Verlieslose kompressie: wat is dit en hoe om dit te gebruik

deur kim Opgedateer: Junie 28, 2022

Verlieslose kompressie is 'n belangrike konsep wanneer dit by digitale media kom. Dit verwys na die proses waar data saamgepers word sonder enige verlies van data. Verlieslose kompressie is 'n goeie manier om die lêergrootte van jou digitale media te verminder sonder om kwaliteit in te boet.

In hierdie artikel sal ons verken

• wat verlieslose kompressie is,
• hoe dit werk, en
• hoe jy dit tot jou voordeel kan gebruik.

Laat ons begin!

Definisie van verlieslose kompressie

Verlieslose kompressie is 'n tipe datakompressie wat alle oorspronklike data bewaar tydens die enkodering- en dekoderingsproses, sodat die resultaat 'n presiese replika van die oorspronklike lêer of data is. Dit werk deur patrone in die data te vind en dit meer doeltreffend te stoor. Byvoorbeeld, as 'n lêer 5 herhalende woorde het, in plaas daarvan om daardie 5 duplikaatwoorde te stoor, sal verlieslose kompressie slegs een geval van daardie woord stoor, plus verwysing na waar dit inligting oor die gebruik daarvan in die lêer kan vind.

Anders kompressie met verlies (wat sekere inligting selektief weggooi om grootte te verminder) Verlieslose kompressie laat jou toe om te onderhou beeldresolusie, teks duidelikheid en lêer integriteit met geen verlies aan kwaliteit nie. Dit maak dit geskik vir toepassings waar sekere inligting noodsaaklik is en nie opgeoffer kan word vir groottevermindering nie. Algemene gebruike vir verlieslose kompressie sluit in:

• Komprimeer musieklêers (daarom moet klankkwaliteit ongeskonde bly)
• Om mediese beelde saam te druk (aangesien klein besonderhede van kritieke belang kan wees vir diagnose)
• Komprimering van bronkode van sagtewaretoepassings
• Argiveer dokumente vir langtermynberging.

Voorbeelde van kompressors wat hierdie tipe algoritme kan gebruik, is ZIP- en PNG-lêers asook sommige beeldformate soos TIFF en GIF.

Voordele van verlieslose kompressie

Verlieslose kompressie is 'n tegnologie wat data in 'n kleiner grootte saampers sonder enige verlies in kwaliteit. Dit word moontlik gemaak deur die gebruik van algoritmes wat oortollige of herhalende stringe data identifiseer en dan met korter kodes vervang. Die gebruik van hierdie metode kan help om die grootte van data aansienlik te verminder, dikwels deur helfte of meer, wat gebruikers in staat stel om groot hoeveelhede inligting doeltreffender te stoor en oor te dra.

Behalwe om stoorplek te bespaar, is daar verskeie ander sleutelvoordele verbonde aan die gebruik van verlieslose kompressie. Dit sluit in:

• Verbeterde prestasie: Verlieslose kompressie kan die spoed waarteen lêers oorgedra word verbeter, aangesien dit kleiner is en minder bandwydte opneem terwyl dit gestuur of afgelaai word.
• Data integriteit: Omdat geen data verlore gaan wanneer verlieslose kompressie gebruik word nie, sal enige inligting wat geënkodeer is, ongeskonde bly tydens dekompressie.
• verenigbaarheid: Gecomprimeerde lêers kan gewoonlik met 'n verskeidenheid toepassings op verskillende platforms oopgemaak word as gevolg van sy standaard enkoderingsalgoritmes.
• Verminderde verwerkingstyd: Vermindering van lêergrootte versnel prosesse soos druk, stroom en redigering aangesien kleiner lêers minder rekenaarkrag benodig.

Tipes verlieslose kompressie

Daar is verskillende soorte verlieslose kompressie tegnieke wat jou toelaat om data saam te pers sonder om enige inligting te verloor. Die mees algemene tipes verlieslose kompressie is ZIP, gzip en LZW. Hierdie drie, saam met ander verskillende tipes, het almal hul eie voordele en nadele.

