BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Video Digital

Untuk memahami tentang video digital, harus dipahami dulu pengertian mengenai video itu sendiri. Video dapat didefinisikan sebagai sekumpulan gambar bergerak yang diperoleh dari hasil rekaman kamera atau hasil animasi komputer.Pada mulanya informasi video ini disimpan secara analog, sebagai perubahan bentuk gelombang secara kontinyu yang mewakili adanya perubahan warna dan kecerahan (brightness) dari gambar yang direkam. Di sisi lain, komputer digital hanya dapat menyimpan dan mengolah data yang bersifat biner. Untuk itu di kalangan industri komputer didefinisikan warna dalam besaran 24-bit yang dapat digunakan untuk menyimpan sekitar 16,7 juta kemungkinan warna yang berbeda [8].

Dengan demikian data video dapat disimpan secara digital sebagai titik-titik yang masing-masing memiliki warna tertentu dan titik-titik tersebut jika disusun sebagai satu kesatuan akan membentuk suatu gambar secara utuh.

Kemajuanteknologi yang dicapai pada saat ini telah memungkinkan komputer pribadi (Personal Computer) memiliki kemampuan untukmenampilkan informasi berupa video yang berisi gambar bergerak beserta suaranya.

Untuk menyimpan data video secara digital, telah diciptakan berbagai format penyimpanan dan metode kompresi-dekompresi. Perangkat lunak yang digunakan untuk melakukan kompresi dan dekompresi terhadap data video digital dengan menggunakan teknik tertentu disebut juga dengan codec yang merupakan singkatan dari compressor-decompressor. Sampai saat ini masih dilakukan berbagai penelitian untuk menemukan format yang dapat digunakan untuk

menyimpan data video digital dengan seefisien mungkin. Di antara format video digital yang populer dan banyak digunakan pada saat ini adalah: AVI, QuickTime, Indeo, Cinepak dan MPEG [2]. MPEG memiliki beberapa jenis ekstensi seperti MPEG-1, MPEG-2,MPEG-4 dan sebagainya, jenis-jenis tersebut semakin berkembang seiring pesatnya teknologi multimedia saat ini.

File videodigital terdiri dari 2 bagian utama yaitu gambar (visual) dan suara (audio), kedua aspek tersebut digabungkan menjadi satu kesatuan yang disebut file video. Pada umumnya file video sekarang ini banyak yang telah mengalami proses kompresi. Salah satu format multimedia yang dibentuk berdasarkan proses kompresi adalah format AVI (AudioVideoInterleave). Banyak file video yang dikompresi dengan ukuran yang tingkat perbedaannya sangat jauh, sehingga kualitas gambar yang dihasilkan menjadi berbeda kualitasnya (menurun) dengan file aslinya. Algoritma yang tersedia untuk melakukan kompresi tersebut juga sangat beragam, penggunaan algoritma itu biasanya lebih mengutamakan efisiensi pengecilan ukuran file, akan tetapi juga ada yang mempertahankan kualitas dari file multimedia tersebut.Pada file AVI terdapat 3 bagian utama yang merupakan komponen penyusun audio dan visual pada file AVI yaitu AVI Header, AVI Stream dan AVI Frame.

AVI (Audio Video Interleaved) adalah format video yang paling populer, karena kwalitas gambar yang di berikan sangat baik. AVI sendiri diperkenalkan oleh Microsoft pada tahun 1992 sebagai bagian dari teknologi Video for Windows miliknya. File AVI menyimpan data audio dan video pada struktur interleaved. File ini hanya berupa kontainer - dan data audio video dapat dikompres menggunakan berbagai codec. Kualitas dan kapasitas tergantung pada codec dan secara khusus codec yang digunakan adalah MPEG, Divx atau WMV. Video dengan format MPEG adalah format kompresi yang distandarisasi oleh Moving Picture Experts Group yang terbentuk oleh 350 perusahaan dan organisasi dimana ukuran format MPEG lebih kecil dari ukuran format AVI.

