TK2083 Teknologi Informasi Teknik Komputer

Disusun Oleh: Marlindia Ike Sari, M.T.ike@politekniktelkom.ac.id

Hanya untuk kepentingan pengajaran di lingkungan Politeknik Telkom

Pengolahan Suara Digital

Contents

Pengertian Suara1

Komponen-komponen Suara2

Jenis-Jenis File Suara3

Pengolahan Suara Digital4

Suara Fenomena fisik yang dihasilkan oleh getaran

benda Getaran suatu benda yang berupa sinyal

analog dengan amplitudo yang berubah secara

kontinyu terhadap waktu Membutuhkan media untuk merambatkan

gelombang suara

Konsep Dasar Suara dihasilkan oleh getaran suatu benda. Selama bergetar, perbedaan tekanan terjadi

diudara sekitarnya Pola osilasi yang terjadi dinamakan sebagai

“GELOMBANG”

Gelombang mempunyai pola sama yang berulang pada interval tertentu, yang disebut sebagai “PERIODE”.

Contoh suara periodik : instrument musik, nyanyian burung, dll

Contoh suara nonperiodik : batuk, percikan ombak, guntur, dll

Konsep Dasar Suara berkaitan erat dengan: Frekuensi :

1.Banyaknya gelombang dalam 1 detik2.Satuan : Hertz (Hz) atau cycles per second (cps)3.Panjang gelombang suara (wavelength)

dirumuskan4.λ = c/f

a. Dimana c = kecepatan rambat bunyib.Dimana f = frekuensi

Contoh Soal Berapakah panjang gelombang untuk

gelombang suara yang memiliki kecepatan rambat 343 m/s dan frekuensi 20 kHz?

λ = c/f = 343000 mm/20000 Hz = 17,15 mm

FrekuensiBerdasarkan frekuensi, suara dibagi menjadi:Infrasound: 0Hz – 20 HzPendengaran manusia: 20Hz – 20 KHz

Ultrasound: 20KHz – 1 GHzHypersound: 1GHz – 10 THz

Manusia membuat suara dengan frekuensi : 320Hz – 4KHz.

Sinyal suara musik memiliki frekuensi : 20Hz – 20Khz.

Sistem multimedia menggunakan suara yang berada dalam range pendengaran manusia

Suara yang berada pada range pendengaran manusia sebagai “AUDIO”, dan gelombangnya sebagai “ACCOUSTIC SIGNALS”

Suara diluar range pendengaran manusia dapat dikatakan sebagai “NOISE” (getaran yang tidak teratur dan tidak berurutan dalam berbagai frekuensi, tidak dapat didengar manusia)

Amplitudo Keras lemahnya bunyi atau tinggi rendahnya

gelombang. Satuan amplitudo adalah decibel (db) Bunyi mulai dapat merusak telinga jika tingkat

volumenya lebih besar dari 85 dB dan pada ukuran 130 dB akan mampu membuat hancur gendang telinga

Velocity Kecepatan perambatan gelombang bunyi

sampai ke telinga pendengar. Satuan yang digunakan : m/s Pada udara kering dengan suhu 20 °C (68 °F)

kecepatan rambat suara sekitar 343 m/s

Representasi Suara Gelombang suara analog tidak dapat langsung

direpresentasikan pada komputer. Komputer mengukur amplitudo pada satuan �

waktu tertentu untuk menghasilkan sejumlah angka.

Tiap satuan pengukuran ini dinamakan �“SAMPLE”.

Suara: Struktur Data

Suara: Format

Waveform Audio [ .WAV ]WAV adalah format audio standar Microsoft dan IBM untuk PC.

WAV biasanya menggunakan coding PCM (Pulse Code Modulation)

WAV adalah data tidak terkompres sehingga seluruh sampel audio disimpan semuanya di harddisk.

Software yang dapat menciptakan WAV dari Analog Sound misalnya adalah Windows Sound Recorder.

WAV jarang sekali digunakan di internet karena ukurannya yang relatif besar.

