Oleh: Drs. Hanesman, MM. Ahmaddul Hadi, S.Pd. M.Kom. Padang

Presentasi berjudul: "Oleh: Drs. Hanesman, MM. Ahmaddul Hadi, S.Pd. M.Kom. Padang"— Transcript presentasi:

1 Modul Audio Video Kegiatan Belajar 3 - Sinyal Video pada Sistem Televisi
Oleh: Drs. Hanesman, MM. Ahmaddul Hadi, S.Pd. M.Kom. Padang Fakultas Teknik Universitas Negeri Padang

2 SETELAH MEMPELAJARI KEGIATAN BELAJAR INI, PESERTA DAPAT:
Memahami macam-macam sinyal video Membedakan berbagai macam jenis konektor untuk keperluan tranmisi sinyal video Menganalisis proses tranmisi sinyal video

3 Materi 1. Sinyal video Video adalah media elektronik untuk merekam, menyalin, memutar, menyiarkan, dan menampilkan media visual yang bergerak. Video pertama kali dikembangkan untuk sistem televisi mekanik, yang dengan cepat diganti dengan sistem tabung sinar katoda/ Cathode Ray Tube (CRT) yang kemudian digantikan oleh display panel datar dari beberapa jenis LCD dan LED.

4 Materi 1. Sinyal video Sistem Televisi :
Sistem analog (PAL, NTSC, SECAM), digital (DVB, ATSC, ISDB dan lainnya.) ataupun definisi tinggi (HDTV). Video analog adalah sinyal video yang ditransfer oleh sinyal analog. Sinyal video warna analog mengandung luminance, kecerahan/brighness (Y) dan chrominance (C) dari gambar televisi analog. Sinyal digital adalah jenis sinyal televisi yang menggunakan modulasi digital dan sistem kompresi untuk menyiarkan sinyal video, audio dan data dari suatu sumber video digitak ke peralatan video digital lainnya.

5 Materi 1. Sinyal video Format Signal Video
Ada tiga format video yang digunakan di dunia untuk ditranmisikan sinyal video dari sumber video ke penerima yaitu PAL, NTSC, SECAM. Masing-masing tidak kompatibel antara satu dengan yang lainnya. Sistem PAL (Phase Alternating Line) NTSC (National Television System Committee) SECAM (Sequential Color with Memory)

6 Materi 1. Sinyal video Sistem PAL
PAL (Phase Alternating Line) adalah sebuah encoding berwarna digunakan dalam sistem televisi broadcast, digunakan di seluruh dunia kecuali di kebanyakan Amerika, beberapa di Asia Timur (yang menggunakan NTSC), PAL dikembangkan di Jerman oleh Walter Bruch, yang bekerja di Telefunken, dan pertama kali diperkenalkan pada 1967. Dasar dari PAL dan NTSC hanya berbeda pada frekuensi IF. PAL menempatkan IFc nya pada frekuensi 4, MHz sedangkan NTSC menempatkan IFc nya pada 3, MHz. Nama PAL (Phase Alternating Line) diambil karena setiap sinyal video yang dikirimkan dalam keadaan terbalik pada masing-masing garisnya yang secara otomatis akan mengkoreksi error yang terjadi pada sistem transmisi.

7 Materi 1. Sinyal video Sistem PAL
type lines horizontal freq vertical freq NTSC / kHz Hz PAL / kHz Hz PAL-N / kHz Hz PAL-M / kHz Hz SECAM / kHz Hz

8 Materi 1. Sinyal video Sistem NTSC
NTSC (National Television System Committee) merupakan model yang banyak digunakan di negara Amerika, Jepang, Korea Selatan, Taiwan dan lain-lain. Pada awal penciptaan NTSC tahun 1941 masih berbentuk hitam putih. Perkembangan selanjutnya pada tahun 1953 ada perbaikan yang bisa menampilkan sinyal hitam putih maupun berwarna. Penempatan IFc nya pada 3,58 MHz sehingga penempatan sound berada pada 4,5 MHz.

