Chapter 7 Kompresi Audio

1
Chapter 7Kompresi Audio

• Metode kompresi lossless yang masih tradisional
  seperti Huffman, LZW. Penggunaanya tidak bekerja
  dengan baik pada kompresi audio, sama seperti
  sebagian kompresi untuk gambar. Sehingga
  dibentuklah sebuah metoda kompesi untuk mengatasi
  keterbatasa n pada metode kompresi lossless,
  yaitu disebut dengan metode kompresi lossy.

2
ciri-ciri dari metode kompresi lossy pada audio

• Adaptive Differetial Pulse Code Modulation,
  contohnya CCITT G.721,16 tau 32 Kbit/sec
• Melakukan encode dua atau lebih sinyal yang
  berbeda, perbedaan kuantisasi pada encode
  tersebut adalah kehilangan sinyal data suara
• Mengadaptasi terhadap kuantisasi terhadap
  beberapa bit dapat digunakan asalkan isi data
  sinyal suara sedikit

3
ciri-ciri dari metode kompresi lossy pada audio
(cont...)

• Linier Predective Coding (LPC)difungsikan untuk
  menyesuaikan sinyal data yang ada dengan sinyal
  suara manusia, kemudian mengirimkan parameter
  model suara tersebut ketempat tujuan, seperti
  sebuah computer yang dapat berbicara dengan
  bahasa manusia dengan kecepatan 2,4 kbps
• Code Excited Linear Predicator (CELP) bekerja
  mirip seperti LPC, tetapi ada tambahan CELP dapat
  memancarkan data suara yang salah, sedangkan PLC
  tidak, contohnya mutu percakapan audio pada
  kecepatan 4,8 kbps

4
Critical Bands

• Sistem suara manusia memiliki keterbatasn, dimana
  resolusi frekuensinya terbatas. Keragaman leber
  frekuensi dapat dibedakan menjadi critical bands.
  Jika frekuensi yang ada kuramng dari 100 Hz maka
  diangap frekuensi audio yang rendah, dan apabila
  lebih dari 4 kHz disebut frekuensi audi yang
  tinggi. Kesemuanya frekuensi audio dapat dibagi
  menjadi 25 critical bands.
• Satuan frekuensi suara dapat diubah menjadi
  nilai satuan yang baru yaitu bark,di mana
• 1 Bark jangkauan satu critical band
• Untuk frekuensi lt 500 Hz, dapat diubah menjadi
  Bark,
• Untuk frekuensi gt 500 Hz, adalah
  Bark

5
Teknik Kompresi Audio dengan format MPEG

• Beberapa fakta yang terjadi pada format MPEG
• MPEG-1 1,5 Mbits/sec untuk audio dan video,
  dimana 1,2 Mbits/sec digunkan untuk video dan 0,3
  Mbits/sec digunkan untuk audio, nilai ini lebih
  kecil dibandingkan dengan CD audio yang belum
  dikompresi sebesar 44,100 samples/sec 16
  bits/sample 2 channel lebih dari 1,4 Mbits/
  sec
• Jangkauan Faktor kompresi dari MPEG-1 adalah dari
  2,7 s/d 24.
• Sehingga dengan kompresi rasio sebesar 61 untuk
  16 bit stereo dan frekuensi 48 Khz didapatkan
  kapasitas rate data sebesar 256 kbit/sec, ini
  merupakan suara yang sangat baik didengar oleh
  telingamanusia.
• MPEG audio mendukung frekuensi sebesar 32 kHz,
  44,1 kHz dan 48 kHz.

