Sistem Kompresi Data

Standar Image

Kompresi standar image itu adalah aplikasi kompresi data yang dilakukan terhadap image digital dengan tujuan untuk mengurangi redudansi dari data-data yang terdapat dalam image  sehingga dapat disimpan atau ditransmisikan secara efisien.

1. Kompresi tipe lossles
   
   Adalah kompresi yang tidak menghilangkan informasi setelah kompresi terjadi, akibatnya kualitas citra hasil kompresi tidak menurun. Beberapa ciri dari kompresi lossless:
• Teknik kompresi citra dimana tidak ada satupun informasi citra yang dihilangkan
• Biasa digunakan pada citra medis
• Metode lossless: Runs Length Encoding, Entropy Encoding (Huffman, Aritmatik), dan Adaptive Dictionary Based (LZW)
2. Kompresi tipe Lossy
   
   Adalah kompresi dimana terdapat data yang hilang selama proses kompresi, akibatnya kualitas data yang dihasilkan jauh lebih rendah daripada kualitas data asli. Beberapa ciri dari kompresi lossy:
• Ukuran file citra menjadi lebih kecil dengan menghilangkan beberapa informasi dalam citra asli.
• Teknik ini mengubah detail dan warna pada file citra menjadi lebih sederhana tanpa terlihat perbedaan yang mencolok dalam pandangan manusia, sehingga ukurannya menjadi lebih kecil.
• Biasanya digunakan pada citra foto atau image lain yang tidak terlalu memerlukan detail citra, dimana kehilangan bit rate foto tidak berpengaruh pada citra.
  

Algoritma umum untuk kompresi image adalah:

• Menentukan bitrate dan toleransi distorsi image dari inputan user.
• Pembagian data image ke dalam bagian-bagian tertentu sesuai dengan tingkat kepentingan yang ada (Classifying)
• Pembagian bit-bit di dalam masing-masing bagian yang ada (bit allocation)
• Lakukan kuantisasi
• Kuantisasi Scalar : data-data dikuantisasi sendiri-sendiri
• Kuantisasi Vector : data-data dikuantisasi sebagai suatu himpunan nilai-nilai vektor yang diperlukan sebagai suatu kesatuan.
• Lakukan pengenkodingan untuk masing-masing bagian yang sudah di kuantisasi tadi dengan menggunakan teknik entropy coding (huffman dan aritmatik) dan menulisnya ke dalam file hasil.

Sedangkan algoritma umum dekompresi image adalah:

• Baca data hasil kompresi menggunakan entropy dekoder
• Dekuantisasi data
• Rebuild image

Baca Juga : Macam-macam Standarisasi Format File

Standar Audio

• Metode Transformasi
  Menggunakan algoritma seperti MDCT (Modified DiscreateCosine Transform) untuk mengkonversikan gelombang bunyi ke dalam sinyal digital agar tetap dapat didengar oleh manusia (20Hz s/d 20kHz) , yaitu menjadi frekuensi 2 s/d 4kHz dan 96 dB. 
• Metode Waktu
  Menggunakan LPC (Linier Predictive Coding) yaitu digunakan untuk speech (pidato), dimana LPC akan menyesuaikan sinyal data pada suara manusia, kemudian mengirimkannya ke pendengar. Jadi seperti layaknya komputer yang berbicara dengan bahasa manusia dengan kecepatan 2,4 kbps

Standar Video

Standardisasi terhadap kompresi informasi audio-visual diperlukan untuk memfasilitasi pertukaran data berupa video digital secara global. Sebuah standardisasi pengkodean dikatakan efisien bila mendukung algoritma kompresi yang baik dan mengimplementasikan disain enkoder dan dekoder yang efisien.

Standarisasi kompresi video H.261.

Standar H.261 adalah standar yang diterbitkan oleh ITU-T pada tahun 1990. Standar H.261 didesain untuk kompresi video yang akan ditransmisikan melalui jaringan ISDN dengan bandwidth yang diizinkan sebesar px64 kbit/s, di mana p berkisar antara 1 sampai 30. Standar H.261 ini diimplementasikan untuk aplikasi video conferencing dan videophone. 

