3.1.2 Analisis Metode
Analisis metode digunakan untuk mengetahui alur proses dari sebuah metode yang digunakan dapat diterapkan ke dalam aplikasi yang dibangun.
Algoritma yang akan digunakan dalam pembangunan kompresi video ini yaitu algoritma 3D-DCT yang diterapkan pada proses transform dan algoritma Fast
Coding Unit Decision yang diterapkan pada proses partisi CU Coding Unit.
3.1.2.1 Analisis Algoritma 3D-DCT Three Dimension-Discrete Cosine
Transform
Algoritma 3D-DCT Three Dimension-Discrete Cosine Transform pada proses kompresi video ini berjalan pada proses terakhir di sisi encoder yaitu
proses transform. Berikut ini adalah tahap-tahap algoritma 3D-DCT yang
berjalan pada sisi proses encoder dan decoder kompresi video seperti Error Reference source not found.
yang telah dipaparkan di bab 2 :
Dalam proses transformasi block images ke dalam 3D-DCT berlaku rumus seperti Persamaan 2.7 :
{
√
√
Sebagai ilustrasi transformasi coding MB [8x8] dimana akan mentransmisikan bit-
bit biner saja ‘0’ atau ‘1’, maka akan dibahas proses yang terjadi dari setiap block pada transform coding.
Berikut adalah proses yang terjadi dari setiap blok pada transform coding menggunakan algoritma 3D-DCT :
1. Sebelum dilakukan proses transform pada proses encode kompresi video telah dilalui proses partition dimana sebuah masukan video
dibagi menjadi beberapa frame atau gambar terlebih dahulu. 2. Gambar dibagi menjadi beberapa blok, dan masing-masing blok
memiliki 8 piksel x 8 piksel.
Gambar 3. 1. a Data Citra Original ; b Data Citra yang Telah Dikelompokkan Menjadi Beberapa Blok
3. Data matriks original dikurangi dengan 128 karena algoritma 3D-DCT bekerja pada rentang -127 sampai 127 sesuai dengan ketentuan
pengolahan citra digital pada citra berwarna. Matriks original dapat dilihat pada Gambar 3. 2.
104 101
99 97
95 95
96 99
101 96
95 95
96 98
99 99
99 92
91 92
97 102
103 99
98 90
89 91
98 104
104 98
98 90
89 92
97 103
104 98
99 91
90 92
97 102
103 98
99 92
91 93
97 102
102 98
100 93
92 94
98 102
102 98
Gambar 3. 2. Original Image [8x8]
Matriks original yang sudah dikurangi dengan 128 dapat dilihat pada Gambar 3. 3.
-24 -27
-29 -31
-33 -33
-32 -29
-27 -32
-33 -33
-32 -30
-29 -29
-29 -36
-37 -36
-31 -36
-25 -29
X = -30
-38 -39
-37 -30
-24 -24
-30 -30
-38 -39
-36 -31
-25 -24
-30 -29
-37 -38
-36 -31
-26 -25
-30 -29
-36 -37
-35 -31
26 -26
-30 -28
-35 -36
-34 -30
-26 -26
-30
Gambar 3. 3 Matriks X
4. Buat dan cari nilai untuk matriks 3D-DCT untuk matriks C dan buat matriks transpose nya untuk matriks C
t
. {
√
√ Maka dengan menggunakan rumus matriks diatas dapat dihitung nilai
matriks C mulai dari C0,0 sampai C7,7. Nilai i=0 maka rumus menggunakan C
ij
=
√
, dimana nilai N adalah banyaknya blok. Sehingga didapat hasil sebagai berikut :
C0,0=
√ √
= 0,3536, …
C0,7=
√ √
= 0,3536, Namun apabila nilai
maka rumus yang digunakan untuk menghitung nilai matriks yaitu
√ , dimana nilai
= . Kemudian hitung nilai C1,0 hingga C7,7:
C1,0= √
= √
= 0,4904 …
C7,7= √
= √
= -0,0975
Maka dari perhitungan diatas didapatkan nilai untuk matriks C seperti ditunjukkan pada Gambar 3. 4. Dan matriks transpose C ditunjukkan
pada Gambar 3. 5.