File AVI dimulai dengan header utama,header ini ditandai dengan 4 karakter kode. Header mengandung informasi utama yang terdapat pada file AVI, yaitu kecepatan maksimal data per-detik dari file AVI, kode untuk metode penggunaan file

AVI (misal: Hasindex, Mustuseindex, Copyrighted), metode kemampuan file AVI (misal: can read, canwrite, allkeyframe, nocompression), jumlah stream pada file, sebagai contoh pada file yang mempunyai audio dan visual akan mempunyai 2 stream, ukuran buffer yang digunakan untuk menyimpan data file AVI pada memori, tinggi dan lebar dari sekuensial file AVI, skala waktu yang digunakan pada keseluruhan file AVI, jumlah sampel dari file AVI, panjang / lama waktu file AVI, jumlah stream yang ditambahkan atau dihilangkan dari file serta deskripsi tipe file.

Sedangkan AVI stream terdiri dari 2 jenis yaitu streamvideo dan streamaudio, streamaudio tidak harus terdapat di dalam suatu file AVI. Pada bagian streamvideo ini berisi data yaitu tipe stream yang didefinisikan dengan 4 karakter kode, handler yang menangani kompresi saat file disimpan, kode untuk metode penggunaan stream (misal: AVIstreamInfodisabled, AVIstreaminfoenabled), metode, prioritas, bahasa yang digunakan oleh stream, skala waktu yang digunakan, jumlah sampel stream, posisi frame awal, panjang / lama waktu stream, spesifikasi ukuran dari pergeseran audio dan video data pada file AVI, ukuran buffer yang digunakan untuk menyimpan data file AVI pada memori, kualitas data video pada stream, ukuran sebuah sampel data pada stream, dimensi frame, jumlah dari proses pengeditan stream yang pernah dilakukan, jumlah dari proses pengeditan format stream yang pernah dilakukan serta deskripsi nama stream.

Frame pada streamvideo yang terdapat pada file AVI merupakan suatu data yang berbentuk DIB (Device Independent Bitmap). Bentuk DIB secara umum terdiri dari 3 bagian utama yaitu bitmap file header yang berisi informasi tentang tipe, ukuran, dan layout dari file DIB, bitmap info yang terdiri dari 2 struktur utama yaitu bitmap info header dan RGB-quad, serta data piksel-piksel penyusun gambar yang terdapat pada frame.

2.1.1 Format File AVI (Audio Video Interleaved)

Format file AVI didefinisikan oleh Microsoft Corporation. Secara umum, file AVI dapat mengandung dua jenis aliran data yangdisebut juga dengan stream, yaitu stream audio dan stream video. Meskipun demikian, file AVI bisa juga hanya berisi stream

video saja tanpa harus memilikistream audio[8].Semuafile AVI minimalharus memiliki dua buah chunk list. Dua chunk list inidigunakan untuk menyimpan format dari stream dan isi data dari stream yangterdapat di dalam file. File AVI juga dapat memiliki chunk index. Chunk index iniberisi informasi mengenai lokasi dari chunk-chunk data yang ada di dalam file. Data yangterdapat di dalam file AVI merupakan

data audio dan data video yang disimpan

untuk dimainkan secara berselingan antara audio dengan video-nya sehingga gambar video yang dijalankan akan tampak secara bersamaan dengan suara dari audio-nya.

File AVI memiliki beberapa karakteristik yang penting untuk diperhatikan. Karakteristik yang penting ini meliputi:

a. Ukuran lebar dan tinggi dari gambar video dalam satuan pixel. Semakin besar ukuran gambar yang digunakan, akan semakin besar pula kapasitas yang dibutuhkan oleh media penyimpannya. Ukuran yang digunakan umumnya memiliki perbandingan lebar dibanding tinggi sebesar 4 : 3, misalnya: 160 x 120, 240 x 180, dan 320 x 240.

b. Laju frame (frame rate) dari stream video dalam satuan frame per detik (fps). Semakin tinggi laju frame yang digunakan, semakin halus dan semakin alami gambar yang dihasilkan, namun semakin besar pula kapasitas yang dibutuhkan oleh media penyimpannya. Laju frame yangumum digunakan adalah 10, 12, 15, 24, 25, dan 30 fps.

c. Resolusi warna dari stream video dalam satuan bit per pixel (bpp). Semakin tinggi resolusi warna, semakin bagus gambar yang dihasilkan, namun semakin besar pula kapasitas yang dibutuhkan oleh media penyimpannya. Resolusi yang umum digunakan adalah 4 bpp, 8 bpp, 16 bpp, dan 24 bpp.