6
Teknik Kompresi Audio dengan format MPEG
(cont...)

• Mampu bekerja pada satu atau dua buah kanal,
  dari empat jenis suara, antara lain
• Monophonic (single audio channel)
• Dual Monophonic, dua buah cahanel yang berbeda
  dan tidak ada kaitan satu sama lain
• Stereo , untuk kanal stereo adalah dua buah kanal
  adalah pengabungan beberapa bit, tapi tidak
  menggunakan koding jont stereo
• joint stereo, mengambil nilai yang paling baik
  dari jenis suara stereo, bisanya lebih dari dua
  buah kanal (channel)

7
Langkah-Langkah yang ada Pada Algoritma MPEG

• Meggunakan saringan (filter) untuk membagi signal
  audio, contoh 48 kHz suara dibagi menjadi 32
  jenis lebar frekeuensi (subband frequency)
• Memberikan pembatas pada masing frekensi yang
  telah dibagi-bagi, karena kalu tidak dibatasi
  akan mengakibatkan intermodulasi
• Jika kekuatan suara terlalu rendah maka tidak
  dilakukan encode pada suara tersebut

8
Langkah-Langkah yang ada Pada Algoritma MPEG
(cont...)

• Cara lain adalah memberikan bit pengecekan yang
  berfungsi mengecek data suara tersebut rusak atau
  tidak yang diakibatkan oleh noise atau gangguan,
  apabila rusak maka data bit tersbut digantikan
  bit yang jenisnya sama denga terdekatnya.
• Mengubah format data suara menjadi format
  Bitstream

Setelah dianalisa rangeuntuk 16 subband dari 32
subband, dimana masing-masing band memiliki
level -------------------------------------------
--------------------------------------------- Band
1 2 3 4 5 6 7 8
9 10 11 12 13 14 15 16 Level (db)
0 8 12 10 6 2 10 60 35 20 15 2
3 5 3 1 ---------------------------
--------------------------------------------------
-----------
9
Lapisan pada MPEG

• Fungsi masing-masing lapisan adalah sebagai
  berikut
• Lapisan 1 fungsi dari lapisan ini adalah
  melakukan penyaringan pada tiap frame dengan
  model DCT dan melakukan pengelompokan terhadap
  sinyal yang memepunyai bandwidth yang sama
• Lapisan 2. menggunakan 3 frame dalam filter
  sehingga total pada 3 fame tersebut ada 1152
  sample
• Lapisan 3 membuat critical band yang paling baik
  untuk frekuensi yang tidak sama dengan
  menggunakan model psychoacoustic yang didalamnya
  terdapat efek masking , dimana efek masking
  diambil untuk menghitung nilai strereo redudancy,
  dan juga menggunakan Huffman coder

10
Nilai efektivitas dari MPEG
Lapisan Target Bit-rate Rasio Kualitas dengan 64 kb/s Kualitas dengan128 kb/s Theoretical Min. Delay
Lapisan 1 192 kb/s 41 --- --- 19 ms
Lapisan 2 128 kb/s 61 2.1 to 2.6 4 35 ms
Lapisan 3 64 kb/s 121 3.6 to 3.8 4 59 ms
11
MP3

• MP3 adalah nama singkat dari MPEG-1 Layer III
  atau MPEG Audio Layer III yang merupakan format
  audio standar industri MPEG yang udah jadi
  standar internasional
• MPEG-1 layer III adalah komponen kompresi yang
  terdiri dari layer (bagian) audio saja, yang
  merupakan pengembangan dari format MPEG-1
  (kompresi data video buat pemakaian internet
  dengan kualitas minimal)
• Standar MP3 dikembangkan oleh Fraunhofer Institut
  Integrierte Schaltungen di Jerman

12
ATRAC3 Plus

• Teknologi Kompresi Audio Eksklusif dari Sony
• ATRAC3 (Adaptive Transform Acoustic Coding 3)
• kompresi ATRAC3 berdasarkan prinsip
  psychoacoustic, yaitu menghilangkan
  informasi-informasi audio yang tidak dapat
  didengar oleh telinga manusia. Informasi suara
  yang dihasilkan lalu di-encoding dengan ATRAC3
• Teknologi ATRAC3 Plus mampu mengompresi file
  musik hingga 1/20 dari ukuran aslinya
• Ukuran file pun menjadi lebih kecil, yaitu
  sekitar 1,38 MB (1.450.680 bytes) untuk satu lagu
  dengan durasi putar empat menit.