Maksimal ukuran file WAV adalah 2GB

Ukuran fle WAV Rumus perhitungan file suara format WAV:

= (durasi* frek sampling*jumlah bit*jumlah channel)/8 (byte)

Channel stereo (2) , mono (1)

contoh

www.politekniktelkom.ac.id

Formula untuk recording 100 detik pada 44.1 kHz, resolusi16 bit

 Recording stereo 100 detik pada 44.1 kHz, resolusi 16 bit menjadi

44100 * 100 * 16/8 *2 = 17.640.000 byte  Recording mono 100 detik pada 44.1 kHz,

resolusi 16 bit menjadi 44100 * 100 * 16/8 *1 = 8.820.000 byte

Tugas Cari detail informasi tentang format audio di

bawah ini? MIDI MP3 WAV FLAC

Analog To Digital Conversion (ADC)

Adalah proses mengubah amplitudo gelombang bunyi ke dalam waktu interval tertentu (disebut juga sampling), sehingga menghasilkan representasi digital dari suara

Sampling rate : beberapa gelombang yang diambil dalam satu detik.

Contoh : jika kualitas CD Audio dikatakan memiliki frekuensi sebesar 44100 Hz, berarti jumlah sample sebesar 44100 per detik

Analog To Digital Conversion (ADC)

Encoder• Membuang frekuensi tinggi dari source signal

(membuang sinyal-sinyal yang tidak diperlukan bagi pendengaran manusia)

• Mengambil sample pada interval waktu tertentu (= sampling)

• Menyimpan amplitudo sample dan mengubahnya ke dalam bentuk diskrit (kuantisasi)

• Merubah bentuk menjadi nilai biner.• Contoh: TV/Radio Tunner Intenal

Encoder • Nyquist Sampling Rate : 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.

• Mis: Untuk sinyal analog dengan bandwith 15Hz – 10kHz

• → sampling rate = 2 x 10KHz = 20 kHz

Digital To Analog Converter• Adalah proses mengubah digital audio menjadi

sinyal analog. DAC biasanya hanya menerima sinyal digital Pulse Code Modulation (PCM).

• 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.

BEBERAPA PENERAPAN PENGOLAHAN SUARA DIGITAL :

www.politekniktelkom.ac.id

1.Penyimpanan dan penyaluran digital atas sinyal suara

2.Sistem pembangkit ucapan3.Sistem identifikasi dan verifikasi pengucap

(sistem ini akan mengenali siapa yang mengucapkan kata tersebut atau memastikan bahwa suara yang ada milik seorang penutur

4.Sistem pengenal ucapan (sistem ini akan mengenali apa yang diucapkan si penutur)

5.Bantuan untuk penyandang cacat6.Peningkatan kualitas sinyal

SPEECH RECOGNITION

www.politekniktelkom.ac.id

Contoh membuat sistem komputer dapat diperintah melalui sinyal ucapan.

Pengenal ucapan berpeluang sangat berguna : Aplikasi telepon, dengan menghilangkan

penekanan sederetan tombol untuk menelefon. Operasi tangan bebas, seseorang dapat tetap

menjalankan aktivitasnya untuk melakuakan suatu panggilan lewat HP.

Bantuan untuk penyandang cacat fisik, antar muka alternatif alami antara komputer dengan manusia yang gerakan tangan dan lengannya terbatas atau mengalami gangguan penglihatan

PENGUBAHAN TULISAN KE UCAPAN Sistem text to speech pada prinsipnya terdiri

dari 2 sistem, yaitu : Bagian konverter Teks ke Fonem (Text to Phoneme)

Mengubah kalimat masukan dalam bahasa tertentu yang berbentuk teks menjadi rangkaian kode bunyi yang biasa direpresentasikan dengan kode fonem, durasi dan speechnya.

Bagian Konverter Fonem ke speech (Phoneme to Speech) Menerima masukan berupa kode-kode fomnem serta

pitch dan durasi Menghasilkan bunyi atau sinyal ucapan yang sesuai

dengan kalimat yang ingin diucapkan.

VoIP

www.politekniktelkom.ac.id

Voice over internet protokol (VoIP) adalah sebuah teknologi komunikasi dengan menggunakan protokol internet. Dengan teknologi ini, kita dapat melakukan komunikasi telepon dengan menggunakan internet.

VoIP mengkonversi sinyal suara dari telefon ke dalam sinyal digital sehingga dapat melalui protokol internet dan kemudian di ujung lainnya sinyal digital tersebut dikonversi kembali ke suara.

www.politekniktelkom.ac.id

Tugas 1 Dengan menggunakan perangkat lunak

PRAAT, buatlah sample suara kemudian perhatikan. Pada suara, besar-kecilnya frekuensi

mempengaruhi apa? Pada suara, besar-kecilnya amplitudo

mempengaruhi apa?

Thank You !www.themegallery.com