5

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Standard H.264

H.264 adalah pengkodean yang direkomendasikan oleh ITU-T

untuk melakukan kompresi video. H.264 pertama kali diumumkan pada

tahun 2003 oleh ITU-T (International telecommunication Union) dan

ISO/IEC (International Organization for Standardization/International

Electrotechnical Commission).

Standar H.264 adalah standar yang digunakan untuk melakukan

pengkodean yang hemat bit rate, ukuran file , dan efisien. Dengan

pengkodean H.264 dapat menghasilkan ukuran data yang semakin kecil

ketika disimpan atau dikirimkan melalui media transmisi. H.264

menyediakan fungsi yang sama dari standar sebelumnya seperti MPEG-2

dan MPEG-4 namun lebih efisien dalam melakukan kompresi video dan

lebih flexible untuk melakukan kompresi, pengiriman data dan

penyimpanan video data.

2.1.1 Codec H.264

H.264 memiliki elemen yang sama dengan standar pengkodean

sebelumnya namun pada H.264 menggunakan deblocking filter,dan

mengubah detail setiap blok fungsionalnya. Dalam Encoder H.264 ada 2

jalur yaitu jalur forward dan jalur reconstruction.

6

Gambar 2.1 Encoder H.264[9]

Gambar 2.2 Decoder H.264[9]

1) Kompresi Intraframe

Kompresi Intrafame dilakukan dengan memanfaatkan redundansi

spatial 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

7

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.

2) Discrete Cosine Transform ( DCT )

Prinsip dasar yang dilakukan dengan Discrete Cosine Transform

( DCT ) adalah mentransformasikan data dari domain ruang ke domain

frekuensi. Masukan proses DCT berupa matrik data dua dimensi N x N,

keluaran proses DCT juga merupakan matriks data dua dimensi N x N,

dimana f (x,y) sama dengan data pada domain ruang dan F (u,v) sama

dengan domain frekuensi.

Tiap koefisien dari matriks keluaran ini merupakan nilai pada tiap

frekuensi spatial dua dimensi. Pada gambar 2.1 ditunjukkan proses DCT

F(x,y) DCT F(u,v)

Gambar 2.3 Discrete Cosine Transform [2]

8

Koefisien (0,0) merupakan koefisien pada frekuensi terendah

dalam matriks. Koefisien ini disebut sebagai koefisien DC, yang paling

menentukan pada blok, karena merupakan nilai rata – rata dari blok.

Koefisien lainnya disebut sebagai koefisien AC, yang menerangkan

jumlah daya spektral yang terdapat pada masing – masing frekuensi

spatial.

Mata manusia lebih peka pada frekuensi rendah ( pada kiri atas

matriks ), terutama frekuensi DC, daripada frekuensi tinggi ( pada kanan

bawah matriks ). Hal ini dikarenakan distorsi yang terjadi pada frekuensi

tinggi tidak merusak data secara signifikan. Sifat ini dmanfaatkan dengan

memotong data pada frekuensi tinggi yang dilakukan dengan proses

kuantisasi. Pada dekompresi, untuk mentransformasikan kembali data dari

domain frekuensi ke domain ruang, digunakan inverse dari discrete cosine

transform atau IDCT.

3) Kuantisasi

Proses kuantisasi merupakan proses untuk mengurangi jumlah bit

yang diperlukan untuk menyimpan suatu nilai dengan memperkecilnya.

Proses ini diterapkan pada keluaran proses DCT. Kuantisasi dilakukan

dengan membagi keluaran proses DCT dengan suatu nilai yang ditetapkan

dalam matriks kuantisasi.

Quantum adalah matriks kuantisasi. Matriks kuantisasi dapat

dipilih uniform atau nonuniform. Pada matriks kuantisasi uniform, semua

koefisien mempunyai besar yang sama, sedangkan, pada matriks

9

kuantisasi nonuniform, koefisien – koefisien pada matriks meningkat

tajam dari titik pusat. Hal ini akan mengakibatkan nilai frekuensi tinggi

pada keluaran DCT akan dipotong dengan cepat, sehingga kompresi yang

dilakukan lebih efektif. Hasil proses dekuantisasi cenderung mengalami

distorsi dibandingkan nilai aslinya. Hal ini dikarenakan pada proses

kuantisasi inilah terjadi error paling besar, yang disebabkan proses

pembulatan

4) Run Length Encoding (RLE)

RLE ( Run Length Encoding ) adalah proses serangkaian simbol

yang berurutan dikodekan menjadi suatu kode yang terdiri dari simbol

tersebut dan jumlah perulangannya.