Algoritma pengkodean yang digunakan pada standar H.261 antara lain hybrid of inter-picture prediction, transform coding, dan motion vector. Interpicture prediction menghapus temporal redundancy. Transform coding digunakan untuk menghapus spatial-redundancy. Motion vector digunakan untuk membantu codec dalam mengimbangi gerakan (motion). Untuk menghapus redundansi akibat dari bitstream pengiriman data digunakan variable length coding. 

H.261 mendukung dua resolusi yakni QCIF (Quarter Common Interchange Format) dan CIF (Commn Interchange Format).

Standarisasi kompresi video H.263

Pada Februari 1995 ITU-T SG15 mengeluarkan standar H.263 yang dirancang untuk penggunaan komunikasi bit-rate namun tidak pernah berjalan dengan baik ketika melalui jaringan POTS (Plain Old Telephone Service). Standar H.263 telah menggantikan standar H.261 untuk video conferencing di beberapa aplikasi dan mendominasi standarisasi untuk beberapa aplikasi internet video streaming sekarang ini. 

Algoritma pengkodean H.263 hampir sama dengan H.261 namun dengan beberapa perbaikan dan perubahan untuk meningkatkan kinerja dan pemulihan kesalahan dalam pengcodingan. Selain QCIF dan CIF yang didukung oleh H.261, standar H.263 mendukung resolusi SQCIF, 4CIF, dan 16CIF. SQCIF memiliki sekitar setengah resolusi dari QCIF. 4CIF dan 16CIF masing-masing adalah 4 dan 16 kali dari resolusi CIF. 

Standarisasi kompresi video H.264/AVC

Berdasarkan ISO/IEC 14496-10, Standar H.264/AVC pertama kali diterbitkan pada Mei tahun 2003 dan dibangun berdasarkan pada konsep awal standar seperti MPEG-2 dan MPEG-4 Visual. H.264 menawarkan efisiensi kompresi yang lebih baik yakni kompresi video yang lebih berkualitas dan fleksibilitas yang lebih besar dalam melakukan kompresi, transmisi dan penyimpanan video. Video encoder pada H.264 dapat melakukan prediksi, transform dan proses encoding untuk menghasilkan kompresi bitstream H.264. Sedangkan video decoder H.264 dapat melakukan proses decoding secara lengkap, inverse transform dan rekonstruksi untuk memnghasilkan sebuah urutan video yang telah diencode. Dibandingkan dengan standar seperti MPEG-2 dan MPEG-4 Visual, H.264 memiliki kelebihan antara lain: 

a.Kualitas gambar yang lebih baik pada bitrate kompresi yang sama

b.Kecepatan bit kompresi yang lebih rendah untuk kualitas gambar yang sama.

Standar H.264 menawarkan fleksibilitas yang lebih besar dari segi kompresi dan transmisi. Sebuah encoder H.264 dapat memilih dari berbagai jenis alat kompresi, sehingga cocok untuk aplikasi mulai dari bitrate rendah hingga transmisi HDTV ke konsumen televisi.

Standarisasi kompresi video Moving Pictures for Digital Storage Media (MPEG-1)

MPEG-1 merupakan generasi pertama video codec yang diusulkan oleh Motion Pictures Expert Group sebagai sebuah standar video coding untuk Digital Media Storage (DSM) seperti CD, DAT, Winchester Disc, Optical Drive. Pengembangan standar ini mendapat respons positif dari dunia industri, yang membutuhkan cara efisien dalam penyimpanan informasi visual pada sebuah media penyimpanan (storage media). Hal ini berbeda dengan cara konvensional sebelumnya yang menggunakan Video Cassette Recorder (VCR). Sistem coding MPEG-1 didasarkan pada pemindaian image (gambar) secara progresif sehingga interlaced video dikonversi terlebih dahulu ke dalam format non-interlaced sebelum proses coding. Setelah proses coding, image yang telah didecode akan dikonversi balik menjadi format interlaced untuk ditampilkan.