9 Materi 1. Sinyal video Sistem SECAM
SECAM (Sequential Color with Memory) merupakan sistem televisi analog yang pertma kali digunakan di Perancis. SECAM ini merupakan sistem pemancaran pertama di Eropa. SECAM berbeda dengan metode sistem pewarnaan lainnya karena SECAM menggunakan modulasi frekuensi untuk mengkodekan sinyal warna; disamping mentransmisikan informasi merah, hijau dan biru secara bersamaan, dan menggunakan informasi tentang warna dalam watu yang hampir bersamaan pula.

10 Materi 1. Sinyal video Sistem Pembentukan Gambar
Dalam proses pembentukan gambar, yang berasal dari sinyal video kemudian tampil pada layar terbagi menjadi 2 proses (metode) yang berbeda yaitu: Interlaced, yaitu metode untuk menampilkan image/gambar dalam rasters canned display device seperti CRT televisi analog, yang ditampilkan bergantian antara garis ganjil dan genap secara cepat untuk setiap framenya. Progressive scan, yaitu metode untuk menampilkan, menyimpan, dan memancarkan gambar dimana setiap baris untuk setiap framenya digambar secara berurutan.

11 Materi 1. Sinyal video Metode Interlaced

12 Materi 1. Sinyal video Progresif Scan

13 Materi 1. Sinyal video Perbandingan Interlaced dan Progressive scan

14 Materi 1. Sinyal video Aspek Rasio Gambar
Aspek rasio menggambarkan hubungan proporsional antara lebar dan tinggi layar video dan elemen gambar video. Semua format video umumnya berbentuk persegi panjang, sehingga dapat digambarkan dengan perbandingan rasio antara lebar dan tinggi. Rasio lebar ke tinggi untuk layar televisi umumnya adalah 4: 3, atau sekitar 1,33: 1. Televisi definisi tinggi menggunakan rasio aspek 16: 9, atau sekitar 1,78: 1. Rasio aspek dari frame film 35 mm adalah 1.375: 1.

15 Materi 1. Sinyal video Aspek Rasio Gambar
TV Ultra HD memiliki aspek rasio minimal 16 : 9. Aspek rasio di sini maksudnya perbandingan ukuran lebar dan tinggi layar TV. Ada beberapa macam aspek rasio untuk Ultra HD, namun aspek rasio 16 : 9 lebih banyak di pakai. Pada TV UHD minimal memiliki 1 digital input yang bisa membawakan sinyal video asli dengan resolusi minimal 3840 x 2160 piksel. Yang dimaksud dengan video asli di sini, adalah video yang diambil oleh camera yang mampu merekam video dengan resolusi 3840 x 2160 piksel. Resolusi layar 3840 x 2160 piksel maksudnya adalah resolusi vertikalnya 2160 piksel dan resolusi 3840 piksel, karena tergantung aspek rasio yang di pakai. Contoh yang banyak dipakai adalah aspek rasio 16 :9, sehingga resolusi horisontalnya : (2160 x 16)/9 = didapat 3840.

16 Materi 2. Konektor Untuk Keperluan Tranmisi Sinyal Video
Untuk mentransmisikan sinyal video dari sumber video ke perangkat video lainnya seperti dari kamera ke pesawat televisi menggunakan konektor dan protokol sinyal (standar format koneksi video). Banyak format perekaman analog dan digital yang sedang digunakan, dan klip video digital juga dapat disimpan pada sistem file komputer sebagai file dengan menggunakan format sendiri. Selain format fisik yang digunakan oleh perangkat penyimpanan data atau media transmisi, aliran sinyal atau aliran data yang dikirim harus dalam format kompresi video digital tertentu, yang dapat dikelompokkan ke dalam sinyal analog dan sinyal digital.