0.3536 0.3536
0.3536 0.3536
0.3536 0.3536
0.3536 0.3536
0.4904 0.4157
0.2778 0.0975
-0.0975 -0.2778
-0.4157 -0.4904
0.4619 0.1919
-0.1913 -0.4619
-0.4619 -0.1913
0.1913 0.4619
C = 0.4157
-0.0975 -0.4904
-0.2778 0.2778
0.4904 0.0975
-0.4157 0.3536
-0.3536 -0.3536
0.3536 0.3536
-0.3536 -0.3536
0.3536 -0.2778
-0.4904 0.0975
0.4157 -0.4157
-0.0975 -0.4904
-0.2778 0.1913
-0.4619 0.4619
-0.1913 -0.1913
0.4619 -0.4619
0.1913 0.0975
-0.2778 0.4157
-0.4904 0.4904
-0.4157 0.2778
-0.0975
Gambar 3. 4 Nilai Matriks C
0.3536 0.4904
0.4619 0.4157
0.3536 -0.2778
0.1913 0.0975
0.3536 0.4157
0.1919 -0.0975
-0.3536 -0.4904
-0.4619 -0.2778
0.3536 0.2778
-0.1913 -0.4904
-0.3536 0.0975
0.4619 0.4157
C
T
= 0.3536
0.0975 -0.4619
-0.2778 0.3536
0.4157 -0.1913
-0.4904 0.3536
-0.0975 -0.4619
0.2778 0.3536
-0.4157 -0.1913
0.4904 0.3536
-0.2778 -0.1913
0.4904 -0.3536
-0.0975 0.4619
-0.4157 0.3536
-0.4157 0.1913
0.0975 -0.3536
-0.4904 -0.4619
0.2778 0.3536
-0.4904 0.4619
-0.4157 0.3536
-0.2778 0.1913
-0.0975
Gambar 3. 5. Matriks C
T
5. Dengan menggunakan persamaan 3D-DCT, cari matriks Y dimana matriks Y akan digunakan untuk kuantisasi lanjutan.
Y = C. X. C
T
Persamaan 2.6
-248.00 -16.1592
11.3996 19.2935
0.50 6.1245
2.0431 1.5029
2.2777 8.2394
1.8936 -6.5075
0.8284 -1.8108
0.0814 -0.2827
3.9989 11.1516
0.6036 -7.3684
1.5772 -1.8480
0.1036 -0.8600
Y
ij
= 0.2381
4.3461 0.8372
-2.9047 0.6091
-0.2061 -0.2008
-0.4762 1.0000
1.3390 -0.3266
-0.1420 -0.1829
-0.1353 -0.1688
0.0710 0.1907
0.1665 0.3974
-0.4070 -0.5022
0.2587 0.0355
0.5084 0.2214
0.6036 0.1661
-0.1121 -0.0122
-0.1036 0.3436
0.0179 -0.1792
0.2387 -0.3785
-0.1648 0.2781
-0.1218 -0.3325
Gambar 3. 6 Matriks Y
Matriks Y yang ditunjukkan Gambar 3. 6 berisi koefisien DCT, yang kemudian akan dikuantisasi dengan level kuantisasi yang dipilih.
6. Setelah didapatkan data Matriks Y atau Fu,v,wdari hasil 3D-DCT transform maka proses selanjutnya adalah kuantisasi. Dengan
menggunakan rumus pada Persamaan 2.8 : ⌊
⌋ Dimana tanda […] hasil akan dibulatkan ke nilai integer yang terkecil.
Oleh karena Qu,v,w merupakan matriks [8 8] dengan nilai konstan = 16, karena menerjemahkan kedalam blok Simulink agak sulit maka
diganti dengan proses perkalian dengan nilai konstan = 116. Sehingga rumus proses kuantisasi akan menjadi :
⌊ ⌋
Dari hasil perhitungan kuantisasi aka didapatkan nilai-nilai koefisien yang kemudian akan digunakan CABAC untuk mengkonversikan
kedalam bentuk biner, matriks kuantisasi dan hasil kuantisasi seperti terlihat pada Gambar 3. 7 dan Gambar 3. 8.
16 16
16 16
16 16
16 16
16 16
16 16
16 16
16 16
16 16
16 16
16 16
16 16
Q = 16
16 16
16 16
16 16
16 16
16 16
16 16
16 16
16 16
16 16
16 16
16 16
16 16
16 16
16 16
16 16
16 16
16 16
16 16
16 16
16
Gambar 3. 7 Matriks Kuantisasi
-15 -1
1
=
Gambar 3. 8 Matriks Hasil Kuantisasi
Dari hasil kuantisasi seperti terlihat pada Gambar 3. 8 terlihat bahwa terdapat beberapa angka
integer ‘zero’ dan ‘non zero’. Macroblock [8x8] yang telah terkuantisasi tersebut kemudian akan dilakukan
pemrosesan zigzag scan blok.