Hasil proses transformasi yang dikuantisasi cenderung nol untuk

frekuensi tinggi. Untuk melakukan RLE secara efektif, keluaran proses

kuantisasi tadi dibaca secara linier dari frekuensi terendah sampai

frekuensi tertinggi. Cara yang digunakan adalah zig - zag scanning, yaitu

membaca secara zig-zag dimulai dari koefisien DC (0,0), kemudian

koefisien (0,1), koefisien (1,0) hingga koefisien (NxN). Urutannya dapat

dilihat pada gambar 2.2 .Pada keluaran proses DCT yang dikuantisasi,

nilai nol cenderung berulang secara berurutan, sedangkan nilai lain jarang

muncul berurutan. Oleh karena itu RLE akan dilakukan dilakukan pada

data bernilai 0.

10

Gambar 2.4 Zig – zag Scanning[2]

Pada dekompresi, proses sebaliknya dilakukan, hasil RLE

diuraikan kembali, dan dibaca sebagai blok, selanjutnya diumpankan

untuk masukan proses dekuantisasi.

5) 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).

a. 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.

11

b. 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. Untuk membuat pengkodean

dengan metode CABAC, langkah – langkahnya sebagai berikut :

Binarization: mengkodekan symbol-simbol kedalam biner “0”

dan “1”.

Context Model Selection: menentukan probabilitas simbol yang

telah dibinerkan.

Arithmetic Encoding: Suatu coder arithmetic mengencode setiap

simbol dari model probabilitas, hanya yang mengacu dengan “0”

dan “1”.

Probability Update: model context yang dipilih diperbaharui

berdasarkan actual

6) Kompresi Interframe

Kompresi interframe dilakukan dengan memanfaatkan redundansi

temporal yang terdapat antar frame. Redundansi temporal disebabkan

adanya pixel – pixel yang berkorelasi di antara frame - frame tersebut,

terutama dikarenakan banyak bagian frame yang tidak berubah dibanding

frame sebelum atau sesudahnya Proses yang digunakan dalam kompresi

interframe adalah estimasi gerak (motion compensation) dengan teknik

12

pencocokan blok (matching block) untuk mendapatkan vektor gerak

(motion vector).

7) Estimasi dan Kompensasi Gerak

Estimasi gerak ( motion estimation ) merupakan teknik kompresi

interframe yang memprediksi sebuah frame dari frame sebelumnya (

reference frame ), dengan mengestimasi gerakan blok – blok antar frame

tersebut. Frame dibagi menjadi blok – blok yang tidak overlap. Tiap blok

dibandingkan blok – blok berukuran sama, pada frame sebelumnya

dengan melakukan pencocokan blok ( block matching ) Dalam melakukan

pencocokan tersebut, lokasi dari blok yang paling mirip atau match pada

frame referensi (reference frame) berbeda dari lokasi blok target (target

block). Perbedaan relatif posisi ini disebut vektor gerak (motion vector),

seperti ditunjukkan pada gambar 2.5

Gambar 2.5 Vektor gerak [2]

Jika posisi blok target dan blok yang match sama, maka vektor

geraknya adalah nol. Vektor gerak inilah yang menunjukkan pergeseran

blok – blok antar frame. Ketika mengkodekan tiap blok dari frame yang

diprediksi, vektor gerak yang menunjukkan posisi blok yang match pada

13

frame referensi, dikodekan pada posisi blok yang match pada frame

referensi, dikodekan pada posisi target blok itu sendiri, maka terjadi

kompresi, karena jumlah bit yang diperlukan untuk mengkodekan vektor

gerak lebih sedikit daripada untuk mengkodekan suatu blok secara utuh.