17 Materi 2. Konektor Untuk Keperluan Tranmisi Sinyal Video
Untuk mentransmisikan sinyal video dari sumber video ke perangkat video lainnya seperti dari kamera ke pesawat televisi menggunakan konektor dan protokol sinyal (standar format koneksi video). Banyak format perekaman analog dan digital yang sedang digunakan, dan klip video digital juga dapat disimpan pada sistem file komputer sebagai file dengan menggunakan format sendiri. Selain format fisik yang digunakan oleh perangkat penyimpanan data atau media transmisi, aliran sinyal atau aliran data yang dikirim harus dalam format kompresi video digital tertentu, yang dapat dikelompokkan ke dalam sinyal analog dan sinyal digital.

18 Materi 2. Konektor Untuk Keperluan Tranmisi Sinyal Video
Sinyal Video Analog Sinyal video analog adalah sinyal video yang ditransfer dari peralatan video yang menghasilkan sinyal analog. Sinyal video warna analog mengandung luminance, Brighness (Y) dan Chrominance (C) dari gambar televisi analog. Ketika digabungkan menjadi satu saluran, sinyal ini disebut sinyal video komposit dalam format NTSC, PAL dan SECAM.

19 Materi 2. Konektor Untuk Keperluan Tranmisi Sinyal Video
Composite video Video komposit adalah transmisi video analog (tanpa audio) yang membawa video definisi standar biasanya pada resolusi 480i atau 576i. Informasi video dikodekan pada satu saluran, tidak seperti S-video berkualitas lebih tinggi lainnya (dua saluran) dan video komponen berkualitas lebih tinggi (tiga saluran atau lebih). Video komposit dibentuk dalam tiga format standar: NTSC, PAL, dan SECAM. Ini telah ditetapkan oleh inisial CVBS, untuk Sinyal Baseband Video Komposit, atau hanya sebagai video SD.

20 Materi 2. Konektor Untuk Keperluan Tranmisi Sinyal Video
Composite video Sinyal video komponen merupakan sinyal video 3 kabel yang kompatibel dan terdiri dari : Sinyal Y atau Luminance, merupakan penggabungan ketiga sinyal RGB (Y = R+G+B). Sinyal ini disediakan agar tv hitam putih dapat menampilkan gambar yang berasal dari sinyal berwarna. Sinyal sinkronisasi horisontal dan vertikal tergabung pada sinyal ini. Sinyal chroma (warna) yang terdiri dari sinyal selisah warna (R-Y) dan sinyal selisih warna (B-Y).

21 HAL BAKU DALAM SINYAL VIDEO
Sinyal video dari kamera monochrome dinyatakan dengan gelap dan terang, aras kegelapan yang berbeda beda (grey-level). Sinyal video yang menyatakan gelap-terang ini disebut sebagai sinyal luminansi (Y). Sinyal video dilengkapi dengan sinyal pemadaman (blanking) dan sinkronisasi yang menghasilkan Sinyal video komposit (Ycomp).

22 Sinyal video komposit berupa sinyal termodulasi AM untuk sinyal pembawa gambar (fp) dan sinyal termodulasi FM untuk sinyal pembawa suara (fa). Spektrum bidang dasar (baseband) TV hitam putih mempunyai BW 6 MHz (Indonesia dan Sebagian besar Eropa) Sinyal gambar menempati frekuensi sekitar 5MHz, rekuensi nol.

23 SPEKTRUM SINYAL VIDEO Spektrum sinyal video

24 Spektrum sistem televisi (kanal IV dan V) dengan PAL dan SECAM

25 Materi 2. Konektor Untuk Keperluan Tranmisi Sinyal Video
S-Video Sinyal Video Y/C atau S-video merupakan format sinyal video 2 kabel yang terdiri dari : Sinyal Y atau sinyal luminance. Sinyal C atau warna yang merupakan penggabungan dari sinyal (R-Y) dan (B-Y) menjadi satu kabel. Konektor untuk sinyal Y/C menggunakan konektor khusus yang dinamakan “mini-din” yang berisi 4 pin, 2 pin untuk Y/C input dan 2 pin untuk Y/C out.