In hierdie artikel sal ons die verskillende tipes verlieslose kompressiemetodes bespreek en hoe om dit te gebruik:

• Zip
• gzip
• LZW

Looplengte-kodering

Looplengte-kodering (RLE) is 'n data-kompressie-algoritme wat gebruik word om die grootte van 'n lêer te verminder sonder om enige data te verloor. Dit werk deur data te ontleed, vir opeenvolgende karakters te soek en dit dan saam te komprimeer in 'n kleiner, meer gekondenseerde vorm. Dit maak die lêers makliker om te stoor en oor te dra. Tydens die dekompressieproses kan die oorspronklike data heeltemal gerekonstrueer word.

Run Length Encoding word algemeen gebruik vir die saampersing van digitale beelde aangesien dit effektief inligtingsoortolligheid in materiaal soos bv. herhalende patrone, lopies van pixels of groot areas gevul met 'n enkele kleur. Teksdokumente is ook geskikte kandidate vir RLE-kompressie omdat dit dikwels herhalende woorde en frases bevat.

Run Length Encoding maak gebruik van die feit dat baie opeenvolgende monsters binne oudiolêers het identiese waardes om hulle in grootte te verminder, maar hul oorspronklike kwaliteit by dekompressie te behou. Dit kan lei tot aansienlike vermindering in lêergrootte - tipies 50% of meer – met baie min verliese in terme van klankkwaliteit en werkverrigting.

Wanneer RLE-kodering gebruik word, is dit belangrik om te onthou dat hoewel dit waarskynlik lêergroottes wat verband hou met klank- of beeldlêers sal verminder, dit dalk nie eintlik voordelig is vir tipes tekslêers wat geneig is om nie veel oortolligheid te hê nie as gevolg van hoe hulle konvensioneel vervaardig is . Daarom kan 'n mate van eksperimentering met verskillende tipes toepassings nodig wees voordat 'n finale keuse gemaak word of hierdie tipe kompressietegnologie die beste geskik is vir jou behoeftes.

Huffman-kodering

Huffman-kodering is 'n aanpasbare, verlieslose datakompressie-algoritme. Hierdie algoritme gebruik 'n stel datasimbole, of karakters, tesame met hul frekwensie van voorkoms in 'n lêer om 'n doeltreffende voorvoegselkode te konstrueer. Hierdie kode bestaan ​​uit korter kodewoorde wat meer gereelde karakters verteenwoordig en langer kodewoorde wat seldsames verteenwoordig. Deur hierdie kodes te gebruik, kan Huffman Coding die lêergrootte verminder met min effek op die data-integriteit.

Huffman-kodering werk in twee stappe: die bou van 'n stel unieke simboolkodes en gebruik dit om die datastroom saam te pers. Die simboolkodes word gewoonlik saamgestel uit die verskillende lêer se verspreiding van karakters en uit inligting wat verkry is deur die relatiewe frekwensies te ondersoek waarmee verskillende karakters kom daarin voor. Oor die algemeen werk Huffman Coding meer doeltreffend as ander verlieslose kompressie-algoritmes wanneer dit gebruik word op datastrome wat simbole bevat wat ongelyke waarskynlikhede van voorkoms – byvoorbeeld om 'n teksdokument te karakteriseer waarin sommige letters (soos "e") kom meer dikwels voor as ander (soos "z").

Rekenkundige kodering

Een tipe verlieslose kompressie wat gebruik kan word, word genoem Rekenkundige kodering. Hierdie metode maak gebruik van die feit dat 'n stroom data oortollige dele kan hê wat spasie opgebruik, maar wat geen werklike inligting oordra nie. Dit komprimeer die data deur hierdie oortollige dele te verwyder terwyl die oorspronklike inligtingsinhoud behoue ​​bly.

