TUGAS AKHIR
FRAME RATE MINIMUM PADA VIDEO TANPA KOMPRESI MENGGUNAKAN NORMALIZED FRAME DIFFERENCE SEBAGAI PENDESKRIPSI INTENSITAS GERAK
IDA AYU LAKSMI DEWI NIM. 1104405018
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA JIMBARAN-BALI 2015 i
FRAME RATE MINIMUM PADA VIDEO TANPA KOMPRESI MENGGUNAKAN NORMALIZED FRAME DIFFERENCE SEBAGAI PENDESKRIPSI INTENSITAS GERAK
Tugas Akhir Diajukan Sebagai Prasyaratan Memperoleh Gelar Sarjana S1 (Strata 1) pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana
IDA AYU LAKSMI DEWI NIM. 1104405018
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA JIMBARAN-BALI 2015
ii
LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS
Tugas Akhir / Skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, dan semua sumber baik yang dikutip maupun dirujuk telah saya nyatakan dengan benar.
Nama
: IDA AYU LAKSMI DEWI
NIM
: 1104405018
Tanda Tangan
:
Tanggal
: 1 Juni 2015
iii
Lembar Pengesahan Tugas Akhir ini diajukan oleh : Nama : Ida Ayu Laksmi Dewi NIM : 1104405018 Jurusan : Teknik Elektro/ Telekomunikasi dan Jaringan Multimedia Judul Skripsi : Frame Rate Minimum Pada Video Tanpa Kompresi Menggunakan Normalized Frame Difference Sebagai Pendeskripsi Intensitas Gerak Telah berhasil dipertahankan di hadapan Dewan Penguji dan diterima sebagai bagian persyaratan yang diperlukan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik (ST) pada Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Udayana
DEWAN PENGUJI Pembimbing I : Ngurah Indra ER, ST. MSc
(
)
Pembimbing II: Dr. I Made Oka Widyantara, ST., MT
(
)
Penguji
: Ir. Linawati, M.Eng.Sc., Ph.D
(
)
Penguji
: I Gst A Komang Diafari Djuni H, ST.,MT (
)
Penguji
: Ni Md Ary Esta Dewi W, ST.,M.Sc., Ph.D
)
(
Ditetapkan di : Kampus Jurusan Teknik Elektro Universitas Udayana Fakultas Teknik, Bukit Jimbaran Tanggal
: 29 Juni 2015
Mengetahui Ketua Jurusan Teknik Elektro
Ir. I Nyoman Setiawan, MT. NIP. 19631229 199103 1 001 iv
UCAPAN TERIMAKASIH
Puji syukur penulis panjatkan kehadapan Allah SWT, Tuhan Yang Maha Esa karena berkat rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul “Frame Rate Minimum Pada Video Tanpa Kompresi Menggunakan Normalized Frame Difference Sebagai Pendeskripsi Intensitas Gerak”. Tugas Akhir ini disusun dalam rangka memenuhi sebagian persyaratan dalam rangka menyelesaikan pendidikan sarjana strata satu (S1) pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana Pada kesempatan ini perkenankanlah penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar - besarnya kepada Bapak Ngurah Indra ER, ST. MSc. selaku Dosen Pembimbing I dan kepada Bapak Dr. I Made Oka Widyantara, ST., MT. selaku Dosen Pembimbing II, yang telah memberikan ide, konsep, bimbingan, motivasi dan telah meluangkan banyak waktu serta bantuan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Dekan Fakultas Teknik Universitas Udayana yang dijabat oleh Bapak Prof. Ir.Ngakan Putu Gede Suardana, MT.Ph.D atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk menjadi mahasiswa pada Fakultas Teknik Universitas Udayana. Tidak lupa pula penulis ucapkan terima kasih kepada Bapak Ir. I Nyoman Setiawan, MT, Ketua Jurusan Teknik Elektro atas fasilitas dan kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk mengikuti serta menyelesaikan pendidikan di PS Teknik Elektro dan Bapak Dr. Ir. I Ketut Wijaya, M.Erg. sebagai Pembimbing Akademik yang telah memberikan bimbingan, perhatian dan dorongan selama menempuh kuliah di Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Udayana. Ungkapan terima kasih penulis sampaikan pula kepada para penguji tugas akhir, yaitu Ibu Ir. Linawati, M.Eng. Sc., PH.D, Ibu Ni Md Ary Esta Dewi W, ST.,M.Sc., Ph.D, dan Bapak I Gst A Komang Diafari Djuni H, ST.,MT, yang telah memberikan masukan, saran, sanggahan, dan koreksi sehingga tugas akhir ini dapat terwujud seperti ini.
v
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang tulus disertai penghargaan kepada kedua orang tua, yang selalu memberikan perhatian, dukungan, semangat, doa. Terima kasih juga untuk saudaraku Gus Juitha dan Dayu Indrani yang selalu memberi dorongan agar cepat terselesaikannya skripsi ini. Terima kasih pula buat sahabat - sahabat telekomunkasi 2011 dan kakak Dita dan Ela, yang telah memberi masukan dan saran dalam pembuatan skripsi. Terima kasih untuk semua teman – teman yang telah membantu menjadi responden dalam penelitian ini, Latif, Sledo, Gandhi, Dewa Angga, Afri, Dita, Pande Mastra, Rexci, Ocha, Ririn, Nabila, Garnita, Nian, Arya Budhana, Dedek Sastra, Alwin, Aix Cendana, Govinda, Yogi Design, Alit Angga, Arya Wiratama, Padma, dan Bintang. Serta semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satupersatu atas bantuan dan saran yang diberikan. Semoga Tuhan Yang Maha Esa, memberikan rahmatNya atas bimbingan, petunjuk, dan dorongan yang diberikan. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa skripsi ini masih jauh
dari
sempurna. Oleh karena itu, segala bentuk ide pengembangan, kritik dan saran baik yang konstruktif dari pihak dosen penguji dan berbagai pihak lainnya sangat penulis hargai dan harapkan. Akhir kata, semoga skripsi ini dapat bermanfaat dalam pengembangan ilmu sains dan teknologi, pengetahuan luas serta semua pihak.