Pada dekompresi, decoder menggunakan vektor gerak untuk menemukan

matching block pada frame referensi dan menyalin matching block

tersebut ke posisi yang sesuai pada frame yang sedang diprediksi. Dengan

demikian, suatu frame prediksi tersusun atas blok – blok dari frame

sebelumnya. Keefektifan teknik kompresi menggunakan kompensasi gerak

berbasis blok ini bergantung pada beberapa kondisi berikut:

a. Objek bergerak pada bidang datar. Efek dari zoom dan rotasi tidak

dapat ditangani dengan metode ini

b. Pencahayaan harus konstan dan seragam. Objek yang mengalami

perubahan pencahayaan tidak dapat dikenali

c. Objek yang dilewati objek lain tidak dapat ditangani dengan metode ini.

Blok – blok yang terletak pada pinggiran frame, diestimasi dan vector

gerak boleh melebihi batas frame. Pixel – pixel pinggir digunakan untuk

melakukan kompensasi bila vektor gerak menunjuk ke pixel yang

berada diluar batas frame.

8) Block Matching

Pencocokan blok atau block matching adalah proses pembandingan

blok dengan blok – blok pada frame sebelumnya, untuk menemukan

matching block. Matching block merupakan proses yang paling banyak

14

menyita waktu selama encoding. Matching block cukup dilakukan pada

komponen kecerahan (luminance) dari frame. Hal ini dikarenakan mata

manusia lebih peka terhadap kecerahan.

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 dengannya dan error yang dihasilkan

perbedaan blok relatif besar. Blok yang dibandingkan dengan blok – blok

pada frame referensi disebut sebagai blok target. 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 antar frame 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. 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. 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

15

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

Gambar 2.6 Pencocokan Blok [2]

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 vertical MVy.

16

2.1.2 Struktur H.264

H.264 memiliki 3 profil utama yaitu baseline profile, main profile

dan extended profile, yang setiap profile mendukung kumpulan keterangan

dari fungsi pengkodean dan menentukan apa yang diperlukan oleh encoder

dan decoder agar sesuai dengan profile. Baseline profile mendukung

pengkodean untuk intraframe dan interframe dengan menggunakan I dan

P slices. Pengkodean entropy dengan context-adaptive variable-length

codes (CAVLC). Main profile mendukung layanan untuk jalinan video,

pengkodean interframe menggunakan frame B, pengkodean intraframe

menggunakan prediksi pembobotan, dan pengkodean entropy dengan

context-adaptive based arithmetic coding (CABAC).

Gambar 2.7 H.264 profile [8]

17

Extended profile tidak mendukung layanan jalinan video atau

pengkodean entropy dengan CABAC tetapi menambahkan mode untuk

memungkinkan pertukaran bitstream (SP dan SI Slices) dan memperbaiki

error resilience (Data Partitioning). Aplikasi untuk baseline profile

adalah videotelephony, videoconferencing,dan komunikasi jaringan tanpa

kabel. Aplikasi untuk main profile adalah siaran televisi, penyimpanan

video. Aplikasi untuk extended profile adalah aplikasi untuk streaming

media. Ketiga profile diatas harus memiliki fleksibilitas yang cukup untuk

mendukung pengiriman dari area yang jauh.

2.1.3 Format Video

Format video yang digunakan pada H.264 untuk inputan atau

output adalah 4:2:0, 4:2:2 dan 4:4:4 interlace video atau progressive.

Dalam format sampling 4:2:0 Cb dan Cr (chrominance) memiliki

setengah nilai vertical dan Y (Luminance) memiliki setengah nilai

horizontal. Dalam format sampling 4:4:4 berarti ketiga komponen (Y:

Cr: Cb) memiliki resolusi yang sama, oleh karena itu sampel masing-

masing komponen berada di setiap posisi pixel. Angka-angka tersebut

menunjukkan hubungan sampling rate dari masing-masing komponen

pada arah horisontal, yaitu untuk setiap 4 sampel luminance ada 4 Cr dan

4 Cb sampel. Sampling 4:4:4 mempertahankan full fidelity dari

komponen chrominance.

2.1.4 Format data yang dikodekan

18

H.264 membedakan antara Video Coding Layer (VCL) dan

Network Abstraction Layer (NAL). Keluaran dari proses encoding ini

adalah data VCL yang dipetakan dalam unit NAL sebelum dikirimkan atau

disimpan. Setiap unit NAL berisi Raw Byte Sequence Payload (RBSP).