Om te verstaan ​​hoe rekenkundige kodering werk, kom ons kyk na 'n teksgebaseerde voorbeeld. Gestel daar is vier karakters in ons datastroom – A, B, C, en D. As die data nie saamgepers gelaat word nie, sal elke karakter agt bisse opneem vir 'n totaal van 32 bisse oor die hele stroom. Met rekenkundige kodering hou die herhalende waardes egter soos A en B kan met minder as agt bisse elk voorgestel word.

In hierdie voorbeeld sal ons vier-bis blokke gebruik om elke karakter voor te stel, wat beteken dat al vier karakters in 'n enkele 16-bis blok gepak kan word. Die enkodeerder kyk na die stroom data en ken waarskynlikhede aan elke karakter toe op grond van hul waarskynlikheid om in opeenvolgende stringe te verskyn om ruimte te bespaar terwyl dit maksimum akkuraatheid verseker wanneer hulle aan die ander kant gedekomprimeer word. Tydens kompressie neem dus net daardie karakters met hoër waarskynlikhede minder bisse terwyl dié met laer frekwensies of dié wat minder gereeld voorkom meer bisse per karakterblok sal benodig, maar steeds binne een 16-bis-blok gebondel bly, soos voordat verskeie grepe oor die hele datastroom gestoor word. in vergelyking met sy ongecomprimeerde weergawe.

Hoe om verlieslose kompressie te gebruik

Verlieslose kompressie is 'n manier om data te enkodeer en saam te komprimeer sonder enige verlies aan inligting. Hierdie metode van kompressie word gebruik om die grootte van digitale beelde, oudio- en videolêers te verminder. Verlieslose kompressie maak dit moontlik om data teen 'n fraksie van sy oorspronklike grootte gestoor te word, wat 'n baie kleiner lêer tot gevolg het.

Dus, kom ons gaan in detail en verken hoe om verlieslose kompressie te gebruik:

Lêerformate

Verlieslose kompressie is 'n tipe datakompressie wat lêergrootte verminder sonder om enige van die data in die oorspronklike lêer op te offer. Dit maak dit 'n ideale metode om groot lêers soos digitale foto's, oudiolêers en videogrepe saam te pers. Om hierdie tipe kompressie te gebruik, moet jy die tipe lêers verstaan ​​wat deur verlieslose kompressors ondersteun word en hoe om dit behoorlik op te stel vir optimale resultate.

Wanneer 'n lêer saamgepers word vir verlieslose doeleindes, het jy verskeie opsies vir lêerformate. Heel waarskynlik sal jy tussen kies JPEG's en PNG's aangesien hulle albei uitstekende resultate met goeie lêergroottes lewer. Jy kan ook formate gebruik soos GIF of TIFF as jou sagteware dit ondersteun. Daar is ook 'n paar spesifieke saamgeperste formate wat spesifiek vir oudio of video ontwerp is. Dit sluit in FLAC (verlieslose oudio), AVI (verlieslose video), en QuickTime se Apple Lossless-formaat (ALAC).

Dit is belangrik om daarop te let dat hoewel hierdie formate beter kompressie bied as hul nie-saamgeperste eweknieë, dit moeiliker kan wees om mee te werk as gevolg van hul beperkte ondersteuning in sommige toepassings en sagtewareprogramme. Afhangende van jou opstelling, gebruik ongecomprimeerde formate kan op die lange duur eenvoudiger wees, selfs al neem dit meer skyfspasie in beslag.

Kompressie gereedskap

Daar is 'n verskeidenheid kompressie-instrumente beskikbaar wat ontwerp is om die grootte van datalêers te verminder terwyl die integriteit van die oorspronklike data behou word. Hierdie instrumente gebruik algoritmes om oortollige data te identifiseer en dit uit die lêer weg te gooi sonder om enige inligting te verloor.