7. Susun bilangan menggunakan fungsi zig zag scanning dimana ini merupakan langkah terakhir dalam proses transform.
Gambar 3. 9. Metode Zig Zag Scanning
Matriks R yang terkuantisasi sekarang akan dikonversi sekarang akan dikonversi oleh encoder ke data biner 01101011 …. Koefisien 3D-
DCT terkuantisasi mengatur sehingga bit yang paling kiri berisikan nilai-nilai yang tidak 0, dan yang paling kanan berisikan bit yang
bernilai 0. Hasil zig-zag kemudian akan dikirimkan ke block CABAC untuk dilakukan proses yang menghasilkan codeword bit-
bit biner ‘0’ atau ‘1’.
3.1.2.2 Analisis Algoritma Fast Coding Unit Decision
Dalam spesifikasi HEVC, CU adalah sebuah blok persegi 2Nx2N dan 2N bisa 64, 32, 16 atau 8. CU terbesar juga disebut LCU Large Coding Unit. Di
dalam HEVC, slice dalam frame terdiri dari banyak LCUs, dan sebuah CU besar dapat dibagi menjadi 4 CUs kecil. Masing-masing CU dipartisi secara rekursif
hingga ukuran terkecil dari CU tercapai. Salah satu CU 2N x 2N yang diproses di setiap kedalaman yaitu analisis encoder Rate-Distortion RD mode. Prediction
Unit PU hanya didefinisikan pada daun node dari CU dari setiap level kedalaman [12]. PU yang memungkinkan untuk CU 2Nx2N pada low complexity
setting dapat dilihat seperti Gambar 3. 10 berikut :
Gambar 3. 10 PU yang memungkinkan untuk CU 2Nx2N pada low
complexity setting
Algoritma dasar untuk fast CU size decision dan dua tools tambahan yang berguna untuk meningkatkan performa pengkodean dan meningkatkan
pengurangan masing-masing waktu [12]. Flowchart dari algoritma ini seperti Gambar 3. 11 berikut :
Gambar 3. 11 Flowchart algoritma untuk memproses CU
3.1.3 Analisis Sistem Yang Akan Dibangun
Analisis sistem yang akan dibangun ini dilakukan untuk mengetahui tahapan-tahapan yang terjadi pada proses pembuatan aplikasi kompresi video
dimana analisis lebih ditekankan pada metode-metode yang akan diterapkan pada tahapan pembuatan aplikasi tersebut. Gambar 3. 12 berikut adalah tahapan yang
dilakukan dalam proses encoding dan decoding kompresi video HEVCH.265.
Gambar 3. 12 Langkah-langkah proses Encoding dan Decoding HEVCH.265
a. Langkah-langkah utama pada encoding HEVCH.265 yaitu : 1. Membagi partition setiap gambar menjadi beberapa bagian CUs
Coding Units. 2. Memprediksi prediction setiap unit menggunakan inter atau intra dan
mengurangi prediksi dari setiap unit, kebanyakan HEVC menggunakan intra prediction.
3. Mengubah transform dan mengkuantisasi quantization proses perbedaan antara unit asli dan prediksinya.
4. Mengubah pengkodean output entropy coding. Lalu informasi prediksi diberikan header dan informasi.
b. Langkah-langkah utama pada decoding HEVCH.265 yaitu : 1. Melakukan decoding entropi dan mencari unsur-unsur dari urutan setiap
kode entropy decode. 2. Melakukan pengubahan ukuran dan melakukan tahap pembalikan
transformasi inverse transform 3. Membangun gambar video yang sudah di transformasi reconstruct.
3.1.3.1 Analisis Masukan
Dalam perancangan teknik kompresi pada video yang terdiri Encoder- Decoder CODEC pertama kali adalah menentukan input video yang ingin diolah
atau dikompres. Input data video mempunyai spesifikasi sebagai berikut : 1. Nama file = videocontoh.mp4
2. Format video = mp4 MPEG-4 3. Frame rate = 25 fps
4. Type file = Y|U|V 5. Resolusi spatial = [480x368] piksel
Pada video digital, umumnya data video dipisahkan menjadi komponen- komponen, baik komponen warna crominance maupun komponen kecerahan
luminance . Pada komponen video, tiap komponen dipisahkan dengan cara
Kategori