RBSP adalah kumpulan data yang berhubungan dengan data video yg

dikodekan atau informasi header. Urutan video yang dikodekan

ditampilkan dalam NAL yang berurutan. Tujuan pemisahan VCL dengan

NAL adalah untuk membedakan fitur coding-specific (VCL) dan transport

specific (NAL).

Gambar 2.8 Format NAL [7]

Format NAL pada H.264 mengirimkan secara konstan sequence

parameter set (SPS), picture parameter set (PPS), dan Instantaneous

decoder refresh (IDR).

2.1.5 Main Profil

Aplikasi dari main profile adalah penyiaran media seperti digital

televise dan penyimpanan video digital. Main profile hampir semua bagian

dari baseline profile kecuali redundant slice, slice group dan ASO. Fitur

tambahan yang ada dalam main profile adalah B slices, weight prediction

(prediksi pembobotan), mendukung interlace video (jalinan video) dan

CABAC (context-adaptive based arithmetic coding).

19

2.1.5.1 B slices

1) Gambar referensi

B slice menggunakan dua buah list dari gambar referensi yang

telah dikodekan sebelumnya, yaitu list 0 dan list 1.

Gambar 2.9 Prediction dalam B macroblock past and/or future [7]

Kedua list dapat berisikan pengkodean past and/or future (gambar

sebelum atau sesudah dari gambar yang ditampilkan sekarang).

2) Prediction option

Partisi makroblok dalam sebuah B slices dapat diprediksi dengan

memilih satu dari mode yang langsung (direct mode), prediksi motion

compensation dari list 0 gambar referensi, prediksi mode compensation

dari list 1 gambar referensi, atau prediksi motion compensate bi-predictive

dari list 0 atau list 1 gambar referensi.

3) Bi-prediction

Bi-prediction mode digunakan sebuah blok referensi yang

memiliki ukuran yang sama sebagai partisi yang sekarang atau

menggunakan motion compensation yang dibuat dari list 0 dan list 1 dalam

20

gambar berurut dan setiap sampel prediksi blok dihitung nilai rata-rata dari

list 0 dan list 1 dari prediksi yang disampel.

pred (i, j) = (pred 0(i, j)+ pred (i, j)+ 1) >> 1 (2.1)

Pred0(i,j) dan pred1(i,j) adalah sampel prediksi yang berasal dari list 0 dan

list 1 frame referensi, sedangkan pred(i,j) adalah Bi-predictive sampel.

4) Direct prediction

Tidak ada pergerakan vector yang dikirimkan untuk B slices

makroblok atau pengkodean partisi makroblok dalam direct prediction,

malahan decoder menghitung vector list 0 dan list 1 berdasarkan vector

yang telah dikedokan sebelumnya dan menggunakan hasilnya sebagai

carry out biprediction motion compensation dari pengurangan sampel

decoder.

5) Weighted Prediction

Weighted prediction (prediksi pembobotan) adalah sebuah metoda

untuk memodifikasi sample dari motion compensation data prediksi dalam

P atau B slices makroblok. Ada 3 tipe dalam prediksi pembobotan H.264

yaitu (a). Slice P makroblok yang secara jelas digunakan sebagai prediksi

pembobotan, (b). Slice B makroblok yang secara jelas digunakan sebagai

prediksi pembobotan, dan (c). Slice B makroblok yang secara implist

digunakan sebagai prediksi pembobotan.

6) Interlace video

Interlace video membutuhkan alat yang optimis untuk kompresi

dari bidang makroblok. Frame gambar yang mendukung untuk dikodekan

21

adalah yang memiliki signal header untuk setiap slices. Dalam makroblok

yang adaptif pemilihan dari frame yang dikodekan dapat dibedakan dari

level makrobloknya.

2.1.5.2 Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding (CABAC)

CABAC diguanakn saat entropy coding diset dengan nilai 1, dan

menggunakan arithmetic coding untuk encoder dan decoder. CABAC

memiliki kelebihan karena memiliki performansi yang bagus di dalam

(a).Pemilihan model kemungkinan untuk setiap syntax elemen sesuai

dengan konteks elemen yang digunakan. (b).Perkiraan kemungkinan yang

dapat menyesuaikan diri berdasarkan dari statistik yang ada. (c). Lebih

menggunakan arithmetic coding daripada variable length coding.

