sound processing(rangkuman kuliah multimedia)

Sound Processing/Pemrosesan Suara

Bunyi atau suara adalah kompresi mekanikal atau gelombang longitudinal yang merambat melalui medium. Medium atau zat perantara ini dapat berupa zat cair, padat, gas. Jadi, gelombang bunyi dapat merambat misalnya di dalam air, batu bara, atau udara.
Kebanyakan suara adalah merupakan gabungan berbagai sinyal, tetapi suara murni secara teoritis dapat dijelaskan dengan kecepatan osilasi atau frekuensi yang diukur dalam Hertz (Hz) dan amplitudo atau kenyaringan bunyi dengan pengukuran dalam desibel.



Suara membunyai hubungan yang kompleks, hal ini termasuk :

• Objek bergetar (sumber suara)
• Media transmisi (biasanya udara)
• Alat penerima (telinga)
• Seorang pembimbing

Bagaimana Cara Kerja Telinga??

1. Bunyi masuk ke liang telinga dan menyebabkan gendang telinga bergetar.
2. Gendang telinga bergetar oleh bunyi.
3. Getaran bunyi bergerak melalui osikula ke rumah siput.
4. Getaran bunyi menyebabkan cairan di dalam rumah siput bergetar.
5. Getaran cairan menyebabkan sel rambut melengkung.
6. Sel rambut menciptakan sinyal saraf yang kemudian ditangkap oleh saraf auditori.
7. Sel rambut pada salah satu ujung rumah siput mengirim informasi bunyi nada rendah dan sel rambut pada ujung lain mengirim informasi bunyi nada tinggi.
8. Saraf auditori mengirim sinyal ke otak di mana sinyal ditafsirkan sebagai bunyi.

Karakteristik Suara
Suara dideskripsikan dalam dua hal yaitu frequency(pitch), dan Amplitude(loudness).

a.      Frequency

Frekuensi adalah ukuran jumlah putaran ulang per peristiwa dalam selang waktu yang diberikan. Untuk memperhitungkan frekuensi, seseorang menetapkan jarak waktu, menghitung jumlah kejadian peristiwa, dan membagi hitungan ini dengan panjang jarak waktu. Hasil perhitungan ini dinyatakan dalam satuan hertz (Hz) yaitu nama pakar fisika Jerman Heinrich Rudolf Hertz yang menemukan fenomena ini pertama kali. Frekuensi sebesar 1 Hz menyatakan peristiwa yang terjadi satu kali per detik.
Secara alternatif, seseorang bisa mengukur waktu antara dua buah kejadian/ peristiwa (dan menyebutnya sebagai periode), lalu memperhitungkan frekuensi (f ) sebagai hasil kebalikan dari periode (T ).

b.      Amplitude

Amplitude adalah keras lembutnya atau gain dari frekwensi tertentu dari suatu data Audio ( satuan DeciBel/db ).

Tipe File Audio yang Umum Dijumpai
Dari berbagai macam tipe file untuk audio, midi, mp3 dan wav adalah 3 dari sekian banyak filetype yang kita ketahui dalam dunia computer. Berikut ini penjelasan tentang filetype tersebut :

a.      Midi(Musical Instrument Digital)

Musical Instrument Digital Interface (MIDI) adalah sebuah standar hardware dan software internasional untuk saling bertukar data (seperti kode musik dan MIDI Event) di antara perangkat musik elektronik dan komputer dari merek yang berbeda.
Interface MIDI terdiri dari 2 komponen yaitu:

1. Perangkat Keras     : Hardware yang terhubung ke peralatan (alat instrumen / komputer)
2. Data Format           : Berkaitan dengan system pengkodean informasi yang meliputi spesifikasi instrument, awal / akhir nada, frekuensi, dan volume suara

MIDI device (misalnya synthesizer) berkomunikasi melalui channel yang terdiri dari berbagai parameter. Pada umumnya piranti standard memiliki 16 channel yang mampu menampung 128 macam instrumen (termasuk noise effect), dimana 1 channel dapat memainkan 3 – 16 note.
Komponen-Komponen MIDI device :
1.      Sound generator: pembangkit suara synthesizer.
2.      Microprocessor: mengirim / menerima MIDI message.
3.      Keyboard: mengontrol synthesizer secara langsung.
4.      Control Panel: mengatur fungsi-fungsi selain nada dan durasi (volume, jenis suara, dan parameter lainnya).
5.      Auxiliary Controllers: memanipulasi nada (modulation, pitch, dll).
6.      Memory.