d. Ukuran sampel dari stream audio dalam satuan bit. Ukuran sampel yang umum digunakan adalah 8-bit dan 16-bit. Semakin tinggi ukuran sampel, semakin tinggi pula kualitas suara yang dihasilkan, namun semakin besar pula kapasitas yang dibutuhkan oleh media penyimpannya.

e. Laju sampel (sample rate) dari stream audio dalam satuan Hz. Laju sampel yang umum digunakan adalah 11025 Hz, 22050 Hz, dan 44100 Hz. Semakin tinggi laju sampel, semakin bagus kualitas suara yang dihasilkan, namun semakin besar pula kapasitas yang dibutuhkan oleh media penyimpannya.

f. Jumlah kanal dari stream audio. Untuk audio mono menggunakan 1 kanal, sedangkan untuk stereo menggunakan 2 kanal.

2.1.2 Format Video MPEG

Video format MPEG merupakan file video yang sudah mengalami kompresi. Teknologi kompresi dapat dilakukan pada audio atau video dengan memiliki standar kompresi tertentu. MPEG salah satu standar kompresi video yang mengembangkan standar pengkodean citra bergerak. MPEG memiliki beberapa jenis seperti MPEG-1, MPEG-2,MPEG-4 dan sebgainya, jenis-jenis tersebut semakin berkembang seiring pesatnya teknologi multimedia saat ini [5].

1. MPEG-1

Seperti halnya kompresi MPEG-2, kompresi MPEG-1 merupakan metode kompresi yang diperuntukkan bagi distribusi video dan merupakan standar MPEG versi pertama. Kompresi ini memiliki ukuran frame size 352x240 pixel. Kompresi ini masih dipakai sebagai acuan standar untuk VCD, CD-ROM dan web video.

2. MPEG-2

MPEG merupakan singkatan dari Motion Pictures Expert Group, sebuah organisasi para professional dalam bidang film dan video yang menentukan peraturan standar industri dalam bidang ini, sedangkan angka 2 menyatakan versi dari standar ini (versi 2). MPEG-2 dapat menyajikan video dengan kualitas yang tinggi, mendukung kecepatan transfer lebih dari 8 Mbps. MPEG-2 ideal untuk DVD yang memiliki data rate sebesar 9,8 Mbps. Kompresi MPEG-2 ditujukan untuk distribusi video bukan untuk konsumsi editing video. Jadi dalam proses editing video kita menggunakan kompresi DV25, untuk kemudian dikompresi menggunakan MPEG-2 untuk menghasilkan media DVD.

3. MPEG-4

MPEG-4 merupakan standar untuk kompresi video. Transport dan object oriented framework yang di desain untuk mendukung aplikasi video digital konvensional maupun interaktif yang memiliki bit rate berkisar dari 5 Kbps hingga 4 Mbps. MPEG-4 memiliki fungsi-fungsi digunakan untuk streaming, CD distribution, videophone dan broadcast television dan mendukung digital rights management. MPEG-4 menggabungkan dua set algoritma inti, yaitu VLBV core (Very Low Bit rate Video) yang di desain untuk bit rate 4,8 hingga 64 Kbps dan HBV core (Higher Bit rate Video) yang didesain untuk bit rate 64 Kbps hingga 4 Mbps. [2]

2.2 Watermarking

Watermarking merupakan sebuah proses penambahan kode secara permanen ke dalam citra digital. Penyisipan kode ini harus memiliki ketahanan (robustness) yang cukup baik dari berbagai manipulasi, seperti pengubahan, transformasi, kompresi, maupun enkripsi. Kode yang disisipkan juga tidak merusak citra digital sehingga citra digital terlihat seperti aslinya. Watermarking dapat juga merupakan cara untuk menyisipkan watermark kedalam media yang ingin dilindungi hak ciptanya. Watermarking merupakan proses penanaman watermark. Digital Watermarking merupakan cara yang digunakan untuk menyisipkan informasi atau watermark pada suatu dokumen digital. Dari defenisi-definisi diatas dapat penulis simpulkan bahwa watermarking merupakan cara untuk menyisipkan watermark atau proses penambahan kode secara permanen ke dalam citra digital yang ingin dilindungi hak ciptanya dengan tidak merusak citra aslinya dan tahan terhadap serangan.