2.1.6 High Profile

Empat High Profile bersama dengan Main Profil untuk

perbandingan. Masing-masing Profil menambahkan coding tool yang

mendukung aplikasi berkualitas lebih tinggi – High Definition, extended

bit depths, kedalaman warna yang lebih tinggi – dengan kompleksitas

decoding yang lebih besar. High Profile merupakan superset dari Main

Profile dan menambahkan beberapa feature, antara lain: transformasi 4 × 4

dan 8 × 8 interprediction untuk kinerja pengkodean yang lebih baik,

terutama pada resolusi spatial lebih tinggi, quantizer scale matrices

mendukung frequency-dependent quantizer weightings, pemisahan

quantizer parameter untuk Cr dan Cb serta mendukung untuk video

monokrom (4:0:0 format). High Profile memungkinkan untuk

22

menggunakan code rate yang lebih tinggi untuk Level yang sama. High

Profile sangat berguna untuk aplikasi High Definition.

Profil lebih lanjut menambahkan alat yang lebih canggih yang

mungkin diperlukan atau berguna untuk aplikasi profesional seperti

content distribution, pengarsipan, dan lain-lain. Jumlah maksimum bit per

sampel diperpanjang menjadi 10 bit dalam High10 Profile dan 14 bit

dalam High 4:4:4 Predictive Profile. High 4:2:2 Profile menambahkan

dukungan untuk 4:2:2 video, contohnya resolusi Chroma yang lebih

tinggi, dan High 4:4:4 Profile memperluasnya sampai 4:4:4 sehingga

memberikan resolusi video yang sama dalam komponen Luma dan

komponen Chroma, serta menambahkan separate coding untuk setiap

komponen warna dan lossless coding mode yang menggunakan predictive

coding.

2.1.6.1 Intra Profile

Untuk aplikasi profesional, all-intra coding adalah metode

common coding, terutama untuk kemudahan mengedit bitstream. Beberapa

percobaan dan demonstrasi menunjukkan bahwa desain intra coding

H.264/MPEG4-AVC memiliki kinerja yang baik. Dengan demikian,

penambahan baru termasuk empat profil untuk aplikasi all-intra. Masing-

masing dirancang sebagai all-intra yang merupakan subset dari predictive

profile yang sesuai, dan profil tambahan untuk mengurangi kompleksitas

decoder dengan membatasi metode pengkodean entropi hanya untuk

23

kompleksitas terbatas dari dua skema pengkodean entropi yaitu CABAC

dan CAVLC.

2.1.6.2 High 4:4:4 Profile

Sebagai superset dari existing High 10 dan High 4:2:2 profile,

High 4:4:4 profile mendukung semua coding tools (termasuk yang

digunakan dalam inter frame prediction) dan bit depth hingga 14 bit per

sampel, telah dibuat sehingga transmisi real-time atau penyimpanan

efisien dari video berkualitas tinggi juga dapat dicapai. Bersama dengan

High 4:4:4 Predictive Profile, High 4:4:4 Intra Profile juga mendukung

common dan independent mode serta berlaku untuk lebih banyak jenis

aplikasi video 4:4:4.

2.1.7 Perbedaan Main Profile dengan High 4:4:4 Profile

Main Profile (MP): profil ini awalnya dimaksudkan sebagai

mainstream consumer profile untuk aplikasi broadcast dan penyimpanan.

Pentingnya profil ini memudar ketika High Profile dikembangkan

berdasarkan aplikasi ini.

High Profile (HiP): Ini adalah profil utama untuk aplikasi

broadcast dan disk storage, terutama untuk aplikasi high-definition

televisi. Ini adalah profil yang diadopsi ke dalam HD DVD dan Blu-ray

Disc. Ada empat Profil Tinggi (Fidelity range extensions/FRExt), yaitu:

High 10 Profile (Hi10P): Di luar kemampuan mainstream

consumer product saat ini, profil ini dibangun di atas High Profile,

24

menambahkan dukungan hingga 10 bit per sampel dari presisi decoded

picture.

High 4:2:2 Profile (Hi422P): Profil ini terutama untuk aplikasi

profesional yang menggunakan interlaced video. Profil ini dibangun di

atas High 10 Profile, menambahkan dukungan untuk 4:2:2 chroma sub

sampling dengan tetap menggunakan hingga 10 bit per sampel dari presisi

decoded picture.