26 Materi 2. Konektor Untuk Keperluan Tranmisi Sinyal Video
S-Video Sinyal Video Y/C atau S-video merupakan format sinyal video 2 kabel yang terdiri dari : Sinyal Y atau sinyal luminance. Sinyal C atau warna yang merupakan penggabungan dari sinyal (R-Y) dan (B-Y) menjadi satu kabel. Konektor untuk sinyal Y/C menggunakan konektor khusus yang dinamakan “mini-din” yang berisi 4 pin, 2 pin untuk Y/C input dan 2 pin untuk Y/C out.

27 VIDEO Gambar pada video direpresentasikan secara elektronik dan teknik untuk meng-encode warna Proses dilakukan dengan konversi dari bentuk analog ke bentuk digital. Implikasi terjadi pada teknik kompresi.

28 Sumber Gambar Video Gambar pada televisi dibagi menjadi urutan garis horizontal yang disusun dalam suatu barisan yang men-scan layar dari atas hingga ke bawah, yang dinamakan raster. Jumlah baris dan bagaimana pengaturannya selama proses scan tergantung pada jenis display yang bekerja dan signal TV yang dipancarkan (broadcast).

29 Relevansi Issue Video Ukuran gambar (picture) pada system TV yang berbeda Standard kecepatan frame (frame rates) yang berbeda (US, Eropa, dll) Aspect ratio (proporsi perbedaan antara lebar dan tinggi) dan konversi antara standard yang berbeda Gelombang analog dan bagaimana meng-kodekan menjadi image digital Pengkodean luma and chroma : video sering direpresentasikan sebagai image black dan white (dikenal luma atau ‘Y’) dengan beberapa komponen warna (dikenal sebagai chroma atau Cb dan Cr)

30 Video Analog Kamera mengkonversi gambar ke media penyimpan untuk ditransimisikan yang ditangkap ke dalam sinyal analog dan dikirimkan/disimpan ke penerima. Tempat Penyimpanan Transmitter Receiver Display

31 Video Digital Menggunakan kamera, display dan komponen tambahan ADC (Analog to Digital Converter). Proses encoding Konversi gambar ke media penyimpan digital Proses decoding kembali dalam format digital standar Proses DAC (Digital to Analog Converter). ADC Encoding Tempat Penyimpanan Transmitter Receiver DAC Display

32 Konektor

33 Standard Penyiaran Video
Terdapat dua standard untuk TV analog : NTSC dan PAL, beberapa standard lain merupakan derivatif dari dua standard tersebut. Di Perancis menggunakan standard SECAM, namun secara umum sama dengan PAL. NTSC : National Television Standards Committee PAL : Phase Alternate Line SECAM : Sequential Color and Memory

34 Frame Rate Mendefinisikan metode untuk mengenkode informasi ke dalam sinyal elektronik yang menciptakan gambar televisi.

35 Standar Frame Rate Standar Pengguna Deskripsi NTSC
Amerika Serikat, Kanada, Meksiko, Jepang Satu frame video terbuat dari 525 garis horizontal yang di-scan dan digambar ke dalam tabung gambar berlapis fosfor setiap 1/30 detik dengan electron yang bergerak cepat. Gerakan electron membuat dua lintasan (genap dan ganjil) ketika menggambar satu frame video. Masing-masing lintasan melukis sebuah field (dalam kecepatan 60 Hz), dan dua field dikombinasikan untuk menciptakan satu frame dengan kecepatan 30 fps (frame per second). PAL Inggris, Eropa Barat, Australia, Afrika Selatan, Cina dan Amerika Selatan Meningkatkan resolusi layar menjadi 625 garis horizontal, namun memperlambat kecepatan scan menjadi 25 frame per detik. Sama seperti NTSC, garis genap dan ganjil digabungkan, setiap field memerlukan 1/50 detik untuk menggambar (50 Hz) SECAM Perancis, Eropa Timur, USSR, dan beberapa negara lain Menggunakan system 625 garis horizontal, 50 Hz, namun berbeda dari system warna NTSC dan PAL dalam hal teknologi dan metode penyiaran.