Watermark merupakan sebuah pola atau kode atau data tertentu yang membawa informasi tertentu sesuai dengan tujuannya dan sengaja ditanamkan secara permanen kedalam data media induknya. Watermark dalam citra digital tersebut tidak dapat diketahui keberadaannya oleh pihak lain yang tidak mengetahui rahasia skema penyisipan watermark. Watermark tersebut juga tidak dapat diidentifikasi dan dihilangkan. Penggunaan watermarking sangat diperlukan untuk melindungi karya intelektual digital seperti gambar, teks, musik, video, dan termasuk perangkat lunak.

Penggandaan atas produk digital yang dilakukan oleh pihak-pihak yang tidak bertanggung jawab semakin merajalela tanpa ada ikatan hukum yang pasti sehingga merugikan pemegang hak cipta akan produk digital tersebut. Oleh karena itu, penyisipan watermark memiliki peran yang cukup signifikan untuk mencegah terjadinya penggandaan terhadap produk digital.

Label watermark adalah sesuatu data atau informasi yang akan dimasukkan kedalam data digital yang ingin dilakukan proses watermarking. Ada 2 jenis label watermarkyang dapat digunakan:

1. Teks biasa

Label watermark dari teks biasanya menggunakan nilai-nilai ASCII dari masing-masing karakter dalam teks yang kemudian dipecahkan atas bit per bit. Kelemahan dari label ini adalah kesalahan pada satu bit saja akan menghasilkan hasil yang berbeda dari teks sebenarnya.

2. Logo atau citra atau suara

Berbeda dengan teks, kesalahan pada beberapa bit masih dapat memberikan persepsi yang sama dengan aslinya, baik oleh pendengaran maupun penglihatan kita.

Oleh karena itu, penyisipan logo sebagai label watermark dirasakan lebih efektif dibandingkan teks, citra, ataupun suara karena selain tidak sensitif terhadap kesalahan bit, ukuran file juga tidak terlalu besar. Logo yang dipakai berupa logo biner atau hitam putih karena komputasi yang dibutuhkan tidak terlalu rumit namun tetap menjamin visualisasi yang cukup baik.

2.2.1 Digital Watermarking

Teknikwatermarkingvideo digital pada dasarnya memiliki prinsip yang sama dengan watermarking pada media lainnya. Secara umum, watermarking terdiri dari dua tahapan, yaitu penyisipan watermark dan ekstraksi/verifikasi atau pendeteksian watermark[3].Pengekstraksian dan pendeteksian sebuah watermark sebenarnya tergantung pada algoritma yang digunakan untuk watermarking. Pada beberapa

algoritma watermarking,watermark dapat diekstraksi dalam bentuk yang eksak, sedangkan pada algoritma yang lain, hanya dapat dilakukan pendeteksian watermarkpada media digitalnya.

Secara umum proses watermarking pada file video ditunjukkan pada Gambar 2.1 dimana file video disisipi dengan watermark menggunakan kunci sebagai sarana kepemilikan untuk dapat membuka watermark yang disisipkan melalui encoder yang berisi algoritma penyisipan watermark kedalam video digital.

Key K

Original Watermarked Video (I) Video (Iw)

Watermark sequence W

Gambar2.1 Penyisipan watermark[5]

Video ber-watermark yang dihasilkan dari proses watermarking tidak berbeda jauh secara visual dengan aslinya. Hal ini disebabkan karena pengubahan dari video digital asli ke video ber-watermark hanya berpengaruh sedikit terhadap perubahan warna dan suara.Proses watermarking perlu didukung dengan proses ekstraksi watermark. Proses ekstraksi/verifikasi ini bertujuan untuk mendapatkan kembali video digital asli dan watermark yang disisipkan dalam video digital tersebut. Umumnya proses ekstraksi/verifikasi melibatkan proses pembandingan video asli dengan video ber-watermark untuk mendapatkan watermark yang disisipkan, seperti yang digambarkan pada Gambar2.2.

Embedding (Emb)

Gambar2.2 Ekstraksi Watermark [5]

Pengkategorian watermarking berdasarkan proses ekstraksi/verifikasi watermark terbagi 2 jenis, yaitu [2]:

a. Blind Watermarkingyaituverifikasi watermark tanpa membutuhkan citra yang asli.

b. Non-Blind Watermarkingyaitu verifikasi watermark dengan membutuhkan citra asli.