Denpasar, 1 Juni 2015
Penulis
vi
ABSTRAK Dengan meningkatnya pemanfaatan video digital dalam kehidupan seharihari maka beban terhadap sistem penunjang penyampaian informasinya pun ikut meningkat. Ruang penyimpanan yang dibutuhkan oleh video digital semakin besar, demikian pula bandwidth yang diperlukan untuk penyampaian video tersebut kepada pemirsa yang jauh. Efisiensi waktu dan sumber daya penyimpanan perlu dilakukan, salah satunya dengan pengurangan data secara inter-frame untuk menentukan frame rate minimum masing-masing konten video. Skripsi ini membahas menentukan persamaan frame rate minimum pada masingmasing konten video berdasarkan nilai Normalized Frame Difference dan Mean Opinion Score yang bernilai baik. Video yang diujikan pada tugas akhir adalah video dengan resolusi standard definition dan menggabungkan persamaan dari video resolusi penelitian sebelumnya. Video yang digunakan memiliki intensitas gerak yang berbeda-beda, video-video tersebut antara lain video Flower Garden, Jenny, Ballsofwool, Piano, Arung Jeram, dan Harbour. Video-video tersebut akan diukur intensitas geraknya menggunakan Normalized Frame Difference (NFD) berdasarkan parameter Frame Difference. Penentuan frame rate minimum dilakukan pada seluruh video yang diujikan pada frame rate 25 fps; 12,5 fps; 8,375 fps; 6,25 fps, 5 fps, dan 4,125 fps semua video berdurasi 8 detik dengan 200 frame setiap videonya. Berdasarkan hasil penelitian didapat nilai rata-rata NFD seluruh video pada frame rate 25 fps (video asli), menunjukkan bahwa video dengan intensitas gerak yang tinggi, maka nilai rata-rata NFD akan tinggi pula begitu pula sebaliknya. Video dengan intensitas gerak rendah dan sedang memiliki nilai frame rate minimum yang sama untuk nilai “baik”, yaitu 8,375 fps. Sedangkan untuk video dengan intensitas video tinggi nilai frame rate minimum yang masih bernilai baik yaitu pada frame rate 12,5 fps. Persamaan untuk memprediksi nilai frame rate minimum masing-masing resolusi video yaitu sebagai berikut : Frame Rate (SD) = -18,2316 + (7,7489 x MOS ) + (6,9935x NFD ). Frame Rate (CIF) = -17,6605+ (7,09796 x MOS ) + (5,4812 x NFD ). Frame Rate (QCIF) = -18,3037+ (7,1355 x MOS ) + (4,6424 x NFD). Persamaan umum yang dapat digunakan untuk memprediksi nilai frame rate minimum sebuah video tanpa kompresi berlaku untuk resolusi video hingga resolusi standard definition Frame Rate (umum)= -18,0286+ (7,0726 x MOS ) + (6,1392 x NFD). Dimana nilai MOS yang dituju adalaj bernilai baik yaitu 4 yang digunakan pada masing-masing persamaan.
Kata Kunci: normalized frame difference, frame rate minimum, standard definition, MOS
vii
ABSTRACT With the increasing of the use of digital video in everyday life, the burden to support the delivery of information systems increased, too. Storage space required by the greater digital video, as well as the bandwidth required for the delivery of video to the viewers. Efficiency time and storage resources needed by the reduction in inter-frame data to determine minimum frame rate of each video content. This paper discusses the equation determines the minimum frame rate of each video content based on the Normalized Difference Frame and Mean Opinion Score is well worth it. The video which is tested at the end of the assignment is a standard definition video resolution and video resolution of the equation combine previous research. The video that was used has different move intensity, the videos include video Flower Garden, Jenny, Ballsofwool, Piano, rafting, and Harbour. The motion intesnity of these video will be meassured by using Normalized Frame Difference (NFD) based on the Frame Difference parameter. The determination of minimum frame rate is conducted in all of videos that were tested in 25 fps; 12,5 fps; 8,375 fps; 6,25 fps, 5 fps, and 4,125 fps frame rate. All of these video duration is about 8 second with 200 frame in each videos. Based on the result of this research, the average value of NFD in all 25 frame rate videos were colected (real video), showed that the video with high motion intensity will get the high average value of NFD, and vice versa. A video with low and medium motion itensity has the same minimum frame rate value for “good” which frame rate is 12,5 fps. The equation to predict the value of the minimum frame rate of each video resolution is as follows Frame Rate (SD) = -18,2316 + (7,7489 x MOS ) + (6,9935x NFD ). Frame Rate (CIF) = -17,6605+ (7,09796 x MOS ) + (5,4812 x NFD ). Frame Rate (QCIF) = -18,3037+ (7,1355 x MOS ) + (4,6424 x NFD). The general equation that can be used to predict the minimum frame rate value in a video without compression, it counts for video resolution untill the standard definition frame rate resolution (general)= -18,0286+ (7,0726 x MOS ) + (6,1392 x NFD). Where the target of MOS value is good which is 4 that were used in each equation.
Keywords: normalized frame difference, minimum frame rate, standard definition, MOS
viii