File Formats, ada tiga jenis format SMF, format yang diberikan SMF ditentukan dalam file header. File berformat 0 berisi single track dan merepresentasikan kinerja sebuah track. Format 1 berisi sejumlah track, memungkinkan untuk mempertahankan struktur track sequencer, dan juga merepresentasikan kinerja sebuah track. Format 2 mempunyai sejumlah track, dimana masing-masing merepresentasikan kinerja sebuah track. Sequencers umumnya tidak mendukung Format 2. Koleksi file berformat SMF banyak ditemukan pada berbagai situs web, paling sering dengan ekstensi .mid. Selain berekstensi .mid, ada beberapa format lain yang mendukung MIDI seperti Midi Karaoke File (.KAR) Format, XMF File Formats, RIFF-RMID File Format, Extended RMID File Format, dan Extended Midi File (.XMI) Format).
Untuk membentuk sistem Musik MIDI diperlukan sebuah keyboard instrumen musik yang mempunyai penghubung MIDI dan sebuah PC (komputer). Dengan perangkat tersebut maka musisi dapat merekam dan memainkan ulang rekaman musiknya . Semua data lagu disimpan dalam format digital seperti ke media disket, flashdisk atau hard disk komputer.

b.      Mp3(MPEG-1 Audio Layer 3)

MPEG-1 Audio Layer 3 atau lebih dikenal sebagai MP3 adalah salah satu format berkas pengodean suara yang memiliki kompresi yang baik (meskipun bersifat lossy) sehingga ukuran berkas bisa memungkinkan menjadi lebih kecil. Berkas ini dikembangkan oleh seorang insinyur Jerman Karlheinz Brandenburg. MP3 memakai pengodean Pulse Code Modulation (PCM). MP3 mengurangi jumlah bit yang diperlukan dengan menggunakan model psychoacoustic untuk menghilangkan komponen-komponen suara yang tidak terdengar oleh manusia.
MP3 memakai sebuah transformasi hybrid untuk mentransformasikan sinyal pada ranah waktu ke sinyal pada ranah frekuensi:
·         Filter polyphase quadrature 32-band
·         36 atau 12 MDCT (modified discrete cosine transform), dengan ukuran dapat dipilih secara independen untuk sub-band 0…1 dan 2…31
·         Postproses aliasing reduction

Standar MPEG-1 tidak menspesifikasikan secara spesifik cara melakukan encode MP3. Sebaliknya, algoritma decode serta format file didefinisikan secara spesifik. Yang ingin mengimplementasikan encoder MP3 harus membuat sendiri algorima untuk menghilangkan bagian dari informasi pada file audio asal (atau pada representasi MDCT pada ranah frekuensi).
Karena itu, maka cara encode setiap encoder MP3 berlainan dan menghasilkan kualitas hasil yang berlainan juga. Hal yang harus diperhatikan adalah dari semua encoder yang ada, terdapat encoder yang bagus untuk bitrate tinggi maupun encoder yang bagus untuk bitrate rendah.
MP3 mempunyai beberapa batasan/limit:
·         Bit rate terbatas, maksimum 320 kbit/s (beberapa encoder dapat menghasilkan bit rate yang lebih tinggi, tetapi sangat sedikit dukungan untuk mp3-mp3 tersebut yang memiliki bit rate tinggi)
·         Resolusi waktu yang digunakan mp3 dapat menjadi terlalu rendah untuk sinyal-sinyal suara yang sangat transient, sehingga dapat menyebabkan noise.
·         Resolusi frekuensi terbatasi oleh ukuran window yang panjang kecil, mengurangi efisiensi coding
·         Tidak ada scale factor band untuk frekuensi di atas 15,5 atau 15,8 kHz
·         Mode jointstereo dilakukan pada basis per frame
·         Delay bagi encoder/decoder tidak didefinisikan, sehingga tidak ada dorongan untuk gapless playback (pemutaran audio tanpa gap). Tetapi, beberapa encoder seperti LAME dapat menambahkan metadata tambahan yang memberikan informasi kepada MP3 player untuk mengatasi hal itu.