Sebuah teknik watermarking yang bagus harus memenuhi persyaratan sebagai berikut:

1. Fidelity

Penyisipan suatu watermark pada media seharusnya tidak mempengaruhi nilai media tersebut. Watermark pada media idealnya tidak dapat dipersepsi oleh indera dan tidak dapat dibedakan dengan media yang asli.

2. Robustness

Watermark dalam media digital harus memiliki ketahanan yang cukup terhadap pemrosesan digital yang umum.

3. Security

Watermarking memiliki daya tahan terhadap usaha sengaja untuk memindahkan watermark dari suatu media ke media yang lain.

4. Imperceptibility

Keberadaan watermark tidak dapat dipersepsi secara langsung oleh penglihatan manusia. Key (K) TestExtracted Video (II) Watermark (We) Original VIDEO Extraction (Dtc) Detection Original Watermark (W)

5. Key Uniqueness

Kunci yang digunakan pada proses dan penyisipan dan ekstraksi adalah sama dan tidak ada kunci lain yang bisa digunakan untuk membukanya. Perbedaan kunci seharusnya menghasilkan watermark yang berbeda pula.

6. Non-Invertibility

Proses untuk mendeteksi apakah media tersebut ber-watermark atau tidak akan sangat sulit jika hanya diketahui media ber-watermark saja.

7. Image Dependency

Watermark yang berada pada suatu media bergantung pada isi dari media tersebut.

2.2.2 Aplikasi Watermark

Watermark telah diterapkan secara luas untuk mengatasi berbagai tindak kejahatan yang berkaitan dengan dokumen digital. Fungsi penggunaan watermark tersebut antara lain adalah sebagai:

1. Identifikasi kepemilikan

Sebagai identitas dari pemilik dokumen digital, identitas ini disisipkan dalam dokumen digital dalam bentuk watermark. Biasanya identitas kepemilikan seperti ini diterapkan melalui visible watermarking. Contohnya url halaman web tempat suatu gambar di-download.

2. Bukti kepemilikan

Watermark merupakan suatu bukti yang sah yang dapat dipergunakan di pengadilan. Banyak kasus pemalsuan foto yang akhirnya terungkap karena penggunaan watermark ini.

3. Memeriksa keaslian isi karya digital

Watermark juga dapat digunakan sebagai teknik untuk mendeteksi keaslian dari suatu karya. Suatu image yang telah disisipi watermark dapat dideteksi perubahan yang dilakukan terhadapnya dengan memeriksa apakah watermark yang disisipkan dalam image tersebut rusak atau tidak.

4. User authentication atau fingerprinting

Seperti halnya bukti kepemilikan, watermark juga dapat digunakan sebagai pemeriksaan hak akses atau penanda (sidik jari) dari suatu image.

5. Transaction tracking

Fungsi transaction tracking ini dapat dilakukan pada image yang mengandung watermark. Pengimplementasiannya dilakukan dengan memberikan watermark yang berbeda pada sejumlah domain/kelompok pengguna. Sehingga bila image tersebar diluar domain tersebut, dapat di ketahui domain mana yang menyebarkannya.

6. Piracy protection/copy

Untuk dapat melakukan ini, perancang watermark harus bekerjasama tidak hanya pada masalah software, tetapi juga dengan vendor yang membuat hardware. Sehingga sebelum dilakukan peng-copy-an, terlebih dahulu dilakukan pemeriksaan apakah image tersebut boleh di-copy atau tidak.

7. Broadcast monitoring

Dalam dunia broadcasting/television news channel, watermark biasanya disisipkan sebagai logo dari perusahaan broadcasting yang bersangkutan. Hal ini dilakukan untuk menandai berita yang mereka siarkan. Sehingga bila pihak lain merekam berita tersebut, maka watermark-nya akan otomatis terbawa.

2.2.3 Klasifikasi Watermarking

Klasifikasi terhadap watermarking dapat dikelompokkan dalam beberapa kategori. Kategori yang pertama berdasarkan kenampakan dari watermark [5].