Verlieslose kompressie is veral nuttig vir grafiese beelde, of oudio- en video-opnames. Gereedskap soos ZIP, RAR, Stuffit X, GZIP en ARJ ondersteun verskeie vlakke van verlieslose kompressie vir 'n verskeidenheid lêertipes, insluitend PDF's en saamgeperste uitvoerbare (EXE). Byvoorbeeld, as jy 'n prent saampers met een van hierdie formate by maksimum grootte vermindering instelling, sal jy daardie prent kan oopmaak en sien sonder om enige detail of kleurinligting te verloor.

Die algoritme wat gebruik word, sal die lêergrootte wat bereik kan word beïnvloed sowel as die tyd wat dit neem om 'n lêer te verwerk en saam te pers. Dit kan wissel van minute tot 'n paar uur, afhangende van hoe gesofistikeerd jou gekose instrument is. Gewilde kompressie-instrumente soos 7-zip (LZMA2) bied hoër vlakke van kompressie, maar vereis langer verwerkingstye. Hoogs geoptimaliseerde programme soos SQ=z (SQUASH) is lae vlak roetines wat bykomende grepe blitsvinnig kan uitdruk in vergelyking met meer gewilde toepassings soos WinZip or WinRAR maar hul tegniese kompleksiteit beteken dat hulle selde deur amateur-rekenaargebruikers gebruik word.

Beeldkompressie

Beeldkompressie is 'n manier om die hoeveelheid data wat benodig word om 'n digitale beeld voor te stel, te verminder. Dit word gedoen deur een of albei van twee benaderings: deur onbeduidende beelddata te verwyder of te verminder, genaamd verlieslose kompressie; of deur versigtige data uitskakeling, genoem kompressie met verlies.

Met verlieslose kompressie, die prent verskyn presies soos dit voor dit saamgepers is en gebruik minder geheue vir berging. Met 'n kompressie met verlies tegniek, gaan sommige data verlore wanneer die lêer gestoor en hersaamgepers word, maar wanneer dit korrek gedoen word, behoort geen sigbare vervorming van die oorspronklike ongekomprimeerde lêer gesien te word nie.

Verlieslose kompressietegnieke word wyd gebruik in digitale fotografie en in grafiese ontwerp-werkvloeie. Verlieslose tegnieke laat toe dat lêers in baie kleiner groottes saamgepers word as wanneer dit saamgepers is met ander metodes soos JPEG-beelde wat ontwerp is vir kompressie met verlies waar jy 'n kleiner lêergrootte kry ten koste van verlore kwaliteit of detail.

Verlieslose beeldformate sluit in:

• Vuurwerke PNG's (ortf)
• GIF (gif)
• en mees gebruikte formaat TIFF (tiff).

Beeldverwerkingsagtewaretoepassings soos Photoshop kan verskillende soorte beelde oopmaak en dit in een van hierdie formate omskakel deur kenmerke soos "Stoor as" te gebruik, wat is hoe gereeld lêers tussen formate omgeskakel word sonder om bykomende sagteware af te laai.

Sommige alternatiewe beeldformate soos JPEG 2000 (jp2) gebruik ook hierdie tipe kompressietegniek, maar dit bied 'n bykomende voordeel aangesien hulle meer akkuraat direkte inligting kan stoor in vergelyking met JPEG's terwyl hulle steeds 'n klein lêergrootte het as gevolg van hul doeltreffende koderingskema.

Gevolgtrekking

Verlieslose kompressie is 'n kragtige hulpmiddel wat jou kan help om lêergroottes te verminder en stoorspasie te bespaar, terwyl jy ook seker maak dat jy geen data in die proses verloor nie. Dit stel jou in staat om lêers saam te komprimeer sonder om enige van die inligting wat hulle bevat, te verloor en dit te maak makliker om te stoor, toegang te verkry en te deel.

Ten slotte, verlieslose kompressie is 'n noodsaaklike hulpmiddel vir moderne databerging en -bestuur.

Opsomming van verlieslose kompressie

Verlieslose kompressie is 'n tipe datakompressietegniek wat lêergroottes verminder sonder om enige van die data wat daarin vervat is prys te gee. Dit is ideaal om teksgebaseerde lêers soos dokumente, sigblaaie, sowel as beelde en oudiolêers saam te komprimeer.