c.       WAV(waveform audio format)

WAV adalah singkatan dari istilah dalam bahasa Inggris waveform audio format merupakan standar format berkas audio yang dikembangkan oleh Microsoft dan IBM. WAV merupakan varian dari format bitstream RIFF dan mirip dengan format IFF dan AIFF yang digunakan komputer Amiga dan Macintosh. Baik WAV maupun AIFF kompatibel dengan sistem operasi Windows dan Macintosh. Walaupun WAV dapat menampung audio dalam bentuk terkompresi, umumnya format WAV merupakan audio yang tidak terkompres.

Referensi :
Bunyi (http://id.wikipedia.org/wiki/Bunyi)
Frekwensi (http://id.wikipedia.org/wiki/Frekuensi)
Amplitude (http://magz.hiphopheroes.net/unduh/berkenalan-dengan-equalizer-eq.html)
Midi (http://id.wikipedia.org/wiki/MIDI, http://isranpanjaitan.wordpress.com/2010/03/11/musical-instrument-digital-interface-midi/)
Mp3 (http://id.wikipedia.org/wiki/MP3)
Wav (http://id.wikipedia.org/wiki/WAV)

Sound Processing; mata kuliah multimedia

"Definsi Suara, Digitizing Sound, Nyquist theorema, Coding Audio Using PSM (Pulse Code Modulation)"

SUARA

Definisi suara : 

• sesuatu yang dihasilkan oleh benda yang mengalami getaran sehingga menghasilkan gelombang yang berada di udara.
• Fenomena fisik yang dihasilkan oleh getaran benda.
• Getaran suatu benda yang berupa sinyal analog dengan amplitudo yang berubah secara kontinyu terhadap waktu.
• Suara/bunyi biasanya merambat melalui udara.  
• Suara/bunyi tidak bisa merambat melalui ruang hampa. 

Bentuk gelombang yang berulang-ulang pada waktu tertentu disebut suatu periode. Suatu bentuk gelombang yang tidak menghasilkan suara yang periodik sama seperti sebuah noise. 

Frekuensi dari suatu suara adalah banyaknya periode gelombang dalam waktu satu detik (Hz). 

Frekuensi suara manusia = 20 Hz – 20 KHz. 

Jenis-jenis frekuensi :

• Infra-sound = 0 – 20 Hz
• Ultra-sound = 20 KHz – 1 GHz
• Hyper-sound = 1 GHz – 10 THz

Amplitude adalah tinggi suatu gelombang yang mengisyaratkan besar kecilnya suara yang dihasilkan.

Bunyi yang terjadi secara berkelanjutan dikarenakan karena adanya gelombang analog. Untuk merubah gelombang analog kedalam komputer dapat dilakukan dengan cara digitalisasi gelombang analog.

Sistem operasi windows untuk audio

• Windows waveform (.wav), merupakan standar format audio windows 3.x, windows XP
• MPEG Layer 3 (MP3/ .mp3)
• CD-audio (.cda)
• Musical instruments digital interface atau MIDI (.mid atau .midi), format audio untuk menyimpan suara dari piano, gitar, gabungan beberapa alat musik.

DIGITIZING SOUND

Teknik ini adalah teknik yang dimaksudkan untuk mengubah suara menjadi data digital yang dapat dimengerti oleh komputer.

Dalam digitizing sound/digitalisasi suara dikenal teknik Analog to Digital Converter (ADC), yaitu teknik untuk mengubah amplitude sebuah gelombang kedalam waktu interval (samples) sehingga menghasilkan representasi digital dari suara. Sebaliknya untuk menampilkan suara digital kedalam alat suara analog (speaker) digunakan ADC untuk mengkonversinya. Beberapa sample gelombang yang diambil dalam waktu 1 detik disebut dengan sampling rate.