1. Visible Watermarking

Pada visible watermarking ini, watermark yang disisipkan pada suatu media terlihat dengan jelas. Watermark biasanya berbentuk logo atau teks baik transparan atau tidak yang diletakkan tidak mengganggu atau menutupi media asal. Jenis watermarking ini biasanya diterapkan pada media yang memang dimaksudkan untuk disebar secara umum bersama dengan identitas pemilik asal media tersebut.

2. Invisible Watermarking

Sesuai namanya, watermark pada invisible watermarking yang disisipkan pada media tidak lagi dapat dipersepsi dengan indera. Namun, keberadaannya tetap

dapat dideteksi. Penerapan teknik invisible watermarking ini lebih sulit dari pada teknik yang digunakan pada visible watermarking.

Selain itu, watermark juga dikategorikan berdasarkan kekuatan watermark yang ada pada media. Berikut penjelasannya:

1. Fragile Image Watermarking

Fragile image watermarking merupakan jenis watermark yang ditujukan untuk menyisipkan label kepemilikan media digital. Pada fragile watermarking ini, watermark mudah sekali berubah atau bahkan hilang jika dilakukan perubahan terhadap media digital. Dengan begitu, media digital sudah tidak lagi memiliki watermark yang asli. Fragile image watermarking ini biasanya digunakan agar dapat diketahui apakah suatu image sudah berubah atau masih sesuai aslinya. Jenis watermark inilah yang banyak diterapkan pada suatu media digital.

2. Robust Image Watermarking

Robust image watermarking adalah teknik penggunaan watermark yang ditujukan untuk menjaga integritas atau orisinalitas media digital. Watermark yang disisipkan pada media akan sangat sulit sekali dihapuskan atau dibuang. Dengan Robust Image, proses penggandaan media digital yang tidak memiliki izin dapat dihalangi. Kebanyakan aplikasi dari robust watermarking ini bukan pada sebuah media digital, melainkan pada sistem proteksi CD atau DVD.

2.2.4 Video Watermarking

Video pada dasarnya merupakan susunan dari beberapa frame, dan tiap frame ini dipandang sebagai sebuah citra diam. Oleh karena itu sebagian besar metode pada audio watermarking dapat digunakan pada video watermarking. Penyisipan watermark pada video watermarking dapat dilakukan pada bagian frame audio dan membutuhkan kata kunci (key) yang berupa nilai biner. Proses ekstraksi, input yang dibutuhkan hanya sinyal asli saja apabila key sudah disisipkan dalam sinyal atau sinyal asli beserta key yang harus diinputkan. Pada proses pengekstrakan ini, proses yang dilakukan adalah kebalikan dari proses penyisipan, akan tetapi proses yang

dilakukan tetap berdasarkan key yang diinputkan. Apabila key yang diinputkan salah, maka data yang berhasil diekstrak akan tidak sama dengan data aslinya. Output dari proses ekstraksi ini adalah kode unik yang telah disisipkan sebelumnya. Data hasil ekstraksi ini nantinya masih berupa sekumpulan bilangan biner, sehingga harus diubah terlebih dahulu agar dapat digunakan untuk proses selanjutnya, seperti pengecekan validasi kode [5].

2.2.5 Parameter Watermarking

1. Recovery Rate (RR)

Perhitungan tingkat keberhasilan (recovery rate) dihitung berdasarkan jumlah bit yang berhasil di-dekode dibagi denganjumlah bit yang telah di-enkode sebelumnya, kemudian dikalikan dengan 100 [7]. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada rumus berikut:

(

)

2. Mean Squared Error (MSE)

Mean Squared Error (MSE) digunakan untuk mengukur kinerja dari algoritma watermarking pada video [7]. Video dibandingkan adalah nilai piksel frame video yang berupa citra. Perbandingan yang dilakukan antara video asli dengan video tersisip (stego video) dengan memeriksa selisih nilai piksel setiap frame. Perhitungan nilai MSE dari frame citra video berukuran N x M piksel, dilakukan sesuai dengan rumus pada persamaan (1).

... (1) f(i,j) : menyatakan nilai piksel frame video yang asli.

f’(i,j) : merupakan nilai piksel frame video hasil ter-watermark. N.M : dimensi frame (piksel)

Nilai MSE yang besar, menyatakan bahwa penyimpangan atau selisih antara frame video hasil penyisipan dengan frame video aslinya cukup besar.