High 4:4:4 Intra Profile : Profil ini dibangun di atas High 4:2:2

Profile, mendukung sampai 4:4:4 chroma sampling, hingga 14 bit per

sampel, dan tambahan pendukung efficient lossless region coding dan

pengkodean dari setiap gambar sebagai tiga separate color planes.

CAVLC 4:4:4 intra profil: High 4:4:4 Profile dibatasi hanya untuk

penggunaan all-intra dan untuk pengkodean entropi CAVLC.

Tabel 2.1 Feature dalam H.264/MPEG-4 AVC Profile [8]

Feature CBP BP XP MP HiP Hi10P

Hi422P Hi444PP

B Slices No No Yes Yes Yes Yes Yes YesSI and SP Slices No No Yes No No No No NoFlexible macroblock ordering (FMO)

No Yes Yes No No No No No

Arbitrary slices ordering (ASO)

No Yes Yes No No No No No

Redundant Slices (RS) No Yes Yes No No No No NoData Partitioning No No Yes No No No No NoInterlaced Coding (PicAFF, MBAFF)

No No Yes Yes Yes Yes Yes Yes

CABAC entropy coding No No No Yes Yes Yes Yes Yes8x8 vs 4x4 transform adaptivity

No No No No Yes Yes Yes Yes

Quantization scaling matrics No No No No Yes Yes Yes Yes

Separate Cb and Cp QP control

No No No No Yes Yes Yes Yes

25

Monochrome (4:0:0) No No No No Yes Yes Yes YesChroma Formats 4:2:0 4:2:0 4:2:

04:2:0 4:2:0 4:2:0 4:2:0 /

4:2:24:2:0 / 4:2:2 / 4:4:4

Sample depth (bits) 8 8 8 8 8 8 to 10

8 to 10 8 to 14

Separate color plane coding No No No No No No No Yes

Predictive lossless coding No No No No No No No YesDi bawah ini adalah beberapa feature utama dalam H.264/MPEG-4

AVC Profile :

Tabel 2.2 Main Feature dalam H.264/MPEG-4 AVC Profile [7]

2.1.7.1 YCrCb sampling formats [2]

Gambar 2.11 menunjukkan tiga sampling patterns untuk Y, Cr dan

Cb yang digunakan oleh H.264/AVC. Sampling 4:4:4 berarti bahwa ketiga

komponen (Y: Cr: Cb) memiliki resolusi yang sama dan karenanya sampel

masing-masing komponen ada di setiap posisi pixel. Angka-angka tersebut

menunjukkan hubungan sampling rate dari masing-masing komponen

pada arah horisontal,yaitu untuk setiap 4 luminance sample ada 4 sampel

Cr dan 4 Cb.

26

Gambar 2.10 4:2:0, 4:2:2, 4:4:4 sampling patterns (progressive)[2]

Sampling 4:4:4 mempertahankan full fidelity dari komponen

chrominance. Dalam sampling 4:2:2, kadang-kadang disebut sebagai

YUY2, komponen chrominance memiliki resolusi vertikal yang sama

dengan luma tapi setengah resolusi horisontal. Angka-angka 4:2:2 berarti

bahwa untuk setiap 4 sampel luminance dalam arah horisontal terdapat 2

Cr dan 2 Cb sampel. Video 4:2:2 digunakan untuk high-quality colour

reproduction.

27

2.2 Wireless LAN

Wireless Local Area Network adalah teknologi nirkabel yang

memungkinkan user mengakses jaringan LAN dan dapat juga dipakai

menghubungkan 2 komputer. Keuntungan dari jaringan nirkabel ini adalah

mobilitas user yang dimungkinkan selama masih dalam jangkauan W-

LAN.