Ada 3 langkah yang dilakukan dalam 

proses  ADC:

a. Pengambilan sampling

Proses perubahan waktu yang berjalan diubah kedalam bentuk diskrit disebut dengan sampling. Frekuensi dari waktu biasanya disebut dengan sampling rate atau frekuensi sampling. 

b. Kuantisasi

Proses perubahan bentuk sample yang berkelanjutan kedalam bentuk diskrit disebut dengan kuantisasi. Dalam proses ini dilakukan pembagian range sinyal kedalam bentuk interval angka yang disepakati. Ukuran dari interval kuantisasi disebut dengan langkah kuantisasi. 

c. Pengkodean 

Proses merepresentasikan isi digital kuantisasi disebut dengan koding. Ini dapat terjadi pada saat menggunakan digital to analog converter (DAC) untuk melakukan rekonstruksi kembali sinyal analog yang berasal dari data digital.

Nyquist Theorema/Teorema Nyquist

Sampling Nyquist-Shannon theorem, setelah Harry Nyquist dan Claude Shannon, merupakan hasil mendasar dalam bidang teori informasi, telekomunikasi tertentu dan pemrosesan sinyal. Sampling adalah proses konversi sinyal (misalnya, fungsi waktu kontinu atau ruang) ke urutan numerik (fungsi waktu diskrit atau ruang). Shannon versi menyatakan teorema:

Jika suatu fungsi x (t) tidak mengandung frekuensi yang lebih tinggi dari hertz B, itu benar-benar ditentukan dengan memberikan koordinat tersebut pada serangkaian titik berjarak 1 / (2B) detik terpisah.

Teorema ini biasa disebut teorema sampling Nyquist, karena juga ditemukan secara independen oleh ET Whittaker, oleh Vladimir Kotelnikov, dan oleh orang lain, juga dikenal sebagai Nyquist-Shannon-Kotelnikov, Whittaker-Shannon-Kotelnikov, Whittaker-Nyquist-Kotelnikov -Shannon, WKS, dll, teorema sampling, serta Kardinal Teorema Interpolasi Teori. Hal ini sering disebut hanya sebagai teorema sampling.

Pada intinya, teorema menunjukkan bahwa sinyal analog bandlimited yang telah sampel bisa sangat direkonstruksi dari urutan tak terbatas sampel jika laju sampling sampel melebihi 2B per detik, dimana B adalah frekuensi tertinggi dalam sinyal asli. Jika sinyal berisi komponen tepat hertz B, maka sampel berjarak pada tepat 1 / (2B) detik tidak sepenuhnya menentukan sinyal, meskipun pernyataan Shannon. Kondisi ini cukup dapat menjadi lemah, seperti dibahas di Sampling sinyal non-baseband di bawah ini.

Laporan lebih baru dari teorema kadang-kadang hati-hati untuk mengecualikan kondisi kesetaraan, yaitu kondisi ini jika x (t) tidak mengandung frekuensi lebih besar atau sama dengan B; kondisi ini setara dengan Shannon kecuali jika fungsi mencakup mantap sinusoidal komponen pada frekuensi tepat B.

Teorema ini mengasumsikan idealisasi dari setiap situasi dunia nyata, karena hanya berlaku untuk sinyal yang sampel untuk waktu yang tak terbatas, setiap waktu terbatas x (t) tidak bisa sempurna bandlimited. rekonstruksi Perfect matematis mungkin untuk model ideal tetapi hanya sebuah pendekatan untuk sinyal dunia nyata dan teknik sampling, meskipun dalam prakteknya sering yang sangat baik.

Teorema ini juga mengarah pada rumus untuk rekonstruksi sinyal asli. Bukti konstruktif dari teorema mengarah ke pemahaman tentang aliasing yang dapat terjadi ketika sistem pengambilan sampel tidak memenuhi kondisi teorema.

Teorema sampling menyediakan suatu kondisi yang cukup, namun tidak satu perlu, untuk rekonstruksi sempurna. Bidang dikompresi penginderaan menyediakan kondisi sampling ketat ketika sinyal yang mendasari diketahui jarang. Compressed penginderaan khusus menghasilkan kriteria sampling sub-Nyquist.

Untuk memperoleh representasi akurat dari suatu sinyal analog secara lossless, amplitudonya harus diambil sample-nya setidaknya pada kecepatan (rate) sama  atau lebih besar dari 2 kali lipat komponen frekuensi maksimum yang akan didengar. 

