiliki keunggulan, yaitu mekanik yang sederhana yang menyerupai helikopter dengan ukuran begitu kecil dan mampu terbang kesegala arah. Penggunaan Quadcopter yang membawa kamera dapat digunakan untuk pengambilan keperluan fotografi, penginderaan jarak jauh untuk keperlukan monitoring, bahkan dapat digunakan untuk keperluan khusus seperti pengambilan gambar untuk pencarian korban ketika terjadi bencana. Kamera yang mengambil gambar, kemudian hasilnya akan dikirimkan secara real time ke komputer yang ada di darat. Namun dikarenakan pengiriman video tersebut menggunakan media nirkabel, maka permasalahan yang akan dihadapi adalah jarak pengirim dan penerima akan mempengaruhi hasil pengambilan video, selain itu adanya delay yang terjadi ketika pengiriman data.
Delay adalah waktu tunda suatu paket data yang diakibatkan oleh proses transmisi dari satu titik ke titik lain yang menjadi tujuannya[1]. Delay yang terjadi bisa disebabkan ukuran video yang terlampau besar sehingga waktu yang dibutuhkan untuk pengiriman video menjadi lebih lama. Untuk itulah teknik kompresi sangat diperlukan pada saat pengiriman video. Salah satu teknik kompresi video yang dapat digunakan adalah H.264, teknik ini merupakan teknik yang menggunakan pengkodean Context-base Adaptive Binary Arithmetic Coding (CABAC), Discrete Cosine Transform (DTC) yaitu mentransformasikan data dari domain ruang ke domain frekuensi.
Tujuan dari penelitian ini adalah memanfaatkan teknologi kompresi video, menggunakan teknik kompresi H.264 untuk mendapatkan kualitas video yang baik pada data rate yang lebih kecil, sehingga akan memudahkan komunikasi dan memperkecil penyimpanan file. Dengan membandingkan sebuah kompresi hingga kita akan tahu mana kualitas video yang terbaik dan ukuran file yang akan didapatkan.
TINJAUAN PUSTAKA
Gambar 2.1 Sistem Komunikasi Sederhana
Adapun elemen-elemen sistem komunikasi data tersebut :
1. Sumber : Alat ini membangkitkan data sehingga data ditransmisikan, contoh : telepon
2. Pengirim : Biasanya data yang dibangkitkan dari sistem sumber tidak langsung ditransmisikan dalam bentuk sinyal aslinya. Sebuah transmitter cukup memindah dan menadai informasi dengan cara yang sama seperti menghasilkan sinyal-sinyal elektromagnetik yang dapat ditranmisikan melewati sistem tranmisi berututan.
3. Media Tranmisi : Berupa jalur transmisi tunggal atau jaringan kompleks yang menghubungkan antara sumber dengan tujuan .
4. Penerima : Recever menerima sinyal dari sistem transmisi dan menggabungkannya ke dalam bentuk tertentu yang dapat ditangkap oleh tujuan.
Ada dua jenis bentuk komunikasi, yaitu: simplex dan duplex
Simplex
Simplex adalah salah satu bentuk komunikasi antara dua belah pihak, dimana sinyal-sinyal dikirim secara satu arah. Metode transmisi ini berbeda dengan metode full-duplex yang mampu mengirim sinyal dan menerima secara sekaligus dalam satu waktu atau half-duplex yang mampu mengirim sinyal dan meneriam sinyal meski tidak dalam satu waktu. Transmisi secara simplex terjadi di dalam beberapa teknologi komunikasi, seperti siaran televisi atau siaran radio.
Transmisi simplex tidak digunakan dalam komunikasi jaringan karena node-node dalam jaringan umumnya membutuhkan komunikasi secara dua arah. Memang, beberapa komunikasi dalam jaringan, seperti video streaming, terlihat seperti simplex, tapi sebenarnya lalu lintas komunikasi terjadi secara dua arah, apalagi jika protokol TCP yang digunakan protokol lapisan transportnya.
Duplex
Duplex adalah sebuah istilah dalam bidang telekomunikasi yang merujuk kepada komunikasi dua arah. Terdapat dua metode duplexing, yaitu: 1. Half duplex
Half duplex merupakan sebuah mode komunikasi dimana data dapat ditransmisikan atau diterima secara dua arah tapi tidak dapat secara bersama-sama. Contoh paling sederhana adalah walkie-talkie, dimana dua penggunanya harus menekan sebuah tombol untuk berbicara dan melepaskan tombol tersebut untuk mendengar, Ketika dua orang menggunakan walkie-talkie untuk berkomunikasi pada satu waktu tertentu, hanya salah satu diantara mereka yang dapat berbicara sementara pihak lainnya mendengar. Jika kedua-duanya mencoba untuk berbicara secara serentak, kondisi collision (tabrakan) pun terjadi dan kedua pengguna walkie-talkie tersebut tidak dapat saling mendengarkan apa yang keduanya kirimkan.
2. Full duplex
Dalam komunikasi full duplex, dua pihak yang saling berkomunikasi akan mengirimkan informasi dan menerima informasi dalam waktu yang sama, dan umumnya membutuhkan dua jalur komunikasi. Komunikasi full duplex juga dapat diraih dengan menggunakan teknik multiplexing, dimana sinyal yang berjalan dengan arah yang berbeda akan diletakkan pada slot waktu (time slot) yang berbeda. Kelemahan teknik ini adalah bahwa teknik ini memotong kecepatan transmisi yang mungkin menjadi setengahnya.