Teknologi W-LAN dikembangkan oleh IEEE dengan kode 802.11

dimana untuk mengirimkan dan menerima data melalui interface udara

menggunakan teknologi frekuensi radio. Terdapat empat standart W-LAN

yang relevan ketiga diantaranya bekerja pada 2.4 Ghz ISM

(Industrial,Scientific and Medical) band dan yang satu bekerja pada 5 Ghz

UNII (Unlicensed National Information Infrastructure) band. Ketiga

standar yang bekerja pada ISM band digunakan di Eropa ,Amerika dan

jepang karana menyediakan bandwith yang besar adalah 802.11

(2mbps),802.11b (11Mbps) dan 802.11g (54Mbps). Standar 802.11 terdiri

dari layer PHY dan layer MAC. Layer PHY dapat dipilih dari 3

kemungkinan,kemungkinan tersebut adalah Direct Sequence Spread

Spectrum (DSSS),Frequency Hoping Spread Spectrum (FHSS) dan infra

red.

28

2.2.2 Komponen Wireless LAN

AP (Access Point), adalah pusat mengirim dan menerima data, device

transceiver yang terhubung dengan jaringan LAN melalui kabel

(berupa kabel UTP).

STA (station), adalah objek komunikasi yang secara umum lebih

dikenal dengan mobile network.Contohnya: desktop,notebook.

OP (Portal), adalah portal yang berfungsi sebagai buffer data antara

wireless LAN

Antena (Optional) ada beberapa antena yang mendukung dalam

implementasi W-LAN contohnya tipe Antena Omnidireksional,

Sektoral, Antena Yagi, Parabola yang dapat dipasang secara point to

point.

Wireless LAN CARD, Wireless LAN card dapat berupa PCMCIA, ISA

card. USB card atau Ethernet card. Biasanya PCMCIA untuk

notebook,ISA card,USB card atau Ethernet untuk Desktop.

Setiap kesatuan mengimplementasikan struktur protocol seperti

gambar dibawah ini tapi dengan pengembangan yang berbeda.

Gambar 2.11 Protokol Stack [14]

29

2.2.3 Arsitektur Sistem

Berdasarkan standar yang telah diatur oleh IEEE 802.11

mendukung dua topologi dasar untuk W-LAN, Independent Basic Service

Set (IBSS), dan Extended Service Set (ESS).

a) Independent Basic Service Set (IBSS)

Gambar 2.12 Konfigurasi Ad-Hoc [14]

Konfigurasi IBSS juga dikenal sebagai konfigurasi independent

atau jaringan ad-hoc. Secara logika,konfigurasi IBSS mirip jaringan office

peer-to-peer dimana tidak ada satu node yang berfungsi sebagai server.

Dalam BSS sejumlah node wireless akan berkomunikasi secara langsung

satu dengan yang lainnya secara ad-hoc , peer to peer. Dapat disebut peer

to peer karena semua terminal dapat berhubungan dapat berkomunikasi

satu sama lain tanpa memerlukan pengontrol (server).

30

b) Extended Service Set (ESS)

Infrastruktur Wireless LAN adalah sebuah jaringan dimana

jaringan wireless tidak hanya berhubungan dengan sesama jaringan

wireless saja,tetapi terhubung dengan jaringan backbone yang disebut

Distribution System (DS).Agar dapat berhubungan dengan jaringan wired

maka digunakan access point.

Gambar 2.13 Konfigurasi infrastruktur ESS

2.2.4 Spesifikasi Sistem

Sistem IEEE 802.11 tidak menentukan untuk pembatasan

Distribution System (DS), contohnya: apakah DS harus berbasis layer

data-link atau layer network. Namun standar 802.11 menentukan

kumpulan service yang tergabung dengan bagian lain arsitektur. Service

service untuk Station disebut Station Service (SS) dan untuk DS disebut

dengan Distribution System Service (DSS).

Service yang ditunjukan untuk station (STA) diantaranya adalah:

31

Authentication dan deauthentication

Privacy

MAC service data unit (MSDU)

Service yang ditunjukan untuk Distributed System (DS) adalah:

Association dan Deassociation

Distribution

Integration

Reassociation

2.2.5 Layer Fisik

Arsitektur dari physical layer terdiri tiga jenis komponen, physical

layer management yang berperan untuk menjalankan fungsi management,

physical layer Convergence Procedure Sublayer (PLCP) berfungsi

mempersiapkan pengiriman MAC Protocol Data Unit (MPDU) dan

menerima frame dari media transmisi untuk diteruskan ke MAC layer

melalui physical layer service access point, Physical Layer Medium

Dependent Sublayer (PMD) berfungsi menyediakan dan penerimaan dari

physical layer antara dua pengguna melalaui media transmisi.