36 Teknik Scan Video Image
a. Progressive Scan b. Interlaced Scan

37 Proses Video Digital Langkah 1 : Encoding dan Digitalisasi video analog Langkah 2 : Mengirim Video Digital ke Display Langkah 3 : Menjalankan Video (Playback)

38 Langkah 1 : Encoding dan Digitalisasi video analog
Card encoder menerima sinyal analog melalui kabel pada card interface/firewire dan mengirim sinyal ke perangkat encoding (hardware/software) untuk di-encode kedalam bentuk video digital.

39 Langkah 1 : Encoding dan Digitalisasi video analog
Proses digitalisasi sinyal analog ke digital : Sampling rate, mencari nilai parameter scanning pada video, nilai resolusi horizontal, resolusi vertical, frame rate dan aspect ratio. Berdasarkan parameter tersebut diperoleh total nilai minimum sampling rate (S). Memberikan tingkatan kuantisasi, yaitu maksimum noise yang dibenarkan, toleransi kehilangan paket gambar perdetiknya antara 5 s.d 10%

40 Langkah 1 : Encoding dan Digitalisasi video analog
Digitalisasi warna video : memberikan perwakilan 3 warna : merah, biru, hijau (RGB). Makin banyak warna yang terwakilkan makin baik (memerlukan kapasitas penyimpanan yang besar). Warna direpresentasikan dalam bit (8-bit, 16-bit, 24-bit, dst). Video digital menggunakan variasi non-linier dari RGB yang dinamakan YCbCr, dimana Y mewakili luminance atau brightness, sedangkan CbCr merepresentasikan chrominance (“pure” color).

41 Video Digitizer

42 Langkah 2 : Mengirim Video Digital ke Display
Setelah video dibuat, kemudian disimpan dan dikirim ke desktop untuk dijalankan (playback). Pengiriman data video dapat dilakukan melalui jaringan LAN/Internet. Digital service meliputi pengiriman (broadcast) secara real time , non-streamed downloading atau streaming. Tipe broadcast video service : multicast (“one to many”) dimana satu video stream melayani banyak client atau unicast (“one to one”) dimana satu video stream hanya dapat melayani satu client. Real time broadcasting melakukan konversi secara on the fly.

43 Langkah 3 : Menjalankan Video (Playback)
Ketika stream file video diterima oleh desktop, tipe file harus dikenali melalui informasi pada header, kemudian dibuka. File disimpan dalam buffer (cache) sampai data yang diterima cukup untuk melanjutkan playback. Fungsi utama playback biasanya termasuk kontrol untuk forward, reverse, stop dan play, pengaturan volume, view size window, dll.

44 Arsitektur Video Digital
Arsitektur video digital tersusun atas sebuah format untuk mengenkode dan memainkan kembali file video dengan komputer dan menyertakan sebuah player yang dapat mengenali dan membuka file yang dibuat untuk format tersebut. Contoh : Apple QuickTime (.mov), Microsoft Windows Media Format (.avi), Real Network RealMedia (.rmi).

45 Kompresi Video Digital
Untuk mereproduksi satu frame dari komponen video digital 24 bit, diperlukan data komputer hampir 1 MB. Video yang tidak terkompresi dengan layar penuh selama 30 detik membutuhkan hardisk bermuatan gigabyte. Video dengan ukuran full-motion memerlukan komputer yang dapat mengirimkan data kurang lebih 30 MB per detik. Permasalahan tersebut dapat diatasi dengan menggunakan skema kompresi video digital atau codec (coder/decoder).

46 Kompresi Video Digital
Codec adalah algoritma yang digunakan untuk mengkompresi (kode) sebuah video untuk dikirmkan, kemudian didekode secara langsung. Algoritma kompresi video langsung seperti MPEG, Indeo, JPEG, Cinepak, dan Sorenson dapat digunakan untuk mengompresi informasi video digital dengan kecepatan yang memiliki range dari 50:1 sampai 200:1. Teknologi streaming diimplementasikan untuk menyediakan kualitas video yang bagus dengan bandwith rendah seperti Web. Persaingan komersialisasi teknologi streaming di web terjadi antara Microsoft, RealNetworks, cVideo, dan Motorola.