Gambar 2.4 Cara Kerja transmisi Simplex,Half
Duplex dan Full Duplex
Gangguan Transmisi
Dalam melakukan komunikasi data, sinyal yang diterima kemungkinan mengalami kecacatan. Hal ini bisa disebabkan karena adanya gangguan transmisi. Dalam pengiriman sinyal analog gangguan yang ditimbulkan yaitu menurunnya kualitas sinyal, sedangkan pada pengiriman sinyal digital gangguan yang ditimbulkan yaitu terjadinya Bit error.
Gangguan transmisi yang ada pada komunikasi data yaitu :
1. Atenuasi dan distorsi
transmisi. Pada sinyal analog karena atenuasi berubah-ubah sebagai fungsi frekuensi, sinyal diterima menjadi menyimpang, sehingga mengurangi tingkat kejelasan. Untuk unguided media, atenuasi adalah fungsi yang lebih kompleks dari jarak. Atenuasi membawakan tiga pertimbangan untuk membangun transmisi. Pertama, sinyal yang diterima harus cukup kuat sehingga arus elektronik pada receiver bisa mendeteksi sinyal. Kedua, sinyal harus mempertahankan level yang lebih tinggi disbanding derau yang meningkat.
2. Distorsi Tunda
Distorsi tunda merupakan suatu kejadian khas pada Guided Media (transmisi panduan), kejadian ini disebabkan oleh sebuah sinyal yang melewati Guided berbeda. Distorsi yang terjadi disebabkan oleh kenyataan bahwa kecepatan penyebaran sebuah sinyal melewati medium guided berbeda dengan frekuensi. Sehingga berbagai komponen frekuensi suatu sinyal akan mencapai receiver pada waktu yang berlainan dan mengakibatkan fasenya berubah di antara frekuensi yang berbeda-beda atau akibat sinyal yang diterima mengalami distorsi karena berbagai penundaan yang dialami pada pemilihan frekuensinya.
3. Derau
Merupakan sinyal yang tidak diinginkan yang terdapat diantara transmisi dan penerimaan. Derau merupakan faktor utama yang membatasi kinerja sistem komunikasi dengan menggunakan frekuensi. Dalam beberapa sistem, sebaran utama derau adalah derau putih (noise thermal) yang disebabkan oleh pergerakan elektron dalam konduktor.
Performance
Setelah kita membahas transmisi data(sinyal). Salah satu yang tidak kalah penting adalah kinerja seberapa baik di ukur dari parameter-parameter antara lain Bandwidth , delay dan troughput.
1. Bandwidth adalah suatu ukuran dapat digunakan dalam dua pengukuran yang berbeda Hertz dan ada dalam satua bit per detik. 2. Delay merupakan lamanya waktu yang
dibutuhkan dari sumber data atau informasi untuk sampai ke tempat tujuan dikirim. Kita bisa mengatakan delay yang terbuat dari empat komponen : delay propagasi, delay transmisi, delay antrian dan delay proses.
delay propagasi merupakan menghitung delay yang dibutuhkan berapalama perjalanan dari sumber ke tujuan. Waktu propagasi dihitung dengan membagi jarak dengan propagasi kecepatan
dengan rumus :
� � � � � = � � � … … 2
Video
Video adalah teknologi pemrosesan sinyal elekronik mewakilkan gambar bergerak. Video dibuat dari beberapa gambar yang digerakan secara cepat sehingga terlihat seakan-akan gambar tersebut bergerak.
Video Digital
Video Digital pada dasarnya tersusun atas serangkaian frame. Rangkaian frame tersebut ditampilkan pada layar dengan kecepatan tertentu, bergantung laju frame yang diberikan (dalam frame/detik) jika laju frame cukup tinggi, maka manusia tidak dapat menangkap gambar per frame, melainkan menangkapnya sebagai rangkaian yang saling berhubungan. Masing-masing frame merupaan gambar digital. Suatu image digital dipresentasikan dalam mantrik yang masing-masing elemennya mempresetasikan nilai intensitas. Jika I adalah matrik 2 dimensi, I (x,y) adalah nilai intensitas yang sesuai pada posisi baris x dan kolom y pada matriks tersebut. Titik-titik dimana image disempling disebut sebagai picture elements atau sering dikenal sebagai piksel. Karakteristik Video Digital ditentukan oleh resolusi (resolution) atau dimesi frame (frame dimension) kedalaman piksel (pixel depth), dan laju frame (frame rate). Karakteristik-karakteristik ini yang akan menentukan kualitas video dan jumlah bit yang dibutuhkan untuk menyimpan atau mentransmisikannya.
Video Analog
Jenis video ini memakai sinyal elektrik (gelombang analog) yang direkam pada pita elektrik. Pada sistem analog terdapat efek lintas jamak yang menimbulkan echo yang berakibat munculnya gambar ganda yang sangat mengganggu. Meskipun banyak video yang di produksi hanya untuk platform display digital untuk Web, CD-ROM, atau sebagai presentasi HDTV DVD. Video analog kebanyakan masih digunakan untuk penyiaran televisi, serta hanya digunakan didalam platform untuk mengirim dan melihat video.
Resolusi