Die grootste voordeel van verlieslose kompressie is dat dit laat jou toe om die grootte van 'n lêer te verminder sonder om lêerkwaliteit in te boet. Dit beteken dat dieselfde presiese lêer verskeie kere saamgepers kan word, wat dit makliker maak om groot lêers vinnig en maklik te stoor en oor te dra. Dit maak ook voorsiening vir meer doeltreffende berginggebruik deur oortollige data uit 'n lêer te verwyder en slegs die noodsaaklike elemente van inligting te stoor.

Oor die algemeen is daar twee soorte verlieslose kompressie-algoritmes – woordeboek-gebaseerde algoritmes soos Deflate/GZip of Lempel-Ziv (wat lêers in 'n geïndekseer lys saampers) of metodes om oortolligheid uit te skakel soos rekenkundige kodering of lopielengte-kodering (wat oortolligheid verwyder deur herhalende patrone te enkoder). Elke tipe het sy eie spesifieke doeleindes wanneer dit kom by tipes media en toepassings.

Vir beelde, spesifiek, verlieslose beeldformate soos PNG word verkies bo ander verliesagtige formate soos JPEG omdat hulle beeldbesonderhede beter bewaar as wat JPEG doen, terwyl hulle steeds 'n redelike vlak van kompressie bied sonder beduidende agteruitgang van beeldkwaliteit of probleme met die dekodering of herwinning van die oorspronklike brondata. Net so, digitale klank ongecomprimeerde golfvormlêers is geneig om beter te doen met vektorkwantiseringstegnieke eerder as suiwer bitrate reduksie tegnieke.

Ten slotte, verlieslose kompressie is 'n effektiewe manier om groot lêergroottes te verminder sonder enige opoffering in kwaliteit; dit maak hulle goeie alternatiewe vir die bewaring van waardevolle data terwyl hulle op stoorspasie en koste bespaar. Aangesien verskillende algoritmes verskillende soorte media meer doeltreffend as ander pas, is dit altyd die beste om navorsing te doen oor watter formaat die beste by jou behoeftes pas vir beide privaatheidbeskerming en ruimtedoeltreffendheid – die regte keuse kan die verskil maak!

Voordele van verlieslose kompressie

Verlieslose kompressie is 'n data-enkodering- en -dekoderingsproses wat lêers toelaat om spasie te bespaar sonder om kwaliteit in te boet. Alhoewel die koste van berging konsekwent afneem, kan die instandhouding van hoë kwaliteit digitale inhoud duur en tydrowend wees. Verlieslose kompressie-algoritmes vergemaklik berging, netwerkoptimalisering en lêeroordrag oor verskillende stelsels. Boonop kan geoptimaliseerde data-oordragspoed bedryfskoste wat met I/O-bedrywighede geassosieer word, verminder en wetenskaplike of mediese data-ontledingsafdelings help om hul resultate vinniger te bekragtig.

Die voordele van die gebruik van verlieslose kompressietegnieke sluit in:

• Vermindering in lêergrootte sonder om enige vervorming of kwaliteit agteruitgang in te voer
• Verbeterde bladsylaaispoed deur die hoeveelheid data wat oor die web oorgedra word te verminder
• Poorte na oopbrontoepassings wat kommunikasiekoste verminder om toegang tot inhoud op aanlynbedieners te verkry
• Verhoogde argiveringsvermoëns vir langtermynbewaring van digitale inhoud
• Het weë oopgemaak vir virtuele instrumentasie en internetstroommediadienste deur voorsiening te maak vir potensieel massiewe gehore met minimum bandwydte hulpbronne

Hallo, ek is Kim, 'n ma en 'n stop-motion-entoesias met 'n agtergrond in mediaskepping en webontwikkeling. Ek het 'n groot passie vir teken en animasie, en nou duik ek kop eerste in die stop-motion wêreld. Met my blog deel ek my geleerdheid met julle.