Misal: Untuk sinyal analog dengan bandwith 15Hz – 10kHz 

  → sampling rate = 2 x 10KHz = 20 kHz 

Coding Audio menggunakan PSM

PSM adalah kepanjangan dari "Pulse Code Modulation", yaitu signal digital yang bisa diterima oleh Digital Analog Converter atau yang disebut DAC.

PCM adalah representasi digital dari  sinyal analog, dimana gelombang 

disample secara beraturan berdasarkan interval waktu tertentu, yang 

kemudian akan diubah ke biner.  Proses pengubahan ke biner disebut 

Quantisasi. 

 

PCM ditemukan oleh insinyur dari Inggris, bernama Alec Revees pada tahun 

1937. 

 

Contoh DAC adalah: soundcard, CDPlayer, IPod, mp3player.

MULTIMEDIA, IMAGES & VIDEO

Multimedia, yang juga banyak dikenal dengan istilah many-media, secara sederhana dihubungkan dengan utilisasi (pendaya-gunaan) dari media atau kombinasi dari media-media yang tepat untuk topik tertentu dalam rangka untuk memaksimalkan kelancaran komunikasi.
Dan salah satu bagian dari multimedia adalah images/video, disini akan dibahas tentang image content analysis yaitu

jejaring sosial

hehe,, hai hai,,

jejaring sosial tak ada henti"nya merambah dunia internet, berikut ini adalah jejaring" sosial yang saya ikuti :

1. friendster
2. facebook
3. twitter
4. madina.com
5. psht.org
6. apalagi y,,, jadi lupa

hwahaha..

interface dan package(tugas pendahuluan)

INTERFACE


abstract method
adalah method yang dideklarasikan tanpa body method
contoh penulisannya :


abstract void move (double x, double y);

pengkapsulan

Enkapsulasi adalah pembungkus, pembungkus disini dimaksudkan untuk menjaga suatu proses program agar tidak dapat diakses secara sembarangan atau di intervensi oleh program lain. Konsep enkapsulasi sangat penting dilakukan untuk menjaga kebutuhan program agar dapat diakses sewaktu-waktu, sekaligus menjaga program tersebut. (sumber).
 berikut ini adalah contoh program yang menggunakan konsep pengkapsulan :
//simpan dalam manusia.java

Salah satu konsep dasar dari pemrograman berbasis objek pada java adalah Inheritance, berikut ini saya akan memberikan sedikit gambaran tentang inheritance.

Pada dasarnya, kita melakukan inheritance(pewarisan) untuk membuat suatu class baru(class turunan/subclass) yang masih memiliki sifat atau spesifikasi dari superclass.
Di dalam Java untuk mendeklarasikan suatu class sebagai subclass dilakukan dengan cara menambahkan kata kunci extends setelah deklarasi nama class, kemudian diikuti dengan nama parent class-nya. Kata kunci extends tersebut memberitahu kompiler Java bahwa kita ingin melakukan perluasan class.
berikut ini adalah contoh penggunaan inheritance pada program penghitung luas dan keliling lingkaran, disini saya menggunaakan  netbeans 6.9: 
/*
 * To change this template, choose Tools | Templates
 * and open the template in the editor.
 */


/**
 *
 * @author Asus
 */


   import java.util.Scanner;
class Lingkaranku{
    public double phi=3.14;
    Scanner in = new Scanner(System.in);
    double r = in.nextInt();
    
}
class Keliling extends Lingkaranku{
    double kel,r2,P;
    public void Hitungkel() {
        P=super.phi;
        r2=super.r;
        kel=2*r2*P;
        System.out.println("Keliling lingkaran : "+ kel);
    }
}
class Luas extends Lingkaranku{
    double l,r2,P;
    public void Hitungl() {
        P=super.phi;
        r2=super.r;
        l=P*r2*r2;
        System.out.println("Luas lingkaran = "+ l);
    }
}
public class lingkaran{
    public static void main (String[] args){
    Keliling kel1=new Keliling();
    Luas l1=new Luas();
    kel1.Hitungkel();
    l1.Hitungl();
    }


}