3. Peak Signal to Noise Ratio (PSNR)

Peak Signal to Noise Ratio (PSNR) merupakan nilai (rasio) yang menunjukan tingkat toleransi noise tertentu terhadap banyaknya noise pada suatu sinyal frame video. Noise adalah kerusakan sinyal pada bagian tertentu dalam sebuah frame video sehingga mengurangi kualitas sinyal tersebut. Dengan kata lain PSNR merupakan suatu nilai yang menunjukkan kualitas suatu video. [7]

Untuk menentukan nilai PSNRdigunakan pesamaan (2):

... (2)

2.3 Metode Echo Data Hiding (EDH)

Pada metode echo data hiding, penyembunyian datadilakukan dengan menyembunyikan data tersebut kedalam suatu file video dalam representasi echo (gema).Echo dibuat dalam parameter yang berbeda-beda.Parameter yang divariasikan dalam metode ini adalahamplitudo, delay rate, dan offset [6].

Metode ini menggunakan echo yang ada di dalam file video sebagai tempat menyembunyikan pesan. Pesan disembunyikan dengan memvariasikan tiga parameter dalam echo yaitu besar amplitudo awal, tingkat penurunan atenuasi (peredaman), dan offset. Ketiga parameter tersebut diatur sedemikian rupa di bawah pendengaran manusia sehingga tidak mudah untuk dideteksi. Sebagai tambahan, offset divariasikan untuk merepresentasikan binary pesan yang disembunyikan. Nilai offset pertama merepresentasikan nilai binary 1 dan nilai offset kedua merepresentasikan binary 0. Echo Data Hiding menempatkan informasi sisipan pada sinyal asli (cover audio) dengan menggunakan sebuah “echo.” Pada hal telinga manusia tidak dapat mendengar sinyal asli dan echo secara bersamaan, melainkan hanya berupa sinyal distorsi

tunggal. Hal ini sulit ditentukan secara tepat, ini tergantung pada kualitas rekaman sinyal asli, tipe suara yang di-echo dan pendengar. Fungsi sistem yang digunakan pada domain waktu adalah discrete time exponential yang cara membedakannya hanya pada delay antar impuls. Untuk membentuk echo hanya menggunakan dua buah impuls yang disebut kernel.Kernel “satu” dibuat dengan delay δ1 detik sedangkan kernel “nol” dibuat dengan delay δ0 detik.

Gambar 2.3Kernel dan Proses Pembentukan Echo [6]

Jika hanya 1 echo yang dihasilkan dari sinyal asli, hanya 1 bit informasi yang dapat di encoding. Karena itu, sinyal awal dibagi-bagi ke dalam beberapa blok sebelum proses encoding dimulai. Ketika proses encoding telah selesai, blok-blok tersebut digabungkan kembali membentuk sinyal baru.

Awalnya, sinyal dibagi ke dalam blok-blok dan setiap blok diisi dengan 1 atau 0 berdasarkan pesan yang disimpan. Sebagai contoh, pesan yang akan disisipkan ke dalam file audio ialah “HEY”. Pesan tersebut kemudian direpresentasikan dalam nilai

biner 01001000 01000101 01011001. Adapun cara memperoleh nilai biner dari pesan “HEY” tersebut adalah sebagai berikut:

H ( ASCII  72 ) 72:2 = 36 sisa 0 36:2 = 18 sisa 0 18:2 = 9 sisa 0 9:2 = 4 sisa 1 4:2 = 2 sisa 0 2:2 = 1 sisa 0 1:2 = 0 sisa 1 Biner 72 = 01001000 E ( ASCII  69 ) 69:2 = 34 sisa 1 34:2 = 17 sisa 0 17:2 = 8 sisa 1 8: 2 =4 sisa 0 4:2 =2 sisa 0 2:2 =1 sisa 0 1:2 =0 sisa 1 Biner 69 = 01000101 Y ( ASCII  89 ) 89:2 = 44 sisa 1 44:2 = 22 sisa 0 22:2 = 11 sisa 0 11:2 = 5 sisa 1 5:2 = 2 sisa 1 2:2 =1 sisa 0 1:2 =0 sisa 1 Biner 89 = 01011001

Jadi, nilai biner dari “HEY” adalah 01001000 01000101 01011001 yang selanjutnya dibentuk menjadi blok sinyal seperti pada Gambar 2.4.

Gambar 2.4 Nilai Biner Sinyal [6]

Gambar 2.5 Contoh Blok Sinyal [6]

Blok-blok tersebut dikombinasikan untuk menghasilkan sinyal baru menjadi seperti pada Gambar 2.6.

Gambar 2.6 Dua Buah Sinyal Gabungan [6]

Sinyal echo “1” kemudian dikali dengan sinyal mixer “1” dan sinyal echo “0” dikali dengan sinyal mixer “0”. Kemudian kedua hasil tersebut dijumlahkan untuk mendapatkan sinyal akhir. Dengan adanya offset dari echo dan sinyal asli maka echo akan tercampur dengan sinyal aslinya. Kelebihan dari metode ini dibandingkan dengan metode lain ialah sistem pendengaran manusia tidak dapat memisahkan antara echo dan sinyal asli.

Gambar 2.7 Penyisipan Pesan pada Echo Data Hiding Start

Input File Video, Key

Baca Data Video +Label +Key

Dan Hitung Panjang Sinyal

Buat Kernel (0 dan 1)

Kernel 1? _{Mixer Sinyal “1”}

Ya Tidak

Mixer Sinyal “0”

Representasi Video Watermarking

Gabung Sinyal

Baca bit Label

Gambar 2.8 Ekstraksi Pesan pada Echo Data Hiding

Pada sinyal audio, gema muncul beberapa saat setelah bunyi asli keluar. Jika delay waktu antara bunyi aslidengan gema diperkecil, maka suara gema akan lebihsulit dipersepsikan oleh telinga manusia. Selain itu,gema juga dapat dibuat menjadi inaudible (tak terdengar)dengan memanfaatkan variasi dari parameter-parameterechotadi [9]. Prinsip-prinsip inilah yang digunakan dalamproses penyisipan pesan dengan caraechodatahiding.

2.4 Flowchart

Flowchart adalah bagan alir yang menggambarkan arus data dari program. Fungsi dari bagan alir ini adalah untuk memudahkan programmer di dalam perancangan program

Start

Input File Video Watermarking, Key

Hitung Panjang Sinyal

Bagi Sinyal menjadi Kernel 1 dan Kernel 0

Cari autocorrelation dari cepstrum tiap kernel

Penyusunan Data

Label

aplikasi (Jogianto, 2006). Simbol-simbol yang digunakan pada bagan flowchart ini antara lain seperti pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1 Simbol-simbol Flowchart Program

Simbol Fungsi

Terminator

Menunjukkan awal dan akhir suatu proses. Data

Digunakan untuk mewakili data input/output. Process

Digunakan untuk mewakili proses. Decision

Digunakan untuk suatu seleksi kondisi didalam program. Predefined Process

Menunjukkan suatu operasi yang rinciannya ditunjukkan di tempat lain.

Preparation

Digunakan untuk memberi nilai awal variabel. Flow Lines Symbol

Menunjukkan arah dari proses. Connector

Menunjukkan penghubung ke halaman yang sama. Menunjukkan penghubung ke halaman yang baru.

2.5 Unified Modeling Language (UML)

Unified Modeling Language adalah sebuah model bahasa yang distandarkan di bidang software engineering. UML ini termasuk sebuah set teknik grafis untuk membuat model visual dari sistem softwarre berorientasi objek.

UML menggabungkan teknik dari data modeling, business modeling, object modeling dan component modeling. UML dapat digunakan dengan semua proses pada siklus pengembangan software, dan seluruh teknologi implementasi yang berbeda.

UML menawarkan sebuah cara standar untuk memvisualisasikan blueprint arsitektual dari sebuah sistem, termasuk:

 Aktivitas

 Aktor

 Proses bisnis

 Skema database

 Komponen-komponen logical

 Statement-statement dalam bahasa pemrograman

 Komponen software yang bisa digunakan kembali

UML menjadi sebuah bahasa pemodelan yang dasar dan dapat digunakan secara luas. UML juga telah menjadi sebuah bahasa pemodelan standar yang mana dapat memodelkan sistem